• Biomolecules & Therapeutics
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• 제31권1호
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• pp.116-126
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• 2023

Mainly due to the slanted focus on the mechanism and regulation of neuronal aging, research on astrocyte aging and its modulation during brain aging is scarce. In this study, we established aged astrocyte culture model by long-term culturing. Cellular senescence was confirmed through SA-β-gal staining as well as through the examination of morphological, molecular, and functional markers. RNA sequencing and functional analysis of astrocytes were performed to further investigate the detailed characteristics of the aged astrocyte model. Along with aged phenotypes, decreased astrocytic proliferation, migration, mitochondrial energetic function and support for neuronal survival and differentiation has been observed in aged astrocytes. In addition, increased expression of cytokines and chemokine-related factors including plasminogen activator inhibitor -1 (PAI-1) was observed in aged astrocytes. Using the RNA sequencing results, we searched potential drugs that can normalize the dysregulated gene expression pattern observed in long-term cultured aged astrocytes. Among several candidates, minoxidil, a pyrimidine-derived anti-hypertensive and anti-pattern hair loss drug, normalized the increased number of SA-β-gal positive cells and nuclear size in aged astrocytes. In addition, minoxidil restored up-regulated activity of PAI-1 and increased mitochondrial superoxide production in aged astrocytes. We concluded that long term culture of astrocytes can be used as a reliable model for the study of astrocyte senescence and minoxidil can be a plausible candidate for the regulation of brain aging.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권3호
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• pp.169-175
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• 2006

전세계적으로 널리 복용되고 있음에도 불구하고 인삼이 중추신경계에 미치는 효과에 대한 세포수준에서의 증거는 별로 없다. 따라서 본 연구자들은 지금까지 보고된 30여종 이상의 ginsenosides 중에서 인삼 효과의 주된 활성성분으로 알려져 있는 Rb1과 Rg1을 이용해 해마신경전구세포의 분화와 증식에 미치는 효과를 연구하였다. 증식실험결과 Rb1과 Rg1을 3일 동안 해마신경전구세포에 처리하면 대조군에 비해 BrdU(+)세포수가 상당히 감소한 반면에 분화조건에서 Rb1과 Rg1을 처리했을 때는 신경세포특이적인 MAP2 단백질을 발현하는 세포수가 증가하였다. 전구세포의 신경세포로의 분화 결정에 관여한다고 잘 알려져 있는 proneural 전사인자인 Ngn1과 Hes1 유전자의 발현양상도 대조군에 비해 증가하였다. 따라서 본 연구 결과, ginsenoside Rb1과 Rg1은 해마신경전구세포의 증식을 감소시키고 대신 신경세포로의 분화를 촉진시킴으로써 해마신경발생에 관여함을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1258-1266
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• 2019

양격산화탕은 9가지의 약재로 구성된 처방으로 한의학적 뇌졸중 치료에 가장 널리 사용되는 처방 중 하나이며, 주로 사상체질이론의 소양인 뇌졸중 치료에 적용된다. 본 연구는 실험동물을 이용한 뇌졸중에 대한 양격산화탕의 효과에 대한 연구가 전무하여, photothrombosis로 유발된 허혈성 마우스모델을 이용하여 양격산화탕의 효과를 살펴 보았다. 동물행동학적 변화와 더불어 뇌손상에 미치는 영향을 뇌경색 용적에 대한 조직학적 검색 및 신경염증과 신생세포에 대한 면역조직화학적 검색으로 살펴 보았다. 동물행동학적 결과로 보아, 양격산화탕은 뇌허혈에 의해 손상된 운동기능, 즉 wire grip과 rotarod test에 의한 운동조정과 균형 능력 등에 대한 기능적 회복을 보였으며, 이는 조직학적 검색으로 관찰된 뇌경색 용적의 축소를 동반하였다. 면역조직화학적 결과를 보면, 양격산화탕은 tumor necrosis factor-${\alpha}$와 myeloperoxidase 면역반응세포의 수를 현저히 감소시켰다. 이와 반대로 양격산화탕은 glial fibrillary acidic protein와 ionized calcium-binding adapter molecule 1 면역반응세포의 수를 현저히 증가시켰다. 또한 양격산화탕은 Ki67/doublecortin 면역반응세포의 수를 현저히 증가시켰다. 이상의 결과로 보아, 양격산화탕은 항염증, astrocyte와 microglia의 활성화 및 신경세포의 증식을 통해 뇌경색 용적을 감소시키며, 이는 뇌허혈성 운동장애에 대한 완화 효과로 이어 지는 것을 알 수 있다. 따라서 양격산화탕은 뇌손상에 대한 신경기능적 완화효과를 보여 줌으로서 뇌졸중 환자에 대한 유효한 치료제로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.623-631
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• 2017

뇌실하 영역과 subgranular zone은 뇌에서 평생 새로운 신경 세포를 만들어 내는 곳이다. 이 부위에 있는 신경줄기세포는 세포 분열을 통해서 줄기 세포군을 계속 유지할 뿐만 아니라, 신경 세포와 신경 교세포로 분화한다. 세포 분열을 측정하기 위해 thymidine 유사체인 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)가 사용되어 왔다. 몇몇의 경우에서는 새롭게 만들어지는 신경 세포를 표지하려는 목적으로 사용되었다. 이번 연구에서는, EdU가 쥐의 뇌실 하영역에서 분리해낸 신경줄기세포의 분열과 분화에 어떠한 영향을 미치는 지를 보여주었다. 첫째, 신경줄기세포가 EdU를 포함하는 세포 증식 배양액에서 24시간 동안 배양되었을 때, 추후에 분화를 유도하여도 신경세포로 분화가 전혀 일어나지 않았다. EdU를 1시간 동안 처리했을 때도 신경세포로의 분화가 상당부분 저해되었다. 둘째, EdU는 농도가 높을수록, 처리시간이 많을수록 신경줄기세포의 증식을 더욱 많이 저해하였다. 끝으로, EdU는 신경 교세포 중에서 oligodendrocyte으로의 분화는 억제하였지만, astrocyte로의 분화는 오히려 증가시켰다. 본 연구결과는 뇌실하 영역 신경줄기세포의 분화에 EdU가 어떠한 영향을 미치는 지를 처음으로 보여주었고, 이러한 결과들은 신경 세포와 oligodendrocyte로의 분화에 세포 분열이 반드시 필요하다는 것을 제안하고 있다.

• 폴리머
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• 제33권2호
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• pp.118-123
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• 2009

본 연구는 신경손상 모델에서 신경재생을 유도하는 슈반세포(SC)의 배양에 케라틴이 미치는 영향을 확인하기 위한 실험으로써, 친수성 아미노산으로 구성된 케라틴과 PLGA를 혼합하여 케라틴/PLGA 필름을 0, 10, 20, 그리고 50 wt%가 되도록 제조하여, 케라틴 안에 존재하는 다양한 단백질 및 신호전달물질이 슈반세포의 증식, 부착형태 그리고 표현형 유지에 미치는 영향을 확인하였다. 세포의 배양 방법은 손쉽고 순수한 세포 분리가 가능한 Morrissey의 방법을 이용하였고 필름의 젖음성 확인을 위하여 접촉각 측정을 실시하였으며, 정해진 시간에 세포를 계수하여 케라틴 함량에 따른 세포 성장차이를 비교하였다. 케라틴/PLGA 필름에서의 세포의 부착 거동 및 세포 형태를 SEM을 통하여 확인하였고 슈반세포의 표현형 유지를 확인하기 위해 RT-PCR을 수행하였다. 실험 결과, 다른 함유량과 비교 시 케라틴 10 또는 20 wt%가 함유된 케라틴/PLGA 필름이 SC 성장 및 표현형 유지에 긍정적인 영향을 미침을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1397-1405
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• 2018

미토콘드리아는 세포안에서 에너지 공급, 칼슘 이온 저장, 활성산소 생성, 세포 자살과 같은 다양한 기능을 수행한다. 이러한 기능을 통해, 미토콘드리아는 줄기세포의 유지, 증식, 그리고 분화에 관여한다. 뇌에서 뇌실 하 영역(subventricular zone, SVZ)에는 일평생 새로운 신경세포를 생성하는 신경줄기세포(neural stem cell, NSC)가 존재한다. 하지만, SVZ NSCs에서 미토콘드리아의 역할에 대한 연구는 많이 알려져 있지 않다. 이번 연구에서 우리는 미토콘드리아의 complex I 저해제인 rotenone이 SVZ NSCs의 증식과 분화를 다른 방식으로 방해한다는 것을 보여주었다. 증식 중인 신경줄기세포에서, rotenone은 세포분열을 감소시켰는데, 이때 세포분열은 히스톤 H3에 인산기가 붙어있는 지를 측정하여 확인하였다. Rotenone을 50 nM 농도로 증식 중인 신경줄기세포에 처리했을 때, 세포사멸은 발생하지 않았다. 한편, 분화 중인 신경줄기세포에 rotenone을 처리한 경우, 신경세포와 희소 돌기아교 세포(oligodendrocyte)으로의 분화가 억제되었고, glial fibrillary acidic protein (GFAP)를 발현하는 성상세포(astrocyte)에는 영향이 없었다. 흥미롭게도, 4-6일 동안의 분화 과정 동안 rotenone이 처리된 신경줄기세포에서 대조군 보다 더 많은 세포 수가 관찰 되었는데, 이는 증식 과정 중의 rotenone의 효과와 다른 것이다. 이에, 우리는 rotenone이 세포 자살은 감소시켰으나, 세포 분열에는 영향을 끼치지 않았음을 관찰하였다. 세포 자살의 경우는 cleaved caspase-3를 측정함으로써 확인하였다. 이러한 결과들은 SVZ 신경줄기세포의 증식과 분화 모두에 제대로 작동하는 미토콘드리아가 있어야 함을 제안하고 있다. 게다가, 이러한 과정에서 미토콘드리아는 세포 분열과 세포자살에 관여할 수도 있을 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제40권4호
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• pp.271-279
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• 2017

Ran-binding protein family member, RanBP9 has been reported in various basic cellular mechanisms and neuropathological conditions including schizophrenia. Previous studies have reported that RanBP9 is highly expressed in the mammalian brain and retina; however, the role of RanBP9 in retinal development is largely unknown. Here, we present the novel and regulatory roles of RanBP9 in retinal development of a vertebrate animal model, zebrafish. Zebrafish embryos exhibited abundant expression of ranbp9 in developing brain tissues as well as in the developing retina. Yeast two-hybrid screening demonstrated the interaction of RanBP9 with Mind bomb, a component of Notch signaling involved in both neurogenesis and neural disease autism. The interaction is further substantiated by co-localization studies in cultured cells. Knockdown of ranbp9 resulted in retinal dysplasia with defective proliferation of retinal cells, downregulation of neuronal differentiation marker huC, elevation of neural proliferation marker her4, and alteration of cell cycle marker p57kip2. Expression of the $M{\ddot{u}}ller$ glial cell marker glutamine synthase was also affected in knockdown morphants. Our results suggest that Mind bomb-binding partner RanBP9 plays a role during retinal cell development of zebrafish embryogenesis.

• 동의신경정신과학회지
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• 제19권3호
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• pp.117-127
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• 2008

Objective: Bee venom (BV) has been used for the treatment of inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis and relief of pain in Oriental medicine. The two main components of BV are melittin and phospholipase A2 (PLA2). Of these, melittin, the major active ingredient of BV, has been reported to induce apoptosis and to possess anti tumor effects. Several studies have established that the agents inducing apoptosis in target organs suppress tumorigenesis. As the other component, PLA2 has been reported to induce neurite outgrowth in PC12 cells. However, there was no report about proliferative effect of BV in neuronal cells. In order to examine the effect of BV on glioma cell, human glioma cell line, U87 was used. Methods: Analysis of proliferation was confirmed by MTT assay. BV increased cell number through dose and duration dependent manner and these effects are apparent at a concentration of 10 ug/ml. To observe which signaling molecules will be activated by BV, phosphorylation of Akt, MAPK, PYK2 or CREB were examined by Western blot analysis. To study the long term effect of BV in U87 cells, the image of cells treated with BV for 4 days were obtained. Results: The phosphorylation levels of PYK2 and Akt were increased at 5 min after addition of 10 ug/ml of BV and sustained to 2 hours. On the other hand, phosphorylation of MAPK and CREB were increased at 5 min, maximum at 10 min, and returned to 30 min. These imply that BV may activate two different signaling pathways, PYK2/Akt and MAPK/CREB. BV treated cells showed increased neurite number and length. Conclusion: These results propose that BV may induce differentiation as well as proliferation of U87 cells through the activation of PYK2/ Akt and MAPK/ CREB.

• International Journal of Oral Biology
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• 제33권2호
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• pp.59-64
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• 2008

This study was designed to investigate the changes in the properties of the neuronal setm cells or progenitor cells associated with age-related decline in neurogenesis of the hippocampal dentate gyrus (DG). Active whole cells cycle marker Ki67 (a marker of whole cell cycle)-positive and S phase marker bromodeoxyuridine (BrdU)-positive. Neural stem cells gradually were reduced in the hippocampal subgranular zone (SGZ) in an age-dependant manner after birth (from P1 month to P1 year). The ratio of BrdUpositivecells/Ki67-positive cells was gradually enhanced in an age-dependent manner. The ratio of Ki67-positive cells/accu-mulating BrdU-positive cells at 3 hrs after BrdU injection was injected once a day for consecutive 5 days gradually decreased during ageing. TUNEL- and caspase 3 (apoptotic terminal caspase)-positive cells gradually decreased in the dentate SGZ during ageing and immunohistochemical findings of glial fibrillary acid protein (GFAP) were not changed during ageing. NeuN, a marker of mature neural cells, and BrdU-double positive cells gradually decreased in an age-dependent manner but differentiating ratio and survival rate of cells were not changed at 4 wks after BrdU injection once a day for consecutive 5 days. The number of BrdU-positive cells migrated from the hippocampal SGZ into granular layer and its migration speed was gradually declined during ageing. These results suggest that the adult neurogenesis in the mouse hippocampal DG gradually decrease through reducing proliferation of neural stem cells accompanying with cells cycle change and reduced cells migration rather than changes of differentiation.

• 대한의생명과학회지
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• 제15권3호
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• pp.261-263
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• 2009

Methylprednisolone is a synthetic glucocorticoid which is usually taken intravenously for many neurosurgical diseases which cause edema including brain tumor, and trauma including spinal cord injury. Methylprednisolone reduces swelling and decreases the body's immune response. It is also used to treat many immune and allergic disorders, such as arthritis, lupus, psoriasis, asthma, ulcerative colitis, and Crohn's disease. To identify genes expressed during methylprednisolone treatment against neurons of rats (PC12 cells), DNA microarray method was used. We have isolated 2 gene groups (up- or down-regulated genes) which are methylprednisolone differentially expressed in neurons. Lipocalin 3 is the gene most significantly increased among 772 up-regulated genes (more than 2 fold over-expression) and Aristaless 3 is the gene most dramatically decreased among 959 down-regulated genes (more than 2 fold down-expression). The gene increased expression of Fgb, Thbd, Cfi, F3, Kngl, Serpinel, C3, Tnfrsf4 and Il8rb are involved stress-response gene, and Nfkbia, Casp7, Pik3rl, I11b, Unc5a, Tgfb2, Kitl and Fgf15 are strongly associated with development. Cell cycle associated genes (Mcm6, Ccnb2, Plk1, Ccnd1, E2f1, Cdc2a, Tgfa, Dusp6, Id3) and cell proliferation associated genes (Ccl2, Tnfsf13, Csf2, Kit, Pim1, Nr3c1, Chrm4, Fosl1, Spp1) are down-regulated more than 2 times by methylprednisolone treatment. Among the genes described above, 4 up-regulated genes are confirmed those expression by RT-PCR. We found that methylprednisolone is related to expression of many genes associated with stress response, development, cell cycle, and cell proliferation by DNA microarray analysis. However, We think further experimental molecular studies will be needed to figure out the exact biological function of various genes described above and the physiological change of neuronal cells by methylprednisolone. The resulting data will give the one of the good clues for understanding of methylprednisolone under molecular level in the neurons.