• Molecules and Cells
• /
• 제40권7호
• /
• pp.450-456
• /
• 2017

Mammalian physiology and behavior are regulated by an internal time-keeping system, referred to as circadian rhythm. The circadian timing system has a hierarchical organization composed of the master clock in the suprachiasmatic nucleus (SCN) and local clocks in extra-SCN brain regions and peripheral organs. The circadian clock molecular mechanism involves a network of transcription-translation feedback loops. In addition to the clinical association between circadian rhythm disruption and mood disorders, recent studies have suggested a molecular link between mood regulation and circadian rhythm. Specifically, genetic deletion of the circadian nuclear receptor Rev-$erb{\alpha}$ induces mania-like behavior caused by increased midbrain dopaminergic (DAergic) tone at dusk. The association between circadian rhythm and emotion-related behaviors can be applied to pathological conditions, including neurodegenerative diseases. In Parkinson's disease (PD), DAergic neurons in the substantia nigra pars compacta progressively degenerate leading to motor dysfunction. Patients with PD also exhibit non-motor symptoms, including sleep disorder and neuropsychiatric disorders. Thus, it is important to understand the mechanisms that link the molecular circadian clock and brain machinery in the regulation of emotional behaviors and related midbrain DAergic neuronal circuits in healthy and pathological states. This review summarizes the current literature regarding the association between circadian rhythm and mood regulation from a chronobiological perspective, and may provide insight into therapeutic approaches to target psychiatric symptoms in neurodegenerative diseases involving circadian rhythm dysfunction.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제12권5호
• /
• pp.231-236
• /
• 2008

Heparin is a well-known anticoagulant widely used in various clinical settings. Interestingly, recent studies have indicated that heparin also has anti-inflammatory effects on neuroinflammation-related diseases, such as Alzheimer's disease and meningitis. However, the underlying mechanism of its actions remains unclear. In the present study, we examined the anti-inflammatory mechanism of heparin in cultured cerebral endothelial cells (CECs), and found that heparin inhibited the tumor necrosis factor $\alpha$ ($TNF{\alpha}$)-induced and nuclear factor kappa B (NF-${\kappa}B$)-dependent expression of adhesion molecules, such as intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) and vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), which are crucial for inflammatory responses. Heparin selectively interfered with NF-${\kappa}B$ DNA-binding activity in the nucleus, which is stimulated by $TNF{\alpha}$. In addition, non-anticoagulant 2,3-O desulfated heparin (ODS) prevented NF-${\kappa}B$ activation by $TNF{\alpha}$, suggesting that the anti-inflammatory mechanism of heparin action in CECs lies in heparin's ability to inhibit the expression of cell adhesion molecules, as opposed to its anticoagulant actions.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제15권1호
• /
• pp.61-67
• /
• 2011

The confocal laser scanning microscopy and two-photon microscopy was implemented based on a single laser source and an objective lens. We imaged and compared the morphology of identical sites of ex vivo human skin using both microscopes. The back-scattering emission from the sample provided the contrast for the confocal microscopy. The intrinsic autofluorescence and the second harmonic generation were used as the luminescence source for the two-photon microscopy. The wavelength of the Ti:Sapphire laser was tuned at 710 nm, which corresponds to the excitation peak of NADH and FAD in skin tissue. The various cell layers in the epidermis and the papillary dermis were clearly distinguished by both imaging modalities. The two-photon microscopy more clearly visualized the intercellular region and the nucleus of the cell compared to the confocal microscopy. The fibrous structures in the dermis were more clearly resolved by the confocal microscopy. Numerous cells in papillary dermal layer, as deep as $100\;{\mu}m$, were observed in both CLSM and two-photon microscopy. While most previous studies focused on fibrous structure imaging (collagen and elastin fiber) in the dermis, we demonstrated that the combined imaging with the CLSM and two-photon microscopy can be applied for the non-invasive study of the population, distribution and metabolism of papillary dermal cells in skin.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
• /
• 제65권2호
• /
• pp.186-195
• /
• 2022

Objective : To explore the histological feature of the cervical disc degeneration in patients with degenerative ossification (DO) and its potential mechanisms. Methods : A total of 96 surgical segments, from cervical disc degenerative disease patients with surgical treatment, were divided into ossification group (group O, n=46) and non-ossification group (group NO, n=50) based on preoperative radiological exams. Samples of disc tissues and osteophytes were harvested during the decompression operation. The hematoxylin-eosin staining, Masson trichrome staining and Safranin O-fast green staining were used to compare the histological differences between the two groups. And the distribution and content of transforming growth factor (TGF)-β1, p-Smad2 and p-Smad3 between the two groups were compared by a semi-quantitative immunohistochemistry (IHC) method. Results : For all the disc tissues, the content of disc cells and collagen fibers decreased gradually from the outer annulus fibrosus (OAF) to the central nucleus pulposus (NP). Compared with group NO, the number of disc cells in group O increased significantly. But for proteoglycan in the inner annulus fibrosus (IAF) and NP, the content in group O decreased significantly. IHC analysis showed that TGF-β1, p-Smad2, and p-Smad3 were detected in all tissues. For group O, the content of TGF-β1 in the OAF and NP was significantly higher than that in group NO. For p-Smad2 in IAF and p-Smad3 in OAF, the content in group O were significantly higher than group NO. Conclusion : Histologically, cervical disc degeneration in patients with DO is more severe than that without DO. Local higher content of TGF-β1, p-Smad2, and p-Smad3 are involved in the disc degeneration with DO. Further studies with multi-approach analyses are needed to better understand the role of TGF-β/Smads signaling pathway in the disc degeneration with DO.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제36권1호
• /
• pp.21-33
• /
• 2019

This paper focuses on the interpretation of radiation fluxes from active galactic nuclei. The advantage of positron annihilation spectroscopy over other methods of spectral diagnostics of active galactic nuclei (therefore AGN) is demonstrated. A relationship between regular and random components in both bolometric and spectral composition of fluxes of quanta and particles generated in AGN is found. We consider their diffuse component separately and also detect radiative feedback after the passage of high-velocity cosmic rays and hard quanta through gas-and-dust aggregates surrounding massive black holes in AGN. The motion of relativistic positrons and electrons in such complex systems produces secondary radiation throughout the whole investigated region of active galactic nuclei in form of cylinder with radius R= 400-1000 pc and height H=200-400 pc, thus causing their visible luminescence across all spectral bands. We obtain radiation and electron energy distribution functions depending on the spatial distribution of the investigated bulk of matter in AGN. Radiation luminescence of the non-central part of AGN is a response to the effects of particles and quanta falling from its center created by atoms, molecules and dust of its diffuse component. The cross-sections for the single-photon annihilation of positrons of different energies with atoms in these active galactic nuclei are determined. For the first time we use the data on the change in chemical composition due to spallation reactions induced by high-energy particles. We establish or define more accurately how the energies of the incident positron, emitted ${\gamma}-quantum$ and recoiling nucleus correlate with the atomic number and weight of the target nucleus. For light elements, we provide detailed tables of all indicated parameters. A new criterion is proposed, based on the use of the ratio of the fluxes of ${\gamma}-quanta$ formed in one- and two-photon annihilation of positrons in a diffuse medium. It is concluded that, as is the case in young supernova remnants, the two-photon annihilation tends to occur in solid-state grains as a result of active loss of kinetic energy of positrons due to ionisation down to thermal energy of free electrons. The single-photon annihilation of positrons manifests itself in the gas component of active galactic nuclei. Such annihilation occurs as interaction between positrons and K-shell electrons; hence, it is suitable for identification of the chemical state of substances comprising the gas component of the investigated media. Specific physical media producing high fluxes of positrons are discussed; it allowed a significant reduction in the number of reaction channels generating positrons. We estimate the brightness distribution in the ${\gamma}-ray$ spectra of the gas-and-dust media through which positron fluxes travel with the energy range similar to that recorded by the Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics (PAMELA) research module. Based on the results of our calculations, we analyse the reasons for such a high power of positrons to penetrate through gas-and-dust aggregates. The energy loss of positrons by ionisation is compared to the production of secondary positrons by high-energy cosmic rays in order to determine the depth of their penetration into gas-and-dust aggregations clustered in active galactic nuclei. The relationship between the energy of ${\gamma}-quanta$ emitted upon the single-photon annihilation and the energy of incident electrons is established. The obtained cross sections for positron interactions with bound electrons of the diffuse component of the non-central, peripheral AGN regions allowed us to obtain new spectroscopic characteristics of the atoms involved in single-photon annihilation.

• 한국식품과학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.531-537
• /
• 2000

과일의 방사선 조사 여부를 DNA comet assay로 확인하였다. 포도, 자두, 딸기, 복숭아, 사과, 천도복숭아를 구입하여 1.0kGy이하의 저선량으로 조사하고 비조사 시료와 조사시료간의 DNA 손상청도를 육안 검사 및 측정된 comet tail length로 비교하였다. 모든 시료에서 비조사 시료보다 조사시료의 tail length가 더 길었으며 포도와 자두는 $0{\sim}0.5kGy$에서 뚜렷한 증가가 관찰되었다. 특히 자두의 비조사 시료는 포도, 딸기, 복숭아, 사과, 그리고 천도복숭아의 비조사 시료에 비해서 손상된 세포의 comet 모양의 핵이 많이 관찰되기는 하였으나 항상 비손상된 세포의 원형모양의 핵이 동반되었으며 조사된 시료에서는 모두 전반적으로 comet모양의 핵이 관찰되어 비조사 시료와 조사시료 간에 comet 양상을 비교할 수 있었다. Comet 분석을 이용한 과일의 방사선 조사 유무의 확인은 비조사 시료와 조사시료의 tail length의 측정 및 육안 검사 그리고 통계분석으로 확인이 가능하였다. 한편, 이미지 분석기와 같은 정밀한 시스템이 동반되면 저선량으로 조사된 시료들간의 comet 양상을 정확하게 확인하는 것이 가능하다고 생각된다. 따라서 식품의 'DNA comet assay'는 시료의 저장상태 및 화학적 물리적 충격에 대한 몇가지 제한점을 가지고 있지만 간단하고 신속하게 검지할 수 있으므로 다양한 식품의 방사선 조사 유무를 확인하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.221-234
• /
• 2019

암은 유전적, 대사질환적 그리고 감염성 질환 등에 의해 유발되는 생명을 위협하는 심각한 질환으로서, 세포의 성장이 정상적으로 통제되지 않으며, 공격적인 형태로 주변의 조직이나 장기로 침범하는 경향을 보이는 생명을 심각하게 위협하는 질병이다. 지난 수십 년 간, 인류의 건강을 위협하는 암을 정복하기 위한 지속적인 노력이 있었고, 암 신생 기전 및 항암제 연구가 항암제 내성에 대한 연구와 함께 다양한 연구주제로 다루어져 왔다. Hinokitiol (${\beta}$-thujaplicin)은 측백나무과 편백속에 속하는 나무에서 분비되는 terpenoid 물질로서, 항염증작용, 항균작용 및 몇몇 암세포 주에서 autophagy를 통한 항암효과가 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는, hinokitiol이 세포 영양상태의 변화유무에 관계없이, transcription factor EB (TFEB)의 핵으로의 이동을 촉진한다는 것을 확인하였다. TFEB의 핵으로의 이동은 autophagy 및 lysosome관련 유전자의 발현을 촉진시키고, 세포질 내에 증가된 autosome과 lysosomal puncta의 관찰을 가능하게 하였다. Hinokitiol를 HCC827세포에 처리한 경우에서, 세포 내 autophagy의 증가와 더불어, mitochondria의 hyper-fragmentation과 mitochondria의 authophagic degradation (mitophagy)가 함께 증가되는 것이 관찰되었다. Hinokitiol은 자궁경부암 세포주인 HeLa세포와 비소세포 폐암 세포주인 HCC827에서 암세포 특이 독성을 나타내었다. 더욱이, TFEB 과발현을 통해 autophagy를 인위적으로 증가시킨 HeLa 세포에서 hinokitiol에 대한 세포독성은 더욱 강화된 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 통해, hinokitiol은 TFEB의 핵으로의 이동을 촉발시키는 강력한 autophagy inducer임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 처음으로 확인된 hinokitiol에 의한 TFEB의 활성화 및 비소세포성 암세포에서 항암효과의 상승작용은 다양한 항암제 저항성 세포들에 대한 새로운 치료법 및 대체요법 개발과 관련된 의미 있는 결과로 향후, 분자수준의 작용기작에 대한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국동물학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.57-68
• /
• 1974

저자는 붕어, 두꺼비, 유혈목이, 십자매, 소를 재료로 담낭 상피세포의 조직학적인 관찰과 조직화학적인 성상의 관찰로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 상피세포의 형태는 동물마다 차이를 가지며, 일부의 동물에서 보고된 이른바 통상세포와 간상세포의 2종의 세포를 조직화학적 면에서는 뒷받침 할 수 없었다. 2. 붕어는 단층 원주세포, 두꺼비는 점막주름 상부는 원추형, 주름 측면부는 원주형, 주름 기부는 사다리꼴 세포, 유혈목이는 단층 원주상피로서 높이가 얕은 원주형 내지 입방형 세포 그리고 소는 단층 원주상피로서 원주형이 되었다. 3. 세포질의 eosinophility는 붕어에서는 모든 상피세포의 핵상단부 세포질에서 강하고 균일하였고, 두꺼비에서는 세포질 전체가 약한 세포가 다수 출현하였고, 유혈목이는 핵상부 세포질이 균일하게 강하였으며, 십자매에서는 전 세포질이 균일하였고, 소에서는 세포질 전체가 비교적 균일하였으며 핵 주위 세포질이 환상으로 약하였다. 4. PAS 반응에서 동물에 따른 강약의 차이를 보였고, 세포질이 밝게 보이는 명세포와 어둡게 보이는 암세포로 나눌 수 있었으며, 명세포의 출현은 붕어에서 6.4%, 두꺼비에서 4.3%, 그리고 십자매에서 3.7%였으며 유혈목이와 소에서는 명세포가 출현하지 않았다. 5. Ninhydrin-Schiff에 양성인 단백질 함량은 소, 붕어, 십자매, 두꺼비, 유혈목이의 순이었는데 붕어, 유혈목이, 십자매에서는 점막주름 상부세포들이 풍부하였고, 두꺼비에서는 부위 별 차이가 없을 뿐만 아니라 세포질에 균일하게 함유하였다. 6. 중성 지방은 붕어, 유혈목이, 십자매, 소에서는 세포의 형태에 관계없이 염색성을 보이지 않거나 약한 세포가 출현하였고, 두꺼비에서는 세포 부위의 차이는 있으나 전세포에서 염색성을 나타내었다. 7. RNA 와 DNA는 모든 동물에서 세포의 형태에 관계없이 점막주름 상부세포가 강하고 점막주름 기부 및 측면부의 세포에서는 약한 반응을 보였다.

• Applied Microscopy
• /
• 제38권3호
• /
• pp.175-183
• /
• 2008

흰쥐 간의 약 70%정도를 외과적으로 제거한 후, 시간 경과에 따라 간세포들의 증식과 간조직의 재구성 과정에서 나타나는 변화를 관찰하였고, 세포분열과 연관되어 있는 것으로 알려져 있는 metallothionein (MT)의 발현양상 및 세포내 분포 위치를 알아보고자 하였다. 간 절제 후 광학현미경 관찰 결과, 초기부터 소엽의 중심 정맥 주변 세포판이 붕괴되고 군집이 형성되는 모습이 관찰되었으며 간 절제 후 1일째 이미 세포들의 증식이 뚜렷이 증가하여 있는 모습을 관찰할 수 있었다. 이후 활발한 세포분열이 계속되어 재생이 이루어지게 되며 남아 있던 간조직은 약 7일이 경과하면 원 상태의 수준으로 회복되고, 재구성이 완료되는 것으로 조사되었다. 투과전자현미경을 이용하여 증식중인 간세포들의 미세구조 변화를 관찰하였던 결과, 간 절제 후 3시간 경과한 흰쥐 간세포들에서 핵/세포질 비가 비교적 높게 나타났고, 미토콘드리아의 수가 증가하였으며, 유리리보솜이나 폴리솜들의 분포도 증가된 것을 관찰할 수 있었다. 간 절제 후 24시간 전후 실험군에서는 세포질내 지방방울이 극단적으로 증가된 것이 확인되었으며 간 세포들 사이의 세포연접이 사라지거나 약화된 모습을 나타내었다. 7일째 실험군에서는 세포간 연접장치나 세포내 핵과 소기관들의 분포, 담세관의 미세구조 등이 정상대조군과 유사하게 나타났다. MT의 발현 및 위치를 알아보기 위한 면역조직화학결과 정상대조군 간세포에서는 MT에 대한 양성반응이 세포질과 핵에서 약하게 관찰되었으나, 간 절제 후 3시간이 경과한 실험군에서부터 MT에 대한 양성반응이 증가하기 시작하였으며, 일부 세포들에서는 핵에서도 더욱 뚜렷하였다. 시간 경과에 따라 핵에서의 양성반응은 지속되다가 3일이 경과한 실험군에서부터 핵과 세포질에서의 반응이 약하게 나타나며, 7일이 경과한 실험군에서는 정상대조군과 같은 미약한 반응을 나타냈다. 결론적으로, 부분 간 절제 후 재생과정은 간소엽의 체제가 붕괴되고 세포 증식이 이루어지며, 조직의 재구성과정을 거치는 것으로 요약될 수 있다. 또한 MT 단백질은 간세포들의 세포분열에 연관이 있는 것으로 판단된다.

• 한국안광학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.333-343
• /
• 2004

Impression cytology는 결막상피의 표층을 떼어내기 위해 안구 표면에 cellulose acetate filter 재질을 같이 이용한다. 이 방법은 비 침습적이고 쉽게 시행할 수 있으며 환자에게 최소한의 불편감을 주며 결막표면에 반복해서 시행하여 변화를 관찰하기 위해 사용될 수 있다. 이 방법으로 결막 표면의 형태학적 연구와 squmaous metaplasia의 정도를 평가할 수 있다. 본 연구는 건성안 환자에서 impression cytology를 이용하여 결막표면을 평가하기 위해 수행되었다. 70명의 콘택트렌즈 비착용 학생을 대상으로 조사하였는데 먼저 조사 대상자들에게 McMonnies dry eye symptom questionnaire을 작성하도록 하였다. 그리고 비침습성 tear thinning time(TTT) 검사를 시행하고 다음에 침습성 검사인 Schirmer tear test(SIT), tear film break-up time(TBUT) tests 그리고 Rose-bengal staining올 시행하여 건성안 의심자를 분류하였다. 하 안구결막으로부터 결막 상피세포는 impression cytology기법으로 수집하여 PAS(Periodic Acid Schift)-haematoxylin 염색을 시행하였다. 배상세포와 결막상피세포는 광학현미경 400배에서 관찰하여 squamous metaplasia의 정도에 근거한 Nelson Grading scale에 따라 분류하였는데 이는 배상세포 밀도, 세포의 크기와 형태, 핵:세포질 비 등을 포함한다. 건성안 의심자는 상피세포의 형태적 변화, 핵의 변화, 배상세포 밀도 감소를 보였다. 세포학적 변화 정도는 건성안 조건의 정도에 관련이 있었다. 상피세포 형태를 Nelson의 분류시스템으로 단계를 나눈 결과 대조군의 91.43%가 grade 0 이었고 8.57%가 약간의 이상형태인 grade 1이었다. 반면에 건성안 의심자에서는 20%가 grade 0, 42.86%가 grade 1, 34.29%가 grade 2 그리고 2.86%가 심한 형태적 변화를 보인 grade 3를 나타냈다. Impression cytology는 부작용이나 거부반응이 없는 안구 표면 상피의 비 침습적 또는 최소 침습적 생검법으로 생각되며 안구표면을 포함하는 광범위한 과정을 위한 유용한 진단 기법으로 안전하고 간단하며 건성안 의심자의 다양한 안구 표면 변화의 이해를 증진시키는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.