• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.155-161
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• 2023

이온 농도 분극 현상은 전기투석, 전기화학 전지에서 일어나는 기초 이동 현상일 뿐만 아니라, 생체 물질 전처리용 농축 장치의 핵심 기작으로 활용된다. 외부 인가 전압에 의해 발생한 이온 농도 분극 현상은 분석 물질의 농축에 필요한 국소적으로 증폭된 전기장을 통해 물질의 농축을 가능케 한다. 그러나 기존의 농축 기작은 농축의 평형 지점이 불분명하며, 농축 플러그의 유체역학적 불안정성의 두가지 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 이온 농도 분극 기반의 농축 기작의 한계점을 해결하기 위해 막다른 미세유로와 양이온 교환막을 사용한 농축 방법을 연구하였다. 막다른 미세유로의 공간 제약적 구조를 통해 유체역학적 안정성을 확보할 수 있으며, 분석 물질의 농축 지점이 이온 공핍 영역의 충격 전단과 일치함을 수치적으로 확인하였다. 또한 농축 공정의 핵심 인자로써 인가 전압과 미세유로의 체적 전하 농도를 변화시켜가며, 농축 물질의 전기동역학적 거동을 연구하였다. 본 연구의 결과는 현장 진단 검사(point-of-care)와 같은 초단시간의 농축을 필요로 하는 미세유체역학 장치에 유효한 기작으로 사용될 수 있을 것이다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제13권2호
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• pp.78-83
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• 2005

2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD) has previously shown to induce neurotoxicity through intracellular $Ca^{2+}$ increase in rat neurons. In this study we investigated the role and signaling pathway of intracellular $Ca^{2+}$ in TCDD-induced inhibition of neuronal cell proliferation in SK-N-SH human neuronal cells. We found that TCDD(10nM) rapidly increased the level of intracellular $Ca^{2+}$, which was completely blocked by the extracellular $Ca^{2+}$ chelation with EGTA (1 mM) or by pretreatment of the cells with the non-selective cation channel blocker. flufenamic acid (200 ${\mu}M$). However, pretreatment of the cells with dantrolene (25 ${\mu}M$) and TMB-8(10 ${\mu}M$), intracellular $Ca^{2+}$-release blockers, or a voltage-sensitive $Ca^{2+}$ channel blocker, varapamil (100 ${\mu}M$), failed to block the TCDD-induced $Ca^{2+}$ increase in the cells. In addition, TCDD induced a rapid and transient activation of phatidvlinositol 3-kinase (PI3K) and extracellular signal-regulated kinase 1/2(ERK1/2), which was ingnificantly blocked by the pretreatment with BAPTA, an intracellular $Ca^{2+}$ chelator, and LY294002, a PI3K inhibitor. Furthermore, inhibitors of PI3K, ERK, or an intracellular $Ca^{2+}$ chelator further potentiated the anti-proliferative effect of TCDD in the cells. Collectively, the results suggest that intracellular $Ca^{2+}$ and PI3K-dependent activation of ERK 1/2 may be involved in the TCDD-induced inhibition of cell proliferation in SK-N-SH human neuronal cells.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제26권2호
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• pp.113-122
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• 1992

It is well known that chromaffin cells of adrenal medulla secrete catecholamine in response to sympathetic nerve activation and the influx of $Ca^{2+}$ through the voltage dependent $Ca^{2+}$ channels (VDCC) in the cell membrane do a major role in this secretory process. In this study, we explored the effect of divalent cations on VDCC of rat chromaffin cells. Rat (Sprague-Dawley rat, 150-250 gm) chromaffin cells were isolated and cultured. Standard giga seal, whole cell recording techniques were employed to study $Ca^{2+}$ current with external and internal solutions that could effectively isolate VDCC currents $(NMG\;in\;external\;and\;TEA\;and\;Cs^{2+}\;in\;internal\;solution)$. The voltage dependence and the inactivation time course of VDCC in our cells were identical to those of bovine chromaffin cells. A persistent inward current was first activated by depolarizing step pulse from the holding potential (H.P.) of -80 mV to -40 mV, increased to maximum amplitude at around +10 mV, and became smaller with progressively higher depolarizing pulses to reverse at around +60 mV. The inactivation time constant $(\tau)$, fitted from the long duration test potential (2 sec) was $1295.2{\pm}126.8$ msec $(n=20,\;1\;day\;of\;culture,\;mean\;{\pm}S.E.M.)$ and the kinetic parameters were not altered along the culture duration. Nicardipine $(10\;{\mu}M)$ blocked the current almost completely. Among treated divalent cations such as $Cd^{2+},\;Co^{2+},\;Ni^{2+},\;Zn^{2+}\;and\;,Mn^{2+},\;Cd^{2+}$ was the most potent blocker on VDCC. When the depolarizing step pulse from -80 mV to 10 mV was applied, the equilibrium dissociation constant $(K_d)$ of $Cd^{2+}\;was\;39\;{\mu}M,\;K_d\;of\;Co^{2+}\;was\;100\;{\mu}M\;and\;K_d\;of\;Ni^{2+}];was];780{\mu}M.$ The principal findings of this study are as follows. First, the majority of $Ca^{2+}$ channels in rat chromaffin cells are well classified to L-type $Ca^{2+}$ channel in the view of kinetics and pharmacology. Second, all divalent cations tested could block the $Ca^{2+}$ current and the most potent blocker among the tested was $Cd^{2+}$.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권3호
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• pp.300-306
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• 2004

양이온 및 음이온 반응성의 고분자막 8종을 casting 법에 의하여 제조한 후 이온전극에 장착하여 다채널 맛 평가시스템의 비선택성 센서 어레이를 구성하였다. 맛 센서 어레이에 의한 전기화학계측은 전위법에 의하여 행하였으며, 이 때 센서 어레이를 구성하는 각각의 맛 센서로 측정한 전위간을 막 전위 증폭기를 거쳐 증폭한 후 다채널 A/D converter를 통하여 PC에 접속하였다. 식혜, 수정과, 감귤쥬스 등 6종 24점의 시판음료를 다채널 맛 평가시스템으로 분석한 후 각 센서의 계측신호에 대한 정규화를 행하고 주성분 분석을 행하였을 때 5종 음료군의 조합에서는 제1 주성분 및 제2 주성분의 합이 전체 데이터 변이의 $70.73{\sim}85.32%$를 설명하는 것으로 나타났으며 6종 음료군의 경우에는 제1 주성분 및 제2 주성분의 합과 제1 주성분, 제2 주성분 및 제3 주성분의 합이 전체데이터 변이의 81.46%와 89.56%를 각각 설명하는 것으로 나타났다. 3차원 공간상에 6종 음료군에 대한 계측결과를 맵핑하였을 때 이들의 구분이 가능하였으며, 5종 음료군의 조합에서는 2가지 경우에 있어 2차원 평면상에서 구분되었다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권1호
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• pp.15-21
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• 2018

UV 뿐 아니라 가시광선, 적외선에 의해 발생된 열로 인해 피부 온도 상승, MMP-1의 증가에 따른 피부 노화가 진행된다. 따라서 열에 의한 노화에서 피부 온도 조절은 노화 억제에 중요한 핵심 요소이다. 일시적인 수용체 전위 통로인 TRPM8은 멘솔 수용체(CMR1)로써 $25^{\circ}C$ 이하의 온도에서 활성화되고 시원한 감각을 발생시키는 냉 수용체로 보고되어 있다. TRPM8 조절을 통해 시원한 감각과 피부 온도를 조절하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 천연물인 영지버섯을 이용하여 냉 수용체인 TRPM8 발현에 어떠한 영향을 주는지 확인하였다. 영지버섯추출물 및 용매 분획물의 TRPM8 발현에 대한 영향을 측정한 결과, 영지버섯추출물, n-hexane 분획물 및 water 분획물에서 농도의존적으로 TRPM8 발현이 증가함을 확인하였다. Hex 분획물에서 유효성분을 찾고자 크로마토그래피를 실시하여 1개의 화합물을 분리하였으며 $^1H$ 및 $^{13}C$ NMR spectrum 분석을 통하여 화학구조를 동정하였다. 분리된 화합물은 에르고스테롤로 TRPM8 발현 증가에 효과가 있음을 확인하였다. 결과를 토대로, 영지버섯추출물 및 에르고스테롤은 화장품 분야에서 새로운 쿨링 소재로서 개발가능성이 있다고 사료된다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.367-376
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• 2022

본 연구는 섭입대 환경에서 다양한 액체들과 제올라이트와의 반응을 이해하기 위한 선행단계로, 섭입대 내 대표 제올라이트 중 하나인 스틸바이트(NaCa₄(Al₉Si₂₇)O₇₂·28(H₂O))의 압축거동을 관찰하였다. 물과 NaHCO₃ 용액을 매개체로 사용하였으며, 상압에서 최대 2.5 GPa까지 가압하였다. 1.0 GPa 이하에서는 두 실험 모두 0.001~0.004 GPa^-1 범위의 낮은 선형압축률과 220(1) GPa의 높은 체적탄성률을 보였다. 이는 물분자 또는 양이온이 스틸바이트의 채널 내부로 유입되면서 구조가 매우 치밀해졌기 때문으로 추측된다. 반면, 1.0 GPa 이상에서는 두 실험의 경향이 다르게 관찰되었다. 물의 실험에서는 c축, NaHCO₃의 실험에서는 b, c축의 선형압축률이 모두 0.006(1) GPa^-1으로 급격하게 증가하였다. 체적탄성률은 물과 NaHCO₃의 실험에서 각각 40(1), 52(7) GPa의 값을 보여, 1.0 GPa 이전과 비교했을 때 압축률이 4배 이상 높아졌다. 이는 1.0 GPa 이상의 압력에서 압력매개체 내 물이 얼기 시작하면서 스틸바이트 내부로 유입이 멈추었고, 단지 채널 내에서 양이온 및 물분자가 이동함에 따라서 생기는 현상으로 판단된다. 특히 NaHCO₃의 실험에서는 소듐 양이온이 치환됨에 따라 구조 내부의 분포가 달라졌을 것으로 추측되며, 이는 (001)과 (020)피크의 상대강도 비율이 물의 실험과 다른 경향으로 나타난 것을 근거로 예상해볼 수 있다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제23권3호
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• pp.218-224
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• 2015

Endocannabinoids can affect multiple cellular targets, such as cannabinoid (CB) receptors, transient receptor potential cation channel, subfamily V, member 1 (TRPV1) and peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$($PPAR{\gamma}$). The stimuli to induce adipocyte differentiation in hBM-MSCs increase the gene transcription of the $CB_1$ receptor, TRPV1 and $PPAR{\gamma}$. In this study, the effects of three endocannabinoids, N-arachidonoyl ethanolamine (AEA), N-arachidonoyl dopamine (NADA) and 2-arachidonoyl glycerol (2-AG), on adipogenesis in hBM-MSCs were evaluated. The adipocyte differentiation was promoted by AEA whereas inhibited by NADA. No change was observed by the treatment of non-cytotoxic concentrations of 2-AG. The difference between AEA and NADA in the regulation of adipogenesis is associated with their effects on $PPAR{\gamma}$ transactivation. AEA can directly activate $PPAR{\gamma}$. The effect of AEA on $PPAR{\gamma}$ in hBM-MSCs may prevail over that on the $CB_1$ receptor mediated signal transduction, giving rise to the AEA-induced promotion of adipogenesis. In contrast, NADA had no effect on the $PPAR{\gamma}$ activity in the $PPAR{\gamma}$ transactivation assay. The inhibitory effect of NADA on adipogenesis in hBM-MSCs was reversed not by capsazepine, a TRPV1 antagonist, but by rimonabant, a $CB_1$ antagonist/inverse agonist. Rimonabant by itself promoted adipogenesis in hBM-MSCs, which may be interpreted as the result of the inverse agonism of the $CB_1$ receptor. This result suggests that the constantly active $CB_1$ receptor may contribute to suppress the adipocyte differentiation of hBM-MSCs. Therefore, the selective $CB_1$ agonists that are unable to affect cellular $PPAR{\gamma}$ activity inhibit adipogenesis in hBM-MSCs.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권5호
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• pp.293-303
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• 2004

우리나라 점토집적층 토양의 분류체계를 보완하고 점토집적의 미세형태를 구명하기 위하여 52개 점토집적층의 모재별로 20개 토양통을 대상으로 토양 층위별로 시료를 채취하여 토양의 이화학적 특성, 토양 중점토의 광물조성과 화학성분을 분석하였다. 미세형태에 관한 분석은 토양 원상시료를 채취하여 박편을 제작한 후 편광현미경을 이용하였으며 그 결과는 다음과 같다. 점토집적층의 점토함량은 28% 이상으로 표토의 점토함량에 비하여 평균 1.33배 높았으며, 토양의 pH는 점토집적층에서 높았으나 CEC는 유기물의 감소로 점토함량이 증가함에도 불구하고 표토보다 작았다. 모든 공시토양의 점토집적층에서 피막의 점토집적현상을 관찰할 수 있었으나 3기층 유래 반곡통 토양집적층의 점토함량의 증가에도 불구하고 점토집적현상을 관찰할 수 없었다. 점토광물 종류별 이동성 정도를 보면 팽창형 2:1 광물, 비팽창형 2:1광물, 1.1형광물의 순이었다. 점토집적층에서는 점토이외에 비정질의 철 또는 망간, 불투명 광물 및 유기물이 토양공극 표면피막, 토양공극 충진, 광물입자 외부피막 형성하고 있었다. 잔적토나 붕적토에서는 점토집적층과 토양기질 사이에 경계의 발달이 뚜렷한 반면에 충적토의 점토집적층에서는 점토함량이 높은 토양기질이 오랜 기간 외부로부터 물리적인 작용을 받아 절단된 배열면이 형성되었다.

• 생명과학회지
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• 제25권8호
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• pp.953-959
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• 2015

광유전학은 생체 조직 및 세포에서 유전공학적으로 발현된 광민감성 단백질을 이용하여 목표로 하는 분자/세포 활동을 조절하기 위한 광학 및 분자적 전략들의 조합이다. 광유전학은 빛을 이용하여 신경세포의 발화 여부를 결정하는 세포막 채널을 빨리 열고 닫는 방법을 포함한다. 이 기술은 녹조류의 광민감성 단백질들을 특정 뇌세포에 넣는데서 시작되었다. 이렇게 하면 세포들은 파랑이나 노락색의 펄스로 켜지거나 꺼질 수 있다. 빨리 개폐되는 광민감성 양이온 채널인 자연계에 존재하는 조류 단백질인 channelrhodopsin-2 (ChR2)를 이용하여 활동전위의 숫자와 빈번도를 조절할 수 있다. ChR2는 다른 세포들은 영향을 주지 않으면서 한 유형의 신경세포만 조작할 수 있는 길을 제시하는데, 이는 전례가 없는 특이성이다. 이 기술은 빛을 이용하여 단일 발화와 시냅스 사건 수준에서 신경신호전달을 변경시킬 수 있도록 하여 신경과학자와 의생명공학자들에게 널리 적용될 수 있는 도구를 제공한다. 녹조류와 레이저, 유전자 치료, 광섬유의 희한한 조합은 이전에 결코 불가능했던 정밀도로 뇌 속 깊은 곳의 신경 회로 지도를 그릴 수 있도록 해주었다. 이것은 우울증, 불안, 정신분열, 중독, 수면병, 그리고 자폐증 같은 질환의 원인을 밝히는데 도움을 줄 것이다. 광유전학은 파킨슨병, 강박장애, 그리고 전기 펄스가 있는 다른 질환들을 치료하는데 사용되는 기존 이식 도구들을 개선시킬 수 있다. 광유전학 장치는 상기 장치들이 할 수 있는 것보다 더 많이 뇌세포의 특정 세포들을 대상으로 할 수 있다. 신경세포 이외의 일반 세포들에도 광유전학 도구들을 적용하는 연구들이 증가하고 있다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제6권1호
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• pp.33-39
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• 2002

It has been suggested that $Ca^{2+}$ sensitization mechanisms might contribute to myogenic tone, however, specific mechanisms have not yet been fully identified. Therefore, we investigated the role of protein kinase C (PKC)- or RhoA-induced $Ca^{2+}$ sensitization in myogenic tone of the rabbit basilar vessel. Myogenic tone was developed by stretch of rabbit basilar artery. Fura-2 $Ca^{2+}$ signals, contractile responses, PKC immunoblots, translocation of PKC and RhoA, and phosphorylation of myosin light chains were measured. Stretch of the resting vessel evoked a myogenic contraction and an increase in the intracellular $Ca^{2+}$ concentration $([Ca^{2+}]_i)$ only in the presence of extracellular $Ca^{2+}$. Stretch evoked greater contraction than high $K^+$ at a given $[Ca^{2+}]_i.$ The stretch-induced increase in $[Ca^{2+}]_i$ and contractile force were inhibited by treatment of the tissue with nifedipine, a blocker of voltage-dependent $Ca^{2+}$ channel, but not with gadolinium, a blocker of stretch-activated cation channels. The PKC inhibitors, H-7 and calphostin C, and a RhoA-activated protein kinase (ROK) inhibitor, Y-27632, inhibited the stretch-induced myogenic tone without changing $[Ca^{2+}]_i.$ Immunoblotting using isoform-specific antibodies showed the presence of $PKC_{\alpha}$ and $PKC_{\varepsilon}$ in the rabbit basilar artery. $PKC_{\alpha},$ but not $PKC_{\varepsilon},$ and RhoA were translocated from the cytosol to the cell membrane by stretch. Phosphorylation of the myosin light chains was increased by stretch and the increased phosphorylation was blocked by treatment of the tissue with H-7 and Y-27632, respectively. Our results are consistent with important roles for PKC and RhoA in the generation of myogenic tone. Furthermore, enhanced phosphorylation of the myosin light chains by activation of $PKC_{\alpha}$ and/or RhoA may be key mechanisms for the $Ca^{2+}$ sensitization associated with myogenic tone in basilar vessels.