• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.35-41
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• 2010

본 연구는 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글스핀닝($^1H$ High-Resolution Magic Angle Spinning; $^1H$ HR MAS) 기술을 이용하여 정상군 adult mice의 뇌에서의 부위별 뇌 신경화학 대사물질(brain neurochemical metabolites)을 정량적으로 분석하고, 이를 이용하여 정상군의 뇌 대사물질의 표준 data base를 정립하기 위함이다. 실험에 사용된 adult mice는 C57BL/6J 모델의 체중 25~28 g, 40주령 수컷 10마리를 사용하였으며, 연령과 성별을 일치시켰다. 또한 뇌의 전두엽(frontal cortex), 측두엽(temporal cortex), 해마(hippocampus), 시상(thalamus) 총 4개의 부위를 채취하여 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글 스핀닝 실험을 진행 하였다. 생체 조직의 뇌 대사물질의 절대농도를 획득하기 위하여 대표적인 대사물질(Ace, NAA, NAAG, tCr, Cr, tCho, Cho, mIns, GPC+PC, Lac, GABA, Glu, Gln, tau, Ala)을 각 피크의 면적과 대사물질의 프로톤 개수를 계산하였다. 결과적으로 정상 군에서의 mice 뇌의 신경화학 대사물질들을 Acet, NAA, NAAG, Cho, mIns가 부위별로 절대농도차의 유의성을 나타내었으며, 이 외의 대사물질에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 토대로 $^1H$ HR-MAS을 이용한 생체조직 실험은 뇌조직 내 대사물질의 절대농도를 측정하고 기본적인 지표를 확보하는데 매우 정확하고 정량적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료되며, 더 나아가 mice를 이용한 인간질병 모델의 실험동물에서의 뇌 신경화학 대사물질의 표준 자료화 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제30권6호
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• pp.355-378
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• 2017

신경전달물질(neurochemicals)은 인체 내의 항상성유지와 인지 및 행동기능에 관여하므로 수많은 퇴행성신경질환 진단에 활용할 수 있어 생물학적 시료 내에서 신경화학물질을 프로파일링할 수 있는 분석플랫폼 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 크로마토그래피 분리법과 결합된 질량분석법 기반의 분석법은 대사경로 내의 신경전달물질을 프로파일링하는 데 널리 사용되어 오고 있다. 하지만 생물학적 시료내 신경전달물질은 극미량으로 존재하며 화학적으로 불안정한 특징이 있어 정교한 시료전처리 과정과 고감도의 기기분석법의 개발이 수반되어야 한다. 따라서 본 총설 논문에서는 소변, 혈액, 뇌척수액과 생체조직과 같은 다양한 생물학적 시료에서 신경전달물질에 대한 질량분석법 기반의 대사체학 접근법의 분석 연구 경향에 대해서 논의할 예정이다. 이 논문은 향후 퇴행성신경질환의 진단, 예후예측과 치료를 가능하게 하는 생체지표물질을 발굴을 위한 분석플랫폼 개발에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1992년도 제1회 신약개발 연구발표회 초록집
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• pp.27-27
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• 1992

많은 홀몬, 성장인자 및 신경 전달물질들은 각각에 대한 세포막의 수용체와 결합하여 Phospholipase C (PLC)를 활성화시키므로서 신호를 세포내로 전달하여 세포의 성장, 대사, 신경 흥분, 수축 및 분비 등의 생리 현상을 나타내고 있다. 이 신호 전달의 중심 효소인 PLC는 현재까지의 효소 분리, 유전자 클로닝 등의 방법으로 3가지 Class에 적어도 8종유의 등위효소(Isozyme)들이 존재하고 있는 것으로 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 등위효소에 특이적인 조절 물질을 선별할 수 있는 체계를 확립하기 위하여 새로운 동위효소의 분리 및 규명과 이 동위효소들에 대한 과발현 및 발현 세포주 개발을 추진하고 있다.

• 대한약리학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 1992

최근에 개발된 생체내 미세투석법을 이용하여 정상혈압 흰쥐(WKY)와 자연발생성 고혈압 흰쥐(SHR)의 후 시상하부에서 세포외액의 모노아민과 그 대사체들을 측정하였다. 뇌정위 고정장치에 의해서 미세투석관을 후 시상하부에 위치시킨후 링거액으로 관류하였다. 모노아민과 그 대사체들은 고속액체 크로마토그라피와 전기화학 검출기를 이용하여 정량하였다. 미세투석관의 시험관내 회수율 검사 결과, 관류액의 유속과 신경화학물질의 상대적 회수율 사이에는 역비례 관계가 있음이 확인되었다. 정상 혈압 흰쥐에서 후 사상하부의 관류액으로 부터 축정한 각종 신경화학물질의 세포외액 농도는 도파민 32nM, 노르에피네프린 50nM, 에피네프린 50nM, 세로토닌 73nM, 3.4-dihydroxyphenylacetic acid(DOPAC) 281 nM, homovanillic acid(HVA) 181 nM, 5-hydroxyindoleacetic acid(5HIAA) 3767nM이었다. 후 시상하부에서 측정된 신경전달물질의 기준치는 WHY와 SHR사이에 차이가 없었으나, DOPAC, HVA, 5HIAA의 기준치는 WKY에 비해서 SHR에서 유의하게 높게 나타났다. 본 연구는 중추 신경화학물질들의 생체내 측정에 미세투석법을 이용할 수 있음을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.315-322
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• 2006

신경세포 간 정보교환이 이루어지고 있는 신경전달물질의 방출과정은 극히 복잡하여, 이 방면의 독창적인 연구를 수행하기 위해서는 신규작용을 갖는 특이적인 저분자 probe의 탐색은 필수적이다. PC12세포에 tritium-label된 norepinephrine ($[^3H]-NE$)을 incorporation시킨 후에 60 mM의 고농도의 $K^+$의 자극에 의해서 탈분극 후에 방출되는 $[^3H]-NE$의 양을 scintillation countering하여 생리 활성 물질을 탐색하기 위한 in vitro의 실험계를 세웠다. 이 탐색계를 이용하여 곰팡이, 방선균와 박테리아의 대사산물 1만 1000여 샘플을 탐색한 결과, PC12세포에서 고농도의 $K^+$의 자극에 의해서 탈분극 후에 유도되는 $[^3H]-NE$의 방출을 효과적으로 저해하는 FS11052를 방선균 유래의 대사산물로부터 얻었다. FS11052는 또한 PC12세포와 rat cortical neurons에서 동일한 고농도의 $K^+$의 자극에 의한 탈분극 후에 유도되는 신경전달 물질로서 ATP의 방출에도 유의한 저해효과를 나타냈으며, 이 저해 효과는 ionopore로 알려진 ionomycin ($1{\mu}M$)을 포함하는 저농도의 $K^+$의 버퍼를 처리하였을 때에도 보여졌다. 이틀 결과로부터 FS11052의 신경전달 물질의 방출에 대한 저해작용은 세포내 $Ca^{2+}$ 유입 이 후의 반응으로 추정하며 이 작용기구에 대한 해석을 하기위하여, 신경세포의 돌기신장 형태에 대한 영향을 관찰한 결과, 분화를 유도하는 적정 농도인 $5{\mu}g/ml$의 NGF 존재 하에서의 PC12 세포의 돌기 신장에 대하여서는 억제작용을 나타냈다. 또 rat의 대뇌 해마 세포에 대하여 특정적인 형태의 돌기를 내고 있어, FS11052 물질의 첨가에 의해 통상의 긴 축색돌기는 억제되고 얇은 침상의 돌기가 세포체로부터 돌출되어 있었으며, growth cone 를 갖고 있지 않은 뉴우런이 많이 관찰되었다. FS11052 물질의 작용에 관해서는, 탈분극된 synaptic membrane이 $Ca^{2+}$ 이온을 유입 후 활성화되어 신경전달물질을 방출에 중요한 역할을 하고 있는 synaptotagmin, syntaxin, synapsin, SNAP25 등의 synaptosome을 구성하는 단백질에 직접 혹은 이와 밀접한 관련을 갖고 있는 인자와 간접적으로 작용하며, 신경전달물질의 방출을 억제하여 growth cone의 전향과 신경세포의 가소성을 조절하는 물질로 사료되어, 이 물질이 $Ca^{2+}$ 이온을 유입 후 일어나는 exocytosis와 신경계의 기능연구를 위해 사용되어질 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물정신의학
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• 제5권1호
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• pp.34-45
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• 1998

단가아민 신경전달물질과 신경펩타이드의 가장 큰 차이점은 합성과정에 있다. 시냅스에서의 활동과 비활성화 과정에서도 양자의 차이는 뚜렷하다. 단가아민 신경전달물질의 작용은 매우 단시간 내에 일어나며, 대개는 재흡수기전을 통해 활동이 정지되고, 일부가 효소반응에 의해 비활성물질로 대사된다. 또한 이들은 단가아민 신경전달물질들과 마찬가지로 presynaptic peptidergic receptor를 갖는다는 사실이 알려져 있으며, 신경펩타이드 분비를 조절하는 자가수용체도 갖고 있다. 신경펩타이드의 시냅스전 세포로의 재흡수기전에 대해서는 아직 밝혀져 있지 않다. 신경펩타이드들도 시냅스 후막의 수용체로 확산되어 이차전령, 삼차전령을 통해 생물학적 반응을 일으킨다는 것은 단가아민 신경전달 물질과 동일하다. 본래 신경세포는 자극에 의해 glycoproteins, enzymes, inorganic ions, metal ions, phospholipids, purines, amines, peptides 등의 물질들을 함께 분비한다. 이들 중에는 신경전달물질의 기준에 부합되는 것도 있으나, 대다수는 기능이 없다. 때로는 수 종류의 신경전달물질들과 신경신경펩타이드들이 한가지 신경전달물질의 분비에 관여하기도 한다. 저자들은 현재 임상연구에서 괄목할 만한 진전을 보이고 있는 두가지 신경펩타이드들에 대해 그 신경생물학적 측면과 임상적 측면을 고찰하였다. 알코올의 신경생리에 있어 가장 흥미있는 것은 아마 강화기전일 것이다. 내인성 opioid계 물질들이 알코올의 강화효과와 관계가 있다는 근거들은 많다. Naltrexone은 수용체 차단을 통해 이러한 강화기전을 차단함으로서 음주욕을 감소시키는 것으로 해석된다. Opioid reinforcement는 변연계의 도파민 활성화를 통해 이루어진다. 이는 알코올의 강화에 도파민이 관여한다는 사실과도 관계된다. 이를 도파민-알코올 강화 가설이라 한다. 기타 세로토닌도 알코올의 강화를 중재하는 신경전달물질로 생각되고 있다. 선택적 세로토닌 재흡수 차단제를 장기간 사용하거나, $5-HT_3$ 수용체 길항제를 사용하면 음주욕이 감소된다고 알려져 있다. 신경전달물질계간에는 중요한 상호작용이 있다. 알코올이 측중격핵에서 도파민의 분비를 촉진시키는 기전에도 여러 신경전달계의 상호작용이 관여된다. 이의 기전에 생리적 수준에서 관여되는 대표적인 물질로는 (1) opiates, (2) serotonin, (3) amino acids, (4) 기타 neuropeptide들을 들 수 있다. Opiate 수용체 길항제들은 측중격핵에서 도파민 분비를 차단하고, $5-HT_3$ 수용체 효현제는 이를 자극한다. 이들을 총체적으로 종합하면, 도파민, 세로토닌, opiate 수용체들을 조절하면 알콜리즘을 치료할 수 있다는 것이다. CCK는 흥분성 신경전달물질로 밝혀지고 있으며, 진통 및 morphine에 대한 내성형성, 포만, 기억 등의 정신병리에 일부 관여하나, 역시 최근 가장 주목을 받는 것은 CCK계가 불안의 병리에 관여한다는 소견이다. 이 분야의 연구에 기폭제가 된 것은 CCK-4가 공황발작을 유발한다는 임상 연구결과로부터 비롯된다. 이에 의한 불안반응은 자연유발된 공황발작과 거의 같으며, 정상인과 공황장애 환자를 구별하는 민감도를 갖고 있다. 이 CCK-4에 의해 유발된 공황발작은 $CCK_B$ 길항제들에 의해 차단된다. 즉 공황불안의 기전에 $CCK_B$ 수용체가 관여할 가능성이 있다. 따라서 공황발작이 $CCK_B$ 수용체의 민감도 결함으로 추정될 수 있다. 또한 이 반응은 imipramine과 benzodiazepine계 약물들에 의해 차단됨이 알려져 있다. 이 공황 불안의 형성 기전에 다른 신경전달계와의 상호작용이 있다. 본고에서는 특히 benzodiazepine계와의 상호작용 및 5-HT계와의 상호작용을 거론하였다. 향후 CCK 길항제들이 항불안제로 개발될 전망이다. 이들은 내성형성, 금단증상, 진정작용 등의 문제가 없으므로 새로운 항불안제로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.3310-3316
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• 2011

Hematoxylin은 한국의 남부지방에서 당뇨합병증을 치료하기 위하여 사용해오던 민간약제인 Hematoxylon campechianum의 주성분이다. 본 논문에서는 hematoxylin의 혈당저하 메커니즘을 연구하기 위하여 3개 군의 흰쥐-정상군, 당뇨군, hematoxylin 처치군-에서 분리한 대퇴신경을 대상으로 2-deoxyglucose 수송능과 인지질 대사능을 조사였다. 실험결과 hematoxylin은 당뇨군에서 혈당치를 현저하게 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 무게단위의 기준으로 당뇨군의 신경조직의 경우, 총 인지질의 양은 20% 감소하였으나 상대적으로 phosphatidylinositide의 감소는 작은 것으로 나타났다. 이 경우, hematoxylin을 처치하면 2-[3H] myo-inositol이 총 phosphoinositids로 대사되는 비율이 증가하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 효과는 낮은 농도의 hematoxylin 처치군보다 높은 농도의 처치군에서 훨씬 큰 것으로 나타났다. 이상의 실험결과는 hematoxylin의 당뇨개선 메커니즘이 myo-inositol 대사를 증가시킴으로써 체내 당 수송과 인지질 대사를 정상화시킨다는 점을 제시하고 있다. 따라서 본 연구결과를 토대로 저자들은 hematoxylin은 향후 당뇨 치료제로서 후보 물질이 될 수 있음을 제시하고자 한다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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• pp.181-181
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• 1994

포유 동물의 중추 신경계에서 주 억제성 신경전달물질로 알려진 4-aminobutyrate(GABA) 대사에 관여하는 효소인 GABA transaminase (GhBA-T)와 Succinic semialdehyde reductase(SSR)를 각각 여러 가지 크로마토그래픽 방법을 사용하여 순수 분리 정제하였다 GABA-T는 subunit 분자량 50kDa을 가진 dimer이며 화학 변형(chemical modification), 흡광, 형광스펙트럼 연구에 의하면 cysteinyl잔기가 활성 부위에 존재하고 있음을 보여주었다 SSR은 2-mercaptoethanol이 존재하든 안하든 o-pthalaldehyde(OPA)에 의하여 효소 활성도가 상실되었으며 흡광 및 형광스펙트럼에 의하면 OPA가 효소의 활성 부위의 lysyl잔기와 반응하여 cysteinyl잔기와 함께 intermolecular cross-linking을 이루는 것을 알 수 있었다. 한편 SSR은 몇가지 anticonvulsant drug에 의하여 부분적인 저해 효과를 나타내었다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1993년도 제2회 신약개발 연구발표회 초록집
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• pp.156-156
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• 1993

본 연구에서는 생체 뇌 국소부위의 세포외액을 대상으로 실험할 수 있는 뇌 미세투석법을 이용하여 후시상하부에서 유리되는 monoamine의 세포외액 농도에 대한 전신 혈압변화의 영향을 관찰함으로써, 심혈관 조절에 대한 후시상하부의 monoamine성 뉴론의 생리적 역할을 규명하고자 하였다. 마취한 흰쥐의 머리를 뇌정위 고정장치에 고정시키고 미세투석관 (microdialysis probe)을 후시상하부에 위치시킨 후 링거액으로 관류하였다. 미세투석액내에 존재하는 monoamine성 신경 전달물질들과 그 대사체들의 정량분석은 고속액체크로마토그라피와 전기화학검출기를 이용하여 실시하였다. 전신 혈압을 40분 동안 약 40mmHg 상승 혹은 30mmHg 감소시키기 위하여 L-phenylephrine hydrochloride (800ng/100 g/min) 혹은 nitroprusside dihydrate (500 ng/100 g/min)를 대퇴정맥을 통하여 주사하였다. 후시상하부로 부터 20분 간격으로 얻은 투석액에서 신정화학물질들의 농도는 미세투석관 삽입후 2시간에 안정되었다. 관류액의 $K^{＋}$ 농도를 90 mM로 증가시켰을 때 후시상하부의 투석액에서 norepinephrine (NE) 과 serotonin (5-HT)의 농도는 각각 기준치의 176.5 $\pm$ 14.8%, 149.1 $\pm$ 2.3%로 증가하였다. Phenylephrine (i.v.)으로 유발된 전신 혈압상승에 의하여 NE과 5-HT의 양은 각각 기준치의 79.3 $\pm$ 4.4%, 61.4 $\pm$ 10.3%로 유의하게 감소하였다. 또한 nitroprusside (i.v.)에 의하여 전신혈압이 감소하였을 때 투석액내 5-HT의 양은 기준치의 195.0 $\pm$ 23.0% 로 유의하게 증가하였다. 후시상하부의 투석액내 monoamine성 대사체들의 경우에는 전신 혈압의 변화에 대한 유의한 반응을 나타내지 않았다. 이상을 종합하면 전신 혈압이 증가되었을 때는 말초 압수용체의 흥분에서 기시한 신경충동이 후시상하부에 전달되어 신경말단에서 5-HT 과 NE 의 유리가 감소되고, 5-HT의 경우에는 전신 혈압이 감소되었을때 그 반대 현상이 일어난다는 가설을 제시할 수 있다. 본 연구의 결과는 생체상태에서 혈압변화에 대한 후시상하부의 monoamine성 조절양상을 규명한 것으로서 특히 후시상하부의 serotonin성 신경계를 통한 심혈관 중추조절의 가능성을 처음으로 제시한 것이다.

• 한국동물학회지
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• 제7권1호
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• pp.33-38
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• 1964

한국산 도롱뇽 (Hynobius leechi BOULENGER) 발생배의 질소화합물의 대사를 연구하고져 발생단계에 따른 단백질구성(아미노) 산의 촉진(아미노) 산의 정성적 분석과 질소 배설물(ammonia, urea, uric acid, creatine and/or creatinine, total nitrogen)의 정량분석을 미수정란, 란할배, 포배, 양배, 신경배 및 부화직전의 배에 대하여 행하였다. 1. 발생단계에 따른 발생배내 단백질구성 (아미노산)은 전 단계를 통하여 일양하게 18종씩 검출되어TRh 유리 (아미노산) 은 17 내지 23 종 검출되었으며, 전체적으로 유리(아미노산) 분포상에 큰 변화가 없었다. 2. 발생단계에 따른 질소배설물 분석의 결과는 다음과같다. Ammonia 와 urea 의 배내 함량은 미수정란에서부터 양배까지 점차 감소하여 양배 이후 부화직전배까지 급격히 증가한다. Uric acid의 함량은 전 단계를 통해 미소하였으며 creating and/or creatininie 은 본 실험에서는 검출되지 않았다. 3. 발생단계에 따른 발생배내 ammonia 함량에 대한 sodium azide의 영향은 농도에 따라 이원적인 특이성을 가지고 있었다.