• BMB Reports
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• 제33권6호
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• pp.525-530
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• 2000

The nerve growth factor (NGF) induces neuronal differentiation and neurite outgrowth of PC12 cells, whereas epidermal growth factors (EGF) stimulate growth and proliferation of the cells. In spite of this difference, NGF-or EGF-treated PC12 cells share various properties in cellular-signaling pathways. These include the activation of the phosphoinositide (PI)-3 kinase, 70 kDa S6 kinase, and in the mitogen-activated protein (MAP) kinase pathway, following the binding of these growth factors to intrinsic receptor tyrosine kinases (RTKs). Therefore, many studies have been attempted to access the critical signaling events in determining the differentiation and proliferation of PC12 cells. In this study, we investigated the cytosolic phospholipase $A_2$ ($cPLA_2$) in neurite behavior in order to identify the differences of signaling pathways between the NGF-induced differentiation and the EGF-induced proliferation of PC12 cells. We have showed here that the $cPLA_2$ was translocated from cytosol to membrane only in NGF-treated cells. We also demonstrated that this translocation is associated with NGF-induced activation of phospholipase $C-{\gamma}(PLC-{\gamma})$, which elevates intracellular $Ca^{2+}$ concentration. These results reveal that the translocation of $cPLA_2$ may be a requisite event in the neuronal differentiation of PC12 cells. Various phospholipase inhibitors were used to confirm the importance of these enzymes in the differentiation of PC12 cells. Neomycin B, a PLC inhibitor, dramatically inhibited the neurite outgrowth, and two distinct $PLA_2$ inhibitors, 4-bromophenacyl bromide (BPB) and arachidonyltrifluoro-methyl ketone ($AACOCF_3$) also suppressed the neurite outgrowth of the cells, as well Taken together, these data indicated that $cPLA_2$ is involved in NGF-induced neuronal differentiation and neurite outgrowth of PC12 cells.

• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1234-1243
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• 2011

맥문동(Liriope platyphylla)은 동양의학에서 오래 동안 항염증제, 당뇨 혹은 비만 치료제, 그리고 신경세포활성화 약제로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 맥문동으로부터 NGF의 발현을 촉진하는 새로운 물질을 개발하고 이들의 작용기전을 밝히기 위하여 맥문동으로부터 13가지의 새로운 추출물을 확보하고 이들의 기능을 세포주와 마우스 실험을 통해 분석하였다. 그 결과, 상대적으로 세포독성이 낮고 NGF의 분비량이 많은 LP-E, LP-M, LP-M50, LP2E17PJ 등 4가지 추출물을 확보하였다. 또한 이들 중에서 LP2E17PJ를 제외한 3가지 추출물에 의해 분비된 NGF는 PC12세포의 neuritic outgrowth를 촉진하였다. 더불어 추출방법과 추출량의 측면에서 효과적인 LP-M을 C57BL/6 마우스에 2주간 투여하여 뇌조직에서 NGF mRNA의 발현을 확인하였다. LP-M은 오직 피질에서만 두 종류의 receptor 중에서 low affinity receptor를 통한 억제신호를 전달하였으며, 해마에서는 유의적인 변화를 유도하지 못했다. 그러나 high affinity receptor를 통한 신호전달은 해마에서만 활성화 신호를 전달하였고 피질에서는 변화를 유도하지 못했다. 이러한 결과는 맥문동 추출물인 LP-M은 마우스 대뇌의 해마에서 high affinity receptor를 통한 신호전달을 통해 neuritic outgrowth를 촉진함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제21권8호
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• pp.1134-1141
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• 2011

TMP21은 AD의 원인으로 작용하는 A${\beta}$-42 펩타이드 생성에 중요한 ${\gamma}$-secretase 활성을 억제하는 p24 family에 속하는 type I 막 단백질이다. 본 연구에서는 TMP21이 세포의 성장과 분화에 중요한 NGF 수용체 신호전달과정에 미치는 영향을 분석하고자 인간의 TMP21 cDNA를 합성하고, CMV promoter 조절 하에 hTMP21를 클로닝하여, CMV/hTMP21 벡터를 제조하였다. 그리고 이들 벡터를 B35 neuroblastoma에서 과발현시킨 후 ${\gamma}$-secretase 구성단백질과 NGF 수용체 연관 단백질의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 4종류의 ${\gamma}$-secretase 구성단백질의 발현은 vehicle transfectants보다 CMV/hTMP21 transfectants에서 유의적으로 감소하였다. 또한 NGF low affinity 수용체인 $p75^{NTR}$과 downstream 단백질인 RhoA의 양은 NGF를 처리하지 않은 TMP21 transfectants에서 유의적으로 증가하였으나 NGF 처리에 의해 감소되었다. High affinity NGF 수용체인 TrkA의 인산화도 NGF 처리가 없는 경우 유의적으로 감소하였으나 NGF 처리에 의해 증가되었다. 또한 downstream 신호전달 과정 중에서 ERK의 인산화는 TrkA와 유사한 발현변화를 나타내었으나 Akt 인산화는 NGF의 처리에 의해 더욱 증가하였다. 이러한 결과는 TMP21이 neuroblastoma에서 NGF 수용체 신호전달과정를 조절하는 중요한 단백질로서 작용함을 제시하며, AD의 작용기전 연구에 중요한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.812-824
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• 2013

Reserpine은 항고혈압제로서 알츠하이머질병의 증상을 나타내는 Caenorhabditis elegans에서 세포독성을 감소시켜 마비를 억제하고 수명을 연장시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 reserpine의 효능을 포유동물에서 확인하기 위하여, 알츠하이머질병의 병리적 특성과 연관된 주요인자의 변화를 30일 동안 reserpine을 투여한 Tg2576 마우스에서 관찰하였다. 그 결과, 공격행동(aggressive behavior)은 vehicle 투여 그룹에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 감소하였으나 사회적 접촉(social contact)은 유의적인 변화가 없었다. 뇌의 해마부분에서 알츠하이머질병의 원인 중 하나인 $A{\beta}$-42의 축적은 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 감소하였고, $A{\beta}$-42의 농도도 대조군에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 감소하였다. 더불어, ${\gamma}$-secretase의 구성단백질 중에서 PS-2, Pen-2, APH-1의 발현은 대조군에 비하여 reserpine 투여군에서 유의적으로 감소하였으나 NCT 발현은 변화가 없었다. 혈청에서 NGF의 농도는 Tg2576 마우스에서 감소하였다가 reserpine 투여한 그룹에서 유의적으로 증가하였으며, high affinity receptor의 신호전달과정에 포함된 단백질 중에서 reserpine 투여 그룹은 TrkA의 인산화가 증가하고 ERK 인산화는 감소되었다. 한편 low affinity receptor의 신호전달과정에서, $p75^{NTR}$과 Bcl-2의 발현은 vehicle 그룹에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 발현이 증가하였으나 RhoA의 발현은 reserpine 투여 그룹에서 감소하였다. 따라서 이러한 결과는 reserpine은 포유동물 치매모델인 Tg2576 마우스에서 행동학적 변화, $A{\beta}$-42의 축적, NGF의 농도, NGF신호전달의 변화 등을 유도하며, 향후 치매치료제로서 가능성을 제시하고 있다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제39권2호
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• pp.107-114
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• 2014

Taste is an important sense in survival and growth of animals. The growth and maintenance of taste buds, the receptor organs of taste sense, are under the regulation of various neurotrophic factors. But the distribution aspect of neurotrophic factors and their receptors in distinct taste cell types are not clearly known. The present research was designed to characterize mRNA expression pattern of neurotrophic factors and their receptors in distinct type of taste cells. In male 45-60 day-old Sprague-Dawley rats, epithelial tissues with and without circumvallate and folliate papillaes were dissected and homogenized, and mRNA expressions for neurotrophic factors and their receptors were determined by RT-PCR. The mRNA expressions of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT3), receptor tyrosine kinase B (TrkB), exclusion of nerve growth factor (NGF), neurotrophin-4/5 (NT4/5), receptor tyrosine kinase A (TrkA), receptor tyrosine kinase C (TrkC), and p75NGFR were observed in some population of taste cell. In support of this result and to characterize which types of taste cells express NT3, BDNF, or TrkB, we examined mRNA expressions of NT3, BDNF, or TrkB in the $PLC{\beta}2$ (a marker of Type II cell)-and/or SNAP25 (a marker of Type III cell)-positive taste cells by a single taste cell RT-PCR and found that the ratio of positively stained cell numbers were 17.4, 6.5, 84.1, 70.3, and 1.4 % for $PLC{\beta}2$, SNAP25, NT3, BDNF, and TrkB, respectively. In addition, all of $PLC{\beta}2$-and SNAP25-positive taste cells expressed NT3 mRNA, except for one taste bud cell. The ratios of NT3 mRNA expressions were 100% and 91.7% in the SNAP25-and $PLC{\beta}2$-positive taste cells, respectively. However, two TrkB-positive taste cells co-expressed neither $PLC{\beta}2$ nor SNAP 25. The results suggest that the most of type II or type III cells express BDNF and NT3 mRNA, but the expression is shown to be less in type I taste cells.

• Journal of Neurogastroenterology and Motility
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• 제26권1호
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• pp.106-116
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• 2020

Background/Aims Emerging evidence shows that the mechanism of irritable bowel syndrome (IBS) is associated with neurotrophic factors and tight junction proteins (TJPs). It is known that there are sex differences in the pathophysiology of IBS. The aim of the present study is to determine expression levels of neurotrophic factors, TJPs, and cytokines according to IBS subtype and sex. Methods From 59 IBS (33 IBS-constipation, 21 IBS-diarrhea, and 5 IBS-mixed) and 36 control patients, colonic mucosa mRNA expression levels of transient receptor potential vanilloid-1 (TRPV1), nerve growth factor (NGF), glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF), and various TJPs were assessed by real-time polymerase chain reaction. Western blot was performed to determine levels of zonular occludens-1 (ZO-1). Serum levels of cytokines were measured by enzyme-linked immunosorbent assay. Results TRPV1, GDNF, and NGF mRNA levels were significantly increased in those with IBS-constipation compared to those in controls (all P < 0.05). However, they showed no significant difference between those with IBS-diarrhea and controls. Expression level of TRPV1 correlated with that of GDNF (r = 0.741, P < 0.001) and NGF (r = 0.935, P < 0.001). ZO-1 RNA expression levels were lower (P = 0.021) in female IBS-diarrhea than those in controls, although they showed no significant differences between male IBS-diarrhea and controls. Serum IL-1β levels in female IBS were significantly higher than those of male IBS, especially in IBS-constipation (P < 0.001). Conclusion Our results suggest that neurotrophic factors and IL-1β are closely related to IBS-constipation and that decrease of ZO-1 is an important factor in female with IBS-diarrhea.