• 생명과학회지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.1631-1636
• /
• 2008

대황(Rhei Rhizoma; RR, 대황(大黃))은 Rheum officinale Baill.와 Rheum palmatum L. (Polygonaceae)의 땅속부분 (rhizome 및 root)으로 남아시아의 민속의학에서 간 및 신장의 손상을 치료하는데 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 배양한 흰쥐 해마신경세포의 저산소증모델을 이용하여 대황의 물추출물이 신경세포사를 억제하는 효능에 대하여 조사하였다. 배양 10일(DIV10)에 RR을 배양액에 첨가하고 DIV13일에 생존율을 조사한 결과 10 ${\mu}g$/ml 농도까지는 세포독성이 없었으며, 정상산소 환경에서 2.5 ${\mu}g$/ml의 농도에서 세포생존율을 높이는 것으로 나타났다. 또한 배지에 대황을 첨가한 경우 DIV13일에 저산소증을 유도한 후 5일째에 세포생존율을 조사한 결과 대조군에 비하여 매우 유의하게 생존율을 증가시켰다. $H_2DCF$ 염색 결과 대황은 활성산소(ROS)의 생성을 유의하게 감소시킴과, JC-1 염색 결과 사립체 막전위의 소실을 유의하게 억제함을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 대황 물추출물이 활성산소를 효과적으로 제거하고, 세포의 에너지 생성을 보전함으로서 세포사를 억제할 수 있음을 보여주며, 향후 뇌신경세포의 건강에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권12호
• /
• pp.1329-1336
• /
• 2019

뇌에서 뇌실하 영역은 자가 복제 및 신경세포와 교세포로 분화하는 신경줄기세포가 위치한 곳이다. 이러한 신경줄기세포는 태어난 직후 뿐만 아니라, 성인기까지 존재한다. 세포 증식과 분화에 대한 결정은 세포 안과 밖의 상황에 따라 조절될 필요가 있기에, 많은 세포 내부 또는 세포 외부의 인자들이 이러한 결정에 관여한다. 이러한 인자들 중에서 미토콘드리아는 신경줄기세포의 운명 결정에 관여함이 보고된 바 있다. 본 저자들의 이전 논문에서, 미토콘드리아 저해제인 rotenone을 장시간 처리했을 때, 신경세포로의 분화가 거의 일어나지 않았음을 보여주었다. 이번 연구에서, rotenone을 뇌실하 영역 신경줄기세포에 단기간 처리했을 때의 영향에 대해 조사하였다. 이를 통해 다음과 같은 결과를 관찰하였다. (1) 하루 동안 rotenone을 처리하자 신경세포로의 분화가 크게 감소하였고, 특히 분화 초기 단계가 더 민감하게 억제되었다. (2) 일시적 증식세포인 Mash1+ 세포의 수가 rotenone을 하루 처리한 후 감소하였다. (3) 분화가 된 Tuj1+ 신경세포와 Olig2+ 희소 돌기 아교 세포 (oligodendrocytes) 모두 rotenone을 단기간 처리하자 감소하였다. 반면, glial fibrillary acidic protein (GFAP)+성상 세포 (astrocytes)의 수는 변화하지 않았다. (4) sulfiredoxin 1 (Srxn1) 유전자 발현이 rotenone을 하루 처리한 후 증가하였는데, 이는 nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) 신호전달 경로가 활성화 되었음을 말해준다. 이러한 실험 결과는 기능을 갖춘 미토콘드리아가 신경세포 또는 희소 돌기 아교 세포로의 분화 뿐 아니라, 이미 분화가 끝난 신경세포의 유지에도 필요함을 확인해 주었다. 또한, 이러한 결과는 rotenone과 같은 미토콘드리아의 저해제에 짧은 시간 노출 되더라도 신경줄기세포의 신경세포로의 분화 가능성에 장기적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.750-758
• /
• 2006

칼슘 결합 단백질 calretinin은 칼슘의 완충작용에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 최근에 우리는 햄스터 상구의 superficial layer에서 calretinin과 면역반응(immunoreactive)을 일으키는 신경세포의 형태, 분포와 안구적출 후 calretinin 면역반응의 영향에 대해 보고한 바 있다. 본 연구에서는, 상구의 deeper layer에서 면역세포화학 방법을 이용하여 면역표지 된 세포의 분포와 유형 그리고 안구적출 후 변화의 양상을 기술한다. 또한 중추 신경계에서 주요 억제성 신경전달물질인 GABA를 사용하여 calretinin 면역표지 된 세포와 비교하였다. Superficial layer와 비교하여, deeper layer는 calretinin 면역 반응을 일으키는 많은 신경세포들이 분포한다. 이 신경세포들은 두 층을 형성하며, 그 중 첫 번째 층은 intermediate gray layer에서 뚜렷한 층 구조를 나타내었다. 두 번째 층은 deep gray layer에서 발견되었다. 면역표지 된 신경세포는 형태학적으로 매우 다양하며, 수직 방추모양, 성상, 둥근/타원형 그리고 수평 신경세포를 포함한다. Superficial layer와 비교하여, 안구적출은 deeper layer에서 calretinin 면역반응의 분포에 영향이 없는 것으로 보여진다. 두 가지 색을 이용한 면역 형광법은 calretinin 면역반응 신경세포들이 하나도 GABA항체와 함께 표지 되지 않는 것을 보여준다. 본 연구 결과는 햄스터 상구에서 calretinin 함유 신경세포는 특이한 sublaminar 구조를 이루고 있는 것을 보여준다. 본 연구 결과는 또한 햄스터 상구에서 calretinin 면역 반응 신경세포들은 GABAergic interneuron이 하나도 없는 것을 증명한다. 많은 calretinin 면역 반응 세포들은 대부분 뇌의 다른 부분에서는 GABAergic interneuron 인데 비해, 햄스터 상구에서의 본 연구 현상은 예외적이다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제48권2호
• /
• pp.68-73
• /
• 2016

암모니아는 매우 독성이 있으며, 흥분 독성, 산화 스트레스, 염증을 통해 신경 세포의 손상을 유발한다. 간이 암모니아 대사를 위한 일차 기관이라는 사실에 근거하여 선천성 대사 오류의 원인이 된다. 혈중 암모니아 판정은 측정값의 일부 범위에서 결정하게 되는데 최근 진단분야에서 혈중 암모니아를 가능한 동시다발적으로 측정하게 되었다. 그러나 혈액검체의 수집, 처리, 저장 및 분석은 오류의 모든 잠재적인 요인이다. 신속하고 신뢰할 수 있는 혈중 암모니아 측정의 평가를 위해 DRI-CHEM 100 (Fuji Film Co., Japan) 및 COBAS 8000 (Roche Diagnostic Ltd., Switzerland) 분석기를 이용해 비교평가 분석하였고 높은 상관성을 얻었으며 one-step 방법은 암모니아 분석에 적합하였다. 암모니아의 채혈 후 시간대별 측정에서는 30, 90, 180분에 각각 46.5, 57.4, 79.0 (${\mu}g/dL$)로 상승하는 경향을 보였다. 또한 암모니아의 용량별 측정에서는 7, 10, 13 (${\mu}L$)에 각각 39, 46, 43 (${\mu}g/dL$)으로 나타났으며 $10{\mu}L$에서 유의성을 보였다(p<0.001). 결론적으로 위 평가 분석은 임상적용에서 유용한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

• Toxicological Research
• /
• 제31권2호
• /
• pp.157-163
• /
• 2015

Nanotechnology has advanced at an extremely rapid pace over the past several years in numerous fields of research. However, the uptake of nanoparticles (NPs) into the body after administration through various routes may pose a risk to human health. In this study, we investigated the potential ocular toxicity of 20-nm, negatively- charged zinc oxide (ZnO) NPs in rats using micro-computed tomography (micro-CT) and histopathological assessment. Animals were divided into four groups as control group, ZnO NPs treatment group (500 mg/kg/day), control recovery group, and ZnO NPs treatment and recovery group. Ocular samples were prepared from animals treated for 90 days (10 males and 10 females, respectively) and from recovery animals (5 males and 5 females, respectively) sacrificed at 14 days after final treatment and were compared to age-matched control animals. Micro-CT analyses represented the deposition and distribution of foreign materials in the eyes of rats treated with ZnO NPs, whereas control animals showed no such findings. X-ray fluorescence spectrometry and energy dispersive spectrometry showed the intraocular foreign materials as zinc in treated rats, whereas control animals showed no zinc signal. Histopathological examination revealed the retinopathy in the eyes of rats treated with ZnO NPs. Neuronal nuclei expression was decreased in neurons of the ganglion cell layer of animals treated with ZnO NPs compared to the control group. Taken together, treatment with 20-nm, negatively-charged ZnO NPs increased retinopathy, associated with local distribution of them in ocular lesions.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제20권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2012

Oroxylin A is a flavone isolated from a medicinal herb reported to be effective in reducing the inflammatory and oxidative stresses. It also modulates the production of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in cortical neurons by the transactivation of cAMP response element-binding protein (CREB). As a neurotrophin, BDNF plays roles in neuronal development, differentiation, synaptogenesis, and neural protection from the harmful stimuli. Adenosine $A2_A$ receptor colocalized with BDNF in brain and the functional interaction between $A2_A$ receptor stimulation and BDNF action has been suggested. In this study, we investigated the possibility that oroxylin A modulates BDNF production in cortical neuron through the regulation of $A2_A$ receptor system. As expected, CGS21680 ($A2_A$ receptor agonist) induced BDNF expression and release, however, an antagonist, ZM241385, prevented oroxylin A-induced increase in BDNF production. Oroxylin A activated the PI3K-Akt-GSK-$3{\beta}$ signaling pathway, which is inhibited by ZM241385 and the blockade of the signaling pathway abolished the increase in BDNF production. The physiological roles of oroxylin A-induced BDNF production were demonstrated by the increased neurite extension as well as synapse formation from neurons. Overall, oroxylin A might regulate BDNF production in cortical neuron through $A2_A$ receptor stimulation, which promotes cellular survival, synapse formation and neurite extension.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제26권5호
• /
• pp.439-445
• /
• 2018

T-type calcium channels are low voltage-activated calcium channels that evoke small and transient calcium currents. Recently, T-type calcium channels have been implicated in neurodevelopmental disorders such as autism spectrum disorder and neural tube defects. However, their function during embryonic development is largely unknown. Here, we investigated the function and expression of T-type calcium channels in embryonic neural progenitor cells (NPCs). First, we compared the expression of T-type calcium channel subtypes (CaV3.1, 3.2, and 3.3) in NPCs and differentiated neural cells (neurons and astrocytes). We detected all subtypes in neurons but not in astrocytes. In NPCs, CaV3.1 was the dominant subtype, whereas CaV3.2 was weakly expressed, and CaV3.3 was not detected. Next, we determined CaV3.1 expression levels in the cortex during early brain development. Expression levels of CaV3.1 in the embryonic period were transiently decreased during the perinatal period and increased at postnatal day 11. We then pharmacologically blocked T-type calcium channels to determine the effects in neuronal cells. The blockade of T-type calcium channels reduced cell viability, and induced apoptotic cell death in NPCs but not in differentiated astrocytes. Furthermore, blocking T-type calcium channels rapidly reduced AKT-phosphorylation (Ser473) and $GSK3{\beta}$-phosphorylation (Ser9). Our results suggest that T-type calcium channels play essential roles in maintaining NPC viability, and T-type calcium channel blockers are toxic to embryonic neural cells, and may potentially be responsible for neurodevelopmental disorders.

• 대한수의학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.34-44
• /
• 1999

Ischemic damage in the selectively vulnerable populations of neurons is thought to be caused by an abnormal accumulation of intracellular calcium. It has been reported that the neurons, expressing specific calcium binding proteins, might effectively control intracellular calcium concentrations because of a high capacity to buffer intracellular calcium in the brain ischemic condition. It is uncertain that parvalbumin, one of the calcium binding proteins, can protect the neurons from the cerebral ischemic damage. Recently, treatment of kappa opioid agonists increased survival rate, improved neurological function, and decreased tissue damage under the cerebral ischemic condition. Many evidences indicate that these therapeutic effects might result from regulation of calcium concentration. This study was designed to analyze the changes of number in parvalbumin-positive neurons after cerebral ischemic damage according to timepoints after cerebral ischemic induction. In addition, we evaluated the effect of GR89696 (kappa opioid agonist) or naltrexone(non selective opioid antagonist) on the changes of number in parvalbumin expressing neurons under ischemic condition. Cerebral ischemia was induced by occluding the common carotid artery of experimental animals. The hippocampal areas were morphometrically analyzed at different time point after ischemic induction(1, 3, 5 days) by using immuno-histochemical technique and imaging analysis system. The number of parvalbumin-positive neurons in hippocampus was significantly reduced at 1 day after ischemia(p<0.05). Furthermore, the number of parvalbumin-immunoreactive neurons was dramatically reduced at 3 and 5 days after cerebral ischemic induction(p<0.05) as compared to 1 day group after ischemia, as well as sham control group. Significant reduction of parvalbumin positive neurons in CA1 region of hippocampus was observed at 1 day after cerebral ischemic induction. However, significant loss of MAP2 immunoreactivity was observed at 3 day after cerebral ischemia. The loss of parvalbumin-positive neurons and MAP2 immunoreactivity in CA1 region was prevented by pre-administration of GR89696 compared to that of saline-treated ischemic group. Furthermore, protective effect of GR89696 partially reversed by pre-treatment of naltrexone. These data indicate that parvalbumin-positive neurons more sensitively responded to cerebral ischemic damage than MAP2 protein. Moreover, this loss of parvalbumin-positive neurons was effectively prevented by the pretreatment of kappa opioid agonist. It was also suggested that the changes of number in parvalbumin-positive neurons could be used as the specific marker to analyze the degree of ischemic neuronal damage.

• 대한수의학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.295-300
• /
• 1993

홍역이환개의 중추신경계에서 발생한 수초탈락을 수반하는 뇌척수염을 병리조직학적으로 관찰하고 조직반응과 수축탈락의 과정을 알아보기 위하여 중추신경계 조직을 파라핀 포매, 절편을 만들고 병소가 빈발하는 소뇌와 시신경로는 수초의 주요 구성단백인 MBP와 MAG 그리고 별아교세포의 Marker인 GFAP의 항혈청을 반응시켜 면역세포학적으로 관찰하였다. 조직학적으로는 대뇌에서 신경세포의 일부괴사, 신경아교세포의 결절형성, 소뇌에서는 4뇌실에 인접하여 백질부에서 수초의 공포변성, 수초탈락과 염증세포의 침윤이 현저하였고 피질부의 과립층에 인접한 부위와 시신경로에서도 수초탈락이 인정되었다. MBP와 MAG를 면역반응시킨 결과 수초의 공포화와 수초탈락이 현저한 부위에서는 MBP와 MAG가 동시에 소실되었고 부위에 따라서는 MBP또는 MAG가 먼저 소실되기도 하였다. 동시에 별아교세포의 반응은 수초탈락 초기에는 GFAP양성의 섬유와 세포가 크게 증가한 반면 수초탈락이 심하게 진행된 부위에서는 오히려 소실되는 경향이었다. 따라서 홍역이환 개에서 발생되는 수초탈락은 일차적으로 수초가 공격을 받아 파괴됨을 알 수 있었고 동시에 부위에 따라 다른 소견을 요인별로 비교하였다.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제28권4호
• /
• pp.247-252
• /
• 2004

Human embryonic stem (ES) cells are derived from the inner cell mass of the preimplantation embryo. Human ES cells have the capacity to differentiate into various types of cells in the body. Human ES cells are indefinite source of cells for cell therapy in various degenerative disorders including neuronal disorders. Directed differentiation of human ES cells is a prerequisite for their clinical application. The objective of this study is to develop the culture condition for the derivation of neural precursor cells from human ES cells. Neural precursor cells were derived from human ES cells in a stepwise culture condition. Neural precursor cells in the form of neural rosette structures developed into neurospheres when cultured in suspension. Suspension culture of neurospheres has been maintained over 4 months. Expressions of nestin, soxl, sox2, pax3 and pax6 transcripts were upregulated during differentiation into neural precursor cells by RT-PCR analysis. In contrast, expression of oct4 was dramatically downregulated in neural precursor cells. Immunocytochemical analyses of neural precursor cells demonstrated expression of nestin and SOX1. When induced to differentiate on an adhesive substrate, neuro-spheres were able to differentiate into three lineages of neural systems, including neurons, astrocytes and oligo-dendrocytes. Transcripts of sox1 and pax6 were downregulated during differentiation of neural precursor cells into neurons. In contrast, expression of map2ab was elevated in the differentiated cells, relative to those in neural precursor cells. Neurons derived from neural precursor cells expressed NCAM, Tuj1, MAP2ab, NeuN and NF200 in immunocytochemical analyses. Presence of astrocytes was confirmed by expression of GFAP immuno-cytochemically. Oligodendrocytes were also observed by positive immuno-reactivities against oligodendrocyte marker O1. Results of this study demonstrate that a stepwise culture condition is developed for the derivation of neural precursor cells from human ES cells.