Parkinson's disease is a common neurodegenerative disorder that is mainly caused by dopaminergic neuron loss in the substantia nigra. Several radiopharmaceutics have been developed to evaluate the integrity of dopaminergic neuronal system. In vivo PET and SPECT imaging of presynaptic dopamine imaing are already applied to Parkinson's disease and other parkinsonism, and can demonstrate the dopaminergic dysfunction. This review summarized the use of the presynaptic dopaminergic imaging in PD as biomarkers in evaluation of disease progression as well as in diagnosis of PD.
This study was to determine the effect of exercise on the recovery of dopaminergic neuron loss and muscle atrophy in 6-OHDA-induced hemi Parkinson's disease model. Exercise was loaded twice per day for 30 minutes each time, at 5 days after 6-OHDA lesioning and continued for 16 days using a treadmill. Exercise significantly increased the number of tyrosine hydroxylase positive neuron in the lesioned substantia nigra and the expression level of tyrosine hydroxylase in the striatum compared with the control group. To examine which signaling pathways may be involved in the exercise, the phosphorylation of $GSK3{\beta}$ and ERK were observed in the striatum. In the control group, basal level of $GSK3{\beta}$ phosphorylation was less than in both striatum, but exercise increased it. ERK phosphorylation decreased in the lesioned striatum, but exercise recovered it. These findings suggest that exercise inactivates $GSK3{\beta}$ by phosphorylation which may be involved in the neuroprotective effect of exercise on the 6-OHDA-induced cell death. In the exercise group, weight, and Type I and II fiber cross-sectional area of the contralateral soleus significantly recovered and expression of myosin heavy chain and Akt and ERK phosphorylation significantly increased by exercise. These results suggest that exercise recovers Parkinson's disease induced dopaminergic neuron loss and contralateral soleus muscle atrophy.
This study was designed to investigate the effects of high concentration of (-)-epigallocatechin-3-gallate(EGCG) on the neuronal activity of rat substantia nigra dopaminergic neurons. Sprague-Dawley rats aged 14 to 16 days were decapitated under ether anesthesia. After treatment with pronase and thermolysin, the dissociated dopaminergic neurons were transferred into a chamber on an inverted microscope. Spontaneous action potentials and potassium currents were recorded by standard patch-clamp techniques under current and voltage-clamp modes respectively. 18 dopaminergic neurons(80%) revealed inhibitory responses to 40 and 100 ${\mu}M$ of EGCG and 4 neurons(20%) did not respond to EGCG. The spike frequency and resting membrane potential of these cells were decreased by EGCG. The amplitude of afterhyperpolarization was increased by EGCG. Whole potassium currents of dopaminergic neurons were increased by EGCG(n=10). These experimental results suggest that high concentration EGCG decreases the neuronal activity of the dopaminergic neurons by altering the resting membrane potential and afterhyperpolarization.
Aryal, Bijay;Lee, Jin-Koo;Kim, Hak Rim;Kim, Hyung-Gun
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.18
no.2
/
pp.129-134
/
2014
It has been suggested that transition metal ions such as iron can produce an oxidative injuries to nigrostriatal dopaminergic neurons, like Parkinson's disease (PD) and subsequent compensative increase of tetrahydrobiopterin ($BH_4$) during the disease progression induces the aggravation of dopaminergic neurodegeneration in striatum. It had been established that the direct administration of $BH_4$ into neuron would induce the neuronal toxicity in vitro. To elucidate a role of $BH_4$ in pathogenesis in the PD in vivo, we assessed the changes of dopamine (DA) and $BH_4$ at striatum in unilateral intranigral iron infused PD rat model. The ipsistriatal DA and $BH_4$ levels were significantly increased at 0.5 to 1 d and were continually depleting during 2 to 7 d after intranigral iron infusion. The turnover rate of $BH_4$ was higher than that of DA in early phase. However, the expression level of GTP-cyclohydrolase I mRNA in striatum was steadily increased after iron administration. These results suggest that the accumulation of intranigral iron leads to generation of oxidative stress which damage to dopaminergic neurons and causes increased release of $BH_4$ in the dopaminergic neuron. The degenerating dopaminergic neurons decrease the synthesis and release of both $BH_4$ and DA in vivo that are relevance to the progression of PD. Based on these data, we propose that the increase of $BH_4$ can deteriorate the disease progression in early phase of PD, and the inhibition of $BH_4$ increase could be a strategy for PD treatment.
Parkinson's disease (PD) is a complicated neurodegenerative disorder although it is oftentimes defined by clinical motor symptoms originated from age dependent and progressive loss of dopaminergic neurons in the midbrain. The pathogenesis of PD involves dopaminergic and nondopaminergic neurons in many brain regions and the molecular mechanisms underlying the death of different cell types still remain to be elucidated. There are indications that PD causing disease processes occur in a global scale ranging from DNA to RNA, and proteins. Several PD-associated genes have been reported to play diverse roles in controlling cellular functions in different levels, such as chromatin structure, transcription, processing of mRNA, translational modulation, and posttranslational modification of proteins. The advent of quantitative high throughput screening (HTS) tools makes it possible to monitor systemic changes in DNA, RNA and proteins in PD models. Combined with dopamine neuron isolation or derivation of dopamine neurons from PD patient specific induced pluripotent stem cells (PD iPSCs), HTS techonologies will provide opportunities to draw PD causing sequences of molecular events in pathologically relevant PD samples. Here I discuss previous studies that identified molecular functions in which PD genes are involved, especially those signaling pathways that can be efficiently studied using HTS methodologies. Brief descriptions of quantitative and systemic tools looking at DNA, RNA and proteins will be followed. Finally, I will emphasize the use and potential benefits of PD iPSCs-derived dopaminergic neurons to screen signaling pathways that are initiated by PD linked gene mutations and thus causative for dopaminergic neurodegneration in PD.
Objective: This study was to examine the in vitro neural cell differentiation patterns of human embryonic stem (hES) cells following treatment of various neurotrophic factors [basic fibroblast growth factor (bFGF), retinoic acid (RA), brain derived neurotrophic factor (BDNF) and transforming growth factor (TGF)-$\alpha$], particulary in dopaminergic neuron formation. Methods: The hES cells were induced to differentiate by bFGF and RA. Group I) In bFGF induction method, embryoid bodies (EBs, for 4 days) derived from hES were plated onto gelatin dish, selected for 8 days in ITSFn medium and expanded at the presence of bFGF (10 ng/ml) for another 6 days followed by a final differentiation in N2 medium for 7, 14 and 21 days. Group II) For RA induction, EBs were exposed of RA ($10^{-6}M$) for 4 days and allowed to differentiate in N2 medium for 7, 14 and 21 days. Group III) To examine the effects of additional neurotrophic factors, bFGF or RA induced cells were exposed to either BDNF (10 ng/ml) or TGF-$\alpha$ (10 ng/ml) during the 21 days of final differentiation. Neuron differentiation and dopamine secretion were examined by indirect immunocytochemistry and HPLC, respectively. Results: The bFGF or RA treated hES cells were resulted in similar neural cell differentiation patterns at the terminal differentiation stage, specifically, 75% neurons and 11% glial cells. Additionally, treatment of hES cells with BDNF or TGF-$\alpha$ during the terminal differentiation stage led to significantly increased tyrosine hydroxylase (TH) expression of a dopaminergic neuron marker, compared to control (p<0.05). In contrast, no effect was observed on the rate of mature neuron (NF-200) or glutamic acid decarboxylase-positive neurons. Immunocytochemistry and HPLC analyses revealed the higher levels of TH expression (20.3%) and dopamine secretion (265.5 $\pm$ 62.8 pmol/mg) in bFGF and TGF-sequentially treated hES cells than those in $\alpha$ RA or BDNF treated hES cells. Conclusion: These results indicate that the generation of dopamine secretory neurons from in vitro differentiated hES cells can be improved by TGF-$\alpha$ addition in the bFGF induction protocol.
Eun Ji Kang;Seung Min Jang;Ye Ji Lee;Ye Ji Jeong;You Jin Kim;Seong Su Kang;Eun Hee Ahn
BMB Reports
/
v.56
no.2
/
pp.126-131
/
2023
The abnormal accumulation and aggregation of the misfolded α-synuclein protein is the neuropathological hallmark of all α-synucleinopathies, including Parkinson's disease. The secreted proteins known as netrins (netrin-1, netrin-3, and netrin-4) are related to laminin and have a role in the molecular pathway for axon guidance and cell survival. Interestingly, only netrin-1 is significantly expressed in the substantia nigra (SN) of healthy adult brains and its expression inversely correlates with that of α-synuclein, which prompted us to look into the role of α-synuclein and netrin-1 molecular interaction in the future of dopaminergic neurons. Here, we showed that netrin-1 and α-synuclein directly interacted in pre-formed fibrils (PFFs) generation test, real time binding assay, and co-immunoprecipitation with neurotoxin treated cell lysates. Netrin-1 deficiency appeared to activate the dopaminergic neuronal cell death signal pathway via α-synuclein aggregation and hyperphosphorylation of α-synuclein S129. Taken together, netrin-1 can be a promising therapeutic molecule in Parkinson's disease.
One of the most extensively studied populations of multipotent adult stem cells are mesenchymal stem cells (MSCs). MSCs derived from the human umbilical cord vein (HUC-MSCs) are morphologically and immunophenotypically similar to MSCs isolated from bone marrow. HUC-MSCs are multipotent stem cells, differ from hematopoietic stem cells and can be differentiated into neural cells. Since neural tissue has limited intrinsic capacity of repair after injury, the identification of alternate sources of neural stem cells has broad clinical potential. We isolated mesenchymal-like stem cells from the human umbilical cord vein, and studied transdifferentiation-promoting conditions in neural cells. Dopaminergic neuronal differentiation of HUC-MSCs was also studied. Neural differentiation was induced by adding bFGF, EGF, dimethyl sulfoxide (DMSO) and butylated hydroxyanisole (BHA) in N2 medium and N2 supplement. The immunoreactive cells for $\beta$-tubulin III, a neuron-specific marker, GFAP, an astrocyte marker, or Gal-C, an oligodendrocyte marker, were found. HUC-MSCs treated with bFGF, SHH and FGF8 were differentiated into dopaminergic neurons that were immunopositive for tyrosine hydroxylase (TH) antibody. HUC-MSCs treated with DMSO and BHA rapidly showed the morphology of multipolar neurons. Both immunocytochemistry and RT-PCR analysis indicated that the expression of a number of neural markers including NeuroD1, $\beta$-tubulin III, GFAP and nestin was markedly elevated during this acute differentiation. While the stem cell markers such as SCF, C-kit, and Stat-3 were not expressed after neural differentiation, we confirmed the differentiation of dopaminergic neurons by TH/$\beta$-tubulin III positive cells. In conclusion, HUC-MSCs can be differentiated into dopaminergic neurons and these findings suggest that HUC-MSCs are alternative cell source of therapeutic treatment for neurodegenerative diseases.
This study presents neuronal migration pattern of dopamine (DA) neurons generated in separate regions occupying the ventral mesencephalic territory. A single pulse 5-bromodeoxyuridine (BrdU) was administered at embryonic day (E)10-E15. Distribution of tyrosine hydroxylase (TH) positive cells was determined at E13-postnatal day 0 (P0) by immunohistochemistry. BrdU positive cells labeled at E10 were spread out uniformly in the mesencephalon from E13 to E15, migrating through dorsal and ventral routes at E17 and P0. TH expression labeled at E10 was observed at E13 in the ventromedial region and clearly formed in the ventral tegmental area (VTA) at E15. At E17, TH expression in the substantia nigra (SN) was observed in the ventrolateral region, spreading more outward of the mesencephalon at P0. Generation of TH-positive cells labeled at E13 was also observed in VTA and SN of the mesencephalon at E17 and P0. The expression of these cells labeled after E15 was markedly decreased. These results demonstrated that an almost complete primary structure of DA neuron was formed at the early embryonic stage in the ventral mesencephalon, showing the most active neuronal migration was occurred at E13-E17.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.