생쥐 난자-난구 복합체를 인공배양하면서 adenylate cyclase의 촉진제인 forskilin과 phosphodiesterase의 저해제인 3-isobutyl-1-methylxanthine(IBMX)을 배양액에 첨가하여 이들이 난구세포의 분산과 난자의 성숙(핵붕괴)에 미치는 효과를 관찰한 결과 다음과 같았다. 1. Forskilin은 0.001$\mu$M에서 부터 난구세포의 분산을 유도하기 시작하여 (36%) 0.1-10$\mu$M 구간에서 최대의 분산율을 나타내었고 (80-90%) 100$\mu$M에서는 그 효과가 줄어들었다(60%). 이때 난자의 핵 붕괴는 10$\mu$M까지 정상으로 일어나다 (75-80%) 100$\mu$M에서 부분적으로 억제되기 시작하였다(40%). 2. IMBX는 0.01$\mu$M에서 부터 난구세포의 분산을 유도하기 시작하여 (30%) 1-1,000$\mu$M의 전 구간에서 최대의 분산율(81-89%)을 나타내었다. 난자들은 10$\mu$M의 농도까지 정상적으로 핵 붕괴를 일으키었으나(90% 이상) 100$\mu$M 이상에서 급격히 억제되었다(14%). 3. 난구세포의 분산을 유도하는데 필요한 최소의 자극기간을 조사해 본 결과 HCG는 2분, FSH와 forskilin은 15-30분, IBMX는 2시간이었다. 위 결과로 부터 생쥐 난구세포에서 cAMP의 농도를 높이는데 adenylate cyclase 와 phosphodiesterase의 두 효소가 모두 중요한 기여를 하며 난구세포는 단 기간에 생긴 cAMP의 peak로서 분산이 유도될 수 있으나 난자의 성숙억제 과정에서는 지속적인 cAMP의 존재가 필요하다는 것을 알았다.
선행연구(12,13)에 따르면 10주간 ID1216을 투여한 비만 마우스에서 체중과 체지방이 감소하였고 이는 SIRT1-$PGC1{\alpha}$의 발현을 조절하여 나타나는 것으로 확인하였다. 본 연구는 $SIRT1-PGC1{\alpha}-PPAR{\alpha}$의 하위 기전인 UCPs, ACO, aP2의 발현 조절에 ID1216이 영향을 미쳐 그 효과를 나타내는 것을 추가로 확인한 것에 의미가 있다. 또한 10주간 ID1216을 투여한 비만 마우스의 혈액 분석 결과에서도 혈중 중성지방, LDL, HDL total cholesterol등의 혈중 지방질 수치가 개선됨과 동시에 free fatty acid의 농도는 감소하였는데 이는 ID1216이 HSL과 같은 지방질분해효소의 활성을 조절하여 중성지방의 분해과정에 관여하기는 하나 에너지 대사와 지방산 산화 과정에도 복합적으로 관여하여 최종적으로 나타내는 비만 대사 조절 효과에 의한 것으로 판단된다. 따라서 ID1216은 $SIRT1-PGC1{\alpha}-PPAR{\alpha}$ pathway를 촉진시켜 세포와 조직 수준에서 열발생(thermogenesis)에 관여하는 유전자인 UCP1, UCP2, UCP3의 발현을 증가시켰고 ${\beta}$-oxidation에 관여하는 유전자인 ACO와 aP2의 발현도 증가시켰으며 또한 지방분해(lypolysis)에 관여하는 유전자인 ATGL과 HSL의 발현을 증가시키는 분자생물학적 기전을 나타내어 체지방 감소 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
Various calcium phosphate bioceramics are distinguished by their excellent biocompatibility and osteoconductivity. Especially, the exceptional biodegradability of $\beta$-TCP makes it a bone graft substitute of choice in many clinical applications. The activation of osteoclasts, differentiated from macrophage precursor cells, trigger a cell-mediated resorption mechanism that renders $\beta$-TCP biodegradable. Based on this evidence, we studied the biodegradation process of granular-type $\beta$-TCP bone graft substitute through in vitro and in vivo studies. Raw 264.7 cells treated with RANKL and M-CSF differentiated into osteoclasts with macrophage-like properties, as observed with TRAP stain. These osteoclasts were cultured with $\beta$-TCP nano powders synthesized by microwave-assisted process. We confirmed the phagocytosis of osteoclasts by observing $\beta$-TCP particles in their phagosomes via electron microscopy. No damage to the osteoclasts during phagocytosis was observed, nor did the $\beta$-TCP powders show any sign of cytotoxicity. We also observed the histological changes in subcutaneous tissues of rats implanted with granule-type $\beta$-TCP synthesized by fibrous monolithic process. The $\beta$-TCP bone graft substitute was well surrounded with fibrous tissue, and 4 months after implantation, 60% of its mass had been biodegraded. Also, histological findings via H&E stain showed a higher level of infiltration of lymphocytes as well as macrophages around the granule-type $\beta$-TCP. From the results, we have concluded that macrophages play an important role in the biodegradation process of $\beta$-TCP bone graft substitutes.
TNF ligand 군에 속하는 Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL/Apo2L)은 death receptor를 통한 세포사멸을 유도하는 것으로 알려졌다. TRAIL은 정상세포에서는 세포사를 일으키지 않고 암세포에서만 특이적으로 세포사멸을 유도함으로써 잠재력 있는 항암제로 주목을 받고 있다. 그러나, 최근 연구에 의하면 악성 신장암과 간암과 같은 일부 암에서는 TRAIL에 의한 세포사에 저항성을 가지는 것으로 알려져 있다. 그러므로, TRAIL 만으로는 다양한 악성종양을 위한 치료법으로 적절하지 않다. TRAIL에 대한 저항성을 가지는 분자적 기전을 이해하고, TRAIL 저항성을 극복할 수 있는 증감제를 밝혀내는 것이 보다 효율적인 TRAIL을 이용한 암세포 치료 전략에 필요하다. 화학치료제들이 TRAIL 수용체인 death receptor의 발현을 증가시키고, 세포 내의 TRAIL에 의한 신호전달 체계를 활성화 시키는 것으로 알려져 있고, 이러한 기전을 통하여 다양한 화학치료제들이 TRAIL에 의한 세포사멸을 증가시키는 것을 확인하였다. 이 논문에서, 우리는 TRAIL에 의한 세포 사멸을 증가시키기 위한 생물학적 약물을 정리하고, 그 분자적 기전을 고찰한다.
With an approach to study the anti-tumor effects and mechanism of selenium compound, we investigated the anti-tumor activity and mechanism of $Na_5SeV_5O_{18}{\cdot}3H_2O$ (NaSeVO) in K562 cells. The results showed that $0.625{\sim}20\;mg/L$ NaSeVO could significantly inhibit the proliferation of K562 cells in vitro in a time- and concentration-dependent manner as determined by microculture tetrazolium (MTT) assay, the IC50 values were 14.41 (4.45-46.60) and 3.45 (2.29-5.22) mg/L after 48 hand 72 h treatment with NaSeVO respectively. In vivo experiments demonstrated that i.p. administration of 5, 10 mg/kg NaSeVO exhibited an significant inhibitory effect on the growth of transplantation tumor sarcoma 180 (S180) and hepatoma 22 (H22) in mice, with inhibition rate 26.8% and 58.4% on S180 and 31.3% and 47.4% on H22, respectively. Cell cycle studies indicated that the proportion of G0/G1 phase was increased at 2.5 mg/L while decreased at 10 mg/L after treatment for 24, 48 h. Whereas S phase was decreased at 2.5-5 mg/L and markedly increased at 10 mg/L after treatment for 48 h. After treatment for 24 h, 10 mg/L NaSeVO also markedly increased S and G2/M phases. Take together, the result clearly showed that NaSeVO markedly increased S and G2/M phases at 10 mg/L. The study of immunocytochemistry showed that the expression bcl-2 is significantly inhibited by 10 mg/L NaSeVO, and bax increased. Morphology observation also revealed typical apoptotic features. NaSeVO also significantly caused the accumulation of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$, reactive oxygen species (ROS) and the reduction of pH value and mitochondrial membrane potential in K562 cells as compared with control by confocal laser scanning microscope. These results suggest that NaSeVO has anti-tumor effects and its mechanism is attributed partially to apoptosis induced by the elevation of intracellular $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ and ROS concentration, and a reduction of pH value and mitochondria membrane potential (MMP).
방사선 선량 증강은 물질과의 상호작용 단면적을 높여 국소 부위에 대한 선량을 증가시키는 방법으로 선에너지부여 및 상대적 생물학적 효과비 증가로 치료가능비 향상에 기여할 수 있다. 선량 증강에 대한 선행 연구는 X, ${\gamma}$선에 대한 보고가 주를 이루고 있으나, 본 연구에서는 MCNP6를 이용한 몬테칼로 시뮬레이션을 바탕으로 양성자 선원에 대해 선량 증강 현상을 분석하였다. 수학적 모델 방법에 따라 확산된 피크의 양성자 선원에 대한 에너지 분포와 상대적 강도를 산출하였으며, 금, 아이오딘, 가돌리늄의 선량 증강 물질에 대한 선량증강비와 깊이 변화에 따른 에너지 분포를 평가하였다. 금을 이용한 증강 현상에서 1.085-1.120배, 가돌리늄에서는 1.047-1.091배의 선량증강비를 나타내었다. 또한 깊이에 따른 흡수에너지 변화로 인해 실질 비정과 95% 선량 구간의 감소를 나타내었으며, 이는 선량 증강 현상과 더불어 종양조직에 불확실한 선량 전달로 이어질 수 있으므로 증강 물질의 질량 저지능으로부터 확산된 피크 구간의 적절한 보정이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서 모의모사를 통한 선량 증강 현상의 분석은 실질적인 증강 효과 확인을 위한 체내 외 실험의 기초자료로써 활용될 것으로 기대한다.
The prolyl 3-hydroxylase family member 4 (P3H4), is associated with post-translational modification of fibrillar collagens and aberrantly activated in cancer leading to tumor progression. However, its role in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is still unknown. Here we reported that P3H4 was highly expressed in renal cancer tissues and significantly positive correlated with poor prognosis. Knockdown of P3H4 inhibited the proliferation, migration and metastasis of renal cancer cells in vitro and in vivo, and also, overexpression of it enhanced the oncogenic process. Mechanistically, P3H4 depletion decreased the levels of GDF15-MMP9 axis and repressed its downstream signaling. Further functional studies revealed that inhibition of GDF15 suppressed renal cancer cell growth and GDF15 recombinant human protein (rhGDF15) supplementation effectively rescued the inhibitory effect induced by P3H4 knockdown. Moreover, decreased levels of MMP9 caused by inhibition of P3H4-GDF15 signaling constrained the expression of PD-L1 and suppression of P3H4 accordingly promoted anti-tumor immunity via stimulating the infiltration of CD4+ and CD8+ T cells in syngeneic mice model. Taken together, our findings firstly demonstrated that P3H4 promotes ccRCC progression by activating GDF15-MMP9-PD-L1 axis and targeting P3H4-GDF15-MMP9 signaling pathway can be a novel strategy of controlling ccRCC malignancy.
Background: Nitric oxide (NO), a cytotoxic molecule is produced in various tissues including tumor cells during interleukin-2 (IL-2) therapy . Lymphokine-activated killer (LAK) cells are induced during IL-2 therapy, and have cytotoxic activity against tumor cells. The current study investigated the effects of NO synthesized in target cells or exposure of target cells to NO on the sensitivity of target cells to LAK cell cytotoxicity. Methods: Cytotoxicity was measured using 4 h chromium release assays. LAK cells which were induced by a 4 day incubation of BALB/c mouse splenocytes with IL-2 (6,000 IU/mL) were employed as effector cells. RD-995 skin tumor cells originated from a C3H/HeN mouse were employed as target cells. NO synthesis in target cells was induced by a 24 h incubation of RD-995 cells with $IFN{\gamma}$ (25 U/mL), TNF (50 U/mL) and IL-1 (20 U/mL). S-nitrosyl acetylpenicillamine (SNAP), an NO donor, was used to expose target cells to NO. $N^G$-monomethyl-L-arginine (MLA) and carboxy-PTIO were added during cytotoxicity assays to inhibit NO synthesis, and to scavenge NO produced by target cells, respectively. Results: Sensitivity of NO-producing RD-995 cells to LAK cell cytotoxicity was decreased by addition of MLA and carboxy-PTIO during cytotoxicity assays. However, the two reagents had no effect on the sensitivity of non-NO-producing RD-995 cells. Pretreatment of RD-995 target cells with SNAP increased the sensitivity in comparison with untreated cells. Conclusions: Sensitivity of target cells to LAK cell cytotoxicity is increased by target cell NO synthesis or exposure to NO. Further studies are needed to evaluate whether these in vitro results have relevance to in vivo phenomena.
본 연구에서는 유전자 복제기작을 생화학적, 분자생물학적 방법을 사용하여 bacteriphage T7을 대상으로 연구하였다. Bacteriophage T7의 유전자 복제, 재조합, 수선시 필수 단백질로 작용하는 gene 2.5 단백질의 생체내 기능에 대한 유전학적 연구와 단백질을 분리 정제하여 복제 단백질들과의 상호작용에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 gene 2.5 단백질은 DNA복제시 필수 구성단백질로 작용하며, 복제과정에서 유전자 복제에 관여하는 핵심 단백질들인 DNA polymerase, helicase/primase와 직접 단백질-단백질 상호 협동 작용을 하는 r것을 증명하였다. 특히 gene 2.5 단백질의 C-terminal domain이 절편된 변이체의 경우 복제 단백질들과 상호작용이 결여되었다. 따라서 C-terminal domain이 gene 2.5 단백질의 기능에 필수적으로 관여함을 입증하였다.
Kim Sung June;Jung Hum;Yu Young Suk;Yu Hyeong Gon;Cho Dong il;Lee Byeong Ho;Ku Yong Sook;Kim Eun Mi;Seo Jong Mo;Kim Hyo kyum;Kim Eui tae;Paik Seung June;Yoon Il Young
한국가시화정보학회:학술대회논문집
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한국가시화정보학회 2002년도 마이크로/바이오 가시화기술부문 학술강연회
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pp.51-78
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2002
A number of research groups worldwide are studying electronic implants that can be mounted on retinal optic nerve/visual cortex to restore vision of patients suffering from retinal degeneration. The implants consist of a neural interface made of biocompatible materials, one or more integrated circuits for stimuli generation, a camera, an image processor, and a telemetric channel. The realization of these classes of neural prosthetic devices is largely due to the explosive development of micro- and nano-electronics technologies in the late $20^{th}$ century and biotechnologies more recently. Animal experiments showed promise and some human experiments are in progress to indicate that recognition of images can be obtained and improved over time. We, at NBS-ERC of SNU, have started our own retinal implant project in 2000. We have selected polyimide as the biomaterial for an epi-retinal stimulator. In-vitro and in-vivo biocompatibility studies have been performed on the electrode arrays. We have obtained good affinity to retinal pigment epithelial cells and no harmful effect. The implant also showed very good stability and safety in rabbit eye for 12 weeks. We have also demonstrated that through proper stimulation of inner retina, meaning vision can be obtained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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