간, 췌장 및 지방 조직에서 많은 수준으로 합성되는 섬유 아세포 성장 인자 21(FGF21)은 FGF19과 FGF23와 함께 FGF 패밀리의 비정형 구성원에 속해 있다. FGF21은 발현 조직에 따라 endo/paracrine특징을 보여주며, 포도당 대사 및 에너지 항상성을 포함하는 많은 종류의 대사 경로를 조절하고 있다. 생리학적 조건 하에서 많은 종류의 스트레스가 조직 별 FGF21의 합성을 유도한다고 알려져 있고, 이렇게 증가한 FGF21은 위와 같은 스트레스에 적응하거나 방어하기 위한 세포 내 기전을 활성화 시키게 된다. 이 과정에서 peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) 및 peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα)가 지방 및 간 조직에서 FGF21의 발현을 조절하는 대표적인 전사 조절자로 알려져 있다. 지난 10년간의 연구를 통해 약리학적 FGF21 투여는 체중을 감소시키고 비만 마우스 및 2 형 당뇨병 환자에서 인슐린 감수성 및 지단백질 프로파일을 개선시키는 것으로 보고되었고, 이를 바탕으로 FGF21은 제 2 형 당뇨병, 비만 및 비 알콜 성 지방간 질환(NAFLD)의 치료제로서 큰 주목을 받아 왔다. 그러나 조직 별 상이한 FGF21 발현의 역설적 조건 및 생리 약학적 기능의 차이로 인해 FGF21의 이해는 여전히 부족한 수준에 있다. 따라서 본 총설을 통해 FGF21의 조직 특정 기능 및 해당 동작 메커니즘을 포함한 이전 연구들에서 발생하였던 흥미로운 문제를 논의하고, FGF21 아날로그를 이용한 임상 시험의 현 상황을 요약하고자 한다.
Nutritional regulation of gene expression associated with growth and feeding behavior in avian species can become an important technique to improve poultry production according to the supply of nutrients in the diet. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) found in chickens has been characterized to be a 70 amino acid polypeptide and plays an important role in growth and metabolism. Although it is been well known that IGF-I is highly associated with embryonic development and post-hatching growth, changes in the distribution of IGF-I gene expression throughout early- to late-embryogenesis have not been studied so far. We revealed that the developmental pattern of IGF-I gene expression during embryogenesis differed among various tissues. No bands of IGF-I mRNA were detected in embryonic liver at 7 days of incubation, and thereafter the amount of hepatic IGF-I mRNA was increased from 14 to 20 days of incubation. In eyes, a peak in IGF-I mRNA levels occurred at mid-embryogenesis, but by contrast, IGF-I mRNA was barely detectable in the heart throughout all incubation periods. In the muscle, no significant difference in IGF-I gene expression was observed during different stages of embryogenesis. After hatching, hepatic IGF-I gene expression as well as plasma IGF-I concentration increases rapidly with age, reaches a peak before sexual maturity, and then declines. The IGF-I gene expression is very sensitive to changes in nutritional conditions. Food-restriction and fasting decreased hepatic IGF-I gene expression and refeeding restored IGF-I gene expression to the level of fed chickens. Dietary protein is also a very strong factor in changing hepatic IGF-I gene expression. Refeeding with dietary protein alone successfully restored hepatic IGF-I gene expression of fasted chickens to the level of fed controls. In most circumstances, IGF-I makes a complex with specific high-affinity IGF-binding proteins (IGFBPs). So far, four different IGFBPs have been identified in avian species and the major IGFBP in chicken plasma has been reported to be IGFBP-2. We studied the relationship between nutritional status and IGFBP-2 gene expression in various tissues of young chickens. In the liver of fed chickens, almost no IGFBP-2 mRNA was detected. However, fasting markedly increased hepatic IGFBP-2 gene expression, and the level was reduced after refeeding. In the gizzard of well-fed young chickens, IGFBP-2 gene expression was detected and fasting significantly elevated gizzard IGFBP-2 mRNA levels to about double that of fed controls. After refeeding, gizzard IGFBP-2 gene expression decreased similar to hepatic IGFBP-2 gene expression. In the brain, IGFBP-2 mRNA was observed in fed chickens and had significantly decreased by fasting. In the kidney, IGFBP-2 gene expression was observed but not influenced by fasting and refeeding. Recently, we have demonstrated in vivo that gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in fasted chickens was rapidly reduced by intravenous administration of insulin, as indicated that in young chickens the reduction in gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in vivo stimulated by malnutrition may be, in part, regulated by means of the increase in plasma insulin concentration via an insulin-response element. The influence of dietary protein source (isolated soybean protein vs. casein) and the supplementation of essential amino acids on gizzard IGFBP-2 gene expression was examined. In both soybean protein and casein diet groups, the deficiency of essential amino acids stimulated chickens to increase gizzard IGFBP-2 gene expression. Although amino acid supplementation of a soybean protein diet significantly decreased gizzard IGFBP-2 mRNA levels, a similar reduction was not observed in chickens fed a casein diet supplemented with amino acids. This overview of nutritional regulation of IGF-I and IGFBP-2 gene expression in young chickens would serve for the establishment of the supply of nutrients to diets to improve poultry production.
본 연구는 안정 시 고지방식이 흰쥐의 신장, 간장 그리고 골격근에서 지질과산화와 SOD 단백질 발현에 손바닥 선인장 보충이 미치는 효과에 대하여 연구하였다. SD계 수컷 흰쥐 16마리를 무작위로 대조군(CG, n=8)과 실험군(EG, n=8)으로 분류하였다. 8주 동안 대조군은 고지방식이를 부하하였으며, 실험군은 5% 손바닥선인장을 보충식 이하였다. 본 실험결과, 간장과 신장의 MDA 농도는 EG군이 CG군에 비해 유의하게 낮게 나타났다(p<0.01). 또한 골격근의 MDA 농도도 EG군이 CG군에 비해 높은 경향이 나타났으나, 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. Cu,Zn-SOD 단백질 발현은 신장에서 EG군이 CG군에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.01). Mn-SOD 단백질 발현은 골격근에서 EG군이 CG군에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.01). 이상의 결과로부터 손바닥선인장 보충이 고지방식이 흰쥐의 지질과산화 억제작용과 SOD단백질 발현이 기관 특이적인 반응의 항산화 효과가 있는 것으로 나타났다.
Proviral Integration site of Moloney (Pim) murine Leukemia virus kinases is a serine/threonine specific protein kinase. It is largely involved in cell survival and proliferation. Pim-1 phosphorylates multiple cellular substrates to inhibit apoptosis and promote cell cycle progression. Over expression of Pim-1 kinase is observed in a range of malignancies and various solid cancers. High level of Pim-1 expression is seen in myeloma, acute myeloid leukemia, prostate cancer and liver carcinomas. Hence, Pim-1 is considered as an interesting cancer target. In the present study, we have performed region-focused CoMFA study on a series of imidazopyridazine derivatives as Pim-1 kinase inhibitors. A statistically acceptable region-focused CoMFA model ($q^2=0.571$; ONC=3; $r^2=0.909$) was developed. The model was then validated using Bootsrapping and progressive sampling. The contour map highlighted the regions favorable to increase the activity. Bulky substitutions in $R^2$ position of the phenyl ring could increase the activity. Similarly, small negative substitution in the $R^1$ position of the Pyridine ring could increase the activity considerably. Our results will be useful to design novel Pim-1 kinase inhibitors of this series.
목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.
The gene encoding human serum albumin (HSA) was cloned from human liver cDNA library by PCR. The HSA cDNA in size of 2,176 bp, including 1,830 bp of open reading frame, was cloned into the plasmid carried with the 5'flanking sequence of goat $\beta$-casein gene (-4,044 to +2,025 bp) to get a tissue specific expression vector in mammary gland named pGB562/HSA (12.5 kb). A 9.6 kb DNA fragment in which the sequence is in order of goat $\beta$-casein gene regulatory sequence, HSA cDNA and SV40 polyadenylation signals was isolated from the pGB562/HSA by SacI and DraIII cutting, and used to microinject into the pronuclei of mouse fertilized eggs to produce transgenic mice. Three transgenic mice (2 female and 1 male) were identified by PCR and dot Southern blot analysis. The copy numbers of integrated transgene were more than 10 copies in line #21 and #26 as well as over 50 copies in line #31 of transgenic mice. HSA protein collected from the milk of lactating transgenic mice was confirmed by immuno-detection of Western and slot blot. The concentrations of HSA in the milk were from 0.05 to 0.4 mg/ml. An obvious antigen and antibody conjugate could be observed in immunohistochemical stain of mammary gland tissue from lactating day 11 of HSA transgenic mice. The transmission of transgene and its expression was recognized according to the results of RT-PCR and sequences analyses of their progeny.
Growing evidence indicates that enhanced generation or actions of nitric oxide (NO) are implicated in the pathogenesis of hypertension in spontaneously hypertensive rats and diabetic nephropathy in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. We investigated whether inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression in STZ-induced diabetic rats is responsible for the alterations of vascular reactivity. Diabetic state was confirmed 28 days after injection of STZ (i.p) in rats by measuring blood glucose. In order to evaluate whether short term (4 weeks) diabetic state is related with altered vascular reactivity caused by iNOS expression, isometric tension experiments were performed. In addition, plasma nitrite/nitrate (NOx) levels and expression of iNOS in the lung and aorta of control and STZ-treated rats were compared by using Griess reagent and Western analysis, respectively. Results indicated that STZ-treated rats increased the maximal contractile response of the aorta to phenylephrine (PE), and high $K^+,$ while the sensitivity remained unaltered. Endothelium-dependent relaxation, but not SNP-mediated relaxation, was reduced in STZ-treated rats. Plasma nitrite/nitrates are significantly increased in STZ-treated rats compared to controls. The malondialdehyde (MDA) contents of liver, serum, and aorta of diabetic rats were also significantly increased. Furthermore, nitrotyrosine, a specific foot print of peroxynitrite, was significantly increased in endothelial cells and smooth muscle layers in STZ-induced diabetic aorta. Taken together, the present findings indicate that enhanced release of NO by iNOS along with increased lipid peroxidation in diabetic conditions may be responsible, at least in part, for the augmented contractility, possibly through the modification of endothelial integrity or ecNOS activity of endothelium in STZ-diabetic rat aorta.
N-Methylpurine-DNA glycosylase (MPG)는 DNA에서 N-methylpurine과 다른 손상된 purine기를 제거하는 DNA 회복 효소이다. 생쥐의 임신 8일 후의 태아조직부터 생후 400일까지의 조직들로부터 RT-PCR 방법으로 MPG mRNA 발현을 조사하였다. MPG mRNA는 태아 형성기동안 많은 양이 발현되었으며, 특히 15일에서 가장 높게 발현되었다. 태반에서의 MPG mRNA는 8 p.c. (post coitum)부터 18 p.c. 까지 계속적으로 감소하였다. 태아 형성기의 뇌와 간 조직에서 높은 mRNA 발현을 보였으나, 400일 되는 성체에서는 현저히 감소하였다. 부정소, 정낭, 정소, 정관, 난소, 난관 그리고 자궁 등의 생식기관에서의 MPG mRNA는 비교적 높게 발현되었고, 그들 중 부정소에서의 발현 정도가 가장 높았다. 이러한 결과들로 보아 MPG 유전자는 태아 발생단계 및 조직 특이적으로 발현됨을 알 수 있었다.
본 연구는 기존의 probiotics로서의 안전성을 입증한 B. cabrialesii sp. K1과 prebiotics 중 inulin 3%와 혼합하여 synbiotics로서의 넙치의 성장과 비특이적 면역 반응 및 세균성 감염에 따른 폐사에 미치는 영향을 검토하였다. 8주 동안 단일 프로바이오틱스 B. cabrialesii sp. K1과 inulin 3% 를 혼합한 신바이오틱스를 급이 한 결과 성장에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈액학적 검사의 경우 AST, total protein 및 cholesterol에서 유의적인 차이를 보였고 ALT와 glucose는 유의적인 차이가 없었다. 비특이적 면역반응에서는 유산균 첨가 또는 주사제로 인한 라이소자임 활성이 유익 하다고 알려져 있으나 본 연구에서는 8주동안 대조구와 비교시 유의적 차이가 없었다. 또한 B. cabrialesii K1의 경우 단일 프로바이오틱스구보다 신바이오틱스구가 대조구에 비해 NBT 활성이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 다음 넙치의 사이토카인 발현을 확인한 결과 B. cabrialesii sp. K1를 단일 (probiotics구)로 사용했을 경우 대조구와 비교 시 비장에서 유의적으로 낮게 발현되었으나 synbiotics구의 경우 비장에서 발현이 유의하게 증가되었다. 그러나 나머지 간과 장, 신장에서는 세 개의 그룹 간의 유의적 차이를 나타내지 않았다. 마지막으로 2주동안의 인위 감염을 검토한 결과 대조구는 E. tarda 95%, S. parauberis 85%, S. iniae 85%로 각 각의 폐사율을 나타냈다. Probiotics구는 E. tarda 85%, S. parauberis 80%, S. iniae 80%의 폐사율을 보였고, synbiotics 구는 E. tarda 80%, S. parauberis 80%, S. iniae 85%로 각 각 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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