• Molecules and Cells
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• 제38권12호
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• pp.1023-1028
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• 2015

Whole body energy balance is achieved through the coordinated regulation of energy intake and energy expenditure in various tissues including liver, muscle and adipose tissues. A positive energy imbalance by excessive energy intake or insufficient energy expenditure results in obesity and related metabolic diseases. Although there have been many obesity treatment trials aimed at the reduction of energy intake, these strategies have achieved only limited success because of their associated adverse effects. An ancient neurotransmitter, serotonin is among those traditional pharmacological targets for anti-obesity treatment because it exhibits strong anorectic effect in the brain. However, recent studies suggest the new functions of peripheral serotonin in energy homeostasis ranging from the endocrine regulation by gut-derived serotonin to the autocrine/paracrine regulation by adipocyte-derived serotonin. Here, we discuss the role of serotonin in the regulation of energy homeostasis and introduce peripheral serotonin as a possible target for anti-obesity treatment.

• BMB Reports
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• 제56권7호
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• pp.365-373
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• 2023

Loss of skeletal muscle mass is a primary feature of sarcopenia and cancer cachexia. In cancer patients, tumor-derived inflammatory factors promote muscle atrophy via tumor-to-muscle effects, which is closely associated with poor prognosis. During the past decade, skeletal muscle has been considered to function as an autocrine, paracrine, and endocrine organ by releasing numerous myokines. The circulating myokines can modulate pathophysiology in the other organs, as well as in the tumor microenvironment, suggesting myokines function as muscle-to-tumor signaling molecules. Here, we highlight the roles of myokines in tumorigenesis, particularly in terms of crosstalk between skeletal muscle and tumor. Better understanding of tumor-to-muscle and muscle-to-tumor effects will shed light on novel strategies for the diagnosis and treatment of cancer.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.157-166
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• 2014

뉴론에서 ATP는 분비 과립내에 신경전달물질과 함께 다량 저장되어 있다가 신경전달물질과 함께 분비되는 것으로 알려져 있으므로 신경전달물질의 자극-분비(stimulus-secretion) coupling 과정에 있어 중요한 조절작용을 할 것으로 기대된다. 그러므로 본 연구에서는 뉴론과 그 발생학적 기원이 동일한 부신수질 세포(adrenal chromaffin cell)를 대상으로 하여 세포막 칼슘통로를 통한 세포막 전류에 미치는 ATP의 영향을 측정함으로써 신경전달물질이 자극-분비 coupling 과정에 작용하는 ATP의 조절 작용을 알아보고자 하였다. 부신수질 세포의 칼슘통로를 통한 세포막 전류는 패치클램프 테크닉으로 기록하였다. 10 mM $Ba^{2+}$을 포함한 세포 외 용액에서, $Ba^{2+}$ current는 0.1 mM ATP를 세포외부에 처치했을 때, 평균 $36{\pm}6%$ (n=6) 감소되어 나타났고 ATP를 씻어준 후 전류는 다시 회복되는 가역적 반응을 보였다. ATP의 전류 억제 기전을 알아보고자 칼슘통로에서 관찰되는 현상 중의 하나인 소통(facilitation)현상을 기록하였다. +80 mV의 큰 prepulse를 준 후 바로 테스트 펄스를 주며 측정한 전류는 큰 prepulse에 의해 억제효과가 풀리는(disinhibition) 현상을 나타내었다. ATP 처치 후 큰 자극을 주어 $37{\pm}5%$ (n=11)의 $Ba^{2+}$ 전류 증가가 있었고 이는 ATP가 없는 상태에서 순수하게 큰 자극에 의해 소통되는 $25{\pm}3%$ (n=12)과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). ATP의 억제 기전이 G-protein을 매개로 한 것인지를 알아보고자 가수분해 되지 않는 GTP 유도체인 $GTP{\gamma}S$를 세포 내에 준 후 $Ba^{2+}$ 전류를 기록하였다. $GTP{\gamma}S$에 의해 55%의 전류 크기의 감소가 있었고 이 환경에서 큰 prepulse를 인가하였을 때 $34{\pm}4%$ (n=19)의 소통현상을 보였다. 이는 $GTP{\gamma}S$가 없는 환경에서의 $25{\pm}3%$ (n=12)의 소통현상을 보인 것과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). $Ba^{2+}$ current trace의 활성화 과정(activation)을 curve-fitting한 결과, control은 single exponential curve로 fitting된 반면, ATP 또는 $GTP{\gamma}S$를 처치한 경우, 그리고 ATP와 $GTP{\gamma}S$ 모두 처치한 경우에서는 double-exponential curve로 가장 잘 fitting이 되었다. 즉, ATP나 $GTP{\gamma}S$를 처치했을 때 모두 전류가 더 느리게 활성화되는 모양을 나타내었고, 이상의 결과로 미루어 ATP와 $GTP{\gamma}S$는 같은 방식으로 칼슘통로를 억제하고, 이러한 억제효과는 세포막에 아주 큰 전압을 걸어주면 칼슘 통로에 결합했던 G-protein이 막전압 의존적으로 떨어짐으로써 소실(disinhibition)된다고 해석된다. 본 연구에서 확인한 ATP의 칼슘통로 억제효과는 자체 크로마핀 세포 또는 주변 세포에서 아드레날린이 적게 분비되게 하는 autocrine 또는 paracrine inhibition 과정의 중요한 기전으로 작용할 것이다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제30권3호
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• pp.217-224
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• 2008

Angiogenesis plays an important role in bone development and postnatal bone fracture repair. Vascular endothelial growth factor (VEGF) and vascular endothelial growth factor receptors (VEGFRs) have been thought to be primarily involved in promoting angiogenesis. It is well known that VEGF and its receptors have been reported to play an important role in the regulation of the interaction between angiogenesis and osteogenesis during bone repair processes. Dexamethasone, a potent synthetic glucocorticoid, promotes phenotype markers of osteoblast differentiation, such as ALP and osteocalcin. It stimulates in vitro osteogenesis of human bone marrow osteogenic stromal cells. Dexamethasone has been reported to suppress VEGF gene expression in some cells. However, our previous study demonstrated VEGF quantification increased in a time-dependent manner in periosteal-derived osteogenesis under dexamethasone. So, the purpose of this study was to examine the angiogenic phenotypes in cultured human periosteal-derived cells under high-dose dexamethasone. Periosteal-derived cells were cultured using a technique previously described. After passage 3, the periosteal-derived cells were further cultured for 28 days in an osteogenic inductive culture medium containing ascorbic acid, ${\beta}$-glycerophosphate and high-dose dexamethasone, We evaluated the expression of VEGF isoforms, VEGFR-1, VEGFR-2, and neuropilin-1, ALL VEGF isoforms ($VEGF_{121},\;VEGF_{165},\;VEGF_{189}$, and $VEGF_{206}$) expression was observed by RT-PCR analysis. VEGFR-1, VEGFR-2 and neuropilin-1 expression increased up to day 14, particularly during the early stage of mineralization. Our results suggest the involvement of direct VEGFs/VEGFRs system on periosteal-derived cells during early mineralization phase under high-dose of dexamethasone. These also suggest that VEGF might act as an autocrine growth molecule during osteoblastic differentiation of cultured human periosteal-derived cells.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제2권2호
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• pp.189-196
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• 1998

Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH)은 척추동물의 시상하부로부터 합성, 분비되어 시상하부-뇌하수체간의 문맥계를 통해 뇌하수체 전엽에 작용하여 Growth Hormone (GH)의 분비를 촉진한다. 시상하부에서 발현되는 일부 Releasing Hormone 들이 여러 시상하부외 조직에서도 검출되고 조직특이적인 기능을 수행한다는 사실이 여러 연구자들에 의해 밝혀졌다. 이러한 사실들을 배경으로 본 연구자는 GHRH가 흰쥐의 뇌하수체 전엽과 뇌하수체로부터 유래된 종양세포주들에서 발현될 가능성을 조사하였다. GHRH 펩타이드와 mRNA의 존재와 구조를 규명하기 위하여 뇌하수체와 배양 세포를 사용하여 GHRH immunocytochemistry, 방사면역측정법, GHRH PCR과 RNase protection assay를 시행하였다. Immunocytochemistry의 결과 gonadotrope (대형)와 somat-olactotrope (중간형)로 추정되는 세포들에서 GHRH 염색이 나타났고, Somatolactotrope성 종양세포인 GH3 cell 추출물에서 immunoreactive GHRH가 방사면역측정법으로 검출되었다. 3'rapid amplification of cDNA end (3'-RACE)를 시행한 결과, 흰쥐 뇌하수체에 GHRH transcript가 존재하고, 그 3'end 부분이 다른 조직내의 GHRH와 동일함을 확인하였다. GHRH RT-PCR에서도 뇌하수체와 종양세포주들인 $\alpha$T3 cell (gonadotrope성)과 GH3 cell에서 예상 산물들이 증폭되었다. RNase protection assay를 시행한 결과 난소절제에 의해 뇌하수체내 GHRH 유전자 발현이 증가됨을 확인하였다. 이상의 결과는 GHRH가 뇌하수체 전엽의 gonadotrope와 somatotrope에서 발현되고, paracrine 또는 autocrine조절물질로 작용하여 GH 분비 외에도 뇌하수체 전엽 세포들의 분화와 분열등에 관여함을 시사한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제4권2호
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• pp.237-242
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• 2000

흰쥐 시상하부에서 합성ㆍ분비되어 뇌하수체 전엽에서의 growth hormone (GH) 분비를 촉진하는 growth hormone releasing hormone (GHRH)이 시상하부 이외 조직들 (extrahypothalamic tissues)인 태반, 생식소, 그리고 뇌하수체 전엽에서도 발현됨이 보고되었다. 본 연구는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 발현되는 GHRH의 기능을 조사하기 위해 i)세포 배양을 시행하면서 GHRH의 세포내 함량, 분비 그리고 세포분획법 (cell-fractionation)을 사용하여 분리한 뇌하수체 세포 유형별로 GHRH 함량을 방사면역측정법으로 조사하였고, ii)체외배양 중인 뇌하수체 전엽세포의 증식에 미치는 GHRH의 효과를 측정하기 위해 [$^3$H] thymidine incorporation assay를, 그리고 iii) GHRH의 세포분열 촉진 효과와 세포내 c-fos 유전자 발현과의 상관관계를 조사하기 위해 northern blot analysis를 시행하였다. GHRH 방사면역측정법을 시행한 결과 상당량의 GHRH-like 분자들이 흰쥐 뇌하수체 전엽내에 존재하고, 체외 세포배양시 분비됨을 관찰하였다. 세포분획을 사용한 실험에서 GHRH 함량은 gonadotrope, somatotrope, lactotrope 그리고 thyrotrope 순으로 나타났다. 이 러한 결과는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 생성된 GHRH가 국부적인 조절인자, 특히 상이한 유형의 세포들 간의 상호조절 (cross-talk)을 통해 뇌하수체 전엽에서의 세포분열과 분화, 그리고 기능조절에 관여할 가능성을 보여주었다. GHRH는 체외 배양중인 뇌하수체 전엽세포의 [$^3$H] thymidine incorporation을 농도의존적으로 증가시켰으며, 이러한 GHRH의 세포분열 촉진 효과는 예상대로 세포내 oncogene 활성 의 증가를 통해 일어나는 것임을 c-fos northrn blot으로 확인하였다. 결론적으로, 본 연구는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 합성되는 GHRH가 paracrine 또는 autocrine 기작으로 GH의 분비 촉진 이외에도 세포분열의 조절함을 시사하는 것이다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제2권1호
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• pp.21-27
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• 1998

본 연구에서는 흰쥐 자궁에서 pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP)과 그 수용체 유전자들이 발현되는가와 각각 어떠한 유형의 transcript들이 발현되는가를 조사하였고, 이를 위해 역전사 중합효소 연쇄반응 (RT-PCR)을 시행하였다. 시상하부와 정소에서 공통적으로 존재함이 알려진 PACAP common exon 부위에 해당되는 primer를 사용하여 PCR을 시행한 결과 자궁을 포함한 모든 조직에서 에상대로 297 bp의 band가 확인되었다. 흰쥐 자궁에서 발현되는 PACAP mRNA에 정소 특이적인 exon 1이 포함되는가를 조사하기 위해 정소 특이적인 primer를 사용하여 PCR을 시행한 결과, 정소에서만 예상대로 586 bp의 band가 검출되었고 자궁을 포함한 다른 조직에서는 발견되지 않았다. 흰쥐의 PACAP 수용체 PCR에서는 자궁에서 923 bp와 839 bp크기의 band를 확인할 수 있었으며, 이는 알려진 PACAP type I수용체의 splicing variant 들 가운데 hip-hop (923bp)과 hip- 또는 nop-type (839bp)의 예상 크기와 일치하였다. 인위적으로 성적인 성숙을 유도한 PMSG 주사모델하에서 자궁내 PACAP transcript 수준은 주사 24 시간 후 실험군에서 증가하여 생식주기상 proestus 시기에 해당되는 주사 48 시간까지 증가하였다가 72 시간후에는 control 보다 낮은 수준을 보였는데, 이는 자궁의 PACAP 유전자발현이 생리적으로 조절됨을 나타내는 것이다. 본 연구는 흰쥐의 자궁에서 PACAP과 그 수용체 isoform들의 유전자가 발현됨을 최초로 보고한 것으로 자궁 자체에서 발현되는 PACAP이 autocrine 또는 paracrine하게 자궁의 생리 및 기능 조절을 담당함을 시사한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권6호
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• pp.915-926
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• 1998

Cytoskeleton은 세포핵과 세포외 기질을 연결하고 있어서 기질에 가해지는 물리적 힘에 의해 cytoskeletal change가 유도되고 이에 의해 세포의 개조활성이 영향을 받는다고 생각되어 왔다. 본 연구는 골모세포 활성에 대한cytoskeletal change의 역할을 규명하기 위한 것으로서, 신생 백서로부터 조골세포양 세포를 분리, 배양하고 네가지 농도의 cytochalasin B(CB) 또는 colchicine(COL)을 3시간 처리하였다. 다시 배양액을 교환하고 24시간 동안 배양하여 prostaglandin $E_2\;(PGE_2)$, interleukin-6(IL-6), tumor necrosis factor-$\alpha$(TNF-$\alpha$) 및 matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) 생산을 측정하고 통계적으로 비교하였으며 cytoskeletal protein actin 변화를 관찰하기위하여 면역형광염색하고 형광현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다: 1. CB 처리군에서 $PGE_2$ 생산이 증가되는 경향을 보였고 COL 처리군에서는 약물농도에 비례하여 증가하였다. 2. IL-6 생산은 CB농도 1.0 ${\mu}g/ml$일때를 제외하고 증가되었다. 3. TNF-$\alpha$도 CB 농도가 1.0 ${\mu}g/ml$ 일때를 제외하고 증가하였다. 4. MMP-1 생산은 CB 처리군에서 감소하는 경향을 보이고 COL 처리군에서는 변화되지 않았다. 5. CB처리군에서는 cytoskeletal actin stress fibers가 사라지고 세포모양이 둥글어지는 경향을 보였다. 이상의 결과로 미루어 보아 cytoskeletal rearrangement는 골모세포유사세포의 활성, 특히 $PGE_2$, IL-6, 및 TNF-$\alpha$같은 paracrine/autocrine factor의 생산과 관련있는 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권3호
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• pp.437-443
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• 2003

선행연구에서 라이코펜이 HT-29세포의 증식을 억제하는 것을 관찰하였기 때문에 본 연구는 그 기전을 연구하기 위하여 수행되 었다. 라이코펜이 HT-29 세포의 사멸을 유도하는지 조사하기 위해서 여러 농도의 라이코펜이 포함된 배지에서 세포를 4일 동안 배양하였다. 라이코펜 농도의 증가에 따라 사멸되는 세포에서 나타나는 특징의 하나인 DNA fragmentation이 증가하는 것을 관찰하였다. Western blot을 수행하여 얻은 결과에 의하면 라이코펜이 IGF-IR, IRS-1, PI3K, Akt와 같은 IGF-IR pathway에 속하는 단백질의 수준을 감소시켰다. IGF-IR의 인산화를 유도하기 위해서 라이코펜이 포함된 배지에서 세포를 배양하고 IGF-I을 첨가하여 0, 5, 10, 60분간 배양한 다음 IGF-IR antibody를 이용하여 immunoprecipitation을 수행하였다. 라이코펜은 IGF-I에 의한 IGF-IR, IRS-1의 인산화와 IGF-IR와 PI3K의 결합을 감소하고 인산화된 Akt를 감소시켰다. 이와 같은 IGF-IR signaling의 억제는 이 대장암세포에 존재하는 IGF-II의 autocrine loop을 억제하는 원인이 될 수 있어, 라이코펜의 암세포증식을 억제하는 기전 중의 하나가 될 수 있다. 라이코펜은 토마토와 그 가공품에 많이 존재하는 물질로 자연적인 식사를 통해 많이 섭취할 수 있는 물질이다. 라이코펜의 항암 기전을 밝혀냄으로써 미래 암예방과 치료를 위한 중요한 기능성 영양소를 생산할 수 있는 기초를 마련해줄 수 있을 것으로 기대된다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권2호
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• pp.106-109
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• 2000

Vascular endothelial cells (EGs) are usually difficult to culture to culture in a large scale because of their complicated requirements for cell growth. As the vascular endothelial growth factor (VEGF) is a key growth factor in the EC culture, we transfected human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) using a plasmid containing VEGF gene and let them grow in a culture medium eliminated an important supplement, endothelail cell growth supplement(ECGS). The expression of VEGF by HUVEC tansfected with Vegf GENE was not enough to stimulate the growth of HUVEC, only 40% of maximum cell density obtainable in the presence of ECGS. However, when the culture medium was supplied with 2.5 ng/ml of basic fibroblast growth factor (bFGF), a synergistic effect effect of VEGE and bFGF was observed. In this case, the final cell density was recovered was recovered up to about 78% of maxium value.