• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.529-535
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• 2015

지금까지 생체 네트워크 분석 연구는 정적(static)인 개념으로만 다루어졌다. 그러나 실제 생명현상이 발생하는 세포 내에서는 세포의 상태 및 외부 환경에 따라 일부 단백질과 그 상호작용만이 선택적으로 활성화된다. 따라서 생체 네트워크의 구조가 시간의 흐름에 따라 변화하는 동적(dynamic)인 개념이 적용되어야 하며, 이런 개념은 질병의 진행 추이를 분석하는데 효율적이다. 본 논문에서는 동적인 네트워크 방법을 알츠하이머 질병에 적용하여 질병이 진행되는 단계에 따라 변화하는 단백질 상호작용 네트워크의 구조적, 기능적 특징에 대하여 분석하고자 한다. 우선, 유전자 발현데이터를 기반으로 각 질병의 진행 상태에 따른 부분 네트워크(정상, 초기, 중기, 말기)를 구축하였다. 이를 기반으로, 네트워크의 구조적 특성 분석을 수행하였다. 또한 기능적 특성 분석을 위해 유전자 군집(module)을 탐색하고, 군집별 유전자 기능(Gene Ontology) 분석을 수행했다. 그 결과, 네트워크의 특성들은 각 질병의 단계와 잘 대응되며, 동적 네트워크 분석법이 중요한 생물학적 이벤트를 설명하는데 이용될 수 있음을 보였다. 결론적으로 제안된 연구 방법을 통하여 그동안 알려지지 않았던 질병유발에 관련된 주요 네트워크 변화를 관측할 수 있고, 질병에 관여하는 복잡한 분자 수준의 발생 기작과 진행 과정을 이해하는데 중요한 정보를 획득할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제12권3호
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• pp.264-273
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• 2002

식물은 병원균이나 여러 가지 환경스트레스에 내하여 사기 방어기작을 가지며, 특히 PR 단백질은 병원균의 침입시에 동물의 면역반응과 유사한 생체방어반응을 나타내는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고추에서 항균 특성을 나타내는 PR5 유전자를 클로닝하고 이들의 특성을 구명하였다. 고추에서 서로 다른 3종의 PR5 유전자, CAPR5-1, CAPR5-2, CAPR5-3를 클로닝하였다. 이들 유전자의 특성을 조사하고 아미노산 수준에서 유사성을 비교하여 본 결과, 서로간에는 90% 이삳의 상동성을 나타내었고 이들의 2차구조를 비교한 결과 중요한 domain은 높은 상동성을 나타내어 PR5 유전자들이 항균 특성을 나타내는데 매우 중요한 motif로 작용할 것으로 사료된다. CAPR5-1, CAPR-2, CAPR5-3 유전자들의 항균성 정도를 조사하기 위하여 이들 유전자를 대장균에서 발현시켜 단백질을 분리하여 고추 역병균인 phytophthora capsici에 처리한 결과, 균사의 성장이 억제되어 CAPR5-1, CAPR5-2, CAPR5-3 단백질들이 항균성을 지니고 있는 것으로 나타났다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권6호
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• pp.893-901
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• 2017

Objective: Hypocalcemia is an important metabolic disease of dairy cows during the transition period, although the effect of hypocalcemia on biological function in dairy cows remains unknown. Methods: In this study, proteomic, mass spectrum, bioinformatics and western blotting were employed to identify differentially expressed proteins related to serum Ca concentration. Serum samples from dairy cows were collected at three time points: 3rd days before calving (day -3), the day of calving (day 0), and 3rd days after calving (day +3). According to the Ca concentration on day 0, a total of 27 dairy cows were assigned to one of three groups (clinical, subclinical, and healthy). Samples collected on day -3 were used for discovery of differentially expressed proteins, which were separated and identified via proteomic analysis and mass spectrometry. Bioinformatics analysis was performed to determine the function of the identified proteins (gene ontology and pathway analysis). The differentially expressed proteins were verified by western blot analysis. Results: There were 57 differential spots separated and eight different proteins were identified. Vitamin D-binding protein precursor (group-specific component, GC), alpha-2-macroglobulin (A2M) protein, and apolipoprotein A-IV were related to hypocalcemia by bioinformatics analysis. Due to its specific expression (up-regulated in clinical hypocalcemia and down-regulated in subclinical hypocalcemia), A2M was selected for validation. The results were consistent with those of proteomic analysis. Conclusion: A2M was as an early detection index for distinguishing clinical and subclinical hypocalcemia. The possible pathogenesis of clinical hypocalcemia caused by GC and apolipoprotein A-IV was speculated. The down-regulated expression of GC was a probable cause of the decrease in calcium concentration.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제71권2호
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• pp.88-96
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• 2011

Background: It is known that cigarette smoke (CS) causes cell death. Apoptotic cell death is involved in the pathogenesis of CS-related lung diseases. Some members of the protein kinase C (PKC) family have roles in cigarette smoke extract (CSE)-induced apoptosis. This study was conducted to investigate the role of PKC epsilon in CSE-induced apoptosis in human lung fibroblast cell line, MRC-5. Methods: Lactate dehydrogenase release was measured using a cytotoxicity detection kit. The MTT assay was used to measure cell viability. Western immunoblot, Hoechst 33342 staining and flow cytometry were used to demonstrate the effect of $PKC{\varepsilon}$. Caspase-3 and caspase-8 activities were determined using a colorimetric assay. To examine $PKC{\varepsilon}$ activation, Western blotting was performed using both fractions of membrane and cytosol. Results: We showed that CSE activated $PKC{\varepsilon}$ by demonstrating increased expression of $PKC{\varepsilon}$ in the plasma membrane fraction. Pre-treatment of $PKC{\varepsilon}$ peptide inhibitor attenuated CSE-induced apoptotic cell death, as demonstrated by the MTT assay (13.03% of control, 85.66% of CSE-treatment, and 53.73% of $PKC{\varepsilon}$ peptide inhibitor-pre-treatment, respectively), Hoechst 33342 staining, and flow cytometry (85.64% of CSE-treatment, 53.73% of $PKC{\varepsilon}$ peptide inhibitor-pre-treatment). Pre-treatment of $PKC{\varepsilon}$ peptide inhibitor reduced caspase-3 expression and attenuated caspase-3, caspase-8 activity compared with CSE treatment alone. Conclusion: $PKC{\varepsilon}$ seem to have pro-apoptotic function and exerts its function through the extrinsic apoptotic pathway in CSE-exposed MRC-5 cells. This study suggests that $PKC{\varepsilon}$ inhibition may be a therapeutic strategy in CS-related lung disease such as chronic obstructive pulmonary disease.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.223-230
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• 2015

RCAN1은 calcineurin을 억제하는 내인성 단백질로 calcineurin-NFATc1 신호전달 경로와 관련된 질환의 병인에 중요한 역할을 담당한다. 특히 RCAN1-4 아형 유전자의 경우 NFATc1 전사인자에 의해 조절된다. RANKL 자극은 calcineurin-NFATc1 경로로 파골세포 분화를 유도하는데, RCAN1과 파골세포의 분화에 관련된 연구는 보고 된 바 없다. 따라서 본 연구는 RANKL 처리에 의해 파골세포 분화가 유도될 때 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로에 미치는 영향을 in vitro에서 조사했다. 마우스로부터 분리한 골수단핵세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도했다. RANKL 처리 후 조사 대상 유전자의 mRNA 발현과 단백질 발현을 각각 RT-PCR과 Western blot로써 측정했다. 마우스 RCAN1-4 vector를 파골전구세포인 RAW 264.7 단핵세포주와 골수단핵세포에 형질도입(transfection)시켜 RCAN1-4 유전자의 과발현을 유도했다. 형질도입 후 파골세포 분화의 형태적 변화는 TRAP 염색을 통해 관찰했다. RANKL 처리 후 NFATc1, calcineurin, RCAN1-4 mRNA 발현은 크게 증가했다. 단백질 발현의 경우 NFATc1과 RCAN1은 증가했으나 calcineurin은 대조군과 차이가 없었다. RCAN1-4 유전자의 과발현 유도 시 RCAN1-4 mRNA는 크게 증가되었으나 RCAN1 단백질 발현은 증가되지 않았다. 특히 RANKL 존재 시 RCAN1 유전자를 knock-down시켜도 RCAN1 발현은 정상적으로 유지되었다. 한편, NFATc1 발현은 과발현 유도시 감소했고 knock-down 유도 시 증가하는 경향을 보였다. RCAN1-4 유전자 과발현을 유도한 골수단핵세포에서 배양 5일 후 파골세포 분화는 대조군과 차이가 없었다. 이러한 결과는 RANKL에 의한 파골세포 분화 시 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로를 통해 파골세포 분화에 미치는 영향은 제한적일 것으로 사료된다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제5권4호
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• pp.228-237
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• 2005

목적: 위암조직에서 P16과 hMLH1 유전자의 메틸화상태를 검사하여 위암의 발생과정에서의 작용과 유전자의 발현에 미치는 영향과 Helicobacter paylori균 감염여부 및 임상병리학적인자와의 연관성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 위암 신선 동결 절편조직 100예를 대상으로 유전자의 단백질 발현상태는 면역조직화학 염색을 시행하여 확인하였고. 메틸화 상태는 methylation-specific PCR(MSP)과 염기서열분석을 시행하였다. 결과: P16유전자의 메틸화는 19예(19%)에서 관찰되었고 이 중 18예(94.7%)에서 P16유전자의 단백질 발현 소실이 있어, P16 유전자의 단백질 발현 소실이 P16유전자의 메틸화와 연관이 있음을 알 수 있었다(kappa 계수=0.317, P=.0011). hMLH1 유전자의 메틸화는 27예(27%)에서 관찰되었고, 이 중 24예(8.8%)에서 hMLH1 단백의 소실이 hMLH1유전자의 메틸화와 연관이 있음을 보여주었다(kappa계수=0.675, p<0.0001). hMLH1 유전자의 메틸화는 나이, 암종의 크기, Lauren 분류와 연관성이 있었다. P16 유전자와 hMLH1 유전자 메틸화 모두 Helicobacter paylori균 감염여부와는 연관성이 없었다. 결론: 위암에서 P16 및 hMLH1 유전자의 불활성화에는 DNA 메틸화가 작용을 함을 알 수 있었고, hMLH1유전자의 메틸화는 나이, 암종의 크기, Lauren 분류와 연관이 있음을 알 수 있었다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제30권4호
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• pp.343-354
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• 2014

Rice blast disease caused by Magnaporthe oryzae is one of the most serious diseases of cultivated rice (Oryza sativa L.) in most rice-growing regions of the world. In order to investigate early response genes in rice, we utilized the transcriptome analysis approach using a 300 K tilling microarray to rice leaves infected with compatible and incompatible M. oryzae strains. Prior to the microarray experiment, total RNA was validated by measuring the differential expression of rice defense-related marker genes (chitinase 2, barwin, PBZ1, and PR-10) by RT-PCR, and phytoalexins (sakuranetin and momilactone A) with HPLC. Microarray analysis revealed that 231 genes were up-regulated (>2 fold change, p < 0.05) in the incompatible interaction compared to the compatible one. Highly expressed genes were functionally characterized into metabolic processes and oxidation-reduction categories. The oxidative stress response was induced in both early and later infection stages. Biotic stress overview from MapMan analysis revealed that the phytohormone ethylene as well as signaling molecules jasmonic acid and salicylic acid is important for defense gene regulation. WRKY and Myb transcription factors were also involved in signal transduction processes. Additionally, receptor-like kinases were more likely associated with the defense response, and their expression patterns were validated by RT-PCR. Our results suggest that candidate genes, including receptor-like protein kinases, may play a key role in disease resistance against M. oryzae attack.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.136-150
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• 2015

Pseudomonas syringae pv. tabaci 11528은 담배를 숙주로 하여 wildfire disease를 일으키는 식물 병원성 세균이다. P. syringae pv. tabaci psyR deletion mutant를 이용하여 swarming motility, tabtoxin 생산능, siderophore 생산능, AHL 생산능 등의 phenotypic test를 수행하였다. psyR deletion mutant는 wild-type 균주보다 swarming motility가 증가하였고, tabtoxin 생산 또한 증가하였다. 하지만 siderophore와 AHL 생산능은 감소하였고 virulence 또한 지연되었다. 이러한 결과로 PsyR이 QS regulator로 작용한다는 사실과 더불어 병원성 유전자의 조절에도 관여한다는 것을 확인하였다. PsyR이 각각의 병원성 유전자의 발현을 조절하는 regulator들에게 미치는 영향을 전사단계에서 확인하기 위해 fur, gacA, psyI, prhI, prhA, hrpR, hrpA 유전자들을 정량적 real-time PCR (qRT-PCR) 방법으로 확인하였다. 또한 PsyR에 의한 병원성 유전자 조절이 DNA상에 직접적으로 결합하여 일어나는 것인지 아니면 다른 경로를 통해 간접적으로 일어나는 것인지를 확인할 필요가 있어 정제한 PsyR 단백질과 병원성 관련 유전자들의 upstream region 서열을 이용하여 electrophoretic mobility shift assay (EMSA)를 수행한 결과 본 연구에서 선정한 병원성 관련 유전자들이 PsyR에 의해 직접적으로 조절되지는 않는다는 사실을 밝혔다.

• The Korean Journal of Pain
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• 제33권2호
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• pp.131-137
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• 2020

Background: Among various diseases that accompany pain, complex regional pain syndrome (CRPS) is one of the most frustrating for patients and physicians. Recently, many studies have shown functional and anatomical abnormalities in the brains of patients with CRPS. The calcium-related signaling pathway is important in various physiologic processes via calmodulin (CaM) and calcium-calmodulin kinase 2 (CaMK2). To investigate the cerebral mechanism of CRPS, we measured changes in CaM and CaMK2 expression in the cerebrum in CRPS animal models. Methods: The chronic post-ischemia pain model was employed for CRPS model generation. After generation of the animal models, the animals were categorized into three groups based on changes in the withdrawal threshold for the affected limb: CRPS-positive (P), CRPS-negative (N), and control (C) groups. Western blot analysis was performed to measure CaM and CaMK2 expression in the rat cerebrum. Results: Animals with a decreased withdrawal threshold (group P) showed a significant increment in cerebral CaM and CaMK2 expression (P = 0.013 and P = 0.021, respectively). However, groups N and C showed no difference in CaM and CaMK2 expression. Conclusions: The calcium-mediated cerebral process occurs after peripheral injury in CRPS, and there can be a relationship between the cerebrum and the pathogenesis of CRPS.

• 대한약리학회지
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• 제25권1호
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• pp.109-113
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• 1989

사람 혈액속의 elastase와 관련된 질병에 대한 연구는 다양한 저해제의 개발을 동반해 왔으며, 최근 항생제도 그 관심대상이 되고 있다. 두 단계의 액체 크로마토그래피를 거쳐 얻은 고순도의 elastase에 12종의 항생제를 처리하였다. 세포벽합성 저해제로 알려져 있는 penicillin계와 cephalosporin계 항생제를 각각 3종씩 처리한 결과, methicillin과 cefamandole은 10mM 농도에서 elastase 활성을 50% 이상 저해하였지만, 나머지는 거의 10% 미만이었다. 단백질합성 저해제 중 oxytetracycline의 elastase에 대한 저해효과는 10mM 농도에서 95% 이상으로 매우 탁월하였으며 $(IC_{50}=0.3mM)$, gentamicin도 50% 이상 저해하였으나, 다른 aminoglycoside나 chloramphenicol은 역시 10%미만이었다. 실험해 본 항생제 가운데, oxytetracycline, cefamandole, methicillin, gentamicin 등은 elastase에 대한 강력한 저해제였으며, 그 작용기전은 항생제의 알려진 약리학적 기전과는 다른 차원의 모델임이 분명하였다.