• Animal Bioscience
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• 제35권4호
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• pp.544-555
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• 2022

Objective: Spermatozoa are produced within the seminiferous tubules after sexual maturity. The expression levels of mRNAs and lncRNAs in testicular tissues are different at each stage of testicular development and are closely related to formation of the extracellular matrix (ECM) and spermatogenesis. Therefore, we set out to study the expression of lncRNAs and mRNAs during the different developmental stages of the goat testis. Methods: We constructed 12 RNA libraries using testicular tissues from goats aged 3, 6, and 12 months, and studied the functions of mRNAs and lncRNAs using the gene ontogeny (GO) and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) databases. Relationships between differentially expressed genes (DEGs) were analyzed by lncRNA-mRNA co-expression network and protein-protein interaction network (PPI). Finally, the protein expression levels of matrix metalloproteinase 2 (MMP2), insulin-like growth factor 2 (IGF2), and insulin-like growth factor-binding protein 6 (IGFBP6) were detected by western blotting. Results: We found 23, 8, and 135 differentially expressed lncRNAs and 161, 12, and 665 differentially expressed mRNAs that were identified between 3 vs 6, 6 vs 12, and 3 vs 12 months, respectively. GO, KEGG, and PPI analyses showed that the differential genes were mainly related to the ECM. Moreover, MMP2 was a hub gene and co-expressed with the lncRNA TCONS-0002139 and TCONS-00093342. The results of quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction verification were consistent with those of RNA-seq sequencing. The expression trends of MMP2, IGF2, and IGFBP6 protein were the same as that of mRNA, which all decreased with age. IGF2 and MMP2 were significantly different in the 3 vs 6-month-old group (p<0.05). Conclusion: These results improve our understanding of the molecular mechanisms involved in sexual maturation of the goat testis.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제64권4호
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• pp.800-811
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• 2022

The integration of metabolomics and transcriptomics may elucidate the correlation between the genotypic and phenotypic patterns in organisms. In equine physiology, various metabolite levels vary during exercise, which may be correlated with a modified gene expression pattern of related genes. Integrated metabolomic and transcriptomic studies in horses have not been conducted to date. The objective of this study was to detect the effect of moderate exercise on the metabolomic and transcriptomic levels in horses. In this study, using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, we analyzed the concentrations of metabolites in muscle and plasma; we also determined the gene expression patterns of branched chain (alpha) keto acid dehydrogenase kinase complex (BCKDK), which encodes the key regulatory enzymes in branched-chain amino acid (BCAA) catabolism, in two breeds of horses, Thoroughbred and Jeju, at different time intervals. The concentrations of metabolites in muscle and plasma were measured by ¹H NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy, and the relative metabolite levels before and after exercise in the two samples were compared. Subsequently, multivariate data analysis based on the metabolic profiles was performed using orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA), and variable important plots and t-test were used for basic statistical analysis. The stress-induced expression patterns of BCKDK genes in horse muscle-derived cells were examined using quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qPCR) to gain insight into the role of transcript in response to exercise stress. In this study, we found higher concentrations of aspartate, leucine, isoleucine, and lysine in the skeletal muscle of Jeju horses than in Thoroughbred horses. In plasma, compared with Jeju horses, Thoroughbred horses had higher levels of alanine and methionine before exercise; whereas post-exercise, lysine levels were increased. Gene expression analysis revealed a decreased expression level of BCKDK in the post-exercise period in Thoroughbred horses.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권5호
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• pp.549-564
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: Oxidative stress is caused by an imbalance between harmful free radicals and antioxidants. Long-term oxidative stress can lead to an "exhausted" status of antioxidant defense system triggering development of metabolic syndrome and chronic inflammation. Green perilla (Perilla frutescens) is commonly used in Asian cuisines and traditional medicine in southeast Asia. Green perilla possesses numerous beneficial effects including anti-inflammatory and antioxidant functions. To investigate the potentials of green perilla leaf extract (PE) on oxidative stress, we induced oxidative stress by high-fat diet (HFD) in aging mice. MATERIALS/METHODS: C57BL/6J male mice were fed HFD continuously for 53 weeks. Then, mice were divided into three groups for 12 weeks: a normal diet fed reference group (NDcon), high-fat diet fed group (HDcon), and high-fat diet PE treated group (HDPE, 400 mg/kg of body weight). Biochemical analyses of serum and liver tissues were performed to assess metabolic and inflammatory damage and oxidative status. Hepatic gene expression of oxidative stress and inflammation related enzymes were evaluated by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). RESULTS: PE improved hepatopathology. PE also improved the lipid profiles and antioxidant enzymes, including hepatic glutathione peroxidase (GPx) and superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in serum and liver. Hepatic gene expressions of antioxidant and anti-inflammatory related enzymes, such as SOD-1, CAT, interleukin 4 (IL-4) and nuclear factor erythroid 2-related factor (Nrf2) were significantly enhanced by PE. PE also reduced the levels of hydrogen peroxide (H₂O₂) and malondialdehyde (MDA) in the serum and liver; moreover, PE suppressed hepatic gene expression involved in pro-inflammatory response; Cyclooxygenase-2 (COX-2), nitric oxide synthase (NOS), interleukin 1 beta (IL-1β), and interleukin 6 (IL-6). CONCLUSIONS: This research opens opportunities for further investigations of PE as a functional food and possible anti-aging agent due to its attenuative effects against oxidative stress, resulting from HFD and aging in the future.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제66권5호
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• pp.1021-1033
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• 2024

Exosomes have been extensively studied as disease biomarker in humans, given their role in transporting bioactive molecules. However, despite the great potential of exosomes as noninvasive diagnostic markers and therapeutic nanocarriers for bovine diseases, few studies have been conducted on bovine exosome. Thus, this study aimed to quantitatively and qualitatively compare three isolation methods to identify a suitable method for bovine serum. Exosomes were isolated using ultracentrifugation alone (UC), a combination of ultracentrifugation and size exclusion chromatography (US), or membrane affinity-based exoEasy kit (EE). Isolated particles were evaluated using a range of complementary techniques. Transmission electron microscopy showed that all three isolation methods resulted in particles with a cup-shaped morphology. The particle concentration measured by nanoparticle trafficking analyzer of US was lower compared to those of UC and EE method. As a result of immunoblotting, exosome markers including TSG101, CD81, and HSP70 were detected in US particles, while in UC and EE, only TSG101 expression was confirmed. Particles isolated from UC and EE showed a contamination with the blood protein albumin, whereas particles from US did not show albumin contamination. In addition, to evaluate the possibility of using exosomes as biomarkers, the profiles of the small RNA in the exosomes were compared using the bioanalyzer 2100. As a result, in the EE method, the band of small RNA (25-200 nt) was most prominent, and in the US methods, a distinct band was observed in the small RNA range. Collectively, the purity of exosomes without non-exosomal contamination was highest in the US method. However, for the detection of small RNA, the EE method was found to be the most suitable. Therefore, the results suggest that the optimal isolation method varies depending on the specific purpose of exosome isolation.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.231-239
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• 2006

인체의 골수내에 존재하는 중간엽 줄기세포는 성장인자나 환경적 요인에 의해 지방세포, 골아세포, 연골모세포 및 연골세포 등으로 분화됨이 알려져 있다. 본 연구에서는 정상 인체의 골수으로 얻어진 중간엽 줄기세포로부터 골아세포의 분화 가능성을 알아보고 이에 관여하는 유전자의 발현을 조사하였다. 정상 골수의 중간엽 줄기세포를 골유도성 자극보조제로서 $\beta$-glycerol phosphate, L-ascorbic acid 및 dexamethasone을 첨가하여 골아세포로의 분화를 유도한 세포와 골유도성 자극보조제를 첨가하지 않은 세포를 배양하여 일정 간격으로 cDNA microarray를 이용하여 각각의 단계에서 발현되는 유전자를 검사하고 이로 인해 얻어진 유전자의 발현량을 분석하기 위해 real time quantitative RT-PCR 을 시행하였다. 골유도성 자극보조제를 첨가한 군에서 첨가하지 않은 군에 비하여 정상적인 골아세포로의 성장이 유도되었고, 분화과정에서 36개의 유전자의 발현이 증가되었고, 59개의 유전자의 발현이 억제되었다. 주로 골 생성 과정과 연관이 있다고 알려진 osteoprotegerin, LRP5 및 metallothionein 2A 등의 유전자들이 분화과정에서 발현 증가되어 나타났고, 줄기세포로부터 분화될 수 있는 조직들 중 근육, 지방, 연골, 혈관 및 신경 조직과 연관된 유전자들은 분화 후기에 감소하거나 혹은 전분화 과정 동안 발현이 억제되었다. 본 연구에서는 골아세포의 분화와 연관된 유전자 발현을 확인함으로써 특정 조건하에서 중간엽 줄기세포로부터 골아세포로의 분화가 가능함을 확인할 수 있었고, 이 과정에 관련된 특정 유전자의 발현 양상을 밝힐 수 있었다.

• 대한유전성대사질환학회지
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• 제15권3호
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• pp.127-137
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• 2015

본 연구에서는 파브리병의 마우스 모델과 세포모델을 대상으로 miRNA expression microarray를 적용시켜 질환 모델과 정상 대조군 간의 전체 miRNA의 발현 차이를 조사하였고, 발현량에서 차이를 보인 특정 miRNA를 선별한 후, 해당 miRNA의 표적 유전자의 발현량 변화를 살펴보아 파브리병의 신장병변에 대한 바이오마커 발굴과 발병기전을 알아보고자 하였다. MicroRNA array 결과, 파브리 마우스 신장 조직의 경우, 1,247개의 분석 대상 miRNA 중 5개가 발현이 증가되어 있으며 3개가 발현이 감소되어 있음을 확인하였다. 그 중에서 miR-149-5p의 발현이 파브리 마우스의 신장에서 2배 이상 감소되어 있으며, 특히 35주령 이하의 파브리 마우스에서 이러한 감소현상이 나타남을 확인하였고, 또한 lyso-Gb3를 처리하여 배양한 SV40 MES 13 세포에서도 miR-149-5p의 발현이 감소됨을 알 수 있었다. miR-149-5p의 발현감소는 EMT와 관련된 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 본 연구를 통해 miR-149-5p의 생체지표로서의 가능성과 함께 miR-149-5p의 발현감소가 EMT를 통한 파브리병에서의 사구체 섬유화에 관여할 것이라는 가능성을 제시하고 있다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제30권1호
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• pp.87-106
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• 2005

삼차신경계의 일차연접부위에서 구강 및 악안면 영역의 저역치기계자극수용기에서 유래하는 감각정보의 전달 및 처리 기전을 이해하고자, 고양이 콧수염에서 유래하는 들신경섬유를 사용하여 단일축삭 내 기록법에 의해 HRP를 표식한 후, 삼차신경중간핵에서 시편을 제작하고 표식종말에 대한 연속절편을 형성하였다. 총 30개의 표식 신경종말을 대상으로 전자현미경을 이용하여 삼차신경중간핵에서의 신경섬유 종말 및 연접이전축삭종말의 미세구조적 특징, 발현빈도, 연접양식 등을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 표식종말은 직경 45$\sim$55 ㎚의 균일한 형태의 밝고 둥근 모양의 연접소포를 함유하고 있었으며, 가지돌기와는 연접이후 치밀질이 잘 발달되어 있고, 연접틈새가 크며, 여러 곳에서 넓은 연접구조를 보이는 비대칭연접을, 다형의 연접소포를 함유하는 비표식 축삭종말과는 연접이후 치밀질이 뚜렷하게 발달되지 않으며, 연접면적이 좁은 대칭연접을 형성하였다. 2. 각 표식종말은 인접한 신경구조물들과 최소 1개에서부터 최대 15개까지 신경연접을 형성하여 단위 표식종말 당 평균 4.77$\pm$3.37개의 신경연접이 관찰되었으며, 5개 이상의 신경구조물들과 연접을 형성하는 비교적 복잡한 연접양상이 다수의 표식종말(46.7%, n=14)에서 관찰되었다. 3. 표식종말이 세포체와 직접 연접하는 양상은 관찰되지 않았으며, 가지돌기와는 단위 표식종말 당 1.83$\pm$1.37개의 신경연접을 형성하였다. 가지돌기와 연접을 이루는 표식종말의 대부분(85.0%)은 원위부 가지돌기인 가지돌기체와 연접을 이루었으며(n=47, 1.57$\pm$1.38/1 bouton), 근위부 가지돌기(n=6, 0.20$\pm$0.41/1 bouton)나 가지돌기 가시(n=2, 0.07$\pm$0.25/1 bouton)와 연접을 이루는 경우는 드물었다. 4. 표식종말의 76.7%(n=23)에서 다양한 형태의 연접소포를 함유하는 축삭종말인 p-ending과 축삭사이연접을 형성하였으며 (2.93$\pm$2.36/1 bouton), p-ending이 표식종말 및 이에 연접하는 가지돌기와 동시에 연접을 형성하는 연접세동이도 60.0% (n=18)에서 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하여 보았을 때, 고양이 콧수염에서 유래하는 들신경섬유 종말은 삼차신경중간핵에서 특징적인 연접양상을 나타내었으며, 이는 감각정보의 분별, 통각의 정동반응 등 복잡한 감각정보의 처리에 관여하는 삼차신경중간핵의 기능과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 사료되며, 향후 신경종말의 미세구조에 대한 정량적인 분석과 연접이전 억제에 관여하는 신경전달물질의 동정 등 생리학적인 기능에 대한 더욱 광범위한 연구가 필요하리라고 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제55권2호
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• pp.227-239
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• 2022

본 연구에서는 ME가 고지방식이를 섭취한 쥐에서 간의 miRs와 염증 조절을 통해 간 지질 축적 억제에 영향을 미치는지 조사하였다. 4주령 수컷 Sprague-Dawley 쥐는 3 그룹 (n = 7)으로 나누어 14주 동안 10 kcal% 저지방 식이 (LF), 45 kcal% 고지방 식이 (HF) 또는 HF + 0.8% ME를 공급하였다. ME의 공급은 체중 증가를 줄이고 혈청 지질 수준을 개선하였으며 간 지질 축적을 억제하였다. 간의 지방 대사에 관여하는 유전자인 PPAR-γ, SREBP-1c, FAS 및 FAT/CD36의 mRNA 수준은 HF 군에 비해 ME 군에서 유의하게 하향 조절되었다. 반면, 지방산 산화에 관여하는 CPT-1의 mRNA 수준은 HF 군에 비해 ME 군에서 유의하게 상향 조절되었다. ME는 간의 염증 매개에 관여하는 TNF-α, IL-6, MCP-1 및 iNOS의 mRNA 수준을 하향 조절하였으며 혈청의 TNF-α, IL-6 및 NO 농도 또한 유의하게 낮추었다. 비알콜성 지방간의 염증상태에서 증가하는 miR-221과 miR-222의 발현은 HF 군에 비해 ME 군에서 유의하게 억제되었다. 본 연구의 결과들은 ME의 간 지질 축적 억제 효과가 지질대사와 염증 조절에 관여하는 조절 인자의 개선 및 간의 miR-221/222 발현 억제와 관련 있음을 시사한다. 따라서, ME는 NAFLD을 개선하는 천연물 소재로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국잡초학회지
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• 제17권3호
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• pp.269-280
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• 1997

말레이지아 Selangor지역(地域)의 부식질 경지토양(耕地土壤)의 토심(土深) 0-25cm에 매립(埋立)되어있는 잡초종자(雜草種子)들의 종류(種類)와 분포특성(分布特性)을 조사분석(調査分析)하였으며, 이를 지상(地上)에 자라고 있는 잡초식생조사결과(雜草植生調査結果)와 관련시켜 고찰한 결과는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 경지토양(耕地土壤)에 매립(埋立)되어 있는 잡초종자(雜草種子)는 14과(科)에 속하는 45종(種)의 잡초(雜草)가 식별되었으며, 그중 24종(種)이 광엽잡초(廣葉雜草)이었고, 화본과(禾本科) 12종(種), 사초과(莎草科) 9종(種)으로 지상(地上)에 자라고 있던 19과(科) 31종(種)과는 다소 달랐다. 2. 매립종자수(埋立種子數)는 $8.14{\times}10^7$/ha 토심(土深)25cm 수준이었으며, 초종별(草種別)로 매립종자수(埋立種子數)에 큰 차이(差異)를 보였는데 매립종자수(埋立種子數)에서 광엽잡초(廣葉雜草) 53.2%, 화본과잡초(禾本科雜草)31.2%, 사초과잡초(莎草科雜草) 15.6%로 구성(構成)되어 있었다. 3. 매립종자수(埋立種子數)(종자수(種子數)ha 토심(土深) 25cm)가 많은 10 순위(順位) 초종(草種)은 Cleome rutidesperma($2.347{\times}10^7$), Heteropogon contortus($5.64{\times}10^6$), Paspalum commersonii(4$4.64{\times}10^6$, Amaranthus gracilis ($3.60{\times}10^6$), Bracharia reptans($3.30{\times}10^6$), Fimbrysylis miliacea($2.64{\times}10^6$), Eleusine indica ($2.32{\times}10^6$, Murdannia nudiflora($2.08{\times}10^6$, Ageratum conyzoides($1.92{\times}10^6$), 및 Mimosa pudica($1.92{\times}10^6$)이었다. 4. 매립종자수(埋立種子數)의 토심별(土深別) 분포(分布)는 표토(表土) 0-10cm에 69%, 10-15cm에 17.9%, 15-20cm에 8.6%, 20-25cm에 4.0%로서 표층(表層)에 현저히 많이 분포(分布)하였다. 5. 토중(土中) 매립종자수면(埋立種子數面)에서의 우점종(優點種)은 지면생육중(地面生育中)의 우점도(優點度)와 달라서 매립종자수(埋立種子數)가 제일 많은 C. rutidesperma는 지상(地上)에서 우점도(優點度) 6순위(順位) 이었고 지상(地上)에서 우점도(優點度) 2, 4순위(順位)이었던 M. nudiflora와 A. conyzoides가 매립종자수(埋立種子數)에서 각각 8, 9순위(順位)이었으며 그 밖에는 우점도(優點度) 10순위내(順位內)에서 서로 관련되지 않았다. 6. 매립종자(埋立種子)들의 지리적(地理的) 위치분포(位置分布)에 관하여 분산/평균비(分散)/平均比), Lloyd의 평균군집도(平均群集度), Lloyd의 집중성(集中性) 분석(分析)을 한 결과 평균군집도(平均群集度)가 Cyperus iria 등 5초종(草種)은 1.244수준인데 대하여 Cleome rutidosperma는 9,607.7이었고, 우점도(優點度)는 Aeschynomene indica의 5.1 에서 Bracharia reptans의 188.5까지 초종별(草種別)로 다양한 차이(差異)를 보였다.

• Applied Microscopy
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• 제35권1호
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• pp.31-39
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• 2005

신경연접은 신경세포 사이의 신호전달을 위해 형성되는 미세구조로 다양한 생리적, 병리적 상태에 반응하여 형태적, 기능적 변화를 보인다. 현재까지 투과전자현미경을 이용한 신경연접 미세구조의 2차원적 연구들이 많은 유용한 정보를 제공하여 왔으나 신경연접 구성요소들을 보다 정확하게 분석하고 전신경연접부위와 후신경연접부위의 정확한 연결관계를 이해하기 위해서는 신경연접의 3차원 재구성이 요구된다. 고압전자현미경은 고해상도와 시료투과력의 증가로 인해 두꺼운 절편의 관찰이 가능하며 이를 통해 미세구조의 3차원적 특성을 규명하는 것이 용이하므로, 신경연접의 3차원 재구성에 고압전자현미경을 응용하는 것은 많은 수의 연속절편 제작과 오랜 기간의 영상처리가 요구되는 기존의 재구성 방법의 난점들을 극복할 수 있을 것으로 생각된다. 이에 본 연구에서는 고압전자현미경을 이용하여 흰쥐 소뇌 평행섬유와 조롱박세포 간 신경연접의 3차원 재구성을 시도하였다. 3차원 재구성에 앞서 염색방법과 절편 두께의 조절을 통해 고압전자현미경 하에서 신경연접의 적절한 관찰조건을 확립하고자 하였다. 관찰 결과, 절편의 두께가 증가하면 신경연접의 막, 소포와 같은 미세구조들의 겹침 현상이 나타나기 때문에 용이한 3차원 재구성을 위해서는 250 nm 두께의 절편을 제작하는 것이 적합한 것으로 판단되었다. 또한 절편제작 이전의 en bloc 염색 반응시간을 증가시키는 것이 절편제작 후 염색시간을 조절하는 것에 비해 contrast 증가에 더 효과적이었다. 이상의 결과로부터, 고압전자현미경을 이용하여 일련의 두꺼운 연속 절편을 촬영하고 3차원 재구성 프로그램을 이용하여 이미지들을 정렬하였으며 각각의 이미지에서 신경연접 막의 윤곽선을 그린 후 모든 윤곽선을 쌓아 올려 최종적으로 3차원 신경연접을 재구성하였다. 본 연구를 통하여 신경연접의 3차원 재구성에 있어 고압전자현미경의 적용 가능성을 검증하였고 관찰 조건을 확립하였다. 또한 고압전자현미경을 이용한 신경연접의 재구성은 많은 수의 연속절편 제작이 요구되는 기존의 방법에 비해 효율적이며 신경연접 연결형태에 관한 대규모의 정량 분석에 유용할 것으로 생각된다. 본 연구가 향후 고압전자현미경을 이용한 신경연접의 가소성 연구에 유용한 방법적 정보를 제공하기를 기대한다.