• 제목/요약/키워드: Isolated System

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만성육아종질환 환자 단핵구에서 TNF-α 자극에 의한 IL-8과 IL-10의 발현 양상 (TNF-α stimulated IL-8 and IL-10 expression in monocytes from patients with chronic granulomatous disease)

  • 신경수
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권10호
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    • pp.1096-1101
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    • 2008
  • 목적: 만성 육아종 질환은 백혈구 내에서 반응성 산소 대사물을 생성하는 효소인 NADPH oxidase의 유전적인 결함으로 인하여 반복적이고 치명적인 세균 감염과 진균 감염이 발생되는 유전성 면역 결핍 질환이다. 만성적인 염증 상태의 원인과 염증성 육아종 형성의 기전은 잘 알려져 있지 않으나 만성육아종질환의 염증 조절 부전과 관련이 있을 것으로 생각된다. 본 연구는 만성육아종질환 환자의 단핵구에서 $TNF-{\alpha}$의 자극으로 발현되는 IL-8과 IL-10을 측정하여 염증성 시토카인과 항염증성 시토카인의 발현 양상과 만성육아종질환 환자의 만성적인 염증 상태와의 관련성을 알아보고자 하였다. 방법: 만성 육아종 질환 환자 8명과 건강 대조군 10명의 말초 혈액에서 magnet cell isolation kit를 이용하여 단핵구를 분리하고, $TNF-{\alpha}$ (10 ng/mL)로 6시간 동안 자극한 후 실시간 정량적 중합효소 연쇄반응과 ELISA법으로 IL-8과 IL-10의 발현 정도를 측정하였고, 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 전처리한 후 $TNF-{\alpha}$로 자극하여 IL-8과 IL-10의 발현 정도를 측정하였다. 결 과: 만성육아종질환 환자에서 $TNF-{\alpha}$ 자극에 의한 IL-8의 발현 양상은 건강 대조군과 달리 최고 발현치가 60분 정도 늦게 관찰되었고, IL-8의 발현도 자극 시간이 경과하여도 지속되었다. 그리고 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하여 만성육아종질환과 유사한 조건하에서 IL-8을 측정하였을 때 항산화제를 처리한 군에서 처리하지 않은 대조군에 비하여 IL-8의 발현이 증가하였고, catalase와 apocynin을 처리한 군에서 DPI를 처리한 군보다 IL-8의 발현이 증가하였다. $TNF-{\alpha}$ 자극에 의한 IL-10의 발현도 IL-8의 발현 양상과 유사하게 지연 반응과 과발현이 관찰되었다. 그러나 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하였을 때의 IL-10 발현은 처리하지 않은 군과 큰 차이를 보이지 않았다. 결 론: 만성육아종질환 환자의 단핵구에서 $TNF-{\alpha}$ 자극에 의하여 염증성 시토카인인 IL-8과 항염증성 시토카인인 IL-10의 지연 반응과 과발현이 동시에 관찰되었으며, 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하였을 때 IL-8의 발현 증가가 관찰되었다. 이는 만성육아종질환의 만성 염증 상태가 시토카인의 생성 조절의 부전과 연관이 있고, NADPH oxidase의 결함에 의한 반응성 산소대사물의 생성 부전과도 연관되어 있음을 알 수 있다.

Catecholamines에 관(關)하여 -제4편(第四編) : 심실전동발생(心室顫動發生)에 있어서의 catecholamines의 의의(意義)- (Role of Catecholamines in Ventricular Fibrillation)

  • 이우주
    • 대한약리학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.15-35
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    • 1983
  • Although it has been well known that ventricular fibrillation is the most important complication during hypothermia, much investigation has failed to show the exact nature of the etiology of ventricular fibrillation. Recently, there has been considerable research on the relationship between sympathetic activity and ventricular fibrillation under hypothermia. Cardiac muscle normally contains a certain amount of norepinephrine and the dramatic effect of this catecholamines on the cardiac muscle is well documented. It is, therefore, conceivable that cardiac catecholamines might exert an influence on the susceptibility of heart muscle to tachycardia, ventricular fibrillation and arrhythmia, under hypothermia. Hypothermia itself is stress enough to increase tonus of sympatheticoadrenal system. The normal heart is supplied by an autonomic innervation and is subjected to action of circulating catecholamines which may be released from the heart. If the reaction of the heart associated with a variable amount of cardiac catecholamines is. permitted to occur in the induction of hypothermia, the action of this agent on the heart has not to be differentiated from the direct effects of cooling. The studies presented in this paper were designed to provide further information about the cardio-physiological effects of reduced body temperature, with special reference to the role of catecholamines in ventricular fibrillation. Healthy cats, weighing about 3 kg, were anesthetized with pentobarbital(30 mg/kg) intraperitoneally. The trachea was intubated and the endotracheal tube was connected to a C.F. Palmer type A.C. respirator. Hypothermia was induced by immersing the cat into a ice water tub and the rate of body temperature lowering was $1^{\circ}C$ per 5 to 8 min. Esophageal temperature and ECG (Lead II) were simultaneously monitored. In some cases the blood pH and serum sodium and potassium were estimated before the experiment. After the experiment the animals were killed and the hearts were excised. The catecholamines content of the cardiac muscle was measured by the method of Shore and Olin (1958). The results obtained are summarized as follows. 1) In control animal the heart rate was slowed as the temperature fell and the average pulse rates of eight animals were read 94/min at $31^{\circ}C$, 70/min at $27^{\circ}C$ and 43/min at $23^{\circ}C$ if esophageal temperature. Ventricular fibrillation was occurred with no exception at a mean temperature of $20.3^{\circ}C(21-l9^{\circ}C)$. The electrocardiogram revealed abnormal P waves in each progressive cooling of the heart. there was, ultimately, a marked delay in the P-R interval, QRS complex and Q-T interval. Inversion of the T waves was characteristic of all animals. The catecholamines content of the heart muscle excised immediately after the occurrence of ventricular fibrillation was about thirty percent lower than that of the pre-hypothermic heart, that is, $1.0\;{\mu}g/g$ wet weight compared to the prehypothermic value of $1.41\;{\mu}g/g$ wet weight. The changes of blood pH, serum sodium and potassium concentration were not remarkable. 2) By the adrenergic receptor blocking agent, DCI(2-3 mg/kg), given intramuscularly thirty minutes before hypothermia, ventricular fibrillation did not occur in one of five animals when their body temperature was reduced even to $16^{\circ}C$. These animals succumbed at that low temperature, and the changes of heart rate and loss of myocardial catecholamines after hypothermia were similar to those of normal animals. The actual effect of DCI preventing the ventricular fibrillation is not predictable. 3) Administration of reserpine(1 mg/kg, i.m.) 24 hours Prior to hypothermia disclosed reduced incidence of ventricular fibrillation, that is, six of the nine animals went into fibrillation at an average temperature of $19.6^{\circ}C$. By reserpine myocardial catecholamines content dropped to $0.045\;{\mu}g/g$ wet weight. 4) Bretylium pretreatment(20 mg/kg, i.m.), which blocks the release of catecholamines, Prevented the ventricular fibrillation under hypothermia in four of the eight cats. The pulse rate, however, was approximately the same as control and in some cases was rather slower. 5) Six cats treated with norepinephrine(2 mg/kg, i.m.) or DOPA(50 mg/kg) and tranylcypromine(10 mg/kg), which tab teen proved to cause significant increase in the catecholamines content of the heart muscle, showed ventricular fibrillation in all animals under hypothermia at average temperature of $21.6^{\circ}C$ and the pulse rate increased remarkably as compared with that of normal. Catecholamines content of cardiac muscle of these animals markedly decreased after hypothermia but higher than control animals. 6) The functional refractory periods of isolated rabbit atria, determined by the paired stimulus technique, was markedly shortened by administration of epinephrine, norepinephrine and isoproterenol. 7) Adrenergic beta-blocking agents, such as pronethalol, propranolol and sotalol(MJ-1999), inhibited completely the shortening of refractory period induced by norepinephrine. 8) Pretreatment with either phenoxftenbamine or phentolamine, an adrenergic alphatlocking agent, did not modify the decrease in refractory period induced by norepinephrine. From the above experiment it is possible to conclude that catecholamines play an important role in producing ventricular fibrillation under hypothermia. The shortening of the refractorf period of cardiac muscle induced by catecholamines mar be considered as a partial factor in producing ventriculr fibrillaton and to be mediated by beta-adrenergic receptor.

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혈관평활근에 대한 Methylene Blue의 수축작용 - 가토흉부대동맥근과 돼지장간막동맥근 - (Contractile Response of Methylene Blue on Vascular Smooth Muscles - Rabbit Thoracic Aorta and Porcine Mesenteric Artery -)

  • 백영홍;최수용;김재하;조남기
    • 대한약리학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.13-23
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    • 1990
  • 가토흉부대동백근에서 MeB와 gentian violet는 용량-의존성 수축반응을 일으켰으나 evans blue와 eosine yellowish는 전혀 수축반응을 일으키지 못하였다. MeB는 돼지 장간막 동맥에서도 용량-의존성 수축반응을 일으켰다. 양표본에서 MeB $10^{-4}$ M의 단회투여는 수축반응에 이어 이완반응이 나타나는 양상성 반응을 일으켰으나, tyramine은 지속적인 수축반응을 일으켰다. Tyramine의 수축반응은 반복적이었으나 MeB의 그것은 일차 수축반응후 $3{\sim}5$시간후까지도 반복되지 않았다. Tyramine $10^{-4}$ M의 최대 수축반응 상태에서 MeB $10^{-4}$ M의 추가투여는 현저한 추가수축반응을 일으켰으나 반대로 MeB의 최대수축반응 상태에서 tyramine의 추가투여는 그이상의 수축반응을 일으키지 못하였다. Tyramine과 MeB 수축반응은 교감신경계 악물로 소실 또는 유의하게 억제되었다. Tyramine 수축반응은 MeB 수축보다 guanethidine과 6-hydroxydopamine에 더 예민한 반면, $Ca^{2+}-free$ PSS와 reserpine에 대하여는 MeB 수축반응이 tyramine 수축보다 더 예민하였고 prazosin하에서는 두 수축반응이 비슷하게 억제되었다. MeB 수축반응은 6-hydroxydopamine으로 유의하게 억제는 되었으나 소실되지 않았고, MeB 수축반응 관찰후에는 tyramine 뿐만아니라 6-hydroxydopamine의 수축반응도 소실되었다. 이상의 성적은 가토흉부대동맥과 돼지 장간막동맥에서 MeB 수축반응은 부분적으로 세포외 calcium 의존성이고 adrenaline성 신경발단으로부터의 norepinephrine유리에 기인하며, MeB의 norepinephrine유리 및 고갈작용이 tyramine 또는 6-hydroxydopamine의 작용보다 더 강력함을 시사하고 있다.

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시각적으로 자각되지 않는 단서자극이 변화 탐지 수행에 미치는 효과: 연속 플래시 억제를 사용하여 (The Effect of Invisible Cue on Change Detection Performance: using Continuous Flash Suppression)

  • 박형규;변신철;곽호완
    • 인지과학
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    • 제27권1호
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    • pp.1-25
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    • 2016
  • 본 연구에서는 변화 탐지 수행에서 주의와 의식이 미치는 각각의 효과 크기에 대해 관찰하였다. 주의와 의식이 결합된 단서조건과 의식적 접근이 차단된 주의 단서가 제시된 조건에서 과제 수행결과를 비교하여 의식의 효과 크기를 확인하였으며, 의식적 접근이 차단된 주의 단서조건과 주의 단서가 없는 통제 조건에서 과제 수행결과를 비교하여 주의의 효과 크기를 확인하였다. 이를 위해 변화 탐지과제와 연속 플래시 억제(continuous flash suppression, CFS) 현상을 사용하였다. CFS는 한 쪽 눈에 빠르고 연속적으로 변화하는 몬드리안 패턴이 제시되었을 때 관찰자의 다른 쪽 눈에 제시된 정적 시각 자극을 인식하지 못하는 현상이다. CFS 현상을 촉발하기 위해 선행연구에서 주로 사용된 거울입체경 대신 스마트폰과 구글 카드보드를 사용하였다. 실험 1-1에서는 새로운 실험 기기로 구현한 CFS 현상이 시각자극의 인식을 억제하는데 선행연구와 유사한 결과를 보이는 것을 확인하였다. 실험 1-2에서는 강제선택과제를 수행할 때, 새로운 실험 기기를 통해 제시된 비의식적 자극이 단서로 충분히 작용하는지 알아보았다. 실험결과, 선행연구와 비교하여 비의식적 자극이 단서로서 주의를 끄는데 더욱 강하게 작용함을 알 수 있었다. 실험 1-1과 1-2를 통해서 스마트폰과 구글 카드보드를 사용하여 촉발한 CFS 현상을 후속연구에 사용하는데 적합하다고 판단하였다. 실험 2에서는 변화 탐지과제를 수행할 때, 제시되는 단서의 의식 수준을 조작하여 과제 수행에 의식과 주의가 미치는 효과크기를 알아보았다. 독립변인을 제외한 나머지를 유지하는 방법으로 해당 요인이 전체 수행에 미치는 효과를 분리하였다. 실험결과, 단서자극을 의식하는 수준에 따라 변화 탐지수행의 평균 정확도에서 유의미한 차이가 나타났다. 비의식적 단서는 의식적 단서가 제시되는 조건이나 단서가 제시되지 않는 조건과 다른 변화 탐지 패턴을 보임으로써 변화 탐지와 같은 인지적 처리과정에서 주의와 의식이 미치는 효과가 다름을 확인하였다. 이를 바탕으로 정보처리과정에서 의식과 주의가 과제수행에 미치는 효과의 크기를 관찰할 수 있었다.

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Insulin-like growth factor가 소장 점막 세포 증식에 미치는 영향

  • 윤정한
    • 한국영양학회:학술대회논문집
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    • 한국영양학회 1995년도 추계학술대회 초록
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    • pp.11-34
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    • 1995
  • Growth hormone (GH) plays a key role in regulating postnatal growth and can stimulate growth of animals by acting directly on specific receptors on the plasma membrane of tissues or indirectly through stimulating insulin-like growth factor (IGF)-I synthesis and secretion by the liver and other tissues. IGF-I and IGF-Ⅱ are polypeptides with structural similarity with proinsulin that stimulate cell proliferation by endocrine, paracrine and autocrine mechanisms. The initial event in the metabolic action of IGFs on target cells appears to be their binding to specific receptors on the plasma membrane. Current evidence indicates that the mitogenic actions of both IGFs are mediated primarily by binding to the type I IGF receptors, and that IGF action is also mediated by interactions with IGF-binding proteins (IGFBPs). Six distinct IGFBPs have been identified that are characterized by cell-specific interaction, transcriptional and post-translational regulation by many different effectors, and the ability to either potentiate or inhibit IGF actions. Nutritional deficiencies can have their devastating consequence during growth. Although IGF-I is the major mediator of GH's action on somatic growth, nutritional status of an organism is a critical regulator of IGF-I and IGFBPs. Various nutrient deficiencies result in decreased serum IGF-I levels and altered IGFBP levels, but the blood levels of GH are generally unchanged or elevated in malnutrition. Effects of protein, energy, vitamin C and D, and zinc on serum IGF and IGFBP levels and tissue mRNA levels were reviewed in the text. Multiple factors are involved in the regulation of intestinal epithelial cell growth and differentiation. Among these factors the nutritional status of individuals is the most important. The intestinal epithelium is an important site for mitogenic action of the IGFs in vivo, with exogenous IGF-I stimulating mucosal hyperplasia. Therefore, the IGF system appears to provide and important mechanism linking nutrition and the proliferation of intestinal epithelial cells. In order to study the detailed mechanisms by which intestinal mucosa is regulated, we have utilized IEC-6 cells, an intestinal epithelial cell line and Caco-2 cells, a human colon adenocarcinoma cell line. Like intestinal crypt cells analyzed in vivo or freshly isolated intestinal epithelial cells, IEC-6 cells and Caco-2 cells possess abundant quatities of both type Ⅰ and type Ⅱ IGF receptors. Exogenous IGFs stimulate, whereas addition of IGFBP-2 inhibits IEC-6 cell proliferation. To investigate whether endogenously secreted IGFBP-2 inhibit proliferation, IEC-6 cells were transfected with a full-length rat IGFBP-2 cDNA anti-sense expression construct. IEC-6 cells transfected with anti-sense IGFBP-2 protein in medium. These cells grew at a rate faster than the control cells indicating that endogenous IGFBP-2 inhibits proliferation of IEC-6 cells, probably by sequestering IGFs. IEC-6 cells express many characteristics of enterocyte, but do not undergo differentiation. On the other hand, Caco-2 cells undergo a spontaneous enterocyte differentiation. On the other hand, Caco-2 cells undergo a spontaneous enterocyte differentiation after reaching confluency. We have demonstrated that Caco-2 cells produce IGF-Ⅱ, IGFBP-2, IGFBP-3, and an as yet unidentified 31,000 Mr IGFBP, and that both mRNA and peptide secretion of IGFBP-2 and IGFBP-3 increased, but IGFBP-4 mRNA and protein secretion decreased after the cells reached confluency. These changes occurred in parallel to and were coincident with differentiation of the cells, as measured by expression of sucrase-isomaltase. In addition, Caco-2 cell clones forced to overexpress IGFBP-4 by transfection with a rat IGFBP-4 cDNA construct exhibited a significantly slower growth rate under serum-free conditions and had increased expression of sucrase-isomaltase compared with vector control cells. These results indicate that IGFBP-4 inhibits proliferation and stimulates differentiation of Caco-2 cells, probably by inhibiting the mitogenic actions of IGFs.

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Effect of Ischemic Preconditioning on the Oxygen Free Radical Production in the Post-ischemic Reperfused Heart

  • 박종완;김영훈;엄창섭;배재문;박찬웅;김명석
    • 대한약리학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.321-330
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    • 1994
  • 허혈전처치(ischemic preconditioning)의 재관류심근손상 보호작용과 그 기전을 규명하기 위한 연구의 일환으로 허혈전처치가 심근세포의 산소라디칼 생성능력에 미치는 영향을 검토하였다. 흰쥐 적출심장의 Langendorff 관류표본에서 실험적인 허혈(30분)-재관류(20분)손상을 유도하였고, 허혈전처치는 재관류손상 유도전에 5분 허혈-5분 재관류를 3회 반복하여 시행하였다. 허혈심근 재관류손상의 지표로 심수축기능, 세포질효소 유출, 칼슘 유입 및 미세형태학적 변화를, 그리고 심근세포의 산소라디칼 생성기전으로 xanthine oxidase system의 변동을 허혈전처치와 비전처치 재관류 심장들에서 비교검토하였다. 연구 성적은 다음과 같다. 1. 허혈전처치는 허혈-재관류 심장의 관상혈류량, 심박수, 좌심실압 등 심기능의 저하를 현저히 회복시켰다(회복률; 91%) 2. 허혈-재관류 심장에서 lactate dehydrogenase 유출증가는 허혈전처치에 의해 현저히 저하되었다. 3. 허혈-재관류 심근세포의 전자현미경상 미세구조는 허혈전처치시 비교적 잘 보존되었으며, 특히 myofibril 구조의 보존이 매우 뚜렷하였다. 4. 허혈-재관류시 산화성 조직손상 척도의 하나인 malondialdehyde 생성이 허혈전처치에 의하여 현저히 감소되었다. 5. 허혈전처치 심장에서 xanthine oxidase(D,O 및 D/O형)활성은 변화되지 않았으나 그 기질인 hypoxanthine의 조직함량은 현저히 감소되었다. 이상의 결과들로 부터 허혈전처치는 세포수준에서 허혈심근의 재관류손상을 방지하며, 허혈전처치에 따른 산소라디칼 생성 감소가 재관류손상 방지에 일부 기여할 수 있으리라 사료된다.an을 2주간 처치한 경우에도 영향을 받지 않았다. 이상의 결과로 미루어 아마도 losartan의 내피세포에 대한 작용은 constitutive NO 생성을 증가시키나 inducible NO 생성에는 영향을 미치지 않을 것으로 여겨진다.cium ion이 상당히 중요한 역할을 하는데, 특히 소뇌에서의 NO생성의 감소는 이들 약물들의 치명적 부작용인 tardive dyskinesia와 매우 깊은 관련을 추측할 수 있다. 그러나, 더 많은 약물들의 검색으로 일관적인 기본 결과가 필요 되고 또 각개 약물의 특정적 기전이 연구되기 위하여 현재 실험중이다.(신칭(新稱), Cystostereum subabruptum), 털융단버섯(신칭(新稱), Tomentella pilosa), 노란소나무무늬버섯(신칭(新稱), Asterostroma laxum), 붉은소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete cruenta), 가루소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete fuliginosa), 소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete tabacina), 갈색시루삔버섯(신칭(新稱), Inonotus radiatus), 벚나무진흙버섯(신칭(新稱), Phellinus pomaceus), 회주름구멍버섯(신칭(新稱), Antrodia crassa), 층주름구멍버섯(신칭(新稱), Antrodia serialis), 흰그물구멍버섯(신칭(新稱), Ceriporia reticulata), 겹친손등버섯(신칭(新稱), Oligoporus balsameus), 점박이손등버섯(신칭(新稱), Oligoporus guttulatus), 무른흰살버섯(신칭(新稱), Oxyporus cuneatus), 각목버섯(신칭(新稱),

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엽채류 및 과채류의 재배유형 및 유통경로별 생물학적 위해요소 조사 (Biological Hazard Analysis of Leaf Vegetables and Fruits According to Types of Cultivation and Distribution Systems)

  • 유용만;윤영남;최인욱;;이영하
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.35-41
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    • 2007
  • 최근 친환경 농산물에 대한 소비자의 관심이 높아짐에 따라서 이들 친환경 농산물의 안전성에 대한 검증 요구가 증대되고 있다. 본 연구는 26종의 엽채류 및 4종의 과채류를 대상으로,재배유형(재래농법 및 유기농법)및 유통 경로 (대형마트 및 유기농전문점)에 따른 세균 및 기생충의 오염을 선택 감별배지, 자동 세균 동정 시스템, 현미경 관찰로 조사하였다. 수세하지 않은 농산물에 부착한 세균 집락 수는 농산물 균질액 1 mL(농산물 0.1 g) 당 $5.2{\times}10^{3}{\sim}1.5{\times}10^{5}\;CFU/mL$ 범위였으나, 흐르는 물로 2회 수세시 농산물에 부착되어 있는 세균 수가 $8{\sim}60$배(평균 25배) 감소하였다. 유기농법 농가에서 구입한 농산물을 2회 수세한 후 조사한 세균 집락 수는 $6.0{\times}10^{2}{\sim}2.1{\times}10^{4}\;CFU/mL$ 범위로, 재래농법 농가에서 생산한 농산물과 유사한 수의 세균 집락을 형성하였다. 또한 유통 경로별로 분석시, 대형마트에서 구입한 농산물의 세균 집락 수($1.4{\times}10^{2}{\sim}8.3{\times}10^{3}\;CFU/mL$)는 유기농 전문매장에서 구입한 농산물의 세균 집락 수와 유의한 차이를 보이지 않았다. 조사한 농산물중 배추, 치콘, 치커리, 케일 등에서 상대적으로 많은 수의 세균이 검출되었으며, 가장 흔히 발견되는 세균 종은 Enterobacter cloacae이었다. 재래농법 농가에서 구입한 치콘, 쌈추에서 기생충이 발견되었으나, 유기농법 농가에서 구입한 농산물에서는 발견되지 않았다. 또한 대형 마트 및 유기농 전문상점에서 구입한 일부 농산물에서 기생충이 발견되었으며, 특히 배추 및 대파에서 높은 빈도로 검출되었다. 이상의 결과로보아, 엽채류 및 과채류의 세균 및 기생충의 오염도정도는 재배유형 및 유통경로에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나, 조사한 일부 농산물은 식품의 일반 기준 이상의 세균 및 기생충이 검출되어 생물학적 오염 방지를 위한 위생적인 생산 및 관리 대책이 요구된다.

주조직적합항원이 불일치하는 마우스 동종 조혈모세포이식에서 IL-2로 유도된 CD4+CD25+ T세포를 이용한 이식편대숙주병의 억제 (Inhibition of Graft Versus Host Disease Using CD4+CD25+ T Cells Induced with Interleukin-2 in Mismatched Allogeneic Murine Hematopoietic Stem Cell Transplantation)

  • 현재호;정대철;정낙균;박수정;민우성;김태규;최병옥;김원일;한치화;김학기
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제3권4호
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    • pp.287-294
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    • 2003
  • Background: In kidney transplantation, donor specific transfusion may induce tolerance as a result of some immune regulatory cells against the graft. In organ transplantation, the immune state arises from a relationship between the immunocompromised graft and the immunocompetent host. However, a reverse immunological situation exists between the graft and the host in hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). In addition, early IL-2 injections after an allogeneic murine HSCT have been shown to prevent lethal graft versus host disease (GVHD) due to CD4+ cells. We investigated the induction of the regulatory CD4+CD25+ cells after a transfusion of irradiated recipient cells with IL-2 into a donor. Methods: The splenocytes (SP) were obtained from 6 week-old BALB/c mice ($H-2^d$) and irradiated as a single cell suspension. The donor mice (C3H/He, $H-2^k$) received $5{\times}10^6$ irradiated SP, and 5,000 IU IL-2 injected intraperitoneally on the day prior to HSCT. The CD4+CD25+ cell populations in SP treated C3H/He were analyzed. In order to determine the in vivo effect of CD4+CD25+ cells, the lethally irradiated BALB/c were transplanted with $1{\times}10^7$ donor BM and $5{\times}10^6$ CD4+CD25+ cells. The other recipient mice received either $1{\times}10^7$ donor BM with $5{\times}10^6$ CD4+ CD25- cells or the untreated SP. The survival and GVHD was assessed daily by a clinical scoring system. Results: In the MLR assay, BALB/c SP was used as a stimulator with C3H/He SP, as a responder, with or without treatment. The inhibition of proliferation was $30.0{\pm}13%$ compared to the control. In addition, the MLR with either the CD4+CD25+ or CD4+CD25- cells, which were isolated by MidiMacs, from the C3H/He SP treated with the recipient SP and IL-2 was evaluated. The donor SP treated with the recipient cells and IL-2 contained more CD4+CD25+ cells ($5.4{\pm}1.5%$) than the untreated mice SP ($1.4{\pm}0.3%$)(P<0.01). There was a profound inhibition in the CD4+CD25+ cells ($61.1{\pm}6.1%$), but a marked proliferation in the CD4+CD25- cells ($129.8{\pm}65.2%$). Mice in the CD4+CD25+ group showed low GVHD scores and a slow progression from the post-HSCT day 4 to day 9, but those in the control and CD4+CD25- groups had a high score and rapid progression (P<0.001). The probability of survival was 83.3% in the CD4+CD25+ group until post-HSC day 35 and all mice in the control and CD4+CD25- groups died on post-HSCT day 8 or 9 (P=0.0105). Conclusion: Donor graft engineering with irradiated recipient SP and IL-2 (recipient specific transfusion) can induce abundant regulatory CD4+CD25+ cells to prevent GVHD.

탯줄유래 줄기세포의 계대배양에 따른 특성 변화의 분석 (Characterization of Umbilical Cord-derived Stem Cells during Expansion in Vitro)

  • 박세아;강현미;허진영;윤진아;김해권
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제36권1호
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    • pp.23-34
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    • 2009
  • 목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.

핵치환에 의한 cloning, stem cell, 그리고 효소 telomerase (Mammalian Cloning by Nuclear transfer, Stem Cell, and Enzyme Telomerase)

  • 한창열
    • 식물조직배양학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.423-428
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    • 2000
  • In 1997 when cloned sheep Dolly and soon after Polly were born, it had become head-line news because in the former the nucleus that gave rise to the lamb came from cells of six-year-old adult sheep and in the latter case a foreign gene was inserted into the donor nucleus to make the cloned sheep produce human protein, factor IX, in e milk. In the last few years, once the realm of science fiction, cloned mammals especially in livestock have become almost commonplace. What the press accounts often fail to convey, however, is that behind every success lie hundreds of failures. Many of the nuclear-transferred egg cells fail to undergo normal cell divisions. Even when an embryo does successfully implant in the womb, pregnancy often ends in miscarriage. A significant fraction of the animals that are born die shortly after birth and some of those that survived have serious developmental abnormalities. Efficiency remains at less than one % out of some hundred attempts to clone an animal. These facts show that something is fundamentally wrong and enormous hurdles must be overcome before cloning becomes practical. Cloning researchers now tent to put aside their effort to create live animals in order to probe the fundamental questions on cell biology including stem cells, the questions of whether the hereditary material in the nucleus of each cell remains intact throughout development, and how transferred nucleus is reprogrammed exactly like the zygotic nucleus. Stem cells are defined as those cells which can divide to produce a daughter cell like themselves (self-renewal) as well as a daughter cell that will give rise to specific differentiated cells (cell-differentiation). Multicellular organisms are formed from a single totipotent stem cell commonly called fertilized egg or zygote. As this cell and its progeny undergo cell divisions the potency of the stem cells in each tissue and organ become gradually restricted in the order of totipotent, pluripotent, and multipotent. The differentiation potential of multipotent stem cells in each tissue has been thought to be limited to cell lineages present in the organ from which they were derived. Recent studies, however, revealed that multipotent stem cells derived from adult tissues have much wider differentiation potential than was previously thought. These cells can differentiate into developmentally unrelated cell types, such as nerve stem cell into blood cells or muscle stem cell into brain cells. Neural stem cells isolated from the adult forebrain were recently shown to be capable of repopulating the hematopoietic system and produce blood cells in irradiated condition. In plants although the term$\boxDr$ stem cell$\boxUl$is not used, some cells in the second layer of tunica at the apical meristem of shoot, some nucellar cells surrounding the embryo sac, and initial cells of adventive buds are considered to be equivalent to the totipotent stem cells of mammals. The telomere ends of linear eukaryotic chromosomes cannot be replicated because the RNA primer at the end of a completed lagging strand cannot be replaced with DNA, causing 5' end gap. A chromosome would be shortened by the length of RNA primer with every cycle of DNA replication and cell division. Essential genes located near the ends of chromosomes would inevitably be deleted by end-shortening, thereby killing the descendants of the original cells. Telomeric DNA has an unusual sequence consisting of up to 1,000 or more tandem repeat of a simple sequence. For example, chromosome of mammal including human has the repeating telomeric sequence of TTAGGG and that of higher plant is TTTAGGG. This non-genic tandem repeat prevents the death of cell despite the continued shortening of chromosome length. In contrast with the somatic cells germ line cells have the mechanism to fill-up the 5' end gap of telomere, thus maintaining the original length of chromosome. Cem line cells exhibit active enzyme telomerase which functions to maintain the stable length of telomere. Some of the cloned animals are reported prematurely getting old. It has to be ascertained whether the multipotent stem cells in the tissues of adult mammals have the original telomeres or shortened telomeres.

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