• 제목/요약/키워드: Brain, metabolism

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알츠하이머질환 모델동물인 Tg2576마우스의 행동, Aβ-42 침적, 신경성장인자 대사에 미치는 reserpine의 영향 (Effect of Reserpine on the Behavioral Defects, Aβ-42 Deposition and NGF Metabolism in Tg2576 Transgenic Mouse Model for Alzheimer's Disease)

  • 고준;최선일;김지은;이영주;곽문화;고은경;송성화;성지은;황대연
    • 생명과학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.812-824
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    • 2013
  • Reserpine은 항고혈압제로서 알츠하이머질병의 증상을 나타내는 Caenorhabditis elegans에서 세포독성을 감소시켜 마비를 억제하고 수명을 연장시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 reserpine의 효능을 포유동물에서 확인하기 위하여, 알츠하이머질병의 병리적 특성과 연관된 주요인자의 변화를 30일 동안 reserpine을 투여한 Tg2576 마우스에서 관찰하였다. 그 결과, 공격행동(aggressive behavior)은 vehicle 투여 그룹에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 감소하였으나 사회적 접촉(social contact)은 유의적인 변화가 없었다. 뇌의 해마부분에서 알츠하이머질병의 원인 중 하나인 $A{\beta}$-42의 축적은 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 감소하였고, $A{\beta}$-42의 농도도 대조군에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 감소하였다. 더불어, ${\gamma}$-secretase의 구성단백질 중에서 PS-2, Pen-2, APH-1의 발현은 대조군에 비하여 reserpine 투여군에서 유의적으로 감소하였으나 NCT 발현은 변화가 없었다. 혈청에서 NGF의 농도는 Tg2576 마우스에서 감소하였다가 reserpine 투여한 그룹에서 유의적으로 증가하였으며, high affinity receptor의 신호전달과정에 포함된 단백질 중에서 reserpine 투여 그룹은 TrkA의 인산화가 증가하고 ERK 인산화는 감소되었다. 한편 low affinity receptor의 신호전달과정에서, $p75^{NTR}$과 Bcl-2의 발현은 vehicle 그룹에 비하여 reserpine 투여 그룹에서 유의적으로 발현이 증가하였으나 RhoA의 발현은 reserpine 투여 그룹에서 감소하였다. 따라서 이러한 결과는 reserpine은 포유동물 치매모델인 Tg2576 마우스에서 행동학적 변화, $A{\beta}$-42의 축적, NGF의 농도, NGF신호전달의 변화 등을 유도하며, 향후 치매치료제로서 가능성을 제시하고 있다.

큰입우럭(Micropterus salmoides) 조직의 젖산탈수소효소 및 Monocarboxylate 수송체(MCT) 1, 2, 4 (Lactate Dehydrogenase and Monocarboxylate Transporters 1, 2, and 4 in Tissues of Micropterus salmoides)

  • 염정주;연준희
    • 생명과학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.98-109
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    • 2012
  • 큰입우럭(Micropterus salmoides) 조직의 젖산탈수소효소(EC 1.1.1.27, LDH)의 특성 및 골격근과 심장조직의 monocarboxylate 수송체 1, 2, 4의 발현을 연구하였다. Native-PAGE 결과골격근에서 LDH $A_4$, 심장, 간, 눈 및 뇌조직에서 $A_4$, $A_2B_2$, $B_4$, 눈조직에서 eye-specific $C_4$ 동위효소가 발현되었다. 9월에 심장조직에서 LDH $B_4$ 동위효소의 활성이 강하고 다른 조직에서는 $A_4$의 활성이 강했으나, 11월에 심장조직에서 $A_4$ 동위효소의 활성이 강하게 확인되었다. 골격근과 심장조직에서 LDH/CS로 조직의 혐기적 대사 비율이 높게 확인되었으며, 면역 침강 후 native-PAGE에 의해 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소가 $B_4$보다 $A_4$ 동위효소에 더 유사한 것으로 확인되었다. LDH $A_4$ 동위효소가 affinity chromatography에 의해 정제되었고, 하부단위체 A의 분자량은 37.200이었다. 피루브산 10 mM에서 조직 LDH의 활성이 11.05-28.32% 남아 저해 정도가 컸고, 눈조직 LDH의 $K_m^{PYR}$이 낮았으며, 조직의 최적 pH는 7.5~8.0이였다. 골격근 미토콘드리아에서 LDH $A_4$ 동위효소, 심장조직의 미토콘드리아에서 $B_4$$A_2B_2$ 동위효소가 확인되었고, 골격근과 심장조직의 원형질막과 미토콘드리아에서 MCT 1, 2, 4가 확인되었다. 골격근 MCT 1, 2, 4 골격근 MCT 1 60 kDa, MCT 2 54~38 kDa, MCT 4 63 kDa, 심장조직 MCT 1 57 kDa, MCT 2 54~38 kDa 및 MCT 4 55.5 kDa이었다. 실험 결과, 큰입우럭이 저산소 조건에 적응되어져 혐기적 대사가 우세하고, 활성이 큰 골격근과 심장조직에서 원형질막과 미토콘드리아 MCT 1, 2, 4를 통해 젖산과 피루브산이 유입되고 유출되며 LDH에 의해 에너지 생성을 효율적으로 조정하는 것으로 사료된다.

다이옥신계 TCDD(2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin)에 노출된 흰쥐의 지질대사 및 면역관련 인자에 대하여 키토산 올리고머의 분자량별 섭취효과 (Effects of Various Chitosan Oligomer Molecular Weight Levels on the Disorders of Lipid Metabolism and Immune-related Factors in Rats Treated 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin)

  • 이준호;황석연;임병우;이연숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.471-479
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    • 2012
  • 다이옥신계 TCDD에 노출된 흰쥐의 지질대사 및 면역관련 인자에 대하여 키토산 올리고머의 분자량에 따른 섭취효과를 알아보기 위해 Sprague-Dawley rat(수컷, 6주령)를 이용하여 TCDD를 40 ${\mu}g$/kg BW로 복강 내 주입하고 키토산 올리고머 분자량을 1000 이하, 1000~3000 및 5000~10000으로 수준을 달리하여 4% 첨가하고 3주간 실험하였다. 실험동물의 장기의 무게에서 간의 상대중량은 TCDD 투여군에서 모두 유의적으로 높았다. 뇌와 고환의 상대중량은 대조군과 TCDD 투여군에 비하여 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머를 섭취한 군에서 모두 현저히 증가하였다. 흉선의 상대중량은 대조군에 비하여 TCDD 투여군에서 모두 약 1/4 정도로 감소되었다. 혈액성분에서 적혈구의 수는 TCDD 투여에 의한 감소가 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머를 섭취한 군 모두에서 대조군 수준으로 증가되었고, 백혈구의 수와 헤모글로빈 및 헤마토크리트값은 TCDD 투여에 의한 감소가 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머의 분자량이 1000 이하인 것(COST)과 5000~10000인 것을 섭취한 군(COLT)에서 회복되는 경향을 보였다. 간 기능에 지표가 되는 효소인 혈청 GOT와 ALP는 대조군에 비하여 TCDD 투여군 모두에서 높은 경향을 보였다. 혈청 총콜레스테롤 및 HDL-콜레스테롤함량은 TCDD 투여에 의한 증가가 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머 분자량이 5000~10000인 것을 섭취한 군(COLT)에서 유의적으로 감소되어 콜레스테롤 억제효과가 나타났다. 간 지질에서는 총 지질과 콜레스테롤 및 중성지방이 유사한 경향으로 대조군에 비하여 TCDD 단독투여군에서 현저한 증가를 보여 지질축적이 되었는데 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머를 섭취한 군들에서 현저한 지질 억제효과를 내었다. 특히 TCDD투여와 함께 분자량 1000 이하의 키토산 올리고머를 섭취한 군(COST)이 TCDD 단독 투여 군에 비하여 간 콜레스테롤을 2/3 정도로, 간 중성지방을 1/2 정도로 뚜렷이 억제하였다. 변 중의 총 지질과 콜레스테롤함량은 TCDD 투여로 증가되는 경향이었고 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머 첨가한 군들에서는 TCDD군보다 대체로 낮은 경향이었다. 담즙산 배설은 대조군에 비하여 TCDD 투여군 모두에서 현저하게 낮았다. 간의 현미경적 관찰에서는 TCDD 투여에 의한 간세포의 지방구 침윤과 세포크기의 다양성, 간세포의 과염 색상과 공포변성이 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머를 섭취한 군 모두에서 현저하게 회복되었다. 혈청의 면역인자인 IgA와 IgM의 농도에서는 대조군과 TCDD 단독투여 군보다 TCDD 투여와 함께 키토산 올리고머의 분자량 5000~10000인 것을 섭취한 군(COLT)이 유의적으로 높은 농도를 나타내었다. 이와 같은 결과로 키토산 올리고머의 분자량이 1000 이하인 것은 혈구수의 회복과 간 지질억제에 효과적이었고, 분자량이 5000~10000인 것은 혈구수의 회복과 함께 혈청 콜레스테롤 저하 및 면역인자들 수준을 증가시키는 경향이 있었다. 특히 간의 조직병변이 키토산 올리고머 식이에 의해 정상으로 회복되는 경향을 관찰할 수 있었다. 그런데 키토산 올리고머의 분자량별 효과에 대하여는 앞으로 더 많은 연구가 필요한 것으로 사료된다.

녹차가 다이옥신계 TCDD(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin)에 노출된 흰쥐의 지질대사 및 간 독성물질대사에 미치는 영향 (Effects of Green Tea Powder on the Disorders of Lipid Metabolism and Hepatic Functions in Rats treated by 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD))

  • 이준호;김현숙;황석연
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.1185-1193
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    • 2006
  • 다이옥신계 TCDD에 노출된 흰쥐의 지질대사, 및 간 독성물질대사에 있어서 녹차의 방어효과를 알아보고자 Sprague-Dawley rat(수컷, 6주령)를 이용하여 녹차는 건분으로 1%, 3% 첨가식이를 공급하고 TCDD는 실험 초에 복강내 주입하여 3주간 실험하였다. 사육 종료후 혈액조성과 혈청, 간 및 변의 지질을 분석하고 간 조직에서 항산화 효소 활성도와 간 독성물질대사 관련효소의 활성도를 측정하였다. 체중증가와 식이섭취량이 TCDD투여군 모두에서 감소하였다. 간과 뇌 및 고환의 중량은 TCDD투여군에서 모두 유의적으로 증가하였는데 흉선의 무게는 TCDD투여군 모두에서 대조군의 1/3 정도로 현저하게 감소하였고 녹차에 의한 효과는 보이지 않았다. 혈액성분에서 적혈구, 백혈구의 수와 헤모글로빈, 헤마토크리트의 값은 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 혈소판의 수와 lymphocyte%가 TCDD투여에 의해 저하되었다가 녹차 3% 첨가군에서 증가되어 개선되는 경향을 보였다. neutrophill%는 TCDD투여에 의해 상승했다가 녹차 첨가에 의해 저하되는 경향이었다. 간 기능 지표가 되는 효소인 혈청 GOT와 ALP활성도에서는 TCDD투여에 의한 상승을 녹차첨가에 의해 저하시켜 개선되었다. 혈청 총콜레스테롤과 HDL-, LDL-콜레스테롤함량은 모두 대조군보다 TCDD 투여군에서 모두 높은 경향을 보였으며 녹차의 콜레스테롤 저하효과는 나타나지 않았다. 혈청 triglyceride는 녹차 첨가식이에 의해 저하되는 경향을 보였다. 간의 콜레스테롤 및 triglyceride 함량은 TCDD투여에 의해 2배정도의 상승을 보였는데 녹차 3%첨가에 의해 억제작용이 나타났다. 변의 총 배설량과 총지질, 총콜레스테롤의 배설량이 녹차 첨가에 의해 현저하게 많았으며 특히 콜레스테롤 배설이 녹차 3% 첨가식이에 의해 유의적으로 증가하였다. 따라서 녹차의 성분이 지질흡수를 저하시키고 배설을 촉진하는 작용이 확인되었다. 항산화효소인 SOD의 활성도가 다른 군보다 녹차 3% 첨가 식이군에서 유의적으로 높아 녹차의 항산화성이 높은 것으로 나타났으며 간의 독성물질대사 효소활성도에서 TCDD투여에 의한 NADPH cytochrome p-450 reductase의 상승을 녹차 3%첨가 식이에 의해, 그리고 cytochrome p-450 의존성 monooxigenase인 BPND는 TCDD투여에 의한 상승을 녹차 1% 첨가식이에 의해 유의적으로 감소시켰다. 이상의 결과에서 녹차가 TCDD투여에 의한 간지질의 축적을 억제시키고 변으로 지질배설량을 증가시켰으며 간 기능에 관련된 효소활성도를 정상화시키는 경향이 있었고 항산화효소인 SOD 활성도를 상승시켜 항산화성을 높이는 것이 확인되었다.

조기 알츠하이머 치매의 뇌포도당 대사 감소 평가에서 오류발견률 조절법의 적용 (Application of False Discovery Rate Control in the Assessment of Decrease of FDG Uptake in Early Alzheimer Dementia)

  • 이동수;강혜진;장명진;조상수;강원준;이재성;강은주;이강욱;우종인;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.374-381
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    • 2003
  • 목적: 오류발견율 조절법을 PET 영상분석에 이용하면 다중비교에 따르는 위양성율을 줄이면서 동시에 검정력을 높일 수 있다. 조기 알츠하이머 치매 환자에서 오류발견율 조절법을 적용하였을 때와 비보정역치, 무작위 가우스장 보정역치를 적용하였울 때 FDG PET에 나타난 포도당 대사 감소영역이 어떻게 달라지는지 조사하였다. 방법: 28명의 평균 66세 (${\pm}7$)인 조기 알츠하이머성 치매 환자와 연령을 맞춘 18명의 정상인($68{\pm}6$세)의 FDG PET 영상을 SPM99 소프트웨어로 분석하였다. 환자군과 정상군의 차이와 각 환자와 정상군의 차이를 각각 비보정 역치 p값 0.001, 무작위장 보정 역치 p값 0.001, 오류발견율 조절법에 의한 오류발견율 0.001일 때을 정하여 이 세 통계적 역치에서 각각 뇌 포도당 대사감소 영역을 결정하였다. 결과: 집단 분석결과 비보정 역치를 사용하였을 때 가장 넓은 영역에서, 보정역치를 사용하였을 때 가장 좁은 영역에서, 오류발견율 조절법을 적용하였을 때 중간크기의 영역에 대사가 감소하였다. 개인분석결과 비보정 역치 경우 발견된 대사감소 화소보다 오류발견율 조절시 많은 화소가 나타난 경우(8/28, 29%)와 보정 역치 경우와 오류발견율 조절시에는 대사감소 부위가 나타나지 않고 비보정 역치 경우에만 넓은 부위에 대사감소부위가 나타난 경우(6/28, 21%), 그리고 보정역치보다 오류 발견율 조절시에 훨씬 많은 화소가 이상부위로 나타나서 비보정역치 경우에 근접하는 넓이를 찾을 수 있는 경우(14/28 50%)이었다. 결론: 조기 알츠하이머 치매 환자의 FDG PET을 오류발견율 조절법으로 분석한 결과 집단분석이나 개인분석 모두 대사감소부위를 잘 찾을 수 있었다. 집단의 크기가 작은 환자의 집단분석이나 특히 개인분석의 경우 오류발견율 조절법을 이용하여 FDG PET을 분석하는 것이 좋을 것이라 제안한다.

약용식물 물 추출물이 Goto-Kakizaki 흰쥐의 간 세포액에서 당대사 관련효소 활성에 미치는 영향 (Effect of Medicinal Plant Water Extracts on Glucose-regulating Enzyme Activities in Goto-Kakizaki Rat Liver Cytosol)

  • 김대중;정미자;유진균;서동주;김정미;최면
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권10호
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    • pp.1331-1335
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    • 2009
  • 본 연구에서는 유전적으로 제2형 당뇨를 가진 Goto-Kakizaki 흰쥐의 간 세포액에 함유된 당 이용 대사 관련 주요 효소인 glucokinase(GK)와 acetyl CoA carboxylase (ACC)에 약용 식물 물 추출물들이 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. $\alpha$-Glucosidase 저해제는 제2형 당뇨 치료와 예방을 위해 사용되어져 오고 있다. 따라서 약용식물 물 추출물들의 $\alpha$-glucosidase 저해 활성을 알아보았다. Goto-Kakizaki 흰쥐의 간 세포액 분획물을 GK과 ACC 활성을 알아보기 위해 사용하였다. 본 실험에 사용된 약용 식물들은 Lycium chinense(JGP), Discorea japonica Thunb.(SY), Pyrus pyrifolia(YSB), Cornus officinalis(SSY), Paeonia suffruticosa ANDR.(MDP), Cordyceps militaris(DCH) 그리고 Acanthopanax senticosus(GSO)였다. 지골피(JGP), 산약(SY), 야생배(YSB) 그리고 산수유(SSY) 물 추출물들은 GK 활성을 증가시켰고, 실험에 사용된 모든 약용식물 물추출물들은 간 ACC 활성을 증가시켰다. 야생배(YSB), 산수유(SSY), 목단피(MDP) 그리고 가시오가피(GSO) 물 추출물들은 대조군보다 현저히 높은 $\alpha$-glucosidase 활성 억제를 보여주었다. $\alpha$-Glucosidase 활성을 가장 억제시킨 것은 GSO 물 추출물이었고, 그 억제율은 $\alpha$-glucosidase 치료제인 acarbose보다 높았다. 따라서 제2형 당뇨에서 지골피 (JGP), 산약(SY), 야생배(YSB) 그리고 산수유(SSY) 물 추출물들은 글루코스 대사과정을 활성화시켜 항당뇨 효과를 나타내는 천연 소재일 것으로 생각되고 야생배(YBS), 목단피(MDP) 그리고 가시오가피(GSO)는 천연 $\alpha$-glucosidase 저해제로써 사용될 수 있을 것이다. 약용식물 물 추출물에 의한 증가된 ACC 활성은 더해진 항당뇨 효과를 나타낼 것이다.

생쥐 난소 내 Nesfatin-1/NUCB2 발현과 결합 부위 확인 (Expression of Nesfatin-1/NUCB2 and Its Binding Site in Mouse Ovary)

  • 김진희;윤미라;방소영;심지연;강희래;양현원
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제14권4호
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    • pp.287-295
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    • 2010
  • 최근 시상하부에서 생성되는 nesfatin-1/NUCB2가 섭식과 에너지 대사를 조절한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 본 연구에서는 이러한 단백질이 생쥐의 생식기관에서도 발현을 하는지, 그리고 그 수용체가 생식기관 내에 존재하는 지를 확인함으로써 nesfatin-1이 생식기능에 미칠 수 있는 가능성을 알아보고자 하였다. 암컷 생쥐에서 난소와 자궁을 획득하여 conventional PCR 방법으로 NUCB2 mRNA 발현을 조사하였고, real-time PCR 방법으로 상대적인 NUCB2 mRNA 발현량을 비교 분석하였다. 난소 내 nesfatin-1 단백질의 발현 위치를 조사하기 위하여 nesfatin-1 항체를 이용한 면역조직화학염색법을 수행하였으며, biotin conjugated nesfatin-1을 이용하여 nesfatin-1 결합 부위를 확인하였다. 또한 생식소 내 NUCB2 mRNA 발현이 성선자극호르몬에 의해 영향을 받는지 알아보기 위해 PMSG 투여 후 NUCB2 mRNA 발현량을 조사하였다. 실험 결과, 생쥐의 난소와 자궁에서 확인된 NUCB2 유전자가 시상하부에서 만큼이나 많은 양이 발현되고 있었다. 면역조직화학적 염색 결과, nesfatin-1 단백질은 협막세포와 대부분의 기질세포에서 발현되었고, 일부 황체세포에서도 발현이 확인되었다. 반면, 난포 내 과립세포에서는 발현되지 않았으나, 특정 난포 내 난자에서는 발현됨을 확인하였다. 한편, nesfatin-1 단백질의 결합 부위는 난소 백막 주위의 기질세포와 협막세포에서 관찰되었다. 또한 PMSG 투여 후 난소와 자궁에서 NUCB2 mRNA의 발현이 유의하게 증가함을 확인하였다. 이상의 결과에서 난소 내 nesfatin-1 단백질의 발현과 그 결합 부위의 존재는 nesfatin-1이 뇌에서 뿐만 아니라 생식기관에서도 국부조절인자로써 중요한 역할을 할 것으로 사료되며, 앞으로 생식기관에 미치는 nesfatin-1의 역할을규명하기위한더많은연구가필요하다고판단된다.

흰쥐 태아 뇌간의 일차 세포배양에서 Serotonin의 합성 및 대사에 대한 연구 (Serotonin Synthesis and Metabolism in Dissociated Cultures of Fetal Rat Brainstem)

  • 김영희;송동근;위명복;송준호;최연식
    • 대한약리학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 1990
  • 본 연구에서는 흰쥐 태아 뇌간의 일차 세포배양을 이용하여 중추 serotonin(5-HT) 신경세포의 연구에 적합한 in vitro 모델을 확립하고, 여기에서 5-HT 대사의 전반적인 과정을 살펴보고자 하였다. 배양세포의 5-HT 및 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA)함량을 high performance liquid chromatography-electrochemical detection (HPLC-EC)방법 으로 측정함으로써 흰쥐태아(태령 14-15일)뇌간으로 부터 얻은 5-HT 신경세포가 배양상에서 2주까지 발달함을 추적할 수 있었고 아울러 이들 세포에서 5-HT의 합성, 저장, 대사의 각 과정을 몇가지 약물들을 이용하여 확인하였다. 배양 14일에 5-HT의 함량이 13ng/mg protein으로서 성숙한 흰쥐 뇌속에 존재하는 5-HT의 값과 유사하였다. 5-HT 합성의 속도조절효소인 tryptophan hydroxylase(TPH)의 상경적 억제제인 p-chlorophenylalanine (PCPA)처리시 aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC)억제제인 3-hydroxybenzylhydrazine NSD 1015보다 5-HT 및 5-HIAA 함량을 더 많이 감소시켰다. TPH의 기질인 tryptophan은 5-HT의 합성을 현저히 (200%) 증가시켰으며 이 증가는 PCPA로 상당히 둔화되었다. 5-HIAA의 변화도 유사한 양상을 보였다. 5-hydroxytryptophan처리시 5-HT 및 5-HIAA 함량이 현저히 증가하였으며 이 증가는 NSD 1015로 거의 차단되었다. 5-HT 대사 경로인 monoamine oxidase (MAO)의 비특이적 억제제인 pargyline과 MAO A의 특이적 억제제인 LY-51641을 처리한 결과 5-HT 함량은 각각 대조군의 295% 및 140%로 증가하여 pargyline이 LY-51641보다 현저한 작용을 나타내었다. 그러나 5-HIAA의 함량은 반대로 현저히 감소하여 pargyline 및 LY-51641에 의해서 각각 대조군의 50% 및 40%의 함량을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 5-HT 신경세포는 일차 세포배양상에서 활발한 5-HT대사가 이루어짐을 HPLC-EC 방법으로 확인할 수 있었으며 따라서 본 in vitro system은 중추 5-HT 신경세포에 대한 전반적인 약리 및 독성 연구에 매우 유용하게 사용될 수 있다고 사료된다.

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Nutritional and Tissue Specificity of IGF-I and IGFBP-2 Gene Expression in Growing Chickens - A Review -

  • Kita, K.;Nagao, K.;Okumura, J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제18권5호
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    • pp.747-754
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    • 2005
  • Nutritional regulation of gene expression associated with growth and feeding behavior in avian species can become an important technique to improve poultry production according to the supply of nutrients in the diet. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) found in chickens has been characterized to be a 70 amino acid polypeptide and plays an important role in growth and metabolism. Although it is been well known that IGF-I is highly associated with embryonic development and post-hatching growth, changes in the distribution of IGF-I gene expression throughout early- to late-embryogenesis have not been studied so far. We revealed that the developmental pattern of IGF-I gene expression during embryogenesis differed among various tissues. No bands of IGF-I mRNA were detected in embryonic liver at 7 days of incubation, and thereafter the amount of hepatic IGF-I mRNA was increased from 14 to 20 days of incubation. In eyes, a peak in IGF-I mRNA levels occurred at mid-embryogenesis, but by contrast, IGF-I mRNA was barely detectable in the heart throughout all incubation periods. In the muscle, no significant difference in IGF-I gene expression was observed during different stages of embryogenesis. After hatching, hepatic IGF-I gene expression as well as plasma IGF-I concentration increases rapidly with age, reaches a peak before sexual maturity, and then declines. The IGF-I gene expression is very sensitive to changes in nutritional conditions. Food-restriction and fasting decreased hepatic IGF-I gene expression and refeeding restored IGF-I gene expression to the level of fed chickens. Dietary protein is also a very strong factor in changing hepatic IGF-I gene expression. Refeeding with dietary protein alone successfully restored hepatic IGF-I gene expression of fasted chickens to the level of fed controls. In most circumstances, IGF-I makes a complex with specific high-affinity IGF-binding proteins (IGFBPs). So far, four different IGFBPs have been identified in avian species and the major IGFBP in chicken plasma has been reported to be IGFBP-2. We studied the relationship between nutritional status and IGFBP-2 gene expression in various tissues of young chickens. In the liver of fed chickens, almost no IGFBP-2 mRNA was detected. However, fasting markedly increased hepatic IGFBP-2 gene expression, and the level was reduced after refeeding. In the gizzard of well-fed young chickens, IGFBP-2 gene expression was detected and fasting significantly elevated gizzard IGFBP-2 mRNA levels to about double that of fed controls. After refeeding, gizzard IGFBP-2 gene expression decreased similar to hepatic IGFBP-2 gene expression. In the brain, IGFBP-2 mRNA was observed in fed chickens and had significantly decreased by fasting. In the kidney, IGFBP-2 gene expression was observed but not influenced by fasting and refeeding. Recently, we have demonstrated in vivo that gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in fasted chickens was rapidly reduced by intravenous administration of insulin, as indicated that in young chickens the reduction in gizzard and hepatic IGFBP-2 gene expression in vivo stimulated by malnutrition may be, in part, regulated by means of the increase in plasma insulin concentration via an insulin-response element. The influence of dietary protein source (isolated soybean protein vs. casein) and the supplementation of essential amino acids on gizzard IGFBP-2 gene expression was examined. In both soybean protein and casein diet groups, the deficiency of essential amino acids stimulated chickens to increase gizzard IGFBP-2 gene expression. Although amino acid supplementation of a soybean protein diet significantly decreased gizzard IGFBP-2 mRNA levels, a similar reduction was not observed in chickens fed a casein diet supplemented with amino acids. This overview of nutritional regulation of IGF-I and IGFBP-2 gene expression in young chickens would serve for the establishment of the supply of nutrients to diets to improve poultry production.

실시간 기능적 자기공명영상 유도 기능적 자기공명분광법: 손운동 수행중 운동피질의 젖산변화 관찰 (Real-Time fMRI-Guided Functional MR Spectroscopy: The Lactate Peaks at the Motor Cortex during Hand-Grasping Tasks)

  • 최순섭;오종영;강명진;이진화;윤성국;남경진
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제12권1호
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • 목적: 특정 임무 부여시 특정 뇌피질의 대사물질의 변화를 자기공명 분광법으로 관찰할 수 있는지에 대해서는 논란이 있다. 이 연구의 목적은 실시간 기능적 자기공명영상 유도하의 기능적 자기공명분광법으로 손운동 수행중 운동피질의 젖산의 변화를 관찰하는 것이다. 대상 및 방법: 7명의 지원자(23-28세)를 대상으로 1.5 테슬라 자기공명영상 기계를 이용하여 우측 손을 쥐었다 폈다 반복하는 운동을 하면서 실시간 기능적 자기공명영상을 시행하여 뇌의 활성 영역을 확인한 후, 뇌의 활성 피질 부위에서 1)운동 전, 2) 운동 중, 3)운동 후에 단체적 자기공명분광법을 시행하였다. 연속적인 3회의 분광스펙스럼에서 운동에 의한 젖산의 변화를 비교 관찰하였으며, 이들 분광스펙트럼으로부터 Cho/Cr 비, NAA/Cr 비, Lac/Cr 비를 측정하였다. 결과: 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위의 운동중 자기공명 분광에서 1.33 ppm 부위에 젖산 피크들이 현저하게 관찰되었으며, 운동후 스펙트럼에서 젖산 피크는 소실되어 운동전 상태로 회복되었다. 운동전, 운동중, 운동후에 Cho/Cr 비는 각각 0.81, 0.76, 0.77이고, NAA/Cr 비는 1.68, 1.65, 1.72이며, Lac/Cr 비는 0.28, 0.41, 0.30 이였으며, 운동중에 젖산은 46% 증가하였다. 결론: 저자들은 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위에서 운동중 자기공명 분광법으로 현저한 젖산 피크들을 관찰하였으며, 이 기능적 자기공명분광법은 활성 뇌영역의 대사물질 변화를 실시간으로 관찰하는 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

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