• 한국수정란이식학회지
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• 제20권3호
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• pp.191-200
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• 2005

체외 배양 과정 중에 나타나는 생쥐 초기 2-세포 배의 "in vitro 2-cell block" 현상은 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 변화와 밀접한 관련이 있다. 다양한 종류의 세포에서 acetylcholine은 세포막에 존재하는 muscarnic acetylcholine receptor를 통해 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 유도한다. 본 실험에서는 생쥐 "in vitro 2-cell block" 현상에 있어서 ACh의 영향을 알아보기 위해 세포 내 $Ca^{2+}$ 농도 조절 물질을 처리한 후, 공초점 현미경을 이용하여 세포 내 $Ca^{2+}$ 농도 변화를 기록하였다. ACh은 세포 내에서 농도 의존적으로 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 유도하며, "in Vitro 2-cell block" 현상을 극복하여 포배기로 발생을 유도하였다. ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 세포막에 존재하는 ACh receptor를 경유하여 나타나는 반응인지를 알아보기 위해 ACh receptor의 저해제인 atropine을 전처리한 결과, ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 완전히 저해되었다. 초기 2-세포 배에서 ACh이 결합하는 receptor의 종류를 확인하기 위하여 carbachol과 nicotin tartrate를 처리 하였다. Nicotinic AChR의 agonist인 nicotine tartrate 1 mM은 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가를 보이지 않았다. 따라서 초기 2-세포 배의 세포막에는 muscarnic AChR가 기능적으로 작용함을 알 수 있다. ACh에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 $Ca^{2+}$이 제거된 배양액에서도 나타나는 것으로 보아 ACh에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 변화는 주로 소포체와 같은 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터 분비됨을 알 수 있었다. 이러한 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터의 $Ca^{2+}$ 분비가 어떤 신호전달체계를 통해 나타나는 지를 조사하였다. 세포막의 PLC 저해제인 U73122를 전처리한 배는 ACh에 의한 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 나타나지 않았으며, 세포 내 $Ca^{2+}$ 통로인 IP3R와 RyR의 저해제인 xestospongin과 heparin 혹은 dantrolene을 전처리한 결과 dantrolene에 의해 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 억제되었다. 그리고 세포내 반복적인 $Ca^{2+}$ 농도 증가에 의해 활성도가 변화는 CaMKII의 작용을 확인하기 위하여 Ca MKII의 저해제인 KN-93을 전처리한 결과 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 억제되는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 ACh은 생쥐 초기 2-세포 배에서 ryano-dine receptor를 통하여 세포내 $Ca^{2+}$ 저장고로부터 $Ca^{2+}$ 분비를 유도하며, CaM KII에 의해서도 영향을 받는 것으로 보여진다. 생쥐 초기 2-세포 배에서 "in vitro 2-cell block"의 극복은 ACh에 의해 유도된 신호전달체계를 통해 세포내에 증가하는 $Ca^{2+}$ 농도 및 이에 따른 세포내 대사 작용의 활성화에 의하여 나타나는 것으로 생각된다.

• 생약학회지
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• 제32권3호통권126호
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• pp.219-225
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• 2001

The water extracts of 82 Korean medicinal herbs were examined for the binding affinity on the recombinant human muscarinic acetylcholine receptor subtype 1 $(mAChR-M_1)$ produced from the CHO (Chinese Hamster Ovary) cell line. Of those tested, the extracts of Coptidis Rhizoma, Phellodendri Cortex, Hedyotis Herba and of Terminariae Fructus were found to exhibit a significant competition with $[^3H]$ N-methyl-scopolamine for the specific binding to $mAChR-M_1$ in a dose dependent manner, respectively.

• 대한약리학회지
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• 제23권2호
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• pp.101-111
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• 1987

중추신경계 특히 뇌내(腦內)의 무수카린성 콜린 수용체 (mAchR)에 대한 수용체 특성의 연구의 하나로, 물리 화학적 성상에 다른 두 종류의 콜린길항제를 사용하여 서로 다른 두 형태의 조직에서 약물의 작용양상 및 다른 약물과의 상호작용을 정초하였다. 실험동물로는 흰쥐를 일정기간 규정사료를 사육하였고, 사용한 Radioactive ligands는 $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS였으며 그외에 다른 수종의 길항제 또는 효능제와의 치환작용을 brain homogenates와 intact brain cell aggregates에서 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS는 모두 질량작용의 법칙에 비례하여 수용체와의 결합에서 높은 친화력과 포화를 보였으며 또한 높은 결합 능력을 나타내었다. 더욱이 homogenates 제제와 intact cell aggregates제제에서의 결과 사이에는 유사한 점이 많았다. 2. Homogenates제제를 사용한 실험에서, 제 3 급아민콜린길항제인 QNB, atropine과 scopolamine 또는 제 4 급 암모늄골린 길항제인 methylatropine과 methylscopolamine을 사용하여 위의 radioactive ligands와의 치환작용을 검토하였다. $(^3H)$ NMS 실험군에서는 제 3 급아민 및 제 4 급 암모늄길항제 모두가 구조의 구별없이 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 $(^3H)$ QNB 실험군에서는 제 4급 암모늄콜린 길항제들을 단일성(unity)이 아닌 높고 낮은 두 종류의 친화도를 가진 결합부위의 양상을 나타내었다. 또 비특이성 콜린길항제인 pirenzepine을 사용한 실험군에서는 두 ligands을 모두 치환시켰고 서로 다른 결합부위가 있음을 보였다. 3. Intact cell aggregates 제제를 사용한 실험에서, $(^3H)$ NMS와 $(^3H)$ QNB 모두 homogenates 제제에서와 같은 양상의 반응을 보였다. 또 $(^3H)$ NMS를 radioligand로 하여 수종의 콜린길항제와 수종의 콜린 효능제를 사용하여 약물 상호작용으로 수용체의 성질을 검토하였다. 그 결과 콜린 길항제들은 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 콜린 효능제 투여군에서는 높고 낮은 두 종류의 다른 친화력의 결항부위를 나타내었다. 4. 위의 실험의 결과로,(a) 친유성콜린 길항제인 $(^3H)$ QNB는 친수성 콜린길항제인 $(^3H)$ NMS보다 훨씬 높은 결합능력을 보였으며 이것으로 수용체 특히 mAchR의 존재 장소 또는 mAchR의 형상의 일부는 세포막 표면 뿐 아니라 세포막내의 어떤 부위와도 관계가 되는 것으로 간주되는데 이것이 $(^3H)$ QNB가 $(^3H)$ NMS보다 높은 최대 결합능력 $(B_{max})$을 나타낼 이유이다. (b) 두 종류의 다른 제제에서 우리는 같은 양상의 결과를 관찰하었기에 결점이 많은 homogenates 제제보다는 intact cell aggregates 제제를 수용체 연구에 대한 새로운 실험모형(experiment model)으로 사용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

• 대한핵의학회지
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• 제27권1호
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• pp.28-34
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• 1993

Using in vitro autoradiography with a digital autoradiography system and radioreceptor assay, the distribution and the binding characteristics of the muscarinic cholinergic receptors (mAChR) were studied in regions of rat brain. Radioreceptor assay revealed that mAChR could be measured with saturation binding assay in the brain and heart homogenates: No difference in Kd or Bmax of the brain or heart was found between the normal Wistar rats and SHR rats. Specific binding of $^3H$ quinuclidinyl benzilate (QNB) increased and saturation was reached by 2 hours after incubation with slide-mounted brain tissue. The distribution of mAChR was heterogeneous along the fields of brain. Affinity (Kd) of mAChR was not different significantly among cortex, hippocampus and caudate-putamen. No difference was found between normal rats and SHR strain. More receptors (Bmax) were found in the cortex and hippocampus than in the caudate-putamen in normal rats. More receptors were found in the cortex and caudate-putamen in SHR rats than in normal rats. Radioreceptor assay and digital autoradiographic analysis of affinity and number of mAChR gave the same results. With the above findings, we concluded that we could use digital autoradiographic system with $^3H$-QNB in the characterization of mAChR of rats and that the cortex and caudate-putamen of SHR strain rats have more receptors than those of normal rats.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제28권8호
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• pp.930-935
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• 2005

We have investigated the effects of relatively high concentration of carbachol (CCh), an agonist of muscarinic acetylcholine receptor (mAChR), on cardiac automaticity in mouse heart. Action potentials from automatically beating right atria of mice were measured with conventional microelectrodes. When atria were treated with $100{\mu}M$ CCh, atrial beating was immediately arrested and diastolic membrane potential (DMP) was depolarized. After exposure of the atria to CCh for $\~4 min$, action potentials were regenerated. The regenerated action potentials had lower frequency and shorter duration when compared with the control. When atria were pre-exposed to pirenzepine $(1{\mu}M)$, an $M_1$ mAChR antagonist, there was complete inhibition of CCh-induced depolarization of DMP and regeneration of action potentials. Pre-exposure to AFDX-116 (11 ({2-[(diethylamino)-methyl]-1-piperidyl}acetyl)-5, 11-dihydro-6H-pyridol[2,3-b][1,4] benzodiazepine-6-one base, $1{\mu}M$), an $M_2$ mAChR antagonist, failed to block CCh-induced arrest of the beating. However, prolonged exposure to CCh elicited gradual depolarization of DMP and slight acceleration in beating rate. Our data indicate that high concentration of CCh depolarizes membrane potential and recovers right atrial automaticity via $M_1$ mAChR, providing functional evidence for the role of $M_1$ mAChR in the atrial myocytes.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제30권2호
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• pp.209-218
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• 1996

Acetylcholine (ACh) activates the inwardly rectifying muscarinic $K^{+}$ channel in rat atrial cells via pertussis toxin (PTX)-sensitive G-protein ($G_k$) coupled with the muscarinic receptor (mAChR). Although this $K^{+}\;(K_{ACh})$ channel function has reported to be modulated by the phosphorylation process, a kinase and phosphatase involved in these processes are still unclear. Since either PKA or PKC was not effective on this ATP-modulation, the present study examined the possible involvement of the protein tyrosine kinase (PTK) and protein tyrosine phosphatase (PTP) in the function of the $K_{ACh}$ Channel. In the inside-out (I/O) patch preparation excised from the adult rat atrial cell, when activated by 10 ${\mu}M$ ACh in the pipette and 100 ${\mu}M$ GTP in the bath, the mean open time (${\tau}_{o}$) and the channel activity ($K_{ACh}$) was 1.13 ms (n=5) and 0.19 (n=6), respectively. Following the application of 1 mM ATP into the bath, ${\tau}_{o}$ increased by 34% (1.54 ms, n=5) and $K_{ACh}$ by 66% (0.28, n=6). Channel function elevated by ATP was lasted after washout of ATP. However, this ATP-induced increase in the $K_{ACh}$ channel function did not occur in pretreated cells with genistein ($50{\sim}100 {\mu}M$), a selective PTK inhibitor, but occurred in pretreated cells with equimolar daidzein, a negative control of the genistein. On the contrary, PTP which acts on tyrosine residue conversely reversed both ATP-induced increased ${\tau}_{o}$ by 32% (1.20 ms, n=3) and $K_{ACh}$ by 41% (0.15, n=3), respectively. Taken together, these results suggest that $K_{ACh}$ channel may, at least partly, be regulated by the tyrosyl phosphorylation, although it is unclear where this process exerts on the muscarinic signal transduction pathway comprising the mAChR-$G_{k}$-the $K_{ACh}$ channel.

• 동의신경정신과학회지
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• 제15권1호
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• pp.87-99
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• 2004

This experiment was designed to investigate the effect of Coptis japonica Makino(CJM) on the Alzheimer's disease. The effects of CJM extract on $IL-1{\beta}$, IL-6, amyloid precursor proteins (APP), acetylcholinesterase(AChE), glial fibrillary acidic protein(GFAP) mRNA of PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ and AChE activity of PC-12 cell lysate treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ and behavior of memory deficit rats induced by scopolamine and mice glucose, uric acid, AChE activity of memory deficit rats induced by scopolamine were investigated, respectively. The results were summarized as follows ; 1. CJM extract suppressed $IL-1{\beta}$, IL-6 mRNA in PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ 2. CJM extract suppressed APP, AChE, GFAP mRNA in PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ 3. CJM extract suppressed AChE activity in cell lysate of PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ 4. CJM extract group showed significantly inhibitory effect on the memory deficit of mice induced by scopolamine in the experiment of Morris water maze. 5. CJM extract increased glucose, decreased uric acid and AChE significantly in the serum of the memory deficit rats induced by scopolamine. According to the above results, it is suggested that CJM extract might be usefully applied for prevention and treatment of Alzheimer's disease and memory deficit symptom.

• 분석과학
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• 제31권6호
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• pp.219-224
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• 2018

손바닥선인장(Opuntia ficus-indica var. saboten)은 제주도 자생식물로 섭취가 가능하고 항염 및 항산화, 인지개선 등 다양한 효능이 보고되었다. 본 연구에서는 손바닥선인장 줄기추출물의 지표물질 함량과 인지개선 효능을 높이기 위해 유산균 발효를 수행하였으며, 비발효추출물과 발효추출물 간 지표물질 함량 차이를 비교하고 acetylcholinesterase (AChE)의 저해 활성도를 평가하여 유산균 발효가 인지장애 개선에 미치는 효과를 연구하였다. 지표물질로는 손바닥선인장 줄기 중 함량이 높은 dihydrokaempferol(DHK)과 항산화 효능이 우수하다고 알려진 quercetin-3-methyl ether (3-MeQ)를 선정하였으며, 함량은 HPLC-PDA (280 nm, 360 nm)로 측정하였다. 실험 결과, 발효추출물의 DHK 함량은 비발효추출물에 비해 16.7 % 증가하였고, 3-MeQ 함량은 L. plantarum과 L. fermentum 발효추출물에서 각각 28.6 %, 21.4 % 증가하였다. 또한, 발효추출물의 AChE 저해 활성이 비발효추출물 ($IC_{50}=28.35mg/mL$)보다 높았으며, 발효추출물 중에서도 L. plantarum 발효추출물 ($IC_{50}=12.56mg/mL$)이 L. fermentum 발효추출물 ($IC_{50}=17.71mg/mL$)보다 높은 AChE 저해 활성을 보였다. 따라서 손바닥선인장 줄기추출물은 유산균 발효에 의해 지표성분 함량이 증가되었으며, AChE 저해 활성이 높아지고 이로 인해 인지장애 개선 효과가 나타난 것으로 사료된다. 이러한 결과는 효능이 향상된 고부가가치의 손바닥선인장 제품 개발에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한의생명과학회지
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• 제13권2호
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• pp.119-125
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• 2007

It is widely known that protein tyrosine kinases (PTKs) are involved in controlling many biological processes such as cell growth, differentiation, proliferation, survival and apoptosis. An $\alpha3\beta4$ subunit combination acts as a major functional acetylcholine receptor (nAChRs) in male rat major pelvic ganglion (MPG) neurons, and their activation induces fast inward currents and intracellular calcium increases. Recently it has been reported that the activity of acetylcholine receptors (AChRs) in some neurons can be negatively regulated by PTKs. However, the exact mechanism of regulation of nAChRs by PTKs is poorly understood. Therefore, we examined the potential role particular in nAChR by PTK using electrophysiology and calcium imaging in male rat MPG neurons. ACh induced inward currents and $(Ca^{2+})_i$ increases in MPG neurons, concomitantly. These responses were inhibited by more than 90% in $Na^+$- or $Ca^{2+}$- free solution. $\alpha$-conotoxin AuIB, a selective $\alpha3\beta4$ nAChR blocket, inhibited ACh-induced inward currents. Genistein (10 $\mu$M), a broad-spectrum tyrosine kinase inhibitor, markedly decreased ACh-induced currents and $Ca^{2+}$ transients, whereas 10 $\mu$M genistin, an inactive analogue, had little effect. Overall these data suggest that the activities of $\alpha3\beta4$ AChRs in MPG neurons are positively regulated by PTK. In conclusion, trosine kinase may be one of the key factors in the regulation of $\alpha3\beta4$ nAChRs in rat MPG neurons, which may play an important roles in the autonomic neuronal function such as synaptic transmission, autonomic reflex, and neuronal plasticity.

• 동의생리병리학회지
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• 제19권1호
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• pp.130-138
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• 2005

This experiment was designed to investigate the effect of Phellodendron amurense(PLDA) on the Alzheimer's disease. The effects of PLDA extract on $IL-1{\beta}$, IL-6, amyloid precursor proteins(APP), acetylcholinesterase(AChE), glial fibrillary acidic protein(GFAP) mRNA of PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ and AChE activity of PC-12 cell lysate treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ and behavior of memory deficit mice induced by scopolamine and mice glucose, uric acid, AChE activity of memory deficit rats induced by scopolamine were investigated, respectively. PLDA extract suppressed $IL-1{\beta}$, IL-6, APP, AChE, GFAP mRNA in PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$ ; AChE activity in cell lysate of PC-12 cell treated by $A{\beta}$ plus $rIL-1{\beta}$. PLDA extract increased glucose, decreased uric acid and AChE significantly in the serum of the memory deficit rats induced by scopolamine. PLDA extract group showed significantly inhibitory effect on the memory deficit of mice induced by scopolamine in the experiment of Morris water maze. According to the above results, it is suggested that PLDA extract might be usefully applied for prevention and treatment of Alzheimer's disease.