Messenger ribonucleoprotein particles (mRNPs) are used to transport mRNAs along neuronal dendrites to their site of translation. Staufen2 is an mRNA-binding protein expressed in the cell bodies and cellular processes of different brain cells. It is notably involved in the transport of dendritic mRNAs along microtubules. Its knockdown expression was shown to change spine morphology and impair synaptic functions. However, the identity of Staufen2-bound mRNAs in brain cells is still completely unknown. As a mean to identify these mRNAs, we immunoprecipitated Staufen2-containing mRNPs from embryonic rat brains and used a genome wide approach to identify Staufen2-associated mRNAs. The genome wide approach identified 1780 mRNAs in Staufen2-containing mRNPs that code for proteins involved in cellular processes such as post-translational protein modifications, RNA metabolism, intracellular transport and translation. These results represent an additional and important step in the characterization of Staufen2- mediated neuronal functions in rat brains.
목 적:카테콜라민은 교감신경계에서 신경전달물질이며 스트레스자극에 의해 활성화된다. TH와 DBH는 카테콜라민 합성에 매우 중요한 효소이다. CRH는 스트레스 반응에서 방출되는 호르몬이다. 이번 연구의 목적은 부동스트레스가 흰쥐 뇌에서 TH, BDH와 CRH 유전자발현에 어떤 영향을 미치는가를 알아보기 위한 것이다. 방 법:2시간 동안 부동스트레스와 무처치 흰쥐의 뇌에서 TH, DBH와 CRH 유전자 발현량을 비교하였다. TH, DBH와 CRH 유전자 발현은 RT-PCR과 western blotting analysis에 의해 정량하였다. 결 과:부동스트레스 흰쥐 그룹의 뇌와 부신에서 TH와 DBH 유전자발현은 정상그룹보다도 약 2-3배 유의하게 증가하였으며, CRH유전자는 약 1.5배 유의하게 증가하였다. 결 론:이번 연구는 흰쥐의 뇌와 부신에서 TH, DBH와 CRH 유전자는 스트레스 자극에 의해 발현이 활성화됨을 확인할 수 있었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제6권1호
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pp.47-52
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2006
The objective of this study is to evaluate the effects of size and permittivity on the specific absorption rate(SAR) values of rat brains during microwave exposure at mobile phone frequency bands. A finite difference time domain (FDTD) technique with perfect matching layer(PML) absorbing boundaries is used for this evaluation process. A color coded digital image of the Sprague Dawley(SD) rat based on magnetic resonance imaging(MRI) is used in FDTD calculation with appropriate permittivity values corresponding to different tissues for 3, 4, 7, and 10 week old rats. This study is comprised of three major parts. First, the rat model structure is scaled uniformly, i.e., the rat size is increased without change in permittivity. The simulated SAR values are compared with other experimental and numerical results. Second, the effect of permittivity on SAR values is examined by simulating the microwave exposure on rat brains with various permittivity values for a fixed rat size. Finally, the SAR distributions in depth, and the brain-averaged SAR and brain 1 voxel peak SAR values are computed during the microwave exposure on a rat model structure when both size and permittivity have varied corresponding to different ages ranging from 3 to 10 weeks. At 900 MHz, the simulation results show that the brain-averaged SAR values decreased by about 54 % for size variation from the 3 week to the 10 week-old rat model, while the SAR values decreased only by about 16 % for permittivity variation. It is found that the brain averaged SAR values decreased by about 63 % when the variations in size and permittivity are taken together. At 1,800 MHz, the brain-averaged SAR value is decreased by 200 % for size variation, 9.7 % for permittivity variation, and 207 % for both size and permittivity variations.
Kim, Ki-Jeong;Seo, Jin-Hee;Sung, Yun-Hee;Kim, Bo-Kyun;Kim, Dae-Young;Lee, Sang-Hak;Kim, Chang-Ju;Kim, Young-Pyo
운동영양학회지
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제13권3호
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pp.203-209
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2009
Periventricular leukomalacia (PVL) is a common white matter lesion affecting the neonatal brains. PVL is closely associated with cerebral palsy (CP). It has been suggested that maternal or placental infection can induce damage to the neonatal brains. In the present study, we investigated the effects of treadmill running and swimming of rat pups on the GFAP and MBP expressions in the brains of rat pups with maternal lipopolysaccharide (LPS)-induced CP. The rats were divided into the six groups for experiment 1: the control group, the control with mild exercise group, the control with moderate exercise group, the LPS-treated group, the LPS-treated with mild exercise group, and the LPS-treated with moderate exercise group (n=6 in each group). The rats in the running groups were forced to run on a motorized treadmill for 30 min 5 times a week for 4 weeks. For experiment 2, the rats were divided into four groups: the control group, the LPS-treated group, the LPS-treated with swimming group, and the LPS-treated with treadmill running group (n = 5 in each group). The rats in the swimming group were made to swim for 30 min once a day for 5 times per week during 2 weeks. The rats in the treadmill running group were made to run for 30 min once a day for 5 times per week during 2 weeks. The present results showed that intracervical maternal LPS injection during pregnancy significantly increased GFAP expression in the striatum and significantly decreased MBP expression in the corpus callosum of rat pups. The present results also showed that treadmill running and swimming significantly suppressed GFAP expression and significantly enhanced MBP expression in the brains of rat pups with maternal LPS-induced CP. This effect of treadmill running was shown as equally both in the mild-intensity exercise and in the moderate-intensity exercise. The present study revealed that exercise, both the treadmill running and swimming, is effective for the treatment of astrogliosis and hypomyelination associated with CP. Here in this study, we showed that treadmill running and swimming are effective for alleviating the detrimental effects of CP.
There is a critical developmental period during which brain sexual differentiation proceeds irreversibly under the influence of gonadal hormone. Recently, kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3) gene expressed during the 'critical period' of rat brain differentiation was identified by us (Choi and Lee, 1999). KAP3 functions as a microtubule-based motor that transports membranous organelles anterogradely in cells, including neurons (Yamazaki et al., 1996). mRNA level of KAP3 gene markedly increased before the initiation of puberty. Neonatal treatment of estrogen clearly inhibited the prepubertal increase in KAP3 mRNA level (Choi and Lee, 1999). In the present study, we aimed to investigate the effects of polychlorinated biphenyls (PCBs), as endocrine disruptors (EDs) on the expression of KAP3 gene during the 'critical period' of rat brain development. In our data, PCBs significantly decreased the expression of KAP3 gene in the fetal (day 17) and the neonatal (day 6 after birth in) male and female rat brains. The body weight and the breeding ability were significantly decreased in the PCBs-exposed rats compared with the control. These results showed that PCBs affect the transcriptional level of brain sexual differentiation related gene, KAP3, in the fetal and the neonatal rat brains. The maternal exposure to the PCBs may lead to toxic response in embryonic brain sexual differentiation and breeding ability after sexual maturation. This study indicates that KAP3 gene may be useful as a gene marker to analyze the molecular mechanism of toxic response in the animal brain development and sexual maturation exposed to PCBs.
The effect of extremely low frequency (ELF,60Hz) magnetic fields (MFs) on convulsions was investigated in rats. We determined the onset arid duration of convulsions induced by bicuculline alone or by co-exposure to MFs and bicuculline. In addition, we measured the GABA concentrations in the rat brains using HPLC-ECD. MFs strengthened the convulsion induced by bicuculline (0.3, 1, and 3${\mu}g$, I.c.v.), with a shortening of the onset time, but lengthening of the duration time. Co-exposure to MFs and bicuculline decreased the GABA levels in the cortex, hippocampus and hypothalamus, whereas MFs alone reduced the level of GABA only in the hippocampus. These results suggest that the exposure to MFs may modulate bicuculline-induced convulsions due to GABA neurotransmissions in rat brains.
Shin Song Woo;You Kwan Hee;Ryu Hye Myung;Kim Su Won;Kwon Oh Sik;Song Jae Chan;Kim Myoung Hee;Kim Dae Ran;Yoo Min
대한의생명과학회지
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제11권2호
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pp.109-113
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2005
From the RT-PCR amplifications using mRNA templates isolated from Sprague-Dawley rat brains, we isolated a cDNA fragment of 1,524 bp which covered the full coding information of the rat brain CYP2El. Its nucleotide sequence was identical to the previously reported rat liver CYP2El mRNA except for the difference of one base (A to C at the nucleotide position 73). This difference also altered the amino acid Lys to GIn. However, no insertion or deletion of nucleotide(s) which could alter the reading frame was found within the structure of this rat brain CYP2El. This study should provide the molecular basis regarding the pathophysiological function of CYP2El in the brain.
Proteomic analyses of synaptic vesicle fraction from rat brain have been performed for the better understanding of vesicle regulation and signal transmission. Two different approaches were applied to identify proteins in synaptic vesicle fraction. First, the isolated synaptic vesicle proteins were treated with trypsin, and the resulting peptides were analyzed using a high-pressure capillary reversed phase liquid chromatography/tandem mass spectrometry (cRPLC/MS/MS). Alternatively, proteins were separated by two-dimensional gel electrophoresis (2DE) and identified by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-TOF/MS). Total 18 and 52 proteins were identified from cRPLC/MS-MS and 2DE-MALDI-TOF-MS analysis, respectively. Among them only 2 proteins were identified by both methods. Of the proteins identified, 70% were soluble proteins and 30% were membrane proteins. They were categorized by their functions in vesicle trafficking and biogenesis, energy metabolism, signal transduction, transport and unknown functions. Among them, 27 proteins were not previously reported as synaptic proteins. The cellular functions of unknown proteins were estimated from the analysis of domain structure, expression profile and predicted interaction partners.
Gamma knife surgery (GKS) is used for the treatment of various human brain disorders. However, the biological effects of gamma ray irradiation on both the target area, and the surrounding tissues are not well studied. The effects of gamma ray exposure to both targeted and untargeted regions were therefore evaluated by monitoring gene expression changes in the unilateral irradiated (60 Gy) and contralateral un-irradiated striata in the rat. Striata of irradiated and control brains were dissected 16 hours post-irradiation for analysis using a whole genome 44K DNA oligo microarray approach. The results revealed 230 induced and 144 repressed genes in the irradiated striatum and 432 induced and 239 repressed genes in the unirradiated striatum. Out of these altered genes 39 of the induced and 16 of the reduced genes were common to both irradiated and un-irradiated tissue. Results of semiquantitative, confirmatory RT-PCR and western blot analyses suggested that ${\gamma}$-irradiation caused cellular damage, including oxidative stress, in the striata of both hemispheres of the brains of treated animals.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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