• 제목/요약/키워드: axonal regeneration

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Effects of Oriental Medicinal Drugs on Axonal Regeneration in the Spinal Cord Neurons

  • An Joung-Jo;NamGung Uk;Seo In-Chan;Kim Yoon-Sik
    • 동의생리병리학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.1640-1646
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    • 2005
  • An oriental medicinal drugs Jahageo (JHG, Hominis placenta) were examined to determine its effects on the responsiveness of central nervous system neurons after injury. We found that JHG was involved in neurite outgrowth of DRG sensory axons. JHG treatment also increased expression of axonal growth-associated protein GAP-43 in DRG sensory neurons after sciatic nerve injury and in the injured spinal cord. JHG treatment during the spinal cord injury increased induction levels of cell division cycle 2 (Cdc2) protein in DRG as well as in the spinal cord. Histochemical investigation showed that induced Cdc2 in the injured spinal cord was found in non-neuronal cells. These results suggest that JHG regulates activities of non-neuronal cells such as oligodendrocyte and astrocyte in responses to spinal cord injury and protects neuronal responsiveness after axonal damage.

Oncomodulin/Truncated Protamine-Mediated Nogo-66 Receptor Small Interference RNA Delivery Promotes Axon Regeneration in Retinal Ganglion Cells

  • Cui, Zhili;Kang, Jun;Hu, Dan;Zhou, Jian;Wang, Yusheng
    • Molecules and Cells
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    • 제37권8호
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    • pp.613-619
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    • 2014
  • The optic nerve often suffers regenerative failure after injury, leading to serious visual impairment such as glaucoma. The main inhibitory factors, including Nogo-A, oligodendrocyte myelin glycoprotein, and myelin-associated glycoprotein, exert their inhibitory effects on axonal growth through the same receptor, the Nogo-66 receptor (NgR). Oncomodulin (OM), a calcium-binding protein with a molecular weight of an ~12 kDa, which is secreted from activated macrophages, has been demonstrated to have high and specific affinity for retinal ganglion cells (RGC) and promote greater axonal regeneration than other known polypeptide growth factors. Protamine has been reported to effectively deliver small interference RNA (siRNA) into cells. Accordingly, a fusion protein of OM and truncated protamine (tp) may be used as a vehicle for the delivery of NgR siRNA into RGC for gene therapy. To test this hypothesis, we constructed OM and tp fusion protein (OM/tp) expression vectors. Using the indirect immunofluorescence labeling method, OM/tp fusion proteins were found to have a high affinity for RGC. The gel shift assay showed that the OM/tp fusion proteins retained the capacity to bind to DNA. Using OM/tp fusion proteins as a delivery tool, the siRNA of NgR was effectively transfected into cells and significantly down-regulated NgR expression levels. More importantly, OM/tp-NgR siRNA dramatically promoted axonal growth of RGC compared with the application of OM/tp recombinant protein or NgR siRNA alone in vitro. In addition, OM/tp-NgR siRNA highly elevated intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) levels and inhibited activation of the Ras homolog gene family, member A (RhoA). Taken together, our data demonstrated that the recombinant OM/tp fusion proteins retained the functions of both OM and tp, and that OM/tp-NgR siRNA might potentially be used for the treatment of optic nerve injury.

Regulatory Effects of Samul-tang on Axonal Recovery after Spinal Cord Injury in Rats

  • Lee, Ki-Tae;Kim, Yoon-Sik;Ryu, Ho-Ryong;Jo, Hyun-Kyeng;An, Jung-Jo;Namgung, Uk;Seol, In-Chan
    • 동의생리병리학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.1303-1310
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    • 2006
  • In oriental medicine, Samul-tang (SMT) has been used for the treatment of cardiovascular diseases and neuronal disorders. Here, possible effects of SMT on axonal regeneration after the spinal cord injury were examined. SMT treatment induced increases in regeneration-related proteins GAP-43, cell division cycle 2 (Cdc2) and phospho-Erk1/2 in the peripheral sciatic nerves after crush injury. Increased levels of Cdc2 and phospho-Erk1/2 were observe mostly in the gray matter area and some in the dorsomedial white matter. These increases correlated with increased cell numbers in affected areas. Moreover, axons of corticospinal tract (CST) showed increased sprouting in the injured spinal cord when administrated with SMT compared with saline-treated control. Thus, the present data indicate that SMT may be useful for identifying active components and for therapeutic application toward the treatment of spinal cord disorders after injury.

화타협척혈 침자극에 의한 손상 말초신경의 재생효과에 관한 연구 (Studies of the Effects of Acupuncture Stimulation at Huatuo Jiaji(EX B2) Points on Axonal Regeneration of Injured Sciatic Nerve in the Rats)

  • 김대필;박영회;금동호
    • 한방재활의학과학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.39-61
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    • 2008
  • 목적 : 좌골신경 압좌손상으로 유발된 쥐의 모델을 이용하여 손상된 말초신경의 재생효과에 관한 침자극 효과를 세포분자학적, 조직학적 관점에서 연구하였다. 아울러 손상 좌골신경을 지배하는 척수신경근과 가까운 부위 경혈자극과 좌골신경이 지배하는 말초부위 경혈자극과의 침자극 효과를 비교 연구하였다. 방법 : 한쪽 좌골신경에 압좌손상을 유발 한 실험쥐들을 1주, 2주로 나눈 뒤 각각에 대해 격일로 1주군은 3회, 2주군은 6회의 침자극을 시행하였다. 손상 좌골신경의 재생효과를 비교실험하기 위해 정상군, 압좌손상만을 유발한 실험군, 침자극 군으로 나누었다. 침자극 군 중 한 군은 손상신경을 지배하는 척수신경근에 가장 가까운 2개의 화타협척혈(EX B2)에 자침(근위부 자극군)하였고, 다른 한 군은 말초부위에 위치한 족삼리혈(ST 36)과 위중혈(BL 40) 2곳에 자침(원위부 자극군)하였다. 실험 후 각각의 조직을 분리하여 Western blotting 혹은 Hoechst staining으로 Gap-43, Cdc2, Cdk2, Erk1/2 단백질을 분석 및 좌골신경의 각 세포수를 측정하였다. Retrograde tracing을 통해 L5의 DRG와 척수에서 말초신경 재생 효과를 관찰하였고, Immunofluorescence staining을 통해 신경돌기 가지의 신장 정도를 파악하였다. 결과 : 좌골신경 손상 7일된 실험쥐의 근위부와 원위부 침자극군에서 GAP-43와 Cdc2 단백질수준이 향상된 것으로 나타났다. Cdk2 단백질수준은 압좌손상 실험군에서 강하게 증가하였지만 침자극군과 비교해서 별다른 차이는 보이지 않았다. Phospho-Erk1/2 단백질수준은 침자극군에서 향상된 것으로 나타났다. 손상 7일과 14일 된 실험쥐의 손상 원위부에서 슈반세포 수가 증가하였으며 특히 근위부 침자극군에서 더욱 증가한 것으로 나타났다. Retrograde tracing을 이용한 검사 결과 침자극군에서 L5의 DRG와 척수의 염색 세포 수가 증가된 것으로 나타나 침자극이 축삭재생에 효과적인 것으로 나타났다. L5의 DRG 감각신경의 신경돌기 가지 신장정도 및 GAP-43 단백질의 발현 정도를 측정한 결과 근위부 침자극군에서 효과적으로 GAP-43 단백질의 발현 및 신경돌기 가지가 신장된 것으로 나타났다. 결론 : 본 실험결과 침치료가 손상 좌골신경의 재생에 효과적인 것으로 보여지며, 특히 손상된 좌골신경을 지배하는 척수신경근 주위 화타협척혈에 대한 침자극이 말초부위의 침자극에 비해 신경재생에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

운동이 좌골신경 손상 F344쥐의 Neurotrophins, BDNF, NT-3, GAP-43 단백질 발현과 축삭재생에 미치는 영향 (Effect of Exercise on Neurotrophins, BDNF, NT-3, GAP43 Protein Expression and Axonal Regeneration after Sciatic Nerve Injury in F344 Rats)

  • 윤진환;서태범
    • 생명과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.464-471
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    • 2006
  • 본 연구에서는 흰쥐의 좌골신경을 손상시킨 후 트레드밀 운동을 적용하여 신경돌기 성장과 좌골신경의 축삭 재생 및 신경성장 인자 발현 그리고 신경기능지수의 변화를 연구했다. 본 연구결과 좌골손상 후 트레드밀 운동을 실시한 그룹이 비운동군에 비해 축삭재생이 촉진되었고, 원위부의 좌골신경에서도 NGF, BDNF단백질 발현이 상당히 증가된 것으로 나타났다. 또한 좌골신경지수를 검사한 결과에서도 운동을 실시한 흰쥐가 비운동 흰쥐에 비해 기능적 회복이 상당히 빠른 것으로 나타났다. 이러한 결과는 좌골손상 후 운동의 실시가 좌골신경의 축삭재생 촉진과 신경영양인자의 발현증가를 통해 기능적 회복에 도움이 될 수 있음을 보여주는 것이다.

도인(桃仁)이 중추신경 재생 촉진에 미치는 영향 (Effect of the Water Extract of Persicae Semen on Promotion of Axon Regeneration)

  • 신진봉;문구;이종덕;원진희;이재원
    • 동의생리병리학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.145-152
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    • 2007
  • Following CNS injury, inhibitory influences at the site of axonal damage occur. Glial cells become reactive and form a glial scar, gliosis. Astrocyte-rich gliosis relates with up-regulation of GFAP and CD81, and eventually becomes physical and mechanical barrier to axonal regeneration. It is postulated that the astrocytic reaction is absent, regeneration of axons can occur. And it was reported that treatment with anti CD81 antibodies enhanced functional recovery in the rat with spinal cord injury. So in this current study, the author investigated the effect of the water extract of Persicae Semen on the regulation of GFAP and CD81 that increase when gliosis occurs. Persicae Semen decreased the expression of GFAP and CD81 in astrocyte cell by ELISA method. Persicae Semen decreased the RNA expression of CD81 and GFAP. The proteins that separate in whole cell were analaysed by western blot, and the expression of GFAP and CD81 was decreased. In vivo, rats brains were peformed cortical stab wound, the water extracts of Persicae Semen were injected for 7 days, 30 days. As a result, GFAP and CD81 expression were decreased in immunohistochemistry. These findings demonstrate that Persicae Semen decreases GFAP and CD81 expression. Accordingly, Persicae Semen could be a candidate for promotion of axon regeneration after CNS injury.

Neural Ablation and Regeneration in Pain Practice

  • Choi, Eun Ji;Choi, Yun Mi;Jang, Eun Jung;Kim, Ju Yeon;Kim, Tae Kyun;Kim, Kyung Hoon
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제29권1호
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    • pp.3-11
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    • 2016
  • A nerve block is an effective tool for diagnostic and therapeutic methods. If a diagnostic nerve block is successful for pain relief and the subsequent therapeutic nerve block is effective for only a limited duration, the next step that should be considered is a nerve ablation or modulation. The nerve ablation causes iatrogenic neural degeneration aiming only for sensory or sympathetic denervation without motor deficits. Nerve ablation produces the interruption of axonal continuity, degeneration of nerve fibers distal to the lesion (Wallerian degeneration), and the eventual death of axotomized neurons. The nerve ablation methods currently available for resection/removal of innervation are performed by either chemical or thermal ablation. Meanwhile, the nerve modulation method for interruption of innervation is performed using an electromagnetic field of pulsed radiofrequency. According to Sunderland's classification, it is first and foremost suggested that current neural ablations produce third degree peripheral nerve injury (PNI) to the myelin, axon, and endoneurium without any disruption of the fascicular arrangement, perineurium, and epineurium. The merit of Sunderland's third degree PNI is to produce a reversible injury. However, its shortcoming is the recurrence of pain and the necessity of repeated ablative procedures. The molecular mechanisms related to axonal regeneration after injury include cross-talk between axons and glial cells, neurotrophic factors, extracellular matrix molecules, and their receptors. It is essential to establish a safe, long-standing denervation method without any complications in future practices based on the mechanisms of nerve degeneration as well as following regeneration.

중추신경계의 재생에 관한 문헌고찰 (The Literature Review of Central nervous system regeneration)

  • 김동현;백수정;김진상
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제12권3호
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    • pp.395-406
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    • 2000
  • In general. it is known that central nervous system associated with nerve injury and regeneration in mature cann't regenerate, unlikely peripheral nervous system, due to various reasons. Although a lot of Patients arc suffered with central nervous system injury in the world, but there art a few resolution and researches and investigations. 'rho effect of central nervous system regeneration was partly revealed by many researchers. In this article, we describe about recovery (inclusive of axonal regeneration, remyelination, repair of spinal cord) and associated factors(inclusive of macrophage and autoimmune T-cell. neural stem cells. Nogo) after central nervous system injury.

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좌골신경섬유 재생시 Cdc2 kinase 매개성 슈반세포 활성화의 역할 규명 (Cdc2 promotes activation of Schwann cell in regenerating axon after sciatic nerve injury in the rat.)

  • 한인선;서태범;김종오;남궁욱
    • 혜화의학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.201-211
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    • 2005
  • Cdc2 kinase is a prototypical cyclin-dependent kinase critical for G2 to M phase cell cycle transition. Yet, its function in the nervous system is largely unknown. Here, we investigated possible role of Cdc2 in axonal regeneration using sciatic nerve system in rat. Cdc2 protein levels and activity were increased in the injured sciatic nerves 3 and 7 days after crush injury and then decreased to basal level 14 days later. Administration of Cdc2 kinase inhibitor roscovitine in vivo at the time of crush injury significantly inhibited axonal regeneration when regrowing axons were analyzed using retrograde tracers. Cdc2 protein levels in cultured Schwann cells which were prepared from sciatic nerves 7 days after crush injury were much higher compared with those from uninjured sciatic nerves, suggesting that Cdc2 protein expression was primarily induced in the Schwann cells. To further investigate Cdc2 function in Schwann cell, we examined changes in cultured Schwann cell proliferation and migration in culture system. Both the number of proliferating Schwann cells and the extent of neurite outgrowth from co-cultured DRG neurons were significantly decreased by Cdc2 inhibitor roscovitine treatment in DRG culture which was prepared from animals with sciatic nerve injury for 7 days. Also, Schwann cell migration in the injured sciatic nerve explant was significantly inhibited by roscovitine treatment. Taken together, the present data suggest that Cdc2 may be involved in peripheral nerve regeneration via Schwann cell proliferation and migration.

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말초신경의 재생에 대한 녹용의 효과; 랫드에서 실험적 절단 좌골신경의 Sprout 형성에 관해 (Effects of Deer Antler on the Regeneration of Peripheral Nerves; About Sprout Formation of Experimentally Transected Sciatic Nerves in Rat)

  • 장병준;조익현;최혜영;원희영;박창현;배춘식;최농훈
    • Applied Microscopy
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    • 제32권1호
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    • pp.67-80
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    • 2002
  • 좌골신경 재생에 미치는 녹용의 효과를 알아보기 위해 300 gm 내외의 수컷 Sprague-Dawley계 랫드에 체중 100 gm당 1.5 ml의 수용성 녹용추출물을 각각 1주, 2주, 3주간 매일 1회씩 경구 투여한 후 양쪽 하지의 좌골신경을 절단하였다. 6시간 경과 후 절단부의 근위부에서 절취한 좌골신경을 통상적인 전자현미경기법으로 처리하여 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정상대조군의 좌골신경은 신경마디에서 axonal sprouting이 관찰되지 않았고, 전자밀도가 높은 축삭막의 돌출구조가 종종 관찰되었다. 2. 생리식염수 투여군의 좌골신경의 신경마디에서 axonal sprouts의 형성이 관찰되었으며, 그 길이는 대부분 짧았고, 내부에 많은 소포와 공포를 함유하고 있었으며 일부에서는 신경세사를 비롯한 세포소기관을 가지고 있었다. 각각 100개씩의 세로절단된 신경마디에서 sprouts 의 존재여부를 계수한 바 1주 투여군에서 29개(29%), 2주 투여군에서 32개 (32%), 3주 투여군에서 30개 (30%)로 각각 나타났다. 3. 녹용 투여군의 좌골신경의 신경마디에서 axonal sprouts의 형성이 관찰되었고 대부분 그 길이가 짧았으나 2주 투여군과 3주 투여군에서 종종 긴 sprouts가 관찰되었다. Sprouts의 내부에는 많은 소포와 공포를 함유하고 있었고 종종 신경세사, 사립체 등의 소기관을 함유하고 있는 경우도 있었다. 각각 100개씩의 세로절단된 신경마디에서 계수한 sprouts의 수는 1주 투여군에서 38개 (38%), 2주 투여군에서 46개 (46%), 3주 투여군에서 48개(48%)로 각각 나타났다. 이상의 결과로부터 녹용추출물의 선투여는 절단좌골신경의 sprout 형성을 촉진함을 알 수 있었고, 이는 녹용이 말초신경의 재생에 효과가 있음을 시사한다고 생각된다.와 전자밀도가 낮은 소포들이 혼합된 형과 전자밀도가 낮은 소포들로만 이루어진 연접체 등 두 종류를 소지하고 있어 두 종간 차이가 확인되었다.흰쥐 전뇌 기저부 Meynert기저핵에서의 ChAT면역반응 신경세포들은 출생 후 발생과정에서 세포소기관과 신경돌기들의 분화에 따른 세포체 부피의 증가, 분화된 세포형들의 출현 율의 증가 및 세포의 손실이 없는 상태에서 세포 응축 등의 과정을 통하여 세포들이 분화한다고 생각된다.\mu}m$정도로 세포질 대비 매우 컸다. 이들은 다양한 크기의 전자밀도가 높은 둥근 과립(직경 $1\sim0.2{\mu}m$)을 소지하고 있었으며, 세포의 표면은 여러 형태의 사상족(filopodia)들을 뻗어 노쇠한 세포들을 포식하였다. 신경망(neuropiles)들은 신경분비세포를 둘러싸고 있었으며, 신경섬유 속에서 다양한 종류의 연접소포들(synaptic vesicles)이 관찰되었는데, 전자밀도, 크기 그리고 모양에 따라 6종류로 분류되었다.로 확인되었다. 방사대는 외측에 않은 homogeneous layer와 내측에 2개의 두꺼운 helicoidal layers (zona radiata interna and zona radials externa)총 3개의 구조물로 구성되어 있었다. 정상적인 환경조건에서 볼 때 난포는 난형성과 생식소에서 분비되는 스테로이드 흐르몬의 생성에 충분할 만큼 조직의 발달과 호르몬의 주기적인 분비에 영향을 주는 것으로 나타났다.%o보다 20%o, 30%o에 적응(適應)된 개체의 신장조직(腎臟組織)에서 더많이 발생되었다. 틸라피아의 신사구체(腎絲球體)는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에 신장(腎臟)에서 수축된 것으로 나타났다. 30%o의 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 평균 신사구체(腎絲球體)의 면적은