• 제목/요약/키워드: 신경돌기 성장

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신경세포에서 sirtuin 1이 수상돌기 성장과 가시형성에 미치는 영향 및 기전에 관한 연구 (A Study on the Effects of Sirtuin 1 on Dendritic Outgrowth and Spine Formation and Mechanism in Neuronal Cells)

  • 서미경;김혜경;백송영;이정구;엄상화;박성우;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.806-817
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    • 2021
  • 우울증 발생 기전에 신경가소성의 손상이 관여한다. Sirtuin 1은 신경가소성의 조절에 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 mTORC1 신호전달의 활성화가 신경가소성을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 sirtuin 1이 mTORC1 신호전달을 통해 수상돌기 성장과 가시형성에 미치는지 영향을 조사하였다. 덱사메타손이 처치된 신경세포와 정상 배양 신경세포에 resveratrol (sirtuin 1 활성제)과 sirtinol (sirtuin 1 억제제)을 각각 처치하였다. Western blot 분석법을 사용하여, sirtuin 1 발현 및 ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 분석하였고, 면역형광측정법으로 수상돌기의 길이와 가시밀도를 분석하였다. Resveratrol은 덱사메타손 환경에서 농도 의존적으로 sirtuin 1의 발현을 증가시켰으며, ERK1/2 (sirtuin 1의 하위 타겟), mTORC1, 그리고 p70S6K (mTORC1의 하위 타겟)의 인산화를 유의하게 증가시켰다. 또한 resveratrol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 증가시켰다. 반면, sirtinol은 정상 배양액에서 sirtuin 1의 발현을 유의하게 감소시켰으며, ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다. 또한 sitinol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 유의하게 감소시켰다. 신경세포에 sirtuin 1의 siRNA를 transfection시켜 sirtuin 1을 knockdown 시켰을 때, ERK1/2 및 mTORC1의 인산화 양이 감소하였을 뿐만 아니라, 수상돌기 성장과 가시밀도도 감소하였다. 본 연구는 sirtuin 1이 ERK1/2-mTORC1 신호전달을 통해서 수상돌기 성장과 가시밀도를 변화시켜 신경가소성을 조절한다는 것을 보여주었다.

배양한 흰쥐 대뇌신경세포에서 신경미세섬유 3(NF-M)의 발생학적 표현 (Developmental Expression of Neurofilament 3 (NF-M) in the Cultured Rat Cortical Neurons)

  • 정재섭;조선정;진익렬;정승현;문일수
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.600-606
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    • 2005
  • 신경미세섬유(neurofilament, NF) 단백질은 신경세포의 주된 중간세사로서, NF-L (61 kDa), NF-M (90 kDa) 및 NF-H (115 kDa) 단백질의 공동중합체로 구성된다. 신경세사섬유는 신경세포의 성장, 구성, 형태 및 가소성에 중요한 역할을 하지만 발생학적 표현에 대하여는 아직 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 NF-M에 특이한 항체를 제조하여 배양한 대뇌신경세포에서 NF-M의 표현을 조사하였다. 배양 12 및 24시간 세포에서 NF-M은 축삭과 그 성장추 그리고 축삭에 가까운 세포체에 강하게 표현하였다. 배양 4 및 14일 신경세포를 NF-M과 PSD95 항체로 이중염색한 결과 NF-M은 축삭과 가지돌기에 공히 강하게 표현되었으며, PSD95와 같이 위치할 경우에는 점박이로 나타났다. .면역염색에서도 NF-M이 PSD 분획에서 검출되었는데, 따라서 이 점박이는 가지돌기가시임을 시사한다. 본 연구의 결과는 NF-M이 신경세포의 초기 형태발달과정에서 축삭으로 강하게 몰려가며, 성숙한 신경세포에서는 가지돌기 및 가지돌기가시에도 위치하여 특정기능을 수행함을 시사한다.

출생후 발생단계와 성체의 흰쥐 전뇌 기저부 여러 핵들에서 신경성장인자수용체에 대한 면엮조직화학적 연구 (Immunohistochemical Study on the Nerve Growth Factor receptors in the Basal forebrain Nuclei of the Postnatal and the adult Rats)

  • 정영화;홍영고고연영
    • 한국동물학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.385-408
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    • 1994
  • 출생후 0일. 7일. 14일 및 21일 그리고 성체의 흰쥐 전뇌 기저부의 내측중격핵, 수직 및 수평 대각 Broca대 거대세포 시삭전핵 그리고 복부담창구에서 신경성장인자수용체 (nerv-growth 배ctor receptor, NGFr)에 면역반응을 보이는 신경조직과 세포의 분화를 면역조직화학적 및 전자현미경적 방법을 이용하여 조사하였다. 출생후 초기와 성체에서 신경세포 원형질막 뿐만 아니라 세포질에서 NGFr 면역반응이 확인되었다. 그러나 성체에서 신경세포 원형질 막에서의 면역반응은 관찰되지 않았다. 특히 NGFr 면역반응은 골지 부위에서 보였고, 점상의 면역반응물들이 세포체의 세포질과 수상돌기에 소수 분산 분포하였다. 뇌 기저부의 NGFr 면역반응 신경세포들은 뇌 크기의 증대와 뇌 조직의 분화에 따라 점차 수적 증가를 보였다. 이 NGFr 면역반응 신경세포들은 세포의 모양과 세포체의 장 .단축의 비에 따라 6가지 형. 즉 1) 원형. 2) 타원형. 3) 세장형, 4) 방추형, 5) 삼각형, 6) 다각형으로 분류되었다. 전뇌 기저 핵에서 원형과 난형신경세포들의 출현율은 출생후 0일에서 높았으나 성체로 되면서 감소된 반면, 세장형. 방추형, 삼각형 그리고 다각형신경세포들의 출현율은 출생후 0일에서는 낮았으나 성체로 되면서 증가하였다. 모든 핵들에서 NGFr 면역반응 신경세포체의 부피는 출생후 0일에 759-1,640 Um3로 제일 작았으며, 수직 대각 Broca대와 복부담창구에서는 출생후 14일에 각각 5 107 7.385 Um3 그리고 내측중격핵, 수평 대각 Broca대, 거대세포 시삭전핵에서는 출생후 21일에 각각 4,705, 6,061, 6,412 Um3로 최대치를 보였다. 그후 성체로 되면서 모든 핵에서 1,893-3,464 $\mu$m3로 다시 감소하였다. 전자현미경적 관찰에서 출생후 21일된 흰쥐 수평 대각 Broca대에서 NGFr 면역반응은 세포체와 수상돌기의 원형질막 그리고 세포체내에서는 골지체, 다소포성소체 및 조면소포체에서 관찰되었다. 이 결과들로 미루어 NGFr은 출생후 발생단계와 성체의 횐쥐 전뇌 기저부에서 신경세포의 분화와 분포에 관계되는 것으로 생각된다.

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해양심층수에 의한 해마신경세포 가지돌기 수의 증가 (Deep Seawater Increases Dendritic Branches of Cultured Rat Hippocampal Neurons)

  • 이현숙;남경수;손윤희;문일수
    • 생명과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.897-901
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    • 2008
  • 해양심층수(deep seawater, DSW)는 청정성과 무기물질의 풍부함 때문에 여러 분야에 응용하기 위하여 최근 많은 관심을 받고있다. 본 연구에서는 동해 양양 부근의 해저 1,100 m에서 취수하여 역삼투압 시스템으로 탈염과 농축을 한 심층수가 배양한 흰쥐해마신경세포의 형태적 분화에 미치는 영향을 조사하였다. 10%(v/v) fetal bovine serum이 첨가된 MEM 배지에서 키운 세포와 비교할 때 25%(v/v) DSW이 포함될 경우 배양 17시간째에는 차이가 없었다. 그러나 DIV3, 7, 14, 및 17에 관찰하면 경도 0 및 200의 DSW가 포함된 배지에서 자란 신경세포는 가지돌기의 수가 현저히 줄었다. 반면에 경도 600의 DSW에서 자란 신경세포는 그 가지돌기의 수가 대조군과 비슷하였으며, 경도 1000의 경우는 대조군에 비하여 거의 2배 증가하였다. 이 결과는 적당한 경도의 DSW는 신경세포의 성장 및 건강을 돕는 것으로 해석된다.

해마추상체 신경세포에서 칼슘에 의한 신경섬유 성장억제에 대한 칼파인 억제제의 영향 (Effect of Calpain Inhibitors on $Ca^{2+}-Induced$ Suppression of Neurite Outgrowth in Isolated Hippocampal Pyramidal Neurons)

  • 송동근
    • 대한약리학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.165-174
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    • 1993
  • 칼슘이온은 신경섬유 성장의 중요한 조절인자이나 그 정확한 작용기전은 불명확하다. 세포골격 단백은 in vivo 및 in vitro에서 칼슘의존성 단백분해효소(칼파인)에 의해 신속히 분해되므로, 칼슘이온에 의한 신경섬유의 퇴행에 있어서 칼파인의 관련성을 추구하기위하여, 배양된 해마신경세포에서 칼슘이온 ionophore인 A23187에 의한 신경섬유의 성장억제가 칼파인의 억제제인 EST 및 MDL 28170에 의해 차단되는지를 조사하였다. A23187은 100nM의 농도에서 축삭에는 영향이 없이 수상돌기의 퇴행을 유발하였으나, 300 nM의 농도에서는 축삭의 성장을 억제하였다. EST(5 혹은 20 uM) 및 MDL 28170(20 uM)은 100 nM A23187의 수상돌기에 대한 작용과 300 nM A23187의 축삭에 대한 작용을 효과적으로 차단하였다. EST는 A23187에의한 세포내 칼슘이온의 증가를 차단하지 못하였다. 이상의 결과는 해마추상체세포에서 칼슘에 의한 신경섬유의 퇴행이 칼파인에 의해 매개됨을 시사한다.

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벤라팍신이 PC12 세포의 신경돌기 성장에 미치는 영향 (The Effects of Venlafaxine on Neurite Growth of PC12 Cells)

  • 오홍석;최준호;이준석;이준노;최미란;채영규;김석현;양병환
    • 생물정신의학
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    • 제10권2호
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    • pp.126-132
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    • 2003
  • Objectives:The purpose of this study is to examine the effects of venlafaxine, one of novel antidepressant drugs, on neurite growth in PC12 cells. Methods:PC12 cells were cultured with NGF for eight days. Then different concentrations($0{\mu}M$, $1{\mu}M$, $5{\mu}M$) of venlafaxine were mixed with cultured PC12 cells. After 24 hours and 48 hours of culture, we compared the effects of venlafaxine on the total length of neurites of cultured PC12 cells between no venlafaxine treated group($0{\mu}M$) and venlafaxine treated groups($1{\mu}M$ and $5{\mu}M$). Additionally, we studied the concentration-dependent effect of venlafaxine on differentiation in PC12 cells. Results:Experimental results showed that 1) the mean length of neurites in $1{\mu}M$ and $5{\mu}M$ venlafaxine treated group was more increased than no venlafaxine treated group(p=0.002). 2) the length of neurite in $5{\mu}M$ venlafaxine treated group was more elongated than $1{\mu}M$ venlafaxine treated group(p=0.046). 3) the length of neurite in $6{\mu}M$ venlafaxine treated group was more elongated than all the other concentrations in our experiment. Above $6{\mu}M$, the length of neurite was shortened in inverse proportion to the concentration of venlafaxine. Conclusions:This results suggest that venlafaxine, one of novel antidepressant drugs, promotes the differentiation of neuron. This study is believed to be a first step toward understanding the molecular and cellular mechanisms of antidepressant treatment.

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조직공학적 신경재생을 위한 NGF를 함유한 PLA 담체의 제조 및 방출 (Preparation and Release Profile of N8f-loaded Polylactide Scaffolds for Tissue Engineered Nerve Regeneration)

  • 전은경;황혜진;강길선;이일우;이종문
    • 폴리머
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    • 제25권6호
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    • pp.893-901
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    • 2001
  • 조직공학적 신경재생 및 파킨슨씨병 등의 시경퇴행성 질환에서의 치료에 이용 목적으로 신경성장인자(nerve growth factor, NGF)를 생분해성 고분자 담체에 NGF를 서방화시키고자 PLA 담체에 함유시켜 유화동결건조법으로 제조하였다. 제조된 NGF의 방출량은 생체외 pH 7.4, 37$^{\circ}C$의 PBS 조건하에서 4주 동안 방출실험 하였으며, 함유된 NGF의 활성을 확인하기 위하여 PC-l2 세포에 직접 배양하여 확인하였다. 제조되어진 PLA 담체는 열린 셀 구조를 가졌으며, 초기 NGF의 함량이 많을수록 방출량도 증가를 보였으며, 제조과정에서의 NGF의 환성을 확인하기 위하여 PC-12 세포를 배양한 결과 신경돌기가 성장하였다. 본 연구는 생분해성 고분자 특정인 확산과 분해에 의해서 생물학적 활성물질인 NGF의 방출을 조절할 수 있으며, 조직공학적으로 서방화되어 3차원적인 신경재생을 가능케 할 것으로 기대된다.

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멜라닌세포의 특성과 멜라닌 형성 (Biology of melanocytes and melanogenesis)

  • 박경찬
    • 대한화장품학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.45-57
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    • 1999
  • 멜라닌세포는 신경능에서 기원한 세포로서 멜라닌을 생성하여 피부를 자외선으로부터 보호하는 중요한 기능을 수행하고 있다. 멜라닌세포는 수지상 돌기를 갖는 등 신경세포와 형태학적으로 유사하며 많은 신호 전달 물질, 성장 인자 등에 대한 수용체를 공통적으로 갖고 있어 발생학적 기원이 신경 세포와 같음을 보여주는 많은 특징들이 있다. 멜라닌세포는 자외선, 염증 등의 외부조건, alpha-MSH 등의 호르몬, IL-1, TNF-alpha, GM-CSF 등 의 싸이토카인, leukotriene 등 여러 가지 인자의 영향을 받고 있다. 또한 멜라닌세포로부터 멜라닌이 생성되기 위해서는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2 등 여러 가지 유전자와 그에 해당하는 효소들의 작용, 또한 멜라닌이 각질형성세포로 이동하는 과정에 역시 여러 종류 의 유전자가 관여하고 있어 피부의 색소형성 과정을 이해하기 위해서는 이러한 과정을 복합적으로 이해하여야 한다(그림 1). 그러나 아직까지 멜라닌세포의 멜라닌 형성 과정과 증식, 사망 과정이 정확히 어떻게 진행되는지에 대한 연구가 부족한 실정이다.

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건천마와 발효천마 추출물의 항노화 활성과 신경성장인자 유도 효과 비교 (Comparison of Nerve Growth Factor Induction and Anti-aging Activity Using Dried Gastrodia and Fermented Gastrodia Extracts)

  • 최재홍;김정환;정재윤;서상곤
    • 원예과학기술지
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    • 제31권3호
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    • pp.380-387
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    • 2013
  • 건천마와 발효천마의 추출물을 이용하여 항노화 활성과 신경성장인자 유도효과를 비교하였다. 항산화 활성을 비교하여 측정한 결과 모든 추출물에서 비교적 높은 항산화력을 나타내었으며, 발효하지 않은 건천마 추출물보다 발효과정을 거친 발효천마 추출물에서 다소 높은 항산화력을 나타내었다. Angiotensin converting enzyme(ACE)와 xanthine oxidase(XOase) 저해 활성을 측정한 결과 DW 추출에서 DPPH가 건천마 $64.14{\pm}0.89%$, 발효천마 $66.21{\pm}1.03%$으로 나타났고, ABTS가 건천마 $54.15{\pm}1.37%$, 발효천마 $60.24{\pm}2.25%$로 나타났다. 70% EtOH추출에서도 유사한 결과를 보여 발효천마 추출물이 ACE에 대해 높은 저해활성을 나타내었으나, XOase에 대하여 발효 및 건천마 추출물의 차이는 크지 않다는 것을 알 수 있다. 그리고 nerve growth factor (NGF) 활성 측정 결과 모든 추출물에서 40%의 신경돌기 성장효과를 나타내었다. 이와 같이 건천마와 발효천마의 추출물을 상대로 천마의 항노화 활성과 신경성장인자 유도효과에 대한 기능성을 탐색한 결과 발효천마가 건천마보다 우수한 생리기능성을 가지는 것을 알 수 있어, 발효과정을 통하면 천마의 활용도를 높일 수 있다는 것을 증명할 수 있었다.