• Journal of Genetic Medicine
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• 제16권2호
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• pp.55-61
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• 2019

Purpose: Genetic defects in the nuclear-encoded mitochondrial aminoacyl-tRNA synthetases were first identified as causes of various disorders in 2007. Variants in IARS2, which encodes a mitochondrial isoleucyl-tRNA synthetase, were first reported in 2014. These variants are associated with diverse phenotypes ranging from CAGSSS (CAtaracts, Growth hormone deficiency, Sensory neuropathy, Sensorineural hearing loss, and Skeletal dysplasia) and Leigh syndrome to isolated nonsyndromic cataracts. Here, we describe the phenotypic and genetic spectrum of Korean patients with IARS2-related disorders. Materials and Methods: Using whole-exome sequencing followed by Sanger sequencing, we identified five patients with IARS2 mutations. Their medical records and brain magnetic resonance images were reviewed retrospectively. Results: All five patients presented with developmental delay or regression before 18 months of age. Three patients had bilateral cataracts, but none had hearing loss or sensory neuropathy. No evidence of skeletal dysplasia was noted, but two had short stature. One patient had cardiomyopathy and another exhibited renal tubulopathy and hypoparathyroidism. Their brain imaging findings were consistent with Leigh syndrome. Interestingly, we found the recurrent mutations p.R817H and p.V105Dfs*7 in IARS2. Conclusion: To our knowledge, this is the first report of Korean patients with IARS2-related disorders. Our findings broaden the phenotypic and genotypic spectrum of IARS2-related disorders in Korea and will help to increase clinical awareness of IARS2-related neurodegenerative diseases.

• 한국식품과학회지
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• 제41권6호
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• pp.712-716
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• 2009

오미자 메탄올 추출물의 항산화 특성 및 $H_2O_2$로 유도된 신경세포 독성에 대한 보호효과를 조사하였다. ABTS radical 소거 및 FRAP방법을 이용하여 오미자 메탄올 추출물의 항산화 활성을 측정한 결과 추출물의 농도가 증가함에 따라 항산화 활성이 증가하는 농도의존적인 경향을 보였다. $H_2O_2$로 유도된 PC12 신경세포에 대한 보호효과를 측정한 결과 모든 시료에서 72-99% 정도의 신경세포 보호효과를 보였고, LDH release assay 결과 0.5 mg/mL 농도에서 47% 정도의 LDH 방출량 저해효과를 나타냈으며, neutral red uptake assay 결과 모든 농도에서 vitmain C에 비해 높은 생존율을 보였다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 오미자 메탄올 추출물의 항산화력과 산화적 스트레스로부터 신경세포의 뛰어난 보호효과는 알츠하이머성 신경질환의 예방 및 치료제로서의 활용 가능성이 높다고 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권1호
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• pp.29-41
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• 2018

The objective of this study was to evaluate the chemical exchange saturation transfer (CEST) effect of amino acids and neurotransmitters, which exist in the human brain, depending on the concentration, pH, and amplitude of the saturation radiofrequency field. Phantoms were developed with asparagine (Asn), ${\gamma}-aminobutyric$ acid (GABA), glutamate (Glu), glycine (Gly), and myoinositol (MI). Each chemical had three different concentrations of 10, 30, and 50 mM and three different pH values of 5.6, 6.2, and 7.4. Full Z-spectrum CEST images for each phantom were acquired with a continuous-wave radiofrequency (RF) saturation pulse with two different $B_1$ amplitudes of $2{\mu}T$ and $4{\mu}T$ using an animal 9.4T MRI system. A voxel-based CEST asymmetry was mapped to evaluate exchangeable protons based on amide (-NH), amine ($-NH_2$), and hydroxyl (-OH) groups for the five target molecules. For all target molecules, the CEST effect was increased with increasing concentration and B1 amplitude; however, the CEST effect with varying pH displayed a different trend depending on the characteristics of the molecule. On CEST asymmetric maps, Glu and MI were well visualized around 3.0 and 0.9 ppm, respectively, and were well separated macroscopically at a pH of 7.4. The exchange rates of Asn, Glu, BABA, and Gly usually decreased with increasing pH. The CEST effect was dependent on the concentration, acidity of the target molecules, and B1 amplitude of the saturation RF pulse. The CEST effect for Asn can be observed in a 9.4T MRI system. The results of this study are based on applying the CEST technique in patients with neurodegenerative diseases when proteins in the brain are increased with disease progression.

• 환경생물
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• 제24권2호
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• pp.166-171
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• 2006

폐경기 여성은 동령 남성보다 퇴행적 뇌질환의 빈도가 유의적으로 높으며 이를 예방개선하기 위한 목적으로 에스트로젠 대체요법이 시행되고 있으나 유방암과 자궁암 유발 위험성이 제시되고 있어 콩류 등에 다량 함유되어 있는 phytoestrogen류인 isoflavone을 이용한 대체요법 개발이 활발하다. 밀착결합에 의해 제공되는 혈액-뇌확산장벽은 뇌의 항상성 조절에 중요한 역할이 있으며 다양한 뇌질환에서 변형이 일어난다. 본 연구는 난소절제 백서 모델에서 폐경기 여성의 퇴행적 뇌질환의 원인으로 혈액-뇌 확산장벽의 변형과 isoflavone의 효과를 검색하였다. 8주령 암컷 백서를 난소절제한 후 4주간 estrogen또는 isoflavone을 투여한 후 해마조직에서 밀착결합 유전자의 일종인 occludin발현을 조사하였다. E2는 occludin mRNA발현을 유의하게 증가시켰으며, genistein, diadzein등의 isoflavone투여 시 occludin mRNA발현이 유의적으로 증가하였다. Occludin은 폐경기 여성 호발성 퇴행성 뇌질환의 병인유전자 가능성이 제시되며 isoflavone은 occludin의 발현을 증가시켜 에스트로젠 결핍에 따른 혈액-뇌 확산장벽의 변형을 예방하는 효과가 있는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.513-521
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• 2020

Bmi1은 PcG 단백의 일종으로 PRC를 구성하는 성분이다. Bmi1에 관한 초기의 연구는 주로 암세포에서의 역할에 집중되었고, 그 결과 Bmi1은 암세포의 증식과 생존에 중요한 역할을 하는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나, 최근의 연구 결과 Bmi1은 퇴행성 신경계 질환이 있는 뇌에서 발현이 감소되어 있고 미토콘드리아의 기능과 활성 산소 수준을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Bmi1 발현 저하 동물을 이용하여 간질에서 Bmi1의 약물 치료 표적 가능성을 밝히고자 하였다. Bmi1의 발현은 pilocarpine에 의한 경련중첩증 이후 해마의 CA1, CA3 그리고 치상회에서 뚜렷하게 증가하였다. 경련 양상을 볼 때 경련중첩증이 유도되는 비율은 Bmi1^+/+와 Bmi1^+/- 생쥐에서 각각 43.14%와 53.57%로 나타났다. 그러나, 치사율과 해마의 신경세포 손상에는 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 경련중첩증 유도 2개월 후에 나타난 간질 경련의 빈도수는 통계적 유의성은 없었으나 Bmi1^+/- 생쥐에서 약 50% 낮게 나타났다. 반면, 이끼섬유발아는 Bmi1^+/- 생쥐에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 이러한 결과를 종합하면, Bmi1의 발현이 감소할 때 pilocarpine에 의한 경련 유도와 이끼섬유발아가 증가함을 보여준다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권4호
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• pp.595-599
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• 2013

알츠하이머병은 신경세포가 점차적으로 퇴화되는 질환으로 특히 해마와 기저쪽 앞뇌의 뇌조직이 위축되어 점진적으로 기억력을 잃어간다. 본 연구는 scopolamine(1 mg/kg, 7일 동안 1일 1회)으로 유발된 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐 해마의 신경독성에 대한 천마 물 추출액의 효과를 규명하기 위하여 수행하였다. 실험동물(n=25)은 5군으로 나누었으며, 각 군마다 5마리씩 사용하였다. 실험군은 생리식염수를 투여한 정상군(Nor), scopolamine으로 유발한 다음 생리식염수를 20일(C-20)과 30일(C-30) 동안 투여한 대조군, scopolamine으로 유발한 다음 천마 추출액(200 mg/kg)을 20일(G-20)과 30일(G-30) 동안 투여한 실험군으로 구분하였다. 광학현미경으로 관찰한 결과 해마의 신경세포 핵은 G-20과 G-30에 비하여 C-20과 C-30에서 보다 응축되었거나 위축되어 있었다. 해마의 CA1과 CA3의 세포밀도를 조사한 결과 실험군이 대조군보다 높게 나타났다. 해마 주변의 뇌세포를 PAS로 염색한 결과 amyloid ${\beta}$ 단백질을 함유한 PAS-양성물질이 대조군에 비하여 실험군에서 감소하였다. 이상의 결과로 보아 천마 물추출액은 scopolamine으로 유발된 신경 독성을 개선하는 효과가 있는 것으로 사료되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.352-358
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• 2017

이마관자엽 치매는 조기 발현형 치매 중 두 번째로 흔한 형태로 행동, 언어, 인지 장애를 보이는 신경퇴행성 질환이다. 이마관자엽 치매에서 운동 기능 이상이 동반되는 경우는 운동 신경원 질환과 파킨슨증, 진행성 핵상 마비 등으로 대표되나, 다른 동반 질환 없이 이마관자엽 치매가 중추신경계의 운동신경영역을 직접 침범하여 나타난 운동 기능 이상은 보고된 바가 없다. 또한, 임상적 치매 집단과 복합부위 통증 증후군 사이의 연관성은 보고된 바가 없다. 저자들은 이마관자엽 치매환자에서 나타난 중추신경계 원인의 하지 근력 저하를 뇌 자기공명영상과 전기진단학적 검사를 통해 진단하였고, 동반된 복합부위 통증증후군을 삼상 골주사 검사를 통해 진단하였으며, 이에 따른 임상적 치료를 시행하였다. 스테로이드를 이용한 복합부위 통증증후군 치료 후에 환자의 통증은 호전되었고, 입원 상태에서 하지 근육에 대한 기능적 전기 자극 치료, 근력 강화 운동 및 보행 훈련을 포함한 포괄적 재활치료를 시행한 후에 저명한 기능적 호전을 보였다. 이마관자엽 치매에서 관찰된 중추신경계 원인의 근력 저하에 대한 재활 치료는 전반적 기능의 향상에 효과적일 것으로 추정된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권3호
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• pp.191-198
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• 2018

BACKGROUD/OBJECTIVES: Neuroinflammation plays critical role in neurodegenerative disorders, such as Alzheimer's disease (AD). We investigated the effect of three licorice varieties, Glycyrhiza uralensis, G. glabra, and Shinwongam (SW) on a mouse model of inflammation-induced memory and cognitive deficit. MATERIALS/METHODS: C57BL/6 mice were injected with lipopolysaccharide (LPS; 2.5 mg/kg, intraperitoneally) and orally administrated G. uralensis, G. glabra, and SW extract (150 mg/kg/day). SW, a new species of licorice in Korea, was combined with G. uralensis and G. glabra. Behavioral tests, including the T-maze, novel object recognition and Morris water maze, were carried out to assess learning and memory. In addition, the expressions of inflammation-related proteins in brain tissue were measured by western blotting. RESULTS: There was a significant decrease in spatial and objective recognition memory in LPS-induced cognitive impairment group, as measured by the T-maze and novel object recognition test; however, the administration of licorice ameliorated these deficits. In addition, licorice-treated groups exhibited improved learning and memory ability in the Morris water maze. Furthermore, LPS-injected mice had up-regulated pro-inflammatory proteins, such as inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2, interleukin-6, via activation of toll like receptor 4 (TLR4) and nuclear factor-kappa B ($NF{\kappa}B$) pathways in the brain. However, these were attenuated by following administration of the three licorice varieties. Interestingly, the SW-administered group showed greater inhibition of iNOS and TLR4 when compared with the other licorice varieties. Furthermore, there was a significant increase in the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the brain of LPS-induced cognitively impaired mice that were administered licorice, with the greatest effect following SW treatment. CONCLUSIONS: The three licorice varieties ameliorated the inflammation-induced cognitive dysfunction by down-regulating inflammatory proteins and up-regulating BDNF. These results suggest that licorice, in particular SW, could be potential therapeutic agents against cognitive impairment.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권2호
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• pp.93-100
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• 2018

BACKGROUND/OBJECTIVE: Oxidative stress plays a key role in neuronal cell damage, which is associated with neurodegenerative disease. The aim of present study was to investigate the neuroprotective effects of perilla oil (PO) and its active component, alpha-linolenic acid (ALA), against hydrogen peroxide $(H_2O_2)$-induced oxidative stress in SH-SY5Y neuronal cells. MATERIALS/METHODS: The SH-SY5Y human neuroblastoma cells exposed to $250{\mu}M$ $H_2O_2$ for 24 h were treated with different concentrations of PO (25, 125, 250 and $500{\mu}g/mL$) and its major fatty acid, ALA (1, 2.5, 5 and $25{\mu}g/mL$). We examined the effects of PO and ALA on $H_2O_2$-induced cell viability, lactate dehydrogenase (LDH) release, and nuclear condensation. Moreover, we determined whether PO and ALA regulated the apoptosis-related protein expressions, such as cleaved-poly ADP ribose polymerase (PARP), cleaved caspase-9 and -3, BCL-2 and BAX. RESULTS: Treatment of $H_2O_2$ resulted in decreased cell viability, increased LDH release, and increase in the nuclei condensation as indicated by Hoechst 33342 staining. However, PO and ALA treatment significantly attenuated the neuronal cell death, indicating that PO and ALA potently blocked the $H_2O_2$-induced neuronal apoptosis. Furthermore, cleaved-PARP, cleaved caspase-9 and -3 activations were significantly decreased in the presence of PO and ALA, and the $H_2O_2$-induced up-regulated BAX/BCL-2 ratio was blocked after treatment with PO and ALA. CONCLUSIONS: PO and its main fatty acid, ALA, exerted the protective activity from neuronal oxidative stress induced by $H_2O_2$. They regulated apoptotic pathway in neuronal cell death by alleviation of BAX/BCL-2 ratio, and down-regulation of cleaved-PARP and cleaved caspase-9 and -3. Although further studies are required to verify the protective mechanisms of PO and ALA from neuronal damage, PO and ALA are the promising agent against oxidative stress-induced apoptotic neuronal cell death.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제4권1호
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• pp.84-87
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• 2007

척수소뇌성 실조증3는 신경세포의 손상으로 인해 생기는 질병으로 염색체14q32.1지역에 반복적인 CAG 삼염기 서열이 증가하면서 일어나는 것으로 알려져 있다. 본 증례는 척수소뇌성 실조증3으로 진단을 받은 부부에서 자연 임신한 태아를 산전진단한 경우로서 형광으로 포식된 표지자를 이용하여 CAG 지역을 증폭하여 빠르고 정확하게 반복수를 확인하는 방법을 이용하였다. 남편의 경우 CAG반복을 넘는 69개의 반복과 정상인 27개의 반복된 유전자를 갖고 있는 것으로 확인하였으며, 산모의 경우 정상인 26과 32개의 반복된 유전자를 갖고 있는 것으로 확인하였다. 태아는 부계의 27과 모계의 26개를 갖는 정상 유전자를 물려 받은 것으로 확인되어 건강한 아기를 분만하였다. 형광을 이용한 진단방법은 방사능을 사용하는 방법에 비해 안전하고 빠른 진단을 할 수 있으며 시료 채취 후 5-6시간 안에 정확하게 결과를 확인할 수 있는 방법이라 생각된다.