• BMB Reports
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• 제52권1호
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• pp.35-41
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• 2019

Cellular senescence, a permanent state of cell cycle arrest, is believed to have originally evolved to limit the proliferation of old or damaged cells. However, it has been recently shown that cellular senescence is a physiological and pathological program contributing to embryogenesis, immune response, and wound repair, as well as aging and age-related diseases. Unlike replicative senescence associated with telomere attrition, premature senescence rapidly occurs in response to various intrinsic and extrinsic insults. Thus, cellular senescence has also been considered suppressive mechanism of tumorigenesis. Current studies have revealed that therapy-induced senescence (TIS), a type of senescence caused by traditional cancer therapy, could play a critical role in cancer treatment. In this review, we outline the key features and the molecular pathways of cellular senescence. Better understanding of cellular senescence will provide insights into the development of powerful strategies to control cellular senescence for therapeutic benefit. Lastly, we discuss existing strategies for the induction of cancer cell senescence to improve efficacy of anticancer therapy.

• BMB Reports
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• 제52권1호
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• pp.5-12
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• 2019

Organismal aging is accompanied by a host of progressive metabolic alterations and an accumulation of senescent cells, along with functional decline and the appearance of multiple diseases. This implies that the metabolic features of cell senescence may contribute to the organism's metabolic changes and be closely linked to age-associated diseases, especially metabolic syndromes. However, there is no clear understanding of senescent metabolic characteristics. Here, we review key metabolic features and regulators of cellular senescence, focusing on mitochondrial dysfunction and anabolic deregulation, and their link to other senescence phenotypes and aging. We further discuss the mechanistic involvement of the metabolic regulators mTOR, AMPK, and GSK3, proposing them as key metabolic switches for modulating senescence.

• BMB Reports
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• 제41권7호
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• pp.523-528
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• 2008

BMI-1026 is a synthetic aminopyrimidine compound that targets cyclin dependent kinases (cdks) and was initially designed as a potential anticancer drug. Even though it has been well documented that BMI-1026 is a potent cdk inhibitor, little is known about the cellular effects of this compound. In this study, we examined the effects of BMI-1026 treatment on inducing premature senescence and then evaluated the biochemical features of BMI-1026-induced premature senescence. From these experiments we determined that BMI-1026 treatment produced several biochemical features of premature senescence and also stimulated expression of mitogen activated protein kinase (MAPK) family proteins. BMI-1026 treatment caused nuclear translocation of activated Erk1/2 and the formation of senescence associated heterochromatin foci in 5 days. The heterochromatin foci formation was perturbed by inhibition of Erk1/2 activation.

• 농업과학연구
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• 제7권1호
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• pp.33-37
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• 1980

ethylene이 carnation의 개화(開化)와 노화(老化)에 미치는 영향(影響)과 절화(切花)의 ethylene 발생억제(發生抑制)를 위한 절화보존용액(切花保存溶液)의 효과(效果)를 알기 위해서 절화(切花) carnation 'Coral'을 공시(供試)하여 500 ppm ethephon을 절화전체(切花全體)에 살포(撒布)한 후(後) 증류수(蒸溜水) 또는 보존용액(保存溶液) (5% sucrose+50 ppm $AgNO_3$+300 ppm 8-hydroxyquinoline)에 보존(保存)하였을 때 절화(切花)의 ethylene 발생량(發生量), 수명(壽命), 개화상태(開化狀態), 화중(花重), 흡수량(吸水量) 등을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. ethylene은 carnation의 개화(開化)를 촉진(促進)하는 물질(物質)이 아니며 오히려 sleepiness를 일으켜 개화(開化)를 불능(不能)케 하였다. 2. 절화(切花) carnation의 노화(老化)는 다량(多量)의 ethylene이 절화(切花)로부터 방출(放出)된 후(後) 갑자기 촉진(促進)되므로 ethylene이 노화(老化)의 직접적(直接的)인 trigger로서 작용(作用)하는 것으로 판단(判斷)되었다. 3. ethylene에 의한 절화(切花)의 노화양상(老化樣相)은 그 양(量)에 따라 상당(相當)히 다르게 나타났다. 4. ethylene에 접촉(接觸)된 꽃은 화중(花重), 화경(花徑), 흡수량(吸水量) 등이 감소(減少)되었다. 5. 절화보존용액(切花保存溶液)은 절화(切花)의 ethylene 발생(發生)을 현저(顯著)히 억제(抑制)시켜 절화수명(切花壽命)을 월등(越等)히 증가(增加)시켰다. 그러나 다량(多量)의 ethylene에 접촉(接觸)된 꽃은 보존용액(保存溶液)에 보존(保存)하여도 회복(恢復)되지 않았다.

• BMB Reports
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• 제53권2호
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• pp.65-73
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• 2020

Life expectancy has dramatically increased around the world over the last few decades, and staying healthier longer, without chronic disease, has become an important issue. Although understanding aging is a grand challenge, our understanding of the mechanisms underlying the degeneration of cell and tissue functions with age and its contribution to chronic disease has greatly advanced during the past decade. As our immune system alters with aging, abnormal activation of immune cells leads to imbalance of innate and adaptive immunity and develops a persistent and mild systemic inflammation, inflammaging. With their unique therapeutic properties, such as immunomodulation and tissue regeneration, mesenchymal stem cells (MSCs) have been considered to be a promising source for treating autoimmune disease or as anti-aging therapy. Although direct evidence of the role of MSCs in inflammaging has not been thoroughly studied, features reported in senescent MSCs or the aging process of MSCs are associated with inflammaging; MSC niche-driven skewing of hematopoiesis toward the myeloid lineage or oncogenesis, production of pro-inflammatory cytokines, and weakening their modulative property on macrophage polarization, which plays a central role on inflammaging development. This review explores the role of senescent MSCs as an important regulator for onset and progression of inflammaging and as an effective target for anti-aging strategies.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.724-731
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• 2015

중간엽줄기세포는 성체줄기세포의 한 종류로, 자기재생산능력(self-renwal)과 다분화능(multipotency)을 가지고 있고, 다양한 자양인자(trophic factors)들을 분비한다. 뿐만 아니라, 중간엽줄기세포는 골수, 지방, 탯줄과 같은 조직에서 쉽게 얻을 수 있기 때문에 줄기세포치료에 좋은 도구로 이용되고 있다. 하지만, 줄기세포치료의 효율성을 높이기 위해 추출한 세포의 개체 수를 늘리는 과정에서 중간엽줄기세포는 점차적인 노화를 겪게 되고, 이는 줄기세포 자체의 기능적인 감소를 야기한다. 인체 내에서, 노화된 줄기세포는 조직 내의 항상성 유지에 부정적인 영향 을 미치게 되고, 이러한 상태가 지속되면 대표적인 노인성 질환인 퇴행성 질환의 원인이 된다. 최근 연구들에 의하면 중간엽줄기세포가 노화를 겪을 때, 노화 관련된 DNA 메틸화 패턴의 변화와 히스톤의 변형이 일어남을 확인하였다. 또한, 중간엽줄기세포의 노화에 있어서 DNA 메틸화효소(DNA methyltransferase) 억제제와 히스톤 아세틸화효소(histone deacetylase) 억제제가 부분적으로 노화를 개선하는 효과를 관찰한 연구사례들이 있다. 본 총설에서는, 노화에 따른 후생유전학적인 변화에 의해, 조절되는 노화 관련 유전자들과 중간엽줄기세포의 노화에 대한 연구사례들을 분석하여 서술하고자 한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권4호
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• pp.779-787
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• 2018

본 연구는 가청주파수 축소로 인해 고주파수의 청취력 저하를 겪는 고령층에게 손실된 주파수의 음압을 보상하는 이퀄라이저 연구이다. 연구를 통해 신체 노화에 따라 고주파수 청력역치가 증가하는 원인과 고령층의 가청주파수 특성을 고찰하여 급격하게 증가하고 있는 우리나라 고령층에게 가청주파수 특성을 반영한 이퀄라이저 제공이 필요한 이유를 밝혔다. 현재 일부 애플리케이션에서 사용자의 가청주파수를 확인한 뒤 이를 반영한 이퀄라이저 설정을 제공하는 기능과 연령대 별로 상이한 이퀄라이저 설정을 제공하는 기능이 상용화 되어있으나 실험을 통해 소리 개선 효과를 확인한 결과 고령층의 청력 손실 폭을 온전히 보상하기에는 부족한 것으로 나타났다. 따라서 기존 기능의 한계점을 지적하고 이를 개선하는 방법을 제안하여 고령층에게 제공되는 디지털 미디어 콘텐츠의 소리 전달력을 향상시키는 방법을 모색했다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.209-217
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• 2014

다양한 진핵세포에서 자식작용은 세포질 일부를 격리시켜 분해 구획으로 수송하여 대량 분해시킨다. 자식작용은 역동적인 분해 경로이며, 수송하고자 하는 세포질에 대해 다양한 선택성을 갖고 있고, 그 활성의 조절은 영양상태와 발생 단계에 의존적이다. 최근 자식작용 연구가 많은 관심을 받고 있는데, 이는 자식작용이 흥미로운 세포학적 현상이기 때문이기도 하지만, 자식작용이 가지는 의학적, 농학적 응용 가능성 때문이기도 하다. 이를 테면, 자식작용은 암이나 퇴행성 신경질환과 연관성이 있으며 식물의 잎 노화 중에 일어나는 영양분의 재이동에도 관여하는 것으로 보인다. 본 리뷰에서는 효모, 동물 및 식물에서 보존된 핵심적 자식작용 장치의 유전학적 성분을 기술한 후, 이들 성분이 식물 자식작용의 각 단계에 필요한지 간단히 설명할 것이다. 또한 우리는 자식작용의 네가지 공통 특성, 즉 (i) 분해 과정으로서의 자식작용, (ii) 자식작용 연구에서 유동성 개념, (iii) 발생학적 및 영양분의 신호에 대한 의존성, (iv) 선택적 자식작용에 초점을 맞춘 자식작용의 다양성에 대해 논의할 것이다. 또한 식물자식작용의 세포학적, 생리학적 기능을 요약할 것이다. 이와 같은 논의를 통해 자식작용 연구에 대한 초보적 안내서를 제공하고자 한다.

• Applied Microscopy
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• 제33권1호
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• pp.79-92
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• 2003

Citrus reticulata 감과 과피조직 내에서 탈리를 전후하여 신속하게 진행되는 특정 미세구조의 분화양상을 전자현미경적으로 연구하였다. 특히, 색소체 전환이 진행되어 뚜렷한 외과피층을 이루는 후각세포 내에서 일어나는 미세소기관 분해물질의 형성 및 특성에 초점을 두어 연구하였다. 색 변화가 수반된 발달 중의 외과피 유세포들은 세포벽이 비후되면서 1차공역이 잘 발달하는 후각세포로 분화하며, 대부분의 색소체는 유색체로 전환되어 티라코이드는 거의 소실되고 지질입자를 다량 함유하는 불규칙적인 형태로 변형되었다. 이때 세포막이나 액포막에서는 국부적으로 형성된 수많은 소낭들이 집적되어 세포질 내부로 이동하였고, 세포간 1차공역에 발달하는 원형질연락사를 통한 소낭의 집적현상 또한 빈번히 일어났다. 집적된 소낭들은 융합되어 전자밀도가 높은 구형 또는 일정한 형태가 없는 구조(EDB)로 되며, 이동하여 엽록체, 미토콘드리아 등의 주요 세포소기관을 점차 포위하였다. 소액포들은 융합하여 거대액포가 되며, 세포질 및 EDB에 포위된 소기관들은 점차 분해되기 시작하였다. EDB는 리파제 확인실험에 의해 지질성 물질로 이루어진 구조로 확인되었다. 과피발달 초기에 선행된 중과피 분화는 세포 내에서 급격히 진행된 용해현상에 의해 수많은 소액포들로 이루어진 거대한 세포 공강을 형성하며 밀착되어 불규칙적인 세포벽과 함께 해면성으로 되었다. 이와 같이 본 연구에서는 감과가 식물체에서 분리되기 직전에서부터 탈리 후까지 일어나는 과피의 발달 및 노화현상을 추적하였다.

• Applied Microscopy
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• 제40권2호
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• pp.89-99
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• 2010

섬유모세포 (fibroblast)는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서, 결합조직 전체에 분포하는 것으로 알려져 있다. 섬유모세포는 주위환경에 따라 형태가 쉽게 변하며, 대부분 결합조직내에 고정되어 분포하고 있지만 염증이 일어났을 때나 조직배양중에는 세포들이 이동하기도 한다. 또한 조직이 손상되었을 때 상처부위로 이동하여 대량의 콜라겐 층을 형성함으로써 손상된 조직을 복구시키기도 한다. 미토콘드리아는 전자전달계(electron transport system)를 통해 세포대사에 필요한 ATP를 생산하는 것을 주 기능으로 한다. 미토콘드리아의 형태적 변이와 산화적 스트레스 그리고 전자전달효소 결핍으로 인한 세포내 활성산소의 증가 등의 기능이상으로 세포의 노화가 이루어지기도 하며, apoptosis의 주요 원인이 되기도 한다. 지금까지 간흡충 (Clonorchis sinensis)에 감염된 담관 조직으로부터 분리하여 배양된 섬유모세포에서 나타나는 세포질돌기의 증가와 같은 형태적인 변화양상과 배양중의 섬유모세포에 간흡충 분비배설물질을 첨가할 경우 섬유모세포의 형태와 세포분열양상의 변화가 이루어진다는 보고가 있었다. 하지만 간흡충의 감염이 미토콘드리아 효소의 분포에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 이 연구에서는 간흡충 피낭유충을 실험쥐에 감염시킨 후 시간 경과에 따른 담관의 형태변화를 관찰하고, 간흡충에 감염된 담관과 담관으로부터 분리하여 배양한 섬유모세포의 미토콘드리아 전자전달효소 분포를 확인하여 간흡충에 감염된 담관에 존재하는 섬유모세포가 미토콘드리아 전자전달계 이상으로 인한 변이와 관련이 있는지 확인하였다. 간흡충에 감염된 담관에 분포하는 섬유모세포에서는 주변 섬유성조직에 의한 물리적 손상으로 세포질이 파괴되고, 소포체의 확장 및 미토콘드리아 내막의 손상이 관찰되었다. 미토콘드리아 전자전달 효소는 간흡충에 감염된 담관 조직과 담관 섬유모세포를 분리하여 배양하였을 경우에 정상대조군에 비해 ATPase, COXII, porin의 분포가 감소하였다. 간흡충에 감염된 담관은 충체의 자극으로 인해 결합조직의 섬유화가 이루어지고, 이러한 담관에 존재하는 섬유모세포는 섬유조직에 의한 물리적 상해로 세포가 파괴되었다. 감염된 담관으로 부터 분리된 섬유모세포는 간흡충 감염에 의한 화학적 손상으로 미토콘드리아 전자전달효소가 감소되었다. 그 결과, 섬유모세포는 미토콘드리아의 전자전달계 기능이상으로 인한 세포사멸이 유도될 것으로 추측된다. 따라서 간흡충의 감염은 물리적 자극에 의한 담관의 섬유화, 화학적 자극에 의한 섬유모세포 대사과정의 변이를 유발하며, 미토콘드리아의 경우 ATP 생성을 위한 섬유모세포의 전자전달효소의 분포를 감소시켜 정상 조직에 존재하는 섬유모세포와 같은 기능을 수행하지 못하고 담관의 섬유화가 유지되는 것으로 생각된다.