• Title/Summary/Keyword: Mitochondria complex

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Screening Methods for Anti-senescence Activity in Dermal Fibroblasts under Pyruvate-deprivation Conditions

  • Kil, In Sup;Shim, Jinsup;Cho, Gayoung;Choi, Sowoong;Son, Eui Dong;Kim, Hyoung-June
    • Korea Journal of Cosmetic Science
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    • 제1권1호
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • The identification of compounds with anti-senescence activity in cell culture system is a first step in aging research. Given that pyruvate can be used energy source by conversion to acetyl-CoA in mitochondria, and protects cultured cell from various stress-induced cell damage and cell death, synthetic media (e.g., DMEM) often includes 1 mM pyruvate, which is very higher than the pyruvate concentration in human blood (approximately 30 ��M). However, the use of medium containing high concentration of pyruvate is not suitable for screening anti-senescence compounds, because pyruvate also protects against the cellular senescence of primary human dermal fibroblasts (NHDFs) through NAD+ generated during conversion to lactate. In this study, four extracts, i.e., Sprouted seed and fruit complex, Poncirus trifoliata fruit extract, Jaum balancing complex, and Prunus mume extract were used for evaluation of different anti-senescence effect in the absence or presence of 0.1 mM pyruvate, similar to the physiological pyruvate concentration. The senescence in NHDFs cultured with DMEM in the presence of 0.1 mM pyruvate (approximately the physiological concentration in human blood) is accelerated, as observed in pyruvate deprivation conditions. The cytotoxicity of the Poncirus trifoliata fruit extract was protected by pyruvate, and Jaum balancing complex and Prunus mume extract had anti-senescence activity in the presence of 0.1 mM pyruvate, but not in the absence of pyruvate. Given that pyruvate is a powerful protector against both cytotoxicity and cellular senescence, the screening of candidate agents for anti-senescence in high pyruvate conditions using an in vitro cell culture system is not valid. Therefore, we recommend the use of a low concentration of pyruvate to evaluate the anti-senescence effects of candidates, which is more similar to in vivo aging conditions than excessive stress-induced senescence models, to exclude the effect of excessive pyruvate in vitro.

한국산 꿩 송과샘의 부화후 발달에 관한 형태학적 연구 (Morphological Study on the Post-hatching Development of the Pineal Gland in Korean Pheasant (Phasianus colchicus Karpowi))

  • 이영훈;김인식;양홍현
    • 한국가금학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.267-274
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    • 2001
  • 부화후 성장하는 꿩 송과샘의 미세구조적 발달을 구명하고자 1일령, 1, 2 및 6개월령을 희생시켜 광학 및 전자현미경을 이용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 광학현미경적 관찰에서 꿩 송과샘의 실질은 피막에 의해 싸여 있고 여기에서 기시하는 결합조직에 의해 불완전한 소엽 (lobule)으로 구분되었다. 송과샘실질은 소엽상과 불완전한 여포살이었으며, 둥근 핵과 염색성이 옅은 송과샘세포와 약간 짙고 길쭉한 핵을 갖는 지주세포로 구성되어 있었다. 전자현미경적 관찰에서 송과샘실질에는 길쭉한 송과샘세포와 지주세포가 소엽의 중심부를 향해 배열되어 있었고 광학현미경에서 소엽의 중심부에는 매우 불규칙한 막성층판복합체이나 포상구조물이 출현하였다. 실질은 비교적 밝은 솔과 샘세포와 짙은 핵을 갖는 지주세포로 구성되어 있었다. 송과샘세포는 잔유성 광수용세포의 형태를 취하였는데, 그 첨단부위의 밝고 팽대된 세포질에는 세포소기관이 빈약하나 섬모, 약간의 유리리보솜과 사립체가 출현하였다. 첨단부위세포질과 핵위부위세포질 사이의 좁아진 경부는 지주세포와 연접복합체를 이루고 목부위세포질내에는 미세소관이 풍부하였다. 핵주위세포질은 풍부하고 다수의 사립체, 잘 발달된 골지장치, 풍부한 과립형질내세망 및 유리 리보솜 등을 함유하고 있었다. 또한 핵아래부위세포질에서 여포의 기저부위로 기저돌기를 내고 있었다. 송과샘세포의 핵아래부위 세포질 및 기저돌기에서 60∼90nm 크기의 치밀소포가 관찰된 것이 특이하였고 짙은 핵을 갖고 긴 독기를 갖는 것이 특징이었다. 이상의 결과는 꿩 송과샘세포가 광수용능은 것의 없고 분비기능을 주로 수행하는 소견이었으며, 성숙 꿩의 송과샘의 미세구조적 연구를 확인하여 번식기와 비번식기에 따른 비교연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

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작은땃쥐 Crocidura suaveolens와 우수리땃쥐 C. lasiura의 이하선 선세포와 분비과립의 미세구조 비교 (Comparative Ultrastructure of the Acinar Cell and Secretory Granules of Parotid Salivary Gland in the Lesser White-toothed Shrew, Crocidura suaveolens and the Big White-toothed Shrew, C. lasiura)

  • 정순정;정문진
    • Applied Microscopy
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    • 제35권4호
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    • pp.91-97
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    • 2005
  • 이하선의 선세포와 분비과립을 작은땃쥐 Crocidura suaveolens와 우수리땃쥐 C. lasiura에서 연구하였다. 두 종 모두의 이하선은 장액선세포 한 종류만을 가지는 장액선이었고 선세포, 사이관, 과립관 그리고 줄무늬관들은 평범하였다. 작은땃쥐의 경우, 장액선세포는 잘 발달된 조면소포체, 현저한 골지체, 몇몇의 큰 미토콘드리아와 성숙 혹은 융합하고 있는 많은 중간 정도의 전자 밀도 과립들을 가지고 있었다. 미성숙 선세포의 분비과립들은 미세하고 강한 전자 밀도의 알갱이만으로 혹은 알갱이들이 주가 되었고 불분명한 경계막을 가지고 있었고, 성숙 분비과립들은 균일하고 옅은 중심부를 가지고 그 주변에 미세하고 강한 전자밀도의 알갱이들과 명확한 경계막을 가지고 있었다. 우수리땃쥐의 경우, 선세포는 잘 발달된 조면소포체, 현저한 골지체, 몇몇의 큰 미토콘드리아 뿐 아니라 성숙 혹은 융합하고 있는 많은 진한 전자 밀도의 분비과립들을 가지고 있었다. 미성숙 선세포 분비과립들은 옅고 거친 알갱이들만으로 채워져 있었으며 불명확한 경계막을 가지고 있었고, 성숙 분비과립들은 진하고 거친 알갱이들만으로 채워져 있었고 명확한 경계막을 가지고 있었다. 결국, 작은땃쥐의 이하선 분비과립은 광학과 전자현미경 수준에서 중간 정도의 전자밀도로, 우수리땃쥐의 분비과립은 광학 현미경 수준에서는 아주 진하게, 전자현미경에서는 진하게 관찰되었다.

계배 대뇌의 신경세포 분화에 따른 탈수소효소 활성 및 미세구조(II) (Ultrastructure and Dehydrogenase Activity on the Differentiation of the Cerebral Nerve Cell in the Chick Embryo (II))

  • 김생곤
    • Applied Microscopy
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    • 제29권4호
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    • pp.459-470
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    • 1999
  • 9, 10일 계배의 대뇌 신경세포 분화의 변화를 관찰하기 위하여 신경세포의 미세구조 변화를 전자현미경을 이용하여 관찰하였으며, 또한 대뇌 단백질, 탈수소효소의 활성도 및 ATP의 변화상을 분석한 결과는 다음과 같다. 대뇌 신경세포의 미세구조의 변화는 발생 9일 계배의 염색질은 핵질내에 비교적 고르게 분포해 있었으며 핵막은 2중막으로 아주 선명하게 구별되어 있음을 관찰할 수 있었다. 특히 조면소포체와 Golgi복합체가 잘 발달되어 있었으며, 또한 polysome이 관찰되었고 synaptic소포들이 산재되어 있었다. 10일 배양군의 계배의 신경세포는 염색질이 고루 분포해 있었으며 핵막을 뚜렷이 구분할 수 있었다. 세포질을 포함한 조면소포체와 mitochondria 그리고 Golgi 복합체가 비교적 잘 발달되어 있었다. 계배대뇌의 9일 배양군에서는 37개의 polypeptide band들이 분리되었고, 10일 배양군에서는 38개의 band가 생성되었다. 탈수소효소 활성도는 배양시간이 증가할 수록 증가하는 현상을 보였는데, LDH의 활성도는 9일 배양시 11.07이며 10일 배양시에는 12.12이였고, MDH는 각각 11.89와 13.44로 나타났다. 그리고 SDH는 9일 배양군에서는 8.45이며 10일 배양군에서는 10.52의 활성을 보여 증가했음을 알 수 있다. ATP의 변화는 10일 배양군$(2.10\times10^{-4}mol/ml)$이 9일 배양군$(2.50\times10^{-6}mol/ml)$에 비해 감소현상을 보였다.

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Testosterone과 Cyclic AMP-theophyllin이 흰쥐 부정소의 미세구조 및 몇 가지 효소활성에 미치는 영향 (Effect of Testoeterone and Cyclic AMP-theophylline on Ultrastructure and Several Enzymes' Activities in Rat Epididymis)

  • 정경순;최임순
    • 한국동물학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.35-48
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    • 1988
  • Testosterone과 cyclic AMP(cAMP)가 부정소에 미치는 영향을 조사하기 위하여 흰쥐의 복강내로 testosterone 및 cAMP를 투여하여 acid phosphatase(ACP),alkaline phosphatase(ALP), lactate dehydrogenase(LDH)의 활성도를 측정하였으며 상피세포내 미세구조의 변화를 전자현미경으로 관찰하였다. 그 결과 거세한 실험군에서 ACP활성도는 거세 후 3일째까지 감소하기 시작하였으며 ALP활성도는 5일째,LDH활성도는 7일째부터 각각 감소하였다. 또한 거세 후 14일째 부터 testosterone을 7일간 투여한 경우 ACP와 ALP의 활성도는 5일간 계속 투여하였을 때,LDH의 활성도는 7일간 계속 투여하였을 때만 각각 유의성있게 증가하였다. cAMP 및 cAMP-theophyllin을 투여한 경우 LDH 및 ACP의 활성도가 증가하였으나 그 증가폭은 큰 의미가 없었다. ALP의 활성도는 두 가지의 경우에서 모두 증가를 나타내었다. 미세구조를 관찰한 결과는 거세한 실험군에서 골지체가 점차 변형되어 층상구조가 없어지며 미토콘드리아도 파괴되었고 상당수 존재하던 부동모 (stereocilia)도 파괴되었다. 이 경우 testosterone투여시 파괴되었던 고리지체, 미토콘드리아 및 부동모가 회복되었고 cAMP 및 cAMP-theophyllin 을 투여하였을 때는 골지체 및 여러 세포기관들이 대조군과 같은 수준으로 회복되었으나 부동모는 거세군과 같은 수준으로 관찰되었다. 이상의 결과는 부정소액에서 정자성숙시 나타나는 효소활성도 증가와 유사하게 나타났는데, 이것은 정자↔부정소액↔부정소 상피세포 와 같은 상호작용을 통하여 정자성숙이 이루어지며 이는 상피세포에서 합성된 물질이 부정소내 강으로 방출된다는 것을 의미하며 cAMP를 처리하였을 경우 효소활성도 증가 및 여러 세포소기관의 회복 등 testosterone과 유사한 작용을 나타내는 것은 cAMP가 웅성호르몬 작용시 화확적으로 전달자로 작용할 수 있다는 가능성을 나타내는 것으로 생각된다.

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대복, Gomphina veneriformis의 정자형성과정 및 정자 미세구조 (Spermatogenesis and Sperm Ultrastructure of the Equilateral Venus, Gomphina veneriformis (Bivalvia: Veneridae))

  • 박채규;박정준;이정용;이정식
    • Applied Microscopy
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    • 제32권4호
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    • pp.303-310
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    • 2002
  • 우리나라 동해안에 가장 많이 서식하는 조개류인 대복의 정소구조와 정자형성과정을 광학현미경과 투과전자현미경으로 조사한 결과는 다음과 같다. 대복의 정소는 소성결합조직으로 구성된 다수의 정자형성 소낭을 가진다. 동일한 정자형성 소낭 내에서는 여러 단계의 생식세포들이 관찰되었다. 정원세포들은 정자형성 소낭벽에 부착되어 있으며, 커다란 핵과 뚜렷한 인을 가진다. 정모세포에서는 연접사복합체와 골기체의 발달을 확인할 수 있었다. 정세포의 핵은 전자밀도가 높은 과립상의 염색질로 구성되며, 정자변태과정 동안에 핵의 응축 및 첨체와 편모의 형성을 관찰할 수 있었다. 정소 내에서 완숙 정자들은 다발을 형성하고 있으며, 두부, 중편, 미부로 구성되어 있었다. 두부의 길이는 약 $8.5{\mu}m$로, 첨체부와 핵 부위로 구분된다. 첨체는 길이 약 $1.1{\mu}m$의 총알형태였다. 두부와 첨체 사이에서는 미세섬유로 구성된 첨체기둥이 확인되었다. 중편에는 4개의 미토콘드리아를 가지며, 꼬리의 횡단면은 "9+2"의 구조를 나타냈다.

넙치 (Paralichthys olivaceus)의 웅성생식세포 발달에 관한 미세구조적 연구 (Ultrastructural Study on the Development of Male Germ Cell of the Olive Flounder, Paralichthys olivaceus (Teleostei: Pleuronectidae))

  • 김재원;김봉석;최철영;이정식
    • Applied Microscopy
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    • 제33권3호
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    • pp.243-250
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    • 2003
  • 넙치의 웅성생식세포의 발달과 정자 구조를 광학현미경과 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 곡정세관의 각 소낭내의 생식상피에서는 분열 증식중인 정원세포군이 염기성 염료에 미약하게 반응하기 시작한다. 정소조직의 계속적인 발달로 각 소낭내에는 분열증식중인 정모세포군을 관찰할 수 있다. 이후 소엽내강에는 상당수의 초기 정세포를 관찰할 수 있으며, 더욱 더 발달된 변태된 정자를 볼 수 있다. 투과전자현미경에 의한 관찰에서 간기의 정원세포는 세포질이 미약한 반면, 커다란 핵과 뚜렷한 인을 가진다. 제1정모세포의 핵내에서는 연접사 복합체 (synaptonemal complex)가 뚜렷하고 세포질내에서는 세포소기관이 증가한다. 제2정모세포의 핵질은 응축되어 높은 전자밀도를 나타낸다. 정세포는 세포질과 핵질이 응축되면서 타원형의 형태를 취하고, 미토콘드리아는 핵의 후방으로 위치한다. 변태를 마친 정자는 두부와 미부로 구성되며 무첨체형이다. 두부 후방에서는 cytoplasmic collar는 6개의 미토콘드리아를 가진다. 미부에서는 axonemal lateral fin을 관찰할 수 있다. 미부 편모 축사의 횡단면은 "9+2"의 미세소관 구조를 나타낸다.

인삼 캘러스 원형질체의 배양에 따른 세포벽 재생의 전자현미경적 연구 (An Electron Microscopic Study on the Cell Wall Regeneration of Culture Panax ginseng Callus Protoplast)

  • 박종범
    • 식물조직배양학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.495-500
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    • 1998
  • 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer) 캘러스로부터 분리한 원형질체를 배양하면서 배양시간에 따른 원형질체의 미세구조 변화와 원형질막 표면을 전자현미경으로 조사하였다. 3일 동안 배양된 원형질체에서는 조면소포체, 리보좀, 골기체, 미토콘드리아, 전색소체 등의 세포기관들의 수가 증가하였고 미소관도 관찰되었다. 골기체 주변에는 많은 골기소낭들이 형성되어 세포질 전반에 존재하였고, 이들 소낭들은 원형질막 바깥으로 돌출되어 돌기를 형성하기도 하였다. 소포체에서 유래된 액포속에는 액포의 함입에 의하여 골기소낭들이 들어 있는데, 이들 액포들은 융합에 의한 exocytosis로 원형질막 근처로 이동하여 원형질막과 융합한 다음, 세포벽 물질을 원형질막 바깥으로 방출하여 원형질막에 침적하였다. 전색소체는 많은 전분립을 함유하고 있었고, 미소관들은 원형질막 근처에서 막과 평형으로 배열하고 있었다. 배양된 원형질체의 표면에는 섬유소로 구성되어 있는 원섬유들이 서로 연결되어 있는 것이 관찰되었다.

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Risk factors of ocular involvement in children with mitochondrial respiratory chain complex defect

  • Chae, Jung-Hyun;Lee, Jung-Hun;Kim, Kyo-Ryung;Byeon, Suk-Ho;Lee, Young-Mock;Kang, Hoon-Chul;Lee, Joon-Soo;Kim, Heung-Dong
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제53권12호
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    • pp.994-999
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    • 2010
  • Purpose: Mitochondrial dysfunction can present with various symptoms depending on the organ it has affected. This research tried to analyze the ophthalmologic symptoms and ophthalmologic examination (OE) results in patients with mitochondrial disease (MD). Methods: Seventy-four patients diagnosed with mitochondrial respiratory chain complex defect with biochemical enzyme assay were included in the study. They were divided into 2 groups based on the OE results by funduscopy and were analyzed on the basis of their clinical features, biochemical test results, morphological analysis, and neuroimaging findings. Results: Thirty-seven (50%) of the 74 MD patients developed ophthalmologic symptoms. Abnormal findings were observed in 36 (48.6%) patients during an OE, and 16 (21.6%) of them had no ocular symptoms. Significantly higher rates of prematurity, clinical history of epilepsy or frequent apnea events, abnormal light microscopic findings in muscle pathology, diffuse cerebral atrophy in magnetic resonance imaging, and brainstem hyperintensity and lactate peaks in magnetic resonance spectroscopy were noted in the group with abnormal OE results. Conclusion: Although the ophthalmologic symptoms are not very remarkable in MD patients, an OE is required. When the risk factors mentioned above are observed, a more active approach should be taken in the OE because a higher frequency of ocular involvement can be expected.

Neurotoxin-Induced Pathway Perturbation in Human Neuroblastoma SH-EP Cells

  • Do, Jin Hwan
    • Molecules and Cells
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    • 제37권9호
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    • pp.672-684
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    • 2014
  • The exact causes of cell death in Parkinson's disease (PD) remain unknown despite extensive studies on PD.The identification of signaling and metabolic pathways involved in PD might provide insight into the molecular mechanisms underlying PD. The neurotoxin 1-methyl-4-phenylpyridinium ($MPP^+$) induces cellular changes characteristic of PD, and $MPP^+$-based models have been extensively used for PD studies. In this study, pathways that were significantly perturbed in $MPP^+$-treated human neuroblastoma SH-EP cells were identified from genome-wide gene expression data for five time points (1.5, 3, 9, 12, and 24 h) after treatment. The mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway and endoplasmic reticulum (ER) protein processing pathway showed significant perturbation at all time points. Perturbation of each of these pathways resulted in the common outcome of upregulation of DNA-damage-inducible transcript 3 (DDIT3). Genes involved in ER protein processing pathway included ubiquitin ligase complex genes and ER-associated degradation (ERAD)-related genes. Additionally, overexpression of DDIT3 might induce oxidative stress via glutathione depletion as a result of overexpression of CHAC1. This study suggests that upregulation of DDIT3 caused by perturbation of the MAPK signaling pathway and ER protein processing pathway might play a key role in $MPP^+$-induced neuronal cell death. Moreover, the toxicity signal of $MPP^+$ resulting from mitochondrial dysfunction through inhibition of complex I of the electron transport chain might feed back to the mitochondria via ER stress. This positive feedback could contribute to amplification of the death signal induced by $MPP^+$.