Neuronal excitotoxicity induces mitochondrial dysfunction and the release of proapoptotic proteins. Excitotoxicity, the process by which the overactivation of excitatory neurotransmitter receptors leads to neuronal cell death. Neuronal death by excitotoxicity was related to neuronal degenerative disorders and hypoxia, results from excessive exposure to excitatory neurotransmitters, such as glutamate. Glutamate acts at NMDA receptors in cultured neurons to increase the intracellular free calcium concentration. Therefore endogenous glutamate may be a key factor to regulate neuronal cell death via activating $Ca^{2+}$ signaling. For this issue, we tested some conditions to alter intracellular $Ca^{2+}$ level in dissociated hippocampal neurons of rats. Cultured hippocampal neuron were treated by KCl (20 mM), $CaCl_2$ (3.8 mM) and glutamate ($5{\mu}M$) for 24 hrs. Interestingly, The Optical Density of hippocampal neurons was increased by high KCl application in MTT assay data. This enhanced response by high KCl was dependent on synaptic $Ca^{2+}$ influx but not on intracellular $Ca^{2+}$ level. However, the number of neurons seemed to be not changed in Hoechst 33342 staining data. These results suggest that enhancement of synaptic activity plays a key role to increase mitochondrial signaling in hippocampal neurons.
We previously reported that ginseng inhibited NMDA receptors in cultured hippocampal neurons. Here, we further examined the detailed mechanism of ginseng-mediated inhibition using its main active ingredient, ginsenoside Rg$_3$. Co-application of ginsenoside Rg$_3$ with increasing concentrations of NMDA did not change the EC$_{50}$ of NMDA to the receptor, suggesting ginsenoside Rg$_3$ inhibits NMDA receptors without competing with the NMDA-binding site. Ginsenoside Rg$_3$-mediated inhibition also occurred in a distinctive manner from the well-characterized NMDA receptor open channel blocker, MK-801, However, ginsenoside Rg$_3$ produced its effect in a glycine concentration-dependent manner and shifted the glycine concentration-response curve to the right without changing the maximal response, suggesting the role of ginsenoside Rg$_3$ as a competitive NMDA receptor antagonist. We also demonstrated that ginsenoside Rg$_3$ significantly protected neurons against NMDA insults. Therefore, these results suggest that ginsenoside Rg$_3$ protects NMDA-induced neuronal death via a competitive interaction with the glycine-binding site of NMDA receptors in cultured hippocampal neurons.
Tempting to further understand the molecular mechanism of pharmacological action of ethanol, we investigated the acute effects of ethanol on the GABA-activated current (IGABA) of the cultured Sprague-Dawley rat hippocampal neurons in primary culture using the whole-cell patch-clamp technique. Patch-clamp recordings revealed that ethanol potentiated the Cl- current in a concentration-dependent manner(1-300mM) in the majority of the cell studied. This study demonstrates that ethanol can potentiate IGABA in mammalian central neurons.
Background: Ginsenoside Rk1, a saponin component isolated from heat-processed Panax ginseng Meyer, has been implicated in the regulation of antitumor and anti-inflammatory activities. Although our previous studies have demonstrated that ginsenoside Rg3 significantly attenuated the activation of NMDA receptors (NMDARs) in hippocampal neurons, the effects of ginsenosides Rg5 and Rk1, which are derived from heat-mediated dehydration of ginsenoside Rg3, on neuronal NMDARs have not yet been elucidated. Methods: We examined the regulation of NMDARs by ginsenosides Rg5 and Rk1 in cultured rat hippocampal neurons using fura-2-based calcium imaging and whole-cell patch-clamp recordings. Results: The results from our investigation showed that ginsenosides Rg3 and Rg5 inhibited NMDARs with similar potencies. However, ginsenoside Rk1 inhibited NMDARs most effectively among the five compounds (Rg3, Rg5, Rk1, Rg5/Rk1 mixture, and protopanaxadiol) tested in cultured hippocampal neurons. Its inhibition is independent of the NMDA- and glycine-binding sites, and its action seems to involve in an interaction with the polyamine-binding site of the NMDAR channel complex. Conclusion: Taken together, our results suggest that ginsenoside Rk1 might be a novel component contributable to the development of ginseng-based therapeutic treatments for neurodegenerative diseases.
Yang, Ji Seon;Jeon, Sujeong;Yoon, Kee Dong;Yoon, Shin Hee
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.22
no.6
/
pp.689-696
/
2018
Increasing evidence implicates changes in $[Ca^{2+}]_i$ and oxidative stress as causative factors in amyloid beta ($A{\beta}$)-induced neuronal cell death. Cyanidin-3-glucoside (C3G), a component of anthocyanin, has been reported to protect against glutamate-induced neuronal cell death by inhibiting $Ca^{2+}$ and $Zn^{2+}$ signaling. The present study aimed to determine whether C3G exerts a protective effect against $A{\beta}_{25-35}$-induced neuronal cell death in cultured rat hippocampal neurons from embryonic day 17 fetal Sprague-Dawley rats using MTT assay for cell survival, and caspase-3 assay and digital imaging methods for $Ca^{2+}$, $Zn^{2+}$, MMP and ROS. Treatment with $A{\beta}_{25-35}$ ($20{\mu}M$) for 48 h induced neuronal cell death in cultured rat pure hippocampal neurons. Treatment with C3G for 48 h significantly increased cell survival. Pretreatment with C3G for 30 min significantly inhibited $A{\beta}_{25-35}$-induced $[Zn^{2+}]_i$ increases as well as $[Ca^{2+}]_i$ increases in the cultured rat hippocampal neurons. C3G also significantly inhibited $A{\beta}_{25-35}$-induced mitochondrial depolarization. C3G also blocked the $A{\beta}_{25-35}$-induced formation of ROS. In addition, C3G significantly inhibited the $A{\beta}_{25-35}$-induced activation of caspase-3. These results suggest that cyanidin-3-glucoside protects against amyloid ${\beta}$-induced neuronal cell death by reducing multiple apoptotic signals.
New neurons are continually generated in the subgranular zone of the dentate gyrus and in the subventricular zone of the lateral ventricles of the adult brain. These neurons proliferate, differentiate, and become integrated into neuronal circuits, but how they are involved in brain function remains unknown. A deficit of adult hippocampal neurogenesis leads to defective spatial learning and memory, and the hippocampi in neuropsychiatric diseases show altered neurogenic patterns. Adult hippocampal neurogenesis is not only affected by external stimuli but also regulated by internal growth factors including BDNF, VEGF and IGF-1. These factors are implicated in a broad spectrum of pathophysiological changes in the human brain. Elucidation of the roles of such neurotropic factors should provide insight into how adult hippocampal neurogenesis is related to psychiatric disease and synaptic plasticity.
Moon, Il Soo;Cho, Sun-Jung;Lee, HyunSook;Seog, Dae-Hyun;Jung, Yong Wook;Jin, IngNyol;Walikonis, Randall
Molecules and Cells
/
v.25
no.4
/
pp.538-544
/
2008
Activity-dependent local translation in the dendrites of brain neurons plays an important role in the synapse-specific provision of proteins necessary for strengthening synaptic connections. In this study we carried out combined fluorescence in situ hybridization (FISH) and immunocytochemistry (IC) and showed that more than half of the eukaryotic elongation factor 1A (eEF1A) mRNA clusters overlapped with or were immediately adjacent to clusters of PSD-95, a postsynaptic marker, in the dendrites of cultured rat hippocampal neurons. Treatment of the neurons with KCl increased the density of the dendritic eEF1A mRNA clusters more than two-fold. FISH combined with IC revealed that the KCl treatment increased the density of eEF1A mRNA clusters that overlapped with or were immediately adjacent to PSD-95 clusters. These results indicate that KCl treatment increases both the density of eEF1A mRNA clusters and their synaptic association in dendrites of cultured neurons.
Park, Eung-Chul;Cho, Yun-Gyoo;Yang, Byung-Hwan;Kim, Kwang-Iel;Yang, Bo-Gee;Chai, Young-Gyu
Korean Journal of Biological Psychiatry
/
v.8
no.1
/
pp.85-95
/
2001
This study was designed to examine the effects of two antidepressant drugs on the expression of c-fos mRNA in cultured embryonic rat hippocampal neurons. The drugs used were imipramine and amitriptyline. On the fourth day of culture, hippocampal neurons were treated with variable concentrations of each drug. Competitive RT-PCR(Reverse Transcriptase-PCR) analysis was used to quantify the c-fos mRNA expression induced by each drug. Experimental results showed that acute and direct treatment with imipramine and amitriptyline with relatively low concentrations(imipramine ${\leq}10{\mu}M$, amitriptylne ${\leq}10{\mu}M$) had no inductive effect on the expression of c-fos mRNA in the rat hippocampal neurons. However, after treatment with relatively high concentrations(imipramine ${\geq}100{\mu}M$, amitriptyline ${\geq}100{\mu}M$) c-fos mRNA was not detected. These findings suggest the followings. Firstly, the action mechanisms of these drugs on the hippocampal neurons might not be mediated by c-fos but by other immediate-early genes(IEGs). Secondly, their actions may be mediated indirectly via other areas of the brain. Thirdly, the expression of c-fos might be inhibited by high concentrations of these drugs, or the high concentrations could induce cell death. Finally, though cell death remains to be confirmed, the inhibition of c-fos induction or cell death could play a role in the cognitive impairments known to be adverse effects of some antidepressants. This study is believed to be a first step toward understanding the mechanisms of learning and memory. Further studies are needed to investigate the expression of various IEGs and changes in the hippocampal neurons of rat resulting from chronic treatment with antidepressant drugs.
Kim, Han Rae;Kim, Dong Hee;An, Ji Young;Kang, Dasol;Park, Jeong Woo;Hwang, Eun Mi;Seo, Eun Jin;Jang, Il Ho;Ha, Chang Man;Lee, Byung Ju
Molecules and Cells
/
v.43
no.6
/
pp.581-589
/
2020
Neurons have multiple dendrites and single axon. This neuronal polarity is gradually established during early processes of neuronal differentiation: generation of multiple neurites (stages 1-2); differentiation (stage 3) and maturation (stages 4-5) of an axon and dendrites. In this study, we demonstrated that the neuron-specific n-glycosylated protein NELL2 is important for neuronal polarization and axon growth using cultured rat embryonic hippocampal neurons. Endogenous NELL2 expression was gradually increased in parallel with the progression of developmental stages of hippocampal neurons, and overexpression of NELL2 stimulated neuronal polarization and axon growth. In line with these results, knockdown of NELL2 expression resulted in deterioration of neuronal development, including inhibition of neuronal development progression, decreased axon growth and increased axon branching. Inhibitor against extracellular signal-regulated kinase (ERK) dramatically inhibited NELL2-induced progression of neuronal development and axon growth. These results suggest that NELL2 is an important regulator for the morphological development for neuronal polarization and axon growth.
Han, H.S.;Jeon, H.J.;Hwang, S.Y.;Lee, Y.N.;Byun, K.M.;Jun, S.B.;Kim, T.S.
Journal of Biomedical Engineering Research
/
v.34
no.4
/
pp.177-181
/
2013
It is known that ultrasound affects action potentials in neurons, but the underlying principles of ultrasonic neural stimulation are not clearly elucidated yet. In this study, we measured the action potentials of rat hippocampal neurons cultured on multi-electrode arrays during ultrasound stimulation. From most of electrodes, it was observed that the ultrasound stimulation increased the frequencies of action potentials (i.e., spikes) during ultrasound stimulation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.