• Journal of Ginseng Research
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• 제47권4호
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• pp.561-571
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• 2023

Background: Escalating evidence shows that ginseng possesses an antiaging potential with cognitive enhancing activity. As mountain cultivated ginseng (MCG) is cultivated without agricultural chemicals, MCG has emerged as a popular herb medicine. However, little is known about the MCG-mediated pharmacological mechanism on brain aging. Methods: As we demonstrated that glutathione peroxidase (GPx) is important for enhancing memory function in the animal model of aging, we investigated the role of MCG as a GPx inducer using GPx-1 (a major type of GPx) knockout (KO) mice. We assessed whether MCG modulates redox and cholinergic parameters, and memory function in aged GPx-1 knockout KOmice. Results: Redox burden of aged GPx-1 KO mice was more evident than that of aged wild-type (WT) mice. Alteration of Nrf2 DNA binding activity appeared to be more evident than that of NFκB DNA binding activity in aged GPx-1 KO mice. Alteration in choline acetyltransferase (ChAT) activity was more evident than that in acetylcholine esterase activity. MCG significantly attenuated reductions in Nrf2 system and ChAT level. MCG significantly enhanced the co-localization of Nrf2-immunoreactivity and ChAT-immunoreactivity in the same cell population. Nrf2 inhibitor brusatol significantly counteracted MCG-mediated up-regulation in ChAT level and ChAT inhibition (by k252a) significantly reduced ERK phosphorylation by MCG, suggesting that MCG might require signal cascade of Nrf2/ChAT/ERK to enhance cognition. Conclusion: GPx-1 depletion might be a prerequisite for cognitive impairment in aged animals. MCG-mediated cognition enhancement might be associated with the activations of Nrf2, ChAT, and ERK signaling cascade.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제61권3호
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• pp.239-247
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• 2006

연구배경: Mycobacteria 배양액 여과 단백질은 결핵에 대한 세포성 면역반응 및 진단 연구에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 새로운 결핵균 특이 유전자를 클로닝하여 약 14-kDa의 결핵균 재조합 단백질(TB-14)을 분리 정제 한 뒤 전혈 배양(whole blood culture)을 통해 재조합 단백질 항원의 자극에 따른 IFN-${\gamma}$ 분비 유도를 PPD와 비교 측정하여 TB-14 단백질이 결핵균에 대한 숙주의 세포성 면역반응 유도에 어떤 역할을 하는 지를 알아보고자 하였다. 방 법: M. avium 배양 여과액에서 항혈청과 강하게 반응하는 하나의 M. avium 특이 단백질을 확인하여 아미노산 서열을 규명한 뒤 이 단백질과 높은 상동성을 나타내는 M. tuberculosis 유전자를 클로닝하여 다량의 결핵균 재조합 단백질(TB-14)을 분리 정제하였다. 재조합 단백질 TB-14에 대한 세포성 면역 반응 유도를 알아보기 위해 결핵 환자(9명), PPD 양성 정상인(7명) 및 PPD 음성 정상인(7명)들로부터 얻은 전혈(whole blood)를 RPMI로 희석한 뒤 $10{\mu}g$의 PPD와 TB-14 단백질로 48 시간 동안 자극하여 상층액에 분비된 IFN-${\gamma}$ 농도를 ELISA로 측정하였다. 결 과: 1. M. avium LR114F 균주의 배양 여과액 내에서 M. intracellulare 항혈청에 강하게 반응하는 새로운 M. avium 특이 단백질을 규명하여 아미노산 서열을 확인하였다. 2. M. avium 특이 단백질과 상동성을 보이는 M. tuberculosis 특이 재조합 단백질인 TB-14은 148개의 아미노산으로 구성되어 있고 30개의 아미노산으로 이루어진 signal peptides를 가지며 M. avium과 78%의 상동성을 보였다. 3. PPD 양성인의 전혈 배양에서 TB-14 단백질 항원으로 자극된 군에서 PPD로 자극된 군보다 월등히 높은 IFN-${\gamma}$ 분비를 나타내었다. 반면 결핵환자에서는 질환의 양상이나 치료 정도에 따라 IFN-${\gamma}$의 분비 양상이 일정하지 않았다. 결 론: 새로운 결핵균 특이 재조합 단백질 TB-14는 결핵에 대한 인체 내 세포성 면역반응 유도에 중요한 역할을 할 수 있는 단백질이라 생각되며 특히 PPD 양성자에서 높은 IFN-${\gamma}$의 분비 양상을 보여 정상인과 결핵 감염자의 감별진단에도 활용될 수 있으리라 생각된다. 또한 TB-14 단백질에 대한 항혈청을 제작하여 환자의 가검물에 분비되는 결핵균 특이 단백질을 탐색하는 결핵의 진단 연구에도 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.157-166
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• 2014

뉴론에서 ATP는 분비 과립내에 신경전달물질과 함께 다량 저장되어 있다가 신경전달물질과 함께 분비되는 것으로 알려져 있으므로 신경전달물질의 자극-분비(stimulus-secretion) coupling 과정에 있어 중요한 조절작용을 할 것으로 기대된다. 그러므로 본 연구에서는 뉴론과 그 발생학적 기원이 동일한 부신수질 세포(adrenal chromaffin cell)를 대상으로 하여 세포막 칼슘통로를 통한 세포막 전류에 미치는 ATP의 영향을 측정함으로써 신경전달물질이 자극-분비 coupling 과정에 작용하는 ATP의 조절 작용을 알아보고자 하였다. 부신수질 세포의 칼슘통로를 통한 세포막 전류는 패치클램프 테크닉으로 기록하였다. 10 mM $Ba^{2+}$을 포함한 세포 외 용액에서, $Ba^{2+}$ current는 0.1 mM ATP를 세포외부에 처치했을 때, 평균 $36{\pm}6%$ (n=6) 감소되어 나타났고 ATP를 씻어준 후 전류는 다시 회복되는 가역적 반응을 보였다. ATP의 전류 억제 기전을 알아보고자 칼슘통로에서 관찰되는 현상 중의 하나인 소통(facilitation)현상을 기록하였다. +80 mV의 큰 prepulse를 준 후 바로 테스트 펄스를 주며 측정한 전류는 큰 prepulse에 의해 억제효과가 풀리는(disinhibition) 현상을 나타내었다. ATP 처치 후 큰 자극을 주어 $37{\pm}5%$ (n=11)의 $Ba^{2+}$ 전류 증가가 있었고 이는 ATP가 없는 상태에서 순수하게 큰 자극에 의해 소통되는 $25{\pm}3%$ (n=12)과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). ATP의 억제 기전이 G-protein을 매개로 한 것인지를 알아보고자 가수분해 되지 않는 GTP 유도체인 $GTP{\gamma}S$를 세포 내에 준 후 $Ba^{2+}$ 전류를 기록하였다. $GTP{\gamma}S$에 의해 55%의 전류 크기의 감소가 있었고 이 환경에서 큰 prepulse를 인가하였을 때 $34{\pm}4%$ (n=19)의 소통현상을 보였다. 이는 $GTP{\gamma}S$가 없는 환경에서의 $25{\pm}3%$ (n=12)의 소통현상을 보인 것과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). $Ba^{2+}$ current trace의 활성화 과정(activation)을 curve-fitting한 결과, control은 single exponential curve로 fitting된 반면, ATP 또는 $GTP{\gamma}S$를 처치한 경우, 그리고 ATP와 $GTP{\gamma}S$ 모두 처치한 경우에서는 double-exponential curve로 가장 잘 fitting이 되었다. 즉, ATP나 $GTP{\gamma}S$를 처치했을 때 모두 전류가 더 느리게 활성화되는 모양을 나타내었고, 이상의 결과로 미루어 ATP와 $GTP{\gamma}S$는 같은 방식으로 칼슘통로를 억제하고, 이러한 억제효과는 세포막에 아주 큰 전압을 걸어주면 칼슘 통로에 결합했던 G-protein이 막전압 의존적으로 떨어짐으로써 소실(disinhibition)된다고 해석된다. 본 연구에서 확인한 ATP의 칼슘통로 억제효과는 자체 크로마핀 세포 또는 주변 세포에서 아드레날린이 적게 분비되게 하는 autocrine 또는 paracrine inhibition 과정의 중요한 기전으로 작용할 것이다.

• 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.