• Animal Bioscience
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• 제34권6호
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• pp.975-984
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• 2021

Objective: Inbreeding depression of reproduction is a major concern in the conservation of native chicken genetic resources. Here, based on the successful development of strongly inbred (Sinb) and weakly inbred (Winb) Langshan chickens, we aimed to evaluate inbreeding effects on reproductive traits and identify candidate genes involved in inbreeding depression of reproduction in Langshan chickens. Methods: A two-sample t-test was performed to estimate the differences in phenotypic values of reproductive traits between Sinb and Winb chicken groups. Three healthy chickens with reproductive trait values around the group mean values were selected from each of the groups. Differences in ovarian and hypothalamus transcriptomes between the two groups of chickens were analyzed by RNA sequencing (RNA-Seq). Results: The Sinb chicken group showed an obvious inbreeding depression in reproduction, especially for traits of age at the first egg and egg number at 300 days (p<0.01). Furthermore, 68 and 618 differentially expressed genes (DEGs) were obtained in the hypothalamus and ovary between the two chicken groups, respectively. In the hypothalamus, DEGs were mainly enriched in the pathways related to vitamin metabolism, signal transduction and development of the reproductive system, such as the riboflavin metabolism, Wnt signaling pathway, extracellular matrix-receptor interaction and focal adhesion pathways, including stimulated by retinoic acid 6, serpin family F member 1, secreted frizzled related protein 2, Wnt family member 6, and frizzled class receptor 4 genes. In the ovary, DEGs were significantly enriched in pathways associated with basic metabolism, including amino acid metabolism, oxidative phosphorylation, and glycosaminoglycan degradation. A series of key DEGs involved in folate biosynthesis (gamma-glutamyl hydrolase, guanosine triphosphate cyclohydrolase 1), oocyte meiosis and ovarian function (cytoplasmic polyadenylation element binding protein 1, structural maintenance of chromosomes 1B, and speedy/RINGO cell cycle regulator family member A), spermatogenesis and male fertility (prostaglandin D2 synthase 21 kDa), Mov10 RISC complex RNA helicase like 1, and deuterosome assembly protein 1) were identified, and these may play important roles in inbreeding depression in reproduction. Conclusion: The results improve our understanding of the regulatory mechanisms underlying inbreeding depression in chicken reproduction and provide a theoretical basis for the conservation of species resources.

• Genes and Genomics
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• 제40권11호
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• pp.1181-1197
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• 2018

Tropical plant rubber tree (Hevea brasiliensis) is the sole source of commercial natural rubber and low-temperature stress is the most important limiting factor for its cultivation. To characterize the gene expression profiles of H. brasiliensis under the cold stress and discover the key cold stress-induced genes. Three cDNA libraries, CT (control), LT2 (cold treatment at $4^{\circ}C$ for 2 h) and LT24 (cold treatment at $4^{\circ}C$ for 24 h) were constructed for RNA sequencing (RNA-Seq) and gene expression profiling. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) was conducted to validate the RNA-Seq and gene differentially expression results. A total of 1457 and 2328 differentially expressed genes (DEGs) in LT2 and LT24 compared with CT were respectively detected. Most significantly enriched KEGG pathways included flavonoid biosynthesis, phenylpropanoid biosynthesis, plant hormone signal transduction, cutin, suberine and wax biosynthesis, Pentose and glucuronate interconversions, phenylalanine metabolism and starch and sucrose metabolism. A total of 239 transcription factors (TFs) were differentially expressed following 2 h or/and 24 h of cold treatment. Cold-response transcription factor families included ARR-B, B3, BES1, bHLH, C2H, CO-like, Dof, ERF, FAR1, G2-like, GRAS, GRF, HD-ZIP, HSF, LBD, MIKC-MADS, M-type MADS, MYB, MYB-related, NAC, RAV, SRS, TALE, TCP, Trihelix, WOX, WRKY, YABBY and ZF-HD. The genome-wide transcriptional response of rubber tree to the cold treatments were determined and a large number of DEGs were characterized including 239 transcription factors, providing important clues for further elucidation of the mechanisms of cold stress responses in rubber tree.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권2호
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• pp.151-159
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• 2019

Pruritus (itching) is classically defined as an unpleasant cutaneous sensation that leads to scratching behavior. Although the scientific criteria of classification for pruritic diseases are not clear, it can be divided as acute or chronic by duration of symptoms. In this study, we investigated whether skin injury caused by chemical (contact hypersensitivity, CHS) or physical (skin-scratching stimulation, SSS) stimuli causes initial pruritus and analyzed gene expression profiles systemically to determine how changes in skin gene expression in the affected area are related to itching. In both CHS and SSS, we ranked the Gene Ontology Biological Process terms that are generally associated with changes. The factors associated with upregulation were keratinization, inflammatory response and neutrophil chemotaxis. The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway shows the difference of immune system, cell growth and death, signaling molecules and interactions, and signal transduction pathways. Il1a, Il1b and Il22 were upregulated in the CHS, and Tnf, Tnfrsf1b, Il1b, Il1r1 and Il6 were upregulated in the SSS. Trpc1 channel genes were observed in representative itching-related candidate genes. By comparing and analyzing RNA-sequencing data obtained from the skin tissue of each animal model in these characteristic stages, it is possible to find useful diagnostic markers for the treatment of itching, to diagnose itching causes and to apply customized treatment.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.871-878
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• 2019

본 연구에서는 Rhododendron brachycarpum (RB, 홍만병초)의 80% 메탄올 추출물 및 분획물의 항암 활성을 규명하고자 하였다. RB n-hexane 분획물은 HT-29 세포에서 가장 높은 활성 저해를 보였다($IC_{50}=20.2{\pm}1.2{\mu}g/ml$). 더욱이, 콜로니와 구형 형성은 수와 크기는 유의적으로 감소시켰다. RB의 n-hexane 분획물에서($0.22{\pm}0.02$ fold change) TOP / FOP 플래시 리포터 억제 활성은 추출물 및 다른 분획물 보다 낮게 나타났다. n-hexane 및 ethyl acetate 분획물은 세포 내 ${\beta}-catenin$의 발현을 조절하였다. 2 차 대사 산물이 ${\beta}-catenin$ 분해를 감소시킬 수 있는지 여부를 조사하기 위해 Western blot을 실시한 결과 n-hexane 분획물에서 $p-GSK3{\beta}$를 조절하였으며, 세포내 ${\beta}-catenin$은 핵에서 정량적인 변화를 가져왔다. 이러한 결과는 RB의 n-hexane 분획물로부터 천연 항암 물질을 포함하고 있음을 보여줍니다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권4호
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• pp.271-279
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• 2019

The lamina II, also called the substantia gelatinosa (SG), of the trigeminal subnucleus caudalis (Vc), is thought to play an essential role in the control of orofacial nociception. Glycine and serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) are the important neurotransmitters that have the individual parts on the modulation of nociceptive transmission. However, the electrophysiological effects of 5-HT on the glycine receptors on SG neurons of the Vc have not been well studied yet. For this reason, we applied the whole-cell patch clamp technique to explore the interaction of intracellular signal transduction between 5-HT and the glycine receptors on SG neurons of the Vc in mice. In nine of 13 neurons tested (69.2%), pretreatment with 5-HT potentiated glycine-induced current ($I_{Gly}$). Firstly, we examined with a $5-HT_1$ receptor agonist (8-OH-DPAT, $5-HT_{1/7}$ agonist, co-applied with SB-269970, $5-HT_7$ antagonist) and antagonist (WAY-100635), but $5-HT_1$ receptor agonist did not increase $I_{Gly}$ and in the presence of $5-HT_1$ antagonist, the potentiation of 5-HT on $I_{Gly}$ still happened. However, an agonist (${\alpha}$-methyl-5-HT) and antagonist (ketanserin) of the $5-HT_2$ receptor mimicked and inhibited the enhancing effect of 5-HT on $I_{Gly}$ in the SG neurons, respectively. We also verified the role of the $5-HT_7$ receptor by using a $5-HT_7$ antagonist (SB-269970) but it also did not block the enhancement of 5-HT on $I_{Gly}$. Our study demonstrated that 5-HT facilitated $I_{Gly}$ in the SG neurons of the Vc through the $5-HT_2$ receptor. The interaction between 5-HT and glycine appears to have a significant role in modulating the transmission of the nociceptive pathway.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.248-255
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• 2021

유선종양은 암컷 개에서 가장 흔한 암 중의 하나이며 종양 타입에 따라 조직학적으로 다양한 종류의 세포들이 존재한다. 특히, 복합 상피암종(complex carcinoma)의 경우 내강상피세포(luminal epithelium)와 근상피세포(myoepithelium)가 혼재되어 종양 내 세포 이형성(intra-tumoral heterogeneity)을 보인다. 하지만, 이러한 다양한 종양세포의 기원과 종양의 악성화에 미치는 영향에 대해서는 아직 밝혀진 바 없다. 최근, 여러 종류의 사람 종양에서 알려진 종양줄기세포는 종양 내 세포의 다양성(diversity)에 관여하고 악성화에도 기여할 수 있다고 보고되었다. 흥미롭게도 종양줄기세포는 자가재생능과 다분화능을 갖는 정상줄기세포와 동일한 능력을 가지고 있지만 종양 특이 유전자의 돌연변이와 줄기세포성격유지를 조절하는 신호전달체계에 문제가 있어 종양의 발생 시작부터 다른 조직으로의 전이에 관여하여 개체의 생존률에 직접적인 영향을 준다. 뿐만 아니라, 방사선 및 화학항암제에 대한 저항성을 보이기 때문에 종양 재발에 밀접하게 연관되어 있다. 본 리뷰 논문은 개 유선종양의 특성 및 종류, 종양줄기세포의 정의, 분리 방법, 임상학적 중요성에 대해서 정리하였다.

• 대한후두음성언어의학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-23
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• 2021

Background and Objectives During speech, the vocal folds oscillate at frequencies ranging from 100-200 Hz with amplitudes of a few millimeters. Mechanical stimulation is an essential factor which affects metabolism of human vocal folds. The effect of mechanical vibration on the cellular response in the human vocal fold fibroblasts cells (hVFFs) was evaluated. Materials and Method We created a culture systemic device capable of generating vibratory stimulations at human phonation frequencies. To establish optimal cell culture condition, cellular proliferation and viability assay was examined. Quantitative real time polymerase chain reaction was used to assess extracellular matrix (ECM) related and growth factors expression on response to changes in vibratory frequency and amplitude. Western blot was used to investigate ECM and inflammation-related transcription factor activation and its related cellular signaling transduction pathway. Results The cell viability was stable with vibratory stimulation within 24 h. A statistically significant increase of ECM genes (collagen type I alpha 1 and collagen type I alpha 2) and growth factor [transforming growth factor β1 (TGF-β1) and fibroblast growth factor 1 (FGF-1)] observe under the experimental conditions. Vibratory stimulation induced transcriptional activation of NF-κB by phosphorylation of p65 subunit through cellular Mitogen-activated protein kinases activation by extracellular signal regulated kinase and p38 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) phosphorylation on hVFFs. Conclusion This study confirmed enhancing synthesis of collagen, TGF-β1 and FGF was testified by vibratory stimulation on hVFFs. This mechanism is thought to be due to the activation of NF-κB and MAPKs. Taken together, these results demonstrate that vibratory bioreactor may be a suitable alternative to hVFFs for studying vocal folds cellular response to vibratory vocalization.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.63-69
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• 2022

Thioredoxin reductase (TrxR) 시스템은 세포 내 산화 환원 반응의 항상성 유지와 신호 전달 경로를 조절하는데 중추적인 역할을 함으로써 세포의 생존과 기능 유지에 필수적이다. TrxR 시스템은 thioredoxin (Trx), TrxR 및 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate의 구성요소를 포함하며, TrxR 효소의 촉매 반응에 의해 환원된 Trx는 하위 표적 단백질을 환원시켜 결과적으로 산화적 스트레스에 대한 방어와 세포 분화, 성장 및 사멸을 조절한다. 암세포는 무한한 세포 증식과 높은 대사율로 인해 과도하게 생성된 활성산소종을 소거하기 위해 세포 내 항산화능을 향상시켜 세포의 생존을 유지하는 반면, 항산화 시스템에 대한 의존도 및 민감도가 높아 이를 표적으로 한 항암 활성 연구에서 잠재적인 가능성이 있음을 제시한다. 여러 연구 결과에서 TrxR이 다양한 유형의 암에서 높은 수준으로 발현되고 있음이 밝혀졌고, 또한 TrxR 시스템을 표적으로 한 항암 활성에 대한 연구가 증가하고 있다. 따라서 본 총설에서는 세포 내 TrxR 시스템의 기능과 암의 발달 및 진행에서의 역할을 다루고, TrxR 억제제의 항암 활성 및 기전을 검토함으로써 항암 활성 연구에 대한 전략으로 TrxR 시스템의 타당성과 가치를 논하였다.

• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.175-188
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• 2022

혈관과 섬유증 기관들의 평활근과 세포외기질에 대한 릴랙신의 조절기능이 입증되어왔다. 본 총설에서는 저항성 소동맥과 방광을 포함한 섬유증 기관들의 세포외기질에 작용하는 릴랙신의 다양한 기전들을 고찰한다. 릴랙신은 혈관 평활근육의 수축을 억제하고, 콜라겐과 같은 세포외기질의 구성성분들을 감소키켜 혈관벽의 수동적 신전성을 증가시킴으로써, 혈관확장을 유도한다. 릴랙신이 동맥의 혈관확장을 유도하는 주된 세포기전은 RXFP1/PI3K의 활성화, Akt 인산화 및 eNOS 활성화를 통한 내피세포-의존성 산화질소의 생성에 의해 매개된다. 추가적으로, 릴랙신은 또한 다른 대체경로들을 작동하여 신장과 장간막 동맥의 혈관확장을 증가시킨다. 신장 소동맥에서, 릴랙신은 내피세포의 MMPs 및 EtB 수용체의 활성화와 VEGF 및 PlGF의 생성을 촉진하여, 평활근의 수축성과 콜라겐의 침착을 억제함으로써 혈관확장을 초래한다. 이와 달리, 장간막 소동맥에서, 릴랙신은 bradykinin (BK)-유도 이완을 시간-의존적으로 증강시킨다. BK-매개 이완의 신속 증가는 IK_Ca 이온통로와 뒤이은 EDH 유발에 의존하는 반면, BK에 의한 지속적 이완은 COX 활성과 PGI₂에 의존한다. 릴랙신의 항섬유화 효과는 염증유발 면역세포의 침투, endothelial-to-mesenchymal transition (EndMT) 및 근섬유아세포의 분화와 활성을 억제하여 매개된다. 릴랙신은 또한 근섬유아세포 내 NOS/NO/cGMP/PKG-1 경로를 활성화하여, TGF-β1-유도 ERK1/2 및 Smad2/3 신호의 활성과 ECM 콜라겐의 침착을 억제한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.173-195
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• 2022

척추동물과 유사하게 곤충도 인지질분해효소(phospholipase A₂)의 촉매 작용으로 다양한 아이코사노이드를 합성한다. 그러나 일련의 아이코사노이드 생합성과정은 척추동물과 차이를 보이는데, 이는 곤충의 인지질에는 전구물질인 아라키도닉산의 함량이 낮기 때문이다. 대신에 비교적 풍부하게 존재하는 다가불포화지방산인 리놀레익산을 기반으로 사슬 연장 및 불포화반응으로 아라키도닉산을 합성하여 척추동물과 같이 아이코사노이드 전구물질로 이용하는 것 같다. 이렇게 해서 형성된 아라키도닉산은 다시 척추동물의 cyclooxygenase와 유사한 peroxynectin이 PGH₂ 형태의 프로스타글란딘(prostaglandin: PG) 전구물질을 형성하게 된다. 이후 여러 이성체 효소들의 특이적 반응에 의해 PGA₂, PGD₂, PGE₂, PGI₂, TXB₂의 다양한 PG가 생성된다. 반면에 또 다른 형태의 아이코사노이드인 에폭시아이코사트리에노익산(epoxyeicosatrienoic acid: EET)은 척추동물과 유사한 단일산화효소의 산화반응으로 아라키도닉산을 전구물질로 5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET, 14,15-EET를 형성하게 된다. 그러나 세 번째 아이코사노이드 부류인 류코트리엔(leukotriene)의 경우 곤충 체내 존재는 확인되었지만 생합성 과정은 아직 밝혀지지 않았다. 이들 아이코사노이드가 곤충의 대사, 배설, 면역 및 생식에 관여하는 생리작용을 중개한다. 따라서 아이코사노이드 생합성 과정을 교란하는 물질 탐색은 새로운 살충제 개발 전략이 된다. 본 종설은 이 가운데 PG의 곤충 면역 중개 기작을 소개한다.