• Applied Microscopy
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• 제41권4호
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• pp.249-255
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• 2011

신경세포는 생존 및 정상적인 기능을 위하여 다량의 에너지를 소비하므로, 미토콘드리아의 기능이 매우 중요하다. 미토콘드리아는 신경세포 내에서 신경돌기를 따라 이동하기도 하고, 세포내 여러 상황에 따라 접합과 절단을 반복하면서 그 분포와 형태가 역동적으로 변화한다. 역동적인 미토콘드리아의 형태 변화는 주로 GTPase 단백질인 Dynamin-related protein-1 (Drp1)에 의한 절단에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 중추신경계 신경세포에서의 미토콘드리아 분포 및 형태 변화 조절에 대해서는 비교적 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구의 저자들은 미토콘드리아에 선택적으로 표적화되는 DsRed-mito 플라스미드를 일차 배양한 대뇌겉질 신경세포에 유전자 도입하여, 가지돌기 및 축삭에 분포하는 미토콘드리아의 길이와 역동성을 분석하였다. 흥미롭게도, 축삭 말단 부위에 분포하는 미토콘드리아의 길이가 세포체 근처의 축삭에 분포하는 미토콘드리아에 비하여 유의미하게 짧았다. 또한 Drp1 단백질이 가지돌기와 축삭에 다량 분포하며, 형광현미경하에서 이뤄진 실시간 촬영을 통해 축삭내에서 미토콘드리아의 절단이 활발하게 나타나는 것을 관찰하였다. 이를 통해, 축삭 말단 미토콘드리아의 길이 감소는 축삭 내 분포하는 Drp1 단백질의 활성에 의한 것으로 생각할 수 있었다. 위 가설을 검증하기 위하여, Drp1의 우성음성돌연변이 단백질을 신경세포에 유전자 도입하여 내재적 Drp1의 활성을 억제한 결과, 축삭 내 미토콘드리아 길이의 유의미한 증가가 관찰되었다. 이러한 결과들을 종합할 때, 대뇌겉질 신경세포에서 미토콘드리아의 절단은 축삭 내에서 지엽적으로도 진행되며, 이에 의하여 축삭내 위치에 따른 미토콘드리아의 길이 변화가 조절되는 것으로 생각되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.371-378
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• 2021

본 연구는 여성노인을 대상으로 낙상예방을 위한 12주간 복합운동프로그램이 여성노인의 낙상관련 건강체력, 낙상위험도, 자세균형에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 연구대상자는 운동그룹 16명 통제그룹 16명으로 총 32명이 참여하였다. 운동그룹은 복합운동프로그램을 주 3회 60분씩 12주 동안 실시하였고 통제그룹은 같은 기간 동안 일상적인 생활을 하였다. 여성노인들의 낙상관련 건강체력은 노인체력검사(SFT: senior fitness test)중 동적평형성, 2분 동안 제자리걷기, 30초 동안 일어섰다 앉기 검사를 측정하였다. 여성노인들의 낙상위험도는 Tetrax장비로 측정하고 자세균형능력은 Spine Balance 3D를 이용하여 측정하였다. 본 연구의 자료처리는 SPSS/ver. 21을 이용하여 이원반복측정 변량분석(two-way ANOVA with repeated measures)을 실시하였고, 유의수준은 α=.05로 하였다. 본 연구결과 복합운동을 적용한 운동그룹은 동적평형성(p=.001), 2분 제자리걷기(p=.001), 30초 동안 일어섰다 앉기(p=.001), 낙상위험도(p=.002), 자세균형(p=.034)에서 통계적으로 유의한 차이가 보였지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과를 살펴보면 여성노인들의 12주간 복합운동프로그램 참여가 그들의 건강체력과 자세안정성을 향상시키고 낙상의 위험을 감소시킬 수 있을 것이다.

• Animal Bioscience
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• 제35권3호
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• pp.367-376
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• 2022

Objective: The highly pathogenic avian influenza virus (HPAIV) is a threat to the poultry industry as well as the economy and remains a potential source of pandemic infection in humans. Antiviral genes are considered a potential factor for HPAIV resistance. Therefore, in this study, we investigated gene expression related to cytokine-cytokine receptor interactions by comparing resistant and susceptible Ri chicken lines for avian influenza virus infection. Methods: Ri chickens of resistant (Mx/A; BF2/B21) and susceptible (Mx/G; BF2/B13) lines were selected by genotyping the Mx dynamin like GTPase (Mx) and major histocompatibility complex class I antigen BF2 genes. These chickens were then infected with influenza A virus subtype H5N1, and their lung tissues were collected for RNA sequencing. Results: In total, 972 differentially expressed genes (DEGs) were observed between resistant and susceptible Ri chickens, according to the gene ontology and Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathways. In particular, DEGs associated with cytokine-cytokine receptor interactions were most abundant. The expression levels of cytokines (interleukin-1β [IL-1β], IL-6, IL-8, and IL-18), chemokines (C-C Motif chemokine ligand 4 [CCL4] and CCL17), interferons (IFN-γ), and IFN-stimulated genes (Mx1, CCL19, 2'-5'-oligoadenylate synthase-like, and protein kinase R) were higher in H5N1-resistant chickens than in H5N1-susceptible chickens. Conclusion: Resistant chickens show stronger immune responses and antiviral activity (cytokines, chemokines, and IFN-stimulated genes) than those of susceptible chickens against HPAIV infection.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.83-83
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• 2003

The lutropin/choriogonadotropin receptor (LHR) is a member of the rhodopsin-like subfamily of G protein coupled receptor (GPCRs), that has been shown to mediate the internalization of its two naturally occurring agonist, lutropin and choriogonadotropin (CG). The clustered agonist-receptor complex is internalized by a dynamin-dependent pathway and traverses the endosomal compartment without agonist dissociation Dissociation of the agonist-receptor complex occurs in the lysosomes, where both the agonist and receptor are degrade. Recently, constitutively activating mutations of the receptor have been identified that are associated with familial male-precocious puberty (FMPP). A FMPP is a form of sexual precocious puberty in boys in which testosterone levels are elevated independent of changes in luteinizing hormone-releasing hormone and serum luteinizing hormone levels, We have now analyzed two naturally occurring, constitutively active mutants of the human LHR. These mutations were introduced into the rat LHR (rLHR) and are designated L435R and D556Y. Cells expressing rLHR-D556Y bind human choriogonadotropin (hCG) with normal affinity, exhibit a 25-fold increase in basal cAMP and respond to hCG with a normal increase in cAMP accumulation. Cells expressing rLHR-L435R also bind hCG with normal affinity, exhibit a 47-fold increase in basal cAMP, and do not respond to hCG with a further increase in cAMP accumulation. This mutation enhances the internalization of the free and agonist-occupied receptors ~2- and ~17- fold, respectively We conclude that the state of activation of the rLHR can modulate its basal and/or agonist-stimulated internalization. Since the internalization of hCG is involved in the termination of hCG actions, we suggest that the lack of responsiveness detected in cells expressing rLHR-L435R is due to the fast rate of internalization of the bound hCG. The finding that membranes expressing rLHR-L435R respond to hCG with an increase in adenylyl cyclase activity supports this suggestion. Autonomous Leydig cell activity in FMPP is caused by a constitutively activating LH/CGR.

• Animal Bioscience
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• 제36권6호
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• pp.851-860
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• 2023

Objective: This study aims to evaluate the target genes of gga-miR-20a-5p and the regulated immune responses in the chicken macrophage cell line, HD11, by the exosome-mediated delivery of miR-20a-5p. Methods: Exosomes were purified from the chicken macrophage cell line HD11. Then, mimic gga-miR-20p or negative control miRNA were internalized into HD11 exosomes. HD11 cells were transfected with gga-miR-20a-5p or negative control miRNA containing exosomes. After 44 h of transfection, cells were incubated with or without 5 ㎍/mL poly(I:C) for 4 h. Then, expression of target genes and cytokines was evaluated by quantitative realtime polymerase chain reaction. Results: Using a luciferase reporter assay, we identified that gga-miR-20a-5p directly targeted interferon gamma receptor 2 (IFNGR2), mitogen-activated protein kinase 1 (MAPK1), mitogen-activated protein kinase kinase kinase 5 (MAP3K5), and mitogen-activated protein kinase kinase kinase 14 (MAP3K14). Moreover, the exosome-mediated delivery of gga-miR-20a-5p successfully repressed the expression of IFNGR2, MAPK1, MAP3K5, and MAP3K14 in HD11 cells. The expressions of interferon-stimulated genes (MX dynamin like GTPase 1 [MX1], eukaryotic translation initiation factor 2A [EIF2A], and oligoadenylate synthase-like [OASL]) and proinflammatory cytokines (interferon-gamma [IFNG], interleukin-1 beta [IL1B], and tumor necrosis factor-alpha [TNFA]) were also downregulated by exosomal miR-20a-5p. In addition, the proliferation of HD11 cells was increased by exosomal miR-20a-5p. Conclusion: The exosome-mediated delivery of gga-miR-20a-5p regulated immune responses by controlling the MAPK and apoptotic signaling pathways. Furthermore, we expected that exosomal miR-20a-5p could maintain immune homeostasis against highly pathogenic avian influenza virus H5N1 infection by regulating the expression of proinflammatory cytokines and cell death.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권2호
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• pp.203-213
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• 2018

Tumor undergo uncontrolled, excessive proliferation leads to hypoxic microenvironment. To fulfill their demand for nutrient, and oxygen, tumor angiogenesis is required. Endothelial progenitor cells (EPCs) have been known to the main source of angiogenesis because of their potential to differentiation into endothelial cells. Therefore, understanding the mechanism of EPC-mediated angiogenesis in hypoxia is critical for development of cancer therapy. Recently, mitochondrial dynamics has emerged as a critical mechanism for cellular function and differentiation under hypoxic conditions. However, the role of mitochondrial dynamics in hypoxia-induced angiogenesis remains to be elucidated. In this study, we demonstrated that hypoxia-induced mitochondrial fission accelerates EPCs bioactivities. We first investigated the effect of hypoxia on EPC-mediated angiogenesis. Cell migration, invasion, and tube formation was significantly increased under hypoxic conditions; expression of EPC surface markers was unchanged. And mitochondrial fission was induced by hypoxia time-dependent manner. We found that hypoxia-induced mitochondrial fission was triggered by dynamin-related protein Drp1, specifically, phosphorylated DRP1 at Ser637, a suppression marker for mitochondrial fission, was impaired in hypoxia time-dependent manner. To confirm the role of DRP1 in EPC-mediated angiogenesis, we analyzed cell bioactivities using Mdivi-1, a selective DRP1 inhibitor, and DRP1 siRNA. DRP1 silencing or Mdivi-1 treatment dramatically reduced cell migration, invasion, and tube formation in EPCs, but the expression of EPC surface markers was unchanged. In conclusion, we uncovered a novel role of mitochondrial fission in hypoxia-induced angiogenesis. Therefore, we suggest that specific modulation of DRP1-mediated mitochondrial dynamics may be a potential therapeutic strategy in EPC-mediated tumor angiogenesis.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권6호
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• pp.602-614
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• 2023

본 연구는 근생성 및 근위축 완화효능을 가진 유효소재 발굴의 필요성에 의해 polygalacin D가 근원세포 분화 및 미토콘드리아에 미치는 영향과 항암제 유도 근위축에 대한 완화효과를 각각 세포 및 동물실험을 통해 확인하고자 하였다. 그 결과, polygalacin D는 다핵을 지닌 근관세포의 수와 분화 종결인자인 MHC isoforms의 발현량을 증가시켰고 근육 내 단백질 분해 인자인 MuRF1, Smad2/3의 발현량은 유의적으로 감소시켰다. 또한 미토콘드리아 생합성 조절인자인 Pgc1α의 발현은 증가시키고 미토콘드리아 분열인자인 Drp1과 Fis1의 발현은 감소시켰다. 한편 zebrafish 동물모델을 통해 항암제 유도 근위축에 대한 개선효과를 확인한 결과, polygalacin D는 항암제에 의해 유도된 근위축과 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 이상의 결과들은 polygalacin D가 미토콘드리아 기능 증진을 매개로 근원세포 분화 촉진 및 근육 단백질 분해 저하 효과를 지닐 뿐만 아니라, 미토콘드리아 손상을 개선하여 항암제로 유도된 근위축에 대한 완화 효과를 나타냄을 시사한다. 따라서 본 연구를 통해 polygalacin D가 근생성 및 근위축 예방과 치료를 위한 잠재적인 유효소재로서의 가능성을 제시하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제57권1호
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• pp.53-64
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• 2024

본 연구는 근생성 효능을 가진 천연화합물을 발굴하고자 oxypeucedanin hydrate가 근생성과 미토콘드리아에 미치는 영향 및 항암제 유도 미토콘드리아 손상에 대한 완화효과를 C2C12 근원세포와 zebrafish 모델을 통해 각각 확인하였다. 그 결과, oxypeucedanin hydrate는 다핵의 근관세포의 수와 분화말기 표지자인 Myh4의 발현량을 증가시켰고 근육단백질 분해 인자인 MuRF1과 MAFbx의 발현량은 감소시켰다. 또한 미토콘드리아 생합성 조절인자인 Pgc1α, Tfam과 전자전달계 구성인자인 Sdha, Cox1의 발현은 증가시키고, 미토콘드리아 융합인자인 Opa1의 발현 또한 증가시킴과 동시에 미토콘드리아 분열을 표지하는 Drp1의 발현은 감소시켰다. 한편 zebrafish 모델을 통해 항암제 유도 미토콘드리아 손상에 대한 개선효과를 확인한 결과, oxypeucedanin hydrate는 항암제에 의해 유도된 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 이상의 결과들은 oxypeucedanin hydrate가 미토콘드리아 기능 증진을 매개로 근원세포 분화 촉진 및 근육 단백질 분해 저하 효과를 나타냄을 시사한다. 따라서 본 연구를 통해 oxypeucedanin hydrate가 근생성 효과를 나타낼 수 있는 잠재적인 유효소재로서의 가능성을 제시하였다.