• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권1호
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• pp.101-109
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• 2016

Reducing $[Mg^{2+}]_o$ to 0.1 mM can evoke repetitive $[Ca^{2+}]_i$ spikes and seizure activity, which induces neuronal cell death in a process called excitotoxicity. We examined the issue of whether cultured rat hippocampal neurons preconditioned by a brief exposure to 0.1 mM $[Mg^{2+}]_o$ are rendered resistant to excitotoxicity induced by a subsequent prolonged exposure and whether $Ca^{2+}$ spikes are involved in this process. Preconditioning by an exposure to 0.1 mM $[Mg^{2+}]_o$ for 5 min inhibited significantly subsequent 24 h exposure-induced cell death 24 h later (tolerance). Such tolerance was prevented by both the NMDA receptor antagonist D-AP5 and the L-type $Ca^{2+}$ channel antagonist nimodipine, which blocked 0.1 mM $[Mg^{2+}]_o$-induced $[Ca^{2+}]_i$ spikes. The AMPA receptor antagonist NBQX significantly inhibited both the tolerance and the $[Ca^{2+}]_i$ spikes. The intracellular $Ca^{2+}$ chelator BAPTA-AM significantly prevented the tolerance. The nonspecific PKC inhibitor staurosporin inhibited the tolerance without affecting the $[Ca^{2+}]_i$ spikes. While $G{\ddot{o}}6976$, a specific inhibitor of $PKC{\alpha}$ had no effect on the tolerance, both the $PKC{\varepsilon}$ translocation inhibitor and the $PKC{\zeta}$ pseudosubstrate inhibitor significantly inhibited the tolerance without affecting the $[Ca^{2+}]_i$ spikes. Furthermore, JAK-2 inhibitor AG490, MAPK kinase inhibitor PD98059, and CaMKII inhibitor KN-62 inhibited the tolerance, but PI-3 kinase inhibitor LY294,002 did not. The protein synthesis inhibitor cycloheximide significantly inhibited the tolerance. Collectively, these results suggest that low $[Mg^{2+}]_o$ preconditioning induced excitotoxic tolerance was directly or indirectly mediated through the $[Ca^{2+}]_i$ spike-induced activation of $PKC{\varepsilon}$ and $PKC{\xi}$, JAK-2, MAPK kinase, CaMKII and the de novo synthesis of proteins.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제4권1호
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• pp.125-131
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• 2000

Differential display-PCR 방법을 이용하여, hCG 처리에 의한 참돔, Pagrus major의 난성숙 능력의 획득 경과시간에 따라 새롭게 발현하는 cDNA를 해석하였다. Differential display-PCR과 5'RACE 방법을 이용하여, 2,662 염기와 434개의 아미노산을 코드하고 있는 cDNA의 전염기배열을 결정하였다. DNA의 데 이터베이스인 GenBank 및 EMBL을 이용하여 상동성을 검색한 결과, 본 cDNA와 높은 상동성을 나타낸 유전자는 검색되지 않았다. 따라서 본 cDNA는 참돔의 난성숙 능력 유도와 함께 그 발현량이 증가하는 난성숙 관련 유전자로 판단되었다. 또한 본 cDNA에서는 protein kinase C 인산화 및 casein kinaseII 인산화 consensus 배열의 존재가 확인되었다. 본 연구에서 cloning된 난성숙 관련 유전자는 난여포에 hCG 처리 9～24시간 후에 그 발현량이 증가하였으며, GH-II (300 ng/ml)로 배양한 난여포에서 특이적으로 증가하였다. 또한 in vivo 실험에서 난성숙 관련 유전자는 난성숙 능력 획득 이전의 난소에서는 거의 발현하지 않았으나, 난성숙 능력을 획득한 난소에서 강하게 발현된 점으로 보아, hCG에 의한 난성숙 능력 유도에 성숙기간 중 새롭게 합성되는 난성숙 관련 유전자가 관여할 가능성이 높다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제54권5호
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• pp.495-509
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• 2003

연구배경 : 호중구에 의해 매개되는 염증반응은 호중구의 수명이 매우 짧기 때문에 대부분 자연 종결된다. 패혈증에서는 이러한 호중구의 아포프토시스가 감소되어 수명이 연장되어 있어서 지속적인 염증반응이 일어나게 된다. 호중구의 수명 연장을 유도하는 많은 염증 매개 물질들이 nuclear factor-${\kappa}B$ 전사인자에 의해 조절되기 때문에 이 연구에서는 nuclear factor-${\kappa}B$가 패혈증 환자에서 관찰되는 호중 구의 아포프토시스 억제와 연관이 있을 것으로 가정하였다. 방법 : 건강한 정상인과 패혈증 환자의 호중구를 정맥혈로부터 신선하게 분리하여 실험하였다. 호중구의 아포프토시스는 특징적인 아포프토시스의 형태를 보이는 세포를 광학현미경으로 세거나 Annexin V를 이용한 유세포분석법으로 정량하였다. Nuclear factor-${\kappa}B$의 활성도는 면역형광 엽색법 또는 electrophoretic mobility shift assay로 판단하였다. 항아포프토시스 단백인 X-linked inhibitor of apoptosis의 발현 정도는 western blot으로 평가하였다. 결과 : 패혈증 환자에서 자발적 아포프토시스가 감소되어 있음을 확인하였다. 패혈증 환자의 호중구에 cycloheximide를 처치하였을 때 아포프토시스가 유의하게 증가하여 아포프토시스 감소가 새로운 단백 합성에 의존적임을 관찰하였다. 패혈증 환자의 호중구에서는 정상인과는 달리 기저상태에서도 nuclear factor-${\kappa}B$가 핵 내로 이동되어 활성화되어 있었고 nuclear factor-${\kappa}B$의 활성을 억제하였을 때 아포프토시스의 억제가 반전되었다. 또한 nuclear factor-${\kappa}B$에 의존적인 X-linked inhibitor of apoptosis 단백의 발현 수준이 정상인의 호중구에서는 24시간 동안 배양하면서 점차 감소하였지만 패혈증 환자의 호중구에서는 지속적으로 발현 수준이 유지되었다. 결론 : 패혈증 환자에서 관찰되는 호중구의 아포프토시스 억제에는 nuclear factor-${\kappa}B$ 전사인자의 활성화에 의한 생존 단백의 유도가 관여할 것으로 생각하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권1호
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• pp.31-42
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• 2005

배 경 : peroxiredoxins는 거의 모든 생명체에 공통적으로 보존되어 있으며, 최근에 발견된, 특이한 peroxidases로 인체에서 6가지 동위효소가 알려져 있으며, 산화스트레스에 대한 방어역할을 담당하고, $H_2O_2$신호전달 과정에서 중요한 조절 역할을 한다. peroxiredoxin은 $H_2O_2$ 처리 과정 중에서 자신이 산화되어 불활성화 되는데, 산화된 후 다시 재생되는 것으로 보고되나 그 생리적은 의미는 분명하지 않다. 이에 저자들을 폐상 피세포주, 대식세포주, 폐포모세혈관 내피세포주 및 기타 섬유모세포주 들에서 $H_2O_2$ 에 의한 Prx의 산화과정과 재생을 알아보고자 하였다. 방 법 : 수술 환자에서 적출한 정상 폐조직과, 세포주로는 평상시 산화 스트레스에 노출이 많을 것으로 예상되는 세포들로써, 폐포상피세포의 I 형 및 II 형 세포에서 기원한 A549, WI 26, Raw 264.7, Rat2,및 폐포 모세혈관 내피세포주 등을 이용하여 이를 $50{\mu}M$. $100{\mu}M$, $500{\mu}M$ 의 $H_2O_2$로 산화시켜 불활성화 한 후, 추적관찰 하였으며, 시간대 별로(0. 10, 30, 60, 120, 240, 480 분) 수확하여, 이를 1차원 non-reducing SDS-PAGE 및 2차원 전기영동로 분리 후, silver stain 과 Western blot으로 분석 하였다. 결 과 : 1. 실험에 사용된 모든 세포주에서, $H_2O_2$ 농도에 비례하여 peroxiredoxin I, II, III 의 불활성화를 관찰할 수 있었고, 10분에 최고로 불활성화되었다. 2. 산화된 이후, 30분경부터 peroxiredoxin 의 재생이 관찰되기 시작 하였으며, 2시간 이후부터 확연하였다. 3. 다시 재생된 peroxiredoxin은 $H_2O_2$투여로서, 다시 불활성화되어, 재생된 Prx 가 활성을 지닌 단백질임을 알 수 있었다. 4. 재생의 속도는 사용된 세포주마다 차이가 있었으며 (A549 >Raw 264.7 >$Rat_2$ >WI26), 단백질 합성억제제인 cycloheximide ($10{\mu}g/ml$) 존재 하에서도 변함 없이 관찰되었다. 결 론 : 세포 내에는 산화되어 불활성화된 peroxiredoxin을 재생하는 체계가 존재 하며, 이는 활성부위 cysteine을 갖는 다른 단백질에도 공통적으로 적용될 수 있는 분자 스위치일 가능성이 높으며, 산화에 의한 신호전달과정이나, 질병 모델에서 Prx 단백의 재생 체계의 이상과 병인에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한수의학회지
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• 제36권4호
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• pp.783-794
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• 1996

이온운반계는 생체의 각기 다른 세포의 성장을 조절하는 성장조절인자들의 효과를 매개하는데 깊은 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 신장 근위세뇨관에서 솔변 연 $Na^+/H^+$ 상호운반계는 사구체에서 여과된 나트륨의 재흡수와 수소이온의 분비를 조절하는 중요한 기능을 수행한다. 이 연구는 초대배양된 신장 근위세뇨관세포의 나트륨 운반을 Insulin-like Growth Factor-I(IGF-I)이 어떤 경로를 통하여 조절하는지를 알아보고자 실시하였다. 결과는 아래와 같다. 1. 초대배양된 신장 근위세뇨관세포에서 $Na^+$ uptake는 시간의존적으로 증가되었으며, 30분동안 $Na^+$ uptake를 실시한 결과 세포외 NaCl 농도의존적으로 $Na^+$ uptake를 유의성있게 감소시켰다(대조군; $40.11{\pm}1.76$, 140mM군; $17.82{\pm}0.94pmole\;Na^+/mg\;protein/min$). 2. $Na^+$ uptake는 iodoacetic acid(IAA, $1{\times}10^{-4}M$) 또는 valinomycin($5{\times}10^{-6}M$)처리시 대조군에 비해 각각 $50.51{\pm}4.4%$와 $57.65{\pm}2.27%$ 억제되었으며, ouabain($5{\times}10^{-5}M$)을 처리한 경우는 $140.23{\pm}3.37%$ 증가되었다. IGF-I($1{\times}10^{-5}M$)으로 배양한 세포를 actinomycin D($1{\times}10^{-7}M$)와 cycloheximide($4{\times}10^{-5}M$)로 처리시 $Na^+$ uptake는 대조군에 비해 각각 $90.21{\pm}2.39%$와 $89.64{\pm}3.69%$로 감소되었다. 3. IGF-I으로 배양한 세포에서 세포외 cAMP는 농도의존적($10^{-8}-10^{-4}M$)으로 $Na^+$ uptake를 유의성있게 감소시켰고, 3-isobutyl-1-methyl-xanthine(IBMX, $5{\times}10^{-5}M$)도 억제시켰다. Pertussis toxin(PTX, 50pg/ml)이나 cholera toxin(CTX, $1{\mu}g/ml$)의 처리시에도 $Na^+$ uptake는 억제되었다. 세포외 phorbol 12-myristate 13 acetate(PMA) 또한 농도의존적(1-100ng/ml)으로 $Na^+$ uptake를 감소시켰다. 그러나 staurosporine($1{\times}10^{-7}M$)은 $Na^+$ uptake에 영향을 미치지 않았으며 PMA와 stauiosporine을 동시에 처리했을 때도 $Na^+$ uptake는 억제되지 않았다. 결론적으로 초대배양된 토끼 신장 근위세뇨관세포에서 $Na^+$ uptake는 막전위와 세포내 에너지 의존적이며 IGF-I은 부분적으로 단백질 및 RNA 합성을 통해서 그리고 세포내 cAMP나 PKC 경로를 통해서 $Na^+$ uptake를 조절하는 것으로 생각된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제48권4호
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• pp.319-326
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• 2015

본 연구에서는 기니피그에 8주간 필수지방산 결핍 식이 공급에 의해 표피 과증식을 유도한 후 계속된 2주간의 보라지유 또는 홍화유 식이 공급에 의한 과증식 억제 및 Cer, GlcCer, SM의 표피 함량 및 세라마이드 대사 관련 효소들의 단백질 발현 변화를 정상대조군인 BO군 및 필수지방산 결핍 군인 HCO군과 비교하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 8주간의 필수지방산 결핍 식이 공급 후 계속된 2주간의 보라지유 식이 공급 (HCO + BO군)은 2주간의 홍화유 식이 공급에 (HCO + SO군) 비해 더욱 현저히 표피 과증식을 억제하였다. 2. 10주간 필수지방산 결핍식이를 공급한 HCO군은 정상대조군인 BO군에 비해 Cer의 총 함량 및 Cer1/2/5/6/7, GlcCer-A/B의 함량이 유의적으로 감소되었다. HCO + BO군의 Cer과 GlcCer의 총 함량 및 Cer1/2, GlcCer-A/B, SM1의 함량은 HCO군에 비해 유의적으로 증가한 반면 HCO + SO군의 이들 함량은 HCO군과 유사하였다. GlcCer-C/D, SM의 총 함량 및 SM 2/3의 함량은 군간 변화가 없었다. 3. HCO군에서는 GCase 발현이 감소한 반면 HCO + BO군에서는 현저히 증가하였다. HCO + SO군의 aSMase의 단백질 발현이 HCO군에 비해 유의적으로 증가하였으나 aCDase의 발현 또한 다른 군에 비해 현저히 증가하였다. HCO + BO군과 HCO + SO군 모두 SPT의 단백질 발현이 HCO군에 비해 유의적으로 증가하였다. 결론적으로 표피 과증식이 유도된 기니피그에 보라지유 식이 공급은 GlcCer-A/B을 포함하는 GlcCer 총 함량, SM1 및 GCase의 발현 증가와 더불어 Cer1/2를 포함하는 Cer 총 함량을 증가시켜 궁극적으로 표피 과증식을 현저히 억제하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권4호
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• pp.522-534
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• 1995

연구배경: 내독소에 의한 급성 폐손상의 발병기전에서 산소기가 중요한 역할을 한다는 사실은 잘 알려져 있다. 세포내에는 이러한 산소기에 의한 세포의 손상을 방지하는 정상 방어기전으로 여러 항산화효소가 존재하는데, 이중 SOD는 세포대사과정이나 외부 자극에 의해 생성된 superoxide로부터 세포의 손상을 방지하는 역할을 한다. 세포내 SOD는 주로 이중체의 구조로 세포질에 존재하는 CuZnSOD와 사중체의 구조로 미토콘드리아에 존재하는 MnSOD의 두 종류가 알려져 있으나, 폐포대식세포에서의 SOD mRNA 발현 및 그 조절기전에 대해서는 확실히 규명되어 있지 않다. 본 연구의 목적은 백서의 폐포대식세포에서 내독소 자극에 의한 MnSOD와 CuZnSOD mRNA 발현양상을 관찰하고 내독소 자극시 니타나는 SOD mRNA 발현의 조절기전을 규명하는데 있다. 방법: 백서의 기관지폐포세척액에서 얻은 세포를 plastic plate에 부착시켜 폐포대식세포를 분리한 후 내독소를 자극하여 내독소 용량($0.01{\mu}g/ml{\sim}10{\mu}g/ml$)과 자극시간(0, 2, 4, 8, 24 hrs)에 따른 MnSOD와 CuZnSOD MnSOD 발현양상을 Northern blot analysis를 시행하여 관찰하였다. 다음 단계로 MsSOD와 CuZnSOD mRNA 발현의 조절기전을 밝히고자 폐포대식세포를 각각 AD($5{\mu}g/ml$) 또는 CHX($5{\mu}g/ml$)로 전처치한 후 내독소로 자극하여 MnSOD와 CuZnSOD mRNA의 발현양상을 관찰하였다. 한편 내독소 투여가 SOD mRNA의 안정성을 변화시키는지 여부를 평가하기 위해 폐포대식세포를 대조군과 투여군으로 나누어 SOD mRNA의 분해속도를 비교하였다. 총 세포내 RNA는 guanidinium thiocyanate/phenol/chloroform법을 이용하여 추출하였고, Northern blot analysis는 $^{32}P$로 표지된 백서의 MnSOD와 CuZnSOD cDNAs를 이용하여 시행하였다. 결과: 백서의 폐포대식세포에서 MnSOD mRNA의 발현은 내독소 투여량의 증가세 따라 증가되었고 내독소를 투여하고 8시간후에 정점을 이루었으나, CuZnSOD mRNA의 발현은 내독소의 용량 및 투여후 반응시간에 따라 변화하지 않았다. 내독소 투여후 MnSOD mRNA의 발현증가는 AD 또는 CHX 각각의 전처치에 의해 모두 억제되었다. MnSOD mRNA의 안정성은 내독소 투여에 의해 변화하지 않았다. 결론: 이상의 결과로 백서의 폐포대식세포는 내독소 자극에 반응하여 SOD를 생성하는 중요세포이고, 내독소에 의한 MnSOD mRNA의 발현은 전사단계에서 조정되며 mRNA의 안정성을 변화시키지 않고 새로운 단백의 합성이 필요한 것으로 사료된다.