• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2008년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.39-41
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• 2008

The yeast Saccharomyces cerevisiae has been shown to contain three isoforms of citrate synthase (CS). The mitochondrial CS, Cit1, catalyzes the first reaction of the TCA cycle, i.e., condensation of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate [1]. The peroxisomal CS, Cit2, participates in the glyoxylate cycle [2]. The third CS is a minor mitochondrial isofunctional enzyme, Cit3, and related to glycerol metabolism. However, the level of its intracellular activity is low and insufficient for metabolic needs of cells [3]. It has been reported that ${\Delta}cit1$ strain is not able to grow with acetate as a sole carbon source on either rich or minimal medium and that it shows a lag in attaining parental growth rates on nonfermentable carbon sources [2, 4, 5]. Cells of ${\Delta}cit2$, on the other hand, have similar growth phenotype as wild-type on various carbon sources. Thus, the biochemical basis of carbon metabolism in the yeast cells with deletion of CIT1 or CIT2 gene has not been clearly addressed yet. In the present study, we focused our efforts on understanding the function of Cit2 in utilizing $C_2$ carbon sources and then found that ${\Delta}cit1$ cells can grow on minimal medium containing $C_2$ carbon sources, such as acetate. We also analyzed that the characteristics of mutant strains defective in each of the genes encoding the enzymes involved in TCA and glyoxylate cycles and membrane carriers for metabolite transport. Our results suggest that citrate produced by peroxisomal CS can be utilized via glyoxylate cycle, and moreover that the glyoxylate cycle by itself functions as a fully competent metabolic pathway for acetate utilization in S. cerevisiae. We also studied the relationship between Cit1 and apoptosis in S. cerevisiae [6]. In multicellular organisms, apoptosis is a highly regulated process of cell death that allows a cell to self-degrade in order for the body to eliminate potentially threatening or undesired cells, and thus is a crucial event for common defense mechanisms and in development [7]. The process of cellular suicide is also present in unicellular organisms such as yeast Saccharomyces cerevisiae [8]. When unicellular organisms are exposed to harsh conditions, apoptosis may serve as a defense mechanism for the preservation of cell populations through the sacrifice of some members of a population to promote the survival of others [9]. Apoptosis in S. cerevisiae shows some typical features of mammalian apoptosis such as flipping of phosphatidylserine, membrane blebbing, chromatin condensation and margination, and DNA cleavage [10]. Yeast cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed a temperature-sensitive growth phenotype, and displayed a rapid loss in viability associated with typical apoptotic hallmarks, i.e., ROS accumulation, nuclear fragmentation, DNA breakage, and phosphatidylserine translocation, when exposed to heat stress. Upon long-term cultivation, ${\Delta}cit1$ cells showed increased potentials for both aging-induced apoptosis and adaptive regrowth. Activation of the metacaspase Yca1 was detected during heat- or aging-induced apoptosis in ${\Delta}cit1$ cells, and accordingly, deletion of YCA1 suppressed the apoptotic phenotype caused by ${\Delta}cit1$ mutation. Cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed higher tendency toward glutathione (GSH) depletion and subsequent ROS accumulation than the wild-type, which was rescued by exogenous GSH, glutamate, or glutathione disulfide (GSSG). Beside Cit1, other enzymes of TCA cycle and glutamate dehydrogenases (GDHs) were found to be involved in stress-induced apoptosis. Deletion of the genes encoding the TCA cycle enzymes and one of the three GDHs, Gdh3, caused increased sensitivity to heat stress. These results lead us to conclude that GSH deficiency in ${\Delta}cit1$ cells is caused by an insufficient supply of glutamate necessary for biosynthesis of GSH rather than the depletion of reducing power required for reduction of GSSG to GSH.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.846-860
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• 1998

연구배경: 내독소는 생체 내에서 단구와 내피세포에 강한 자극을 주나 호중구, 림프구, 호염기구, 섬유모세포 등 여러 세포에도 자극효과가 있어 염증반응이 시작된다. 그중 대식세포는 내독소의 자극을 받아 활성화되면 interleukin-1 (IL-1), IL-6, tumor necrosis factor-alpha (TNF-$\alpha$)를 분비하여 조직손상을 일으킨다. 내독소의 작용기전은 CD14 의존성 경로와 비의존성 경로의 두 개로 나뉘어진다. 체내로 들어온 내독소는 혈청 내에서 내독소 운반에 관여하는 LPS-binding protein(LBP)과 결합하여 혈중내에서 세포와 결합되거나 조직으로 이동되어 조직내 세포와 결합하게 된다. 그러나 고농도의 LPS는 CD14항원에 비의존적으로 대식세포를 자극 할 수 있는 것으로 알려져 있다. 현재까지 LPS자극에 의한 대식세포의 CD14 항원 의존성 IL-1, IL-6, TNF-$\alpha$의 형성과정은 많이 밝혀져 있으나, 내독소에 의한 TGF-$\beta$의 형성 여부는 밝혀져 있지 않으며, CD14 항원 비의존성으로 IL-1, IL-6, TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$가 형성되는 과정도 별로 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 혈청이 없는 상태 (LBP가 없는 상태)에서, 즉 LPS 자극시 LBP-CD14 비의존성으로 말초혈액단핵구에서 형성된 proinflammatory cytokines인 IL-1, IL-6, TNF-$\alpha$과 섬유화 cytokine인 TGF-$\beta$의 생성유무를 규명하고자 하였다. 방 법: 정상인의 헤파린 처리된 말초혈액정맥혈을 비중 1.077의 Ficoll-Hypaque 용액 위에 중첩시킨 후 500g에서 30분간 원심분리하여 말초혈액단핵구를 얻었다. 분리된 말초혈액단핵구를 우태아혈청이 없는 RPMI에 부유시킨 후 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 보온기에서 0.1 ${\mu}g$, 1 ${\mu}g$, 10 ${\mu}g$, 100 ${\mu}g/ML$의 LPS와 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48 시간 혼합 배양 후 상층액을 분리하여 IL-6, TNF-$\alpha$, TGF-$\beta$의 측정 cytokines의 양을 bioassay로 측정하였다. 세포층은 slide에 고정시킨 후 단 클론 항체를 이용한 이중 면역조직화학염색법과 RNA probe를 이용한 in situ hybridization에 이용하였다. 결 과: 실험사약내 내독소 존재 여부에 대한 검증결과 내독소 함유량은 10 ng/mL 이하로 되어 있어 본 실험에서는 10 ng/mL 이상의 농도로 실험을 하였기 때문에 오염된 내독소는 실험에 영향이 없었을 것으로 사료되었다. 말초혈액단핵구에서 LPS 자극에 의하여 IL-6는 1시간째부터 형성되기 시작하였으며 96 시간까지 지속적으로 상승하였고 LPS용량의존성으로 형성됨을 알 수 있었다. TNF-$\alpha$는 LPS 자극 4시간째부터 상승하기 시작하여 시간이 갈수록 생성양은 증가하며 72 시간째까지 지속적으로 형성되었다. TGF-$\beta$형성도 LPS 용량에 의존성을 보이며 8시간째 일차로 TGF-$\beta$의 형성이 증가 한 후 12 시간째는 오히려 감소하였다가 시간이 지남에 따라 다시 증가하여 2차로 96 시간에 최대 형성을 보였다. 각각 cytokine의 24시간째 생성양은 IL-6의 경우 $1{\times}10^5/mL$의 말초혈액단핵구에서 10 ${\mu}g/mL$의 LPS에 의해서 19.8 ng 이 생성되었고 LPS 자극이 없는 상태의 자연생성능도 3.2 ng이었으며, $1{\times}10^6/mL$의 말초혈액단핵구에 의해서 자연 생성양은 증가하여 24시간째에 0.38 ng/mL, 10명/mL의 농도에서 24시간째 4.1 ng/mL의 TNF-$\alpha$의 생성능을 보였다. TGF-$\beta$의 경우 $2{\times}10^6/mL$의 말초혈액단핵구에 의하여 34.4 pg/mL가 생성되었고 자연생성능은 5.2 pg/mL의 생성농을 보였다. 말초혈액단핵구의 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$, TGF-$\beta$ 단백과 m-RNA 발현 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$단백은 주로 단구세포에서, TGF-$\beta$ 단백은 단구세포와 림프구에서 발현되었으며, CD14항원 발현과는 상관이 없었다. TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6, TGF-$\beta$ m-RNA 양성세포는 주로 세포질이 풍부한 것으로 보아 단구세포로 사료되었다. TGF-$\beta$의 경우 단구세포외에도 세포질이 적은 림프구에서도 약하게 양성반응을 보여 링프구에서도 분비될 가능성을 보여 주었다. 결 론: 내독소로 말초혈액 단핵구를 자극시 IL-6, TNF-$\alpha$는 조기에 분비되기 시작하며 TGF-$\beta$는 후기에 분비되기 시작하여 96시간까지 지속적으로 분비된다. 주 분비세포는 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$의 경우 단구세포가 되며 TGF-$\beta$도 단구세포가 주세포가 되나 림프구도 분비에 관여한다.

• 대한수의학회지
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• 제43권1호
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• pp.11-24
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• 2003

This experimental studies was to investigate the location of PNS and CNS labeled neurons following injection of 2% WGA-HRP and pseudorabies virus (PRY), Bartha strain, into the ductus deferens of rats. After survival times 4-5 days following injection of 2% WGA-HRP and PRV, the rats were perfused, and their brain, spinal cord, sympathetic ganglia and spinal ganglia were frozen sectioned ($30{\mu}m$). These sections were stained by HRP histochemical and PRY inummohistochemical staining methods, and observed with light microscope. The results were as follows ; 1. The location of sympathetic ganglia projecting to the ductus deferens were observed in pelvic ganglion, inferior mesenteric ganglion and L1-6 lwnbar sympathetic ganglia. 2. The location of spinal ganglia projecting to the ductus deferens were observed in T13-L6 spinal ganglia. 3. The PRY labeled neurons projecting to the ductus deferens were observed in lateral spinal nucleus, lamina I, II and X of cervical segments. In thoracic segments, PRY labeled neurons were observed in dorsomedial part of lamina I, II and III, and dorsolateral part of lamina IV and V. Densely labeled neurons were observed in intermediolateral nucleus. In first lumbar segment, labeled neurons were observed in intermediolateral nucleus and dorsal commisural nucleus. In sixth lumbar segment and sacral segments, dense labeled neurons were observed in sacral parasympathetic nuc., lamina IX and X. 4. In the medulla oblongata, PRV labeled neurons projecting to the ductus deferens were observed in the trigeminal spinal nuc., A1 noradrenalin cells/C1 adrenalin cells/caudoventrolateral reticular nuc., rostroventrolateral reticular nuc., area postrema, nuc. tractus solitarius, raphe obscurus nuc., raphe pallidus nuc., raphe magnus nuc., parapyramidal nuc., lateral reticular nuc., gigantocellular reticular nuc.. 5. In the pons, PRV labeled neurons projecting to the ductus deferens were ohserved in parabrachial nuc., Kolliker-Fuse nuc., locus cooruleus, subcooruleus nuc. and AS noradrenalin cells. 6. In midbrain, PRV labeled neurons projecting to the ductus deferens were observed in periaqueductal gray substance, substantia nigra and dorsal raphe nuc.. 7. In the diencephalon, PRV labeled neurons projecting to the ductus deferens were observed in paraventricular hypahalamic nuc., lateral hypothalamic nuc., retrochiasmatic nuc. and ventromedial hypothalamic nuc.. 8. In cerebrum, PRV labeled neurons projecting to the ductus deferens were observed in area 1 of parietal cortex. These results suggest that WGA-HRP labeled neurons of the spinal cord projecting to the rat ductus deferens might be the first-order neurons related to the viscero-somatic sensory and sympathetic postganglionic neurons, and PRV labeled neurons of the brain and spinal cord may be the second and third-order neurons response to the movement of smooth muscles in ductus deferens. These PRV labeled neurons may be central autonomic center related to the integration and modulation of reflex control linked to the sensory and motor system monitaing the internal environment. These observations provide evidence for previously unknown projections from ductus deferens to spinal cord and brain which may be play an important neuroanatornical basic evidence in the regulation of ductus deferens function.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.983-989
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• 2020

파골세포에 의한 뼈의 재흡수와 조골세포에 의한 뼈 형성의 균형은 뼈 건강에 매우 중요한 요소이다. 따라서 이들의 불균형은 골다공증, 골연화증 및 골석화증과 같은 다양한 골 질환을 유발할 수 있다. 특히 파골세포의 기능이 비정상적으로 항진된 경우 골 파괴가 증가되어 골다공증이 야기되며 이런 현상은 류마티스 관절염 같은 염증성 질환의 골 소실과 밀접한 연관이 있다. 그러나 현재 사용중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용시 부작용이 보고되고 있어 천연물 소재를 기반으로한 새로운 골 흡수 억제제 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화에 미치는 영향을 확인하고 그 작용기작을 구명하고자 하였다. 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 파골세포 분화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 RAW264.7 세포에 RANKL을 단독 처리 및 추출물과 함께 5일간 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화는 갈색거저리 유충 추출물 2 mg/ml 농도까지 세포독성 없이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈색거저리 추출물이 TRAP, NFATc1 및 CtsK와 같은 파골세포 분화마커 유전자 및 단백질 발현량에 미치는 변화를 확인한 결과, RANKL 처리에 의해 현저히 증가한 이들 유전자가 갈색거저리 추출물에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 갈색거저리 추출물의 파골세포 분화 억제작용기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)중 p38의 신호 전달 억제 기작을 통하여 파골세포 분화가 억제됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 갈색거저리 유충 에탄올 추출물 및 그 생리활성 물질들은 골다공증과 같은 골 질환 치료 및 예방을 위한 잠재적 기능성 소재로 사용될 수 있음을 확인하였다.