문서 포렌식에서 한글 필적의 항상성과 차별성에 관한 연구

이윤정 상명대학교 일반대학원 2012 국내박사

한 사람의 필적 내에서 보여지는 일관된 특징을 항상성이라고 하며 다른 사람의 필적과는 구별되는 특징을 차별성이라고 한다. 필적 감정(handwriting analysis)은 특정한 필적이 동일인의 필적인지 아닌지를 확인하는 분석 과정을 말한다. 현재 필적 감정은 전문가들의 주관적인 견해로 이루어지고 있어 신속한 재판 절차와 객관성을 위해 컴퓨터를 이용한 필적 감정 절차의 자동화가 요구되고 있다. 본 논문에서는, 두 획 사이의 각도와 획의 길이의 비를 추출하여 항상성과 차별성을 나타내는 요소로 이용하였다. 우리는 항상성과 차별성의 정도가 높게 나타나는 한글 조합과 자모음들을 추출하였고, 인접한 자음과 모음, 필적의 크기, 사용된 종이와 필기구의 조합 등의 조건들이 개인 필적 항상성의 정도에 영향을 준다는 것을 밝혀냈다. 그리고 두 획 사이의 각도와 획의 길이의 비를 이용한 산점도 그래프 표현을 통하여 항상성과 차별성을 시각적으로 확인하였다. 한글 필적은 조합 형태와 결합하는 자모음의 종류, 필적의 크기 변화, 종이와 필기구의 조합에 따라서도 항상성의 강도에 변화를 보인다. 앞의 통계적 분석 결과와 실험결과는 필적 감정의 자동화 가능성을 보여준다. Consistency is the unique characteristic that can be consistently found in one's handwriting. And, discriminability is the distinguishable characteristic that can be discovered from each individual's handwriting. The handwriting analysis is a process to verify whether particular handwritings are from same person or not. At this moment, the handwriting analysis is concluded based on the experts' subjective opinions; therefore, computer-aided automation is required for the faster trial period and the objective results of the handwriting analysis. In this paper, we used two features of Hangul handwriting - the angle between two strokes and the length ratio of those - to examine the consistency and the discriminability. We extracted Hangul combinations and characters that showed high degrees of consistency and discriminability, and found that the degree of consistency was affected by various conditions: combination type, adjacent consonants and vowels, size differences, pens, and papers. Moreover, we graphically confirmed the consistency and the discriminability by the scatter diagram graph using the angle and the ratio between two strokes. Hangul handwriting shows a variation in the degree of consistency according to the combination type, adjacent consonants and vowels, size differences, combinations of pens and papers. As shown above, the statistical results and the experimental results show the possibility of the automated handwriting analysis.

원적외선 온열 발생장치의 인체 항상성 유지에 관한 분석 및 평가

방남석 연세대학교 대학원 2003 국내석사

본 논문에서는 원적외선 온열발생 장치의 조절기 온도를 변화시킴에 따라 인체에 방사된 원적외선 온열에 의해 인체 항상성을 유지하는 것에 대한 분석 및 평가를 하기 위해서 인체 항상성과 관련된 심박동수, 혈압, 체온의 생체 신호를 측정하였다. 원적외선 온열이 인체 항상성 유지에 미치는 영향을 분석하기 위하여 정상인 20명의 피실험자를 대상으로 총 실험 시간은 250분으로 40∼56℃까지 4℃ 간격으로 30분 동안에 같은 온도로 일정하게 유지된 원적외선 온열에서 생체신호를 측정하고 기록하였으며, 측정된 20명의 생체신호 데이터를 측정한 시점마다 평균과 표준편차를 계산하였다. 원적외선 온열발생 장치가 인체 항상성 유지에 미치는 영향을 평가하기 위해서 각각의 계산된 생체신호 데이터의 평균과 표준편차를 표로 작성하고 그래프를 그려서 원적외선 온열을 인체에 가하지 않은 초기상태(40℃의 0분)와 그 이후의 5분 간격으로 측정된 생체신호 데이터의 평균과 표준편차의 변화를 분석하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 심박동수는 체내에 방사된 원적외선 온열로 인하여 40∼48℃에서는 심박동수가 감소함으로써 생육 원적외선이 모세혈관을 확장시켜 피부 혈류량을 증가시키고 생리작용을 안정시켰다는 것을 알 수 있었다. 한편, 52℃, 56℃에서는 인체가 스스로 회복작용에 들어가도록 하지만 심박동수를 일정하게 유지하므로 심장에 큰 부담이 없이 인체의 항상성을 유지하도록 원적외선 온열효과가 인체에 전달된다는 것을 알 수 있었다. 2. 수축기 혈압은 40∼52℃의 원적외선 온열로 인하여 인체의 혈관 확대와 땀의 발한 작용으로 감소한다는 것을 알 수 있었다. 56℃에서는 생육 원적외선의 방사 효과가 줄어들고 인체의 항상성을 유지하려는 생리적 현상으로 수축기 혈압이 증가한다는 것을 알 수 있었다. 3. 확장기 혈압이 40∼48℃에서 감소하는 경향을 보이는 것은 원적외선 온열에 의한 모세혈관의 확대에 영향을 주었다고 판단되며, 확장기 혈압의 변화가 없는 일정한 수치를 나타낸 52∼56℃에서는 인체의 항상성을 인체 스스로 유지하려는 현상으로 인한 것임을 알 수 있었다. 4. 체온은 체내온도와 체표온도의 결과에서 1℃ 내외의 온도 차이가 존재하는데, 이 차이는 원적외선 온열의 온도가 높아질수록 작게 나타났다. 그 이유는 가열온도가 상승함에 따라 인체에서 분비되는 땀의 발한 작용이 체내온도를 낮춰 인체가 스스로 항상성을 유지한 결과이다. 또한 원적외선 온열에 의해 체온이 상승하는데 그것은 원적외선 온열 효과로 인한 체내에 공명 흡수되었기 때문이라는 것을 알 수 있었다. 5. 원적외선 온열효과에 의해서 영향을 받은 심박동수, 혈압, 체온의 생체신호는 이런 영향을 가하지 않은 생체신호보다 일정한 수준만큼 낮은 안정상태가 관찰됨으로써, 원적외선 온열이 안정적인 인체 항상성을 유지하도록 영향을 주었다는 것을 추정할 수 있었다. 따라서, 본 논문의 실험을 통해서 얻어진 종합적인 결과는 원적외선 온열의 일정온도 범위 내에서 공급된 에너지에 비례해서 인체의 생리작용을 안정시키는 것을 확인할 수 있으며 인체 항상성을 유지하는 것에 영향을 주었다. In this paper, vital signals, such as heart rate, blood pressure, and temperature of the human body relative to the homeostasis maintenance of human body, to were measured to analyze and to evaluation the homeostasis maintenance of human body by the far-infrared heating that is radiated on the human body as the temperature of the control unit is changed on a far-infrared radiation(FIR) heating generator. To analyze the influence caused by the far-infrared heating in the homeostasis maintenance of human body, measurement and record of vital signals were performed on the far-infrared heating that is maintained regularly to respective temperature, at the interval of 4℃ increase from 40℃ to 56℃, during 30 minutes for 20 normal subjects and the total experiment time is 250 minutes. And average and standard deviation of the measured vital signals data were calculated at every point of measured time. To evaluate the influence caused by the FIR heating generator in the homeostasis maintenance of human body, tables for average and standard deviation of the measured vital signals were made out and were graphed. Then the initial condition that not subjects the human body to the far-infrared heating and variation of average and standard deviation of the measured vital signals were analyzes. The results obtained from this study are as follows: 1. As the heart rate decreased at 40∼48℃ by the far-infrared heating radiated in the interior of the body, the growing light rays expand a capillary vessel and blood volume of the skin increased. So, a physiological action was stabilized. Meanwhile, at 52℃ and 56℃ the human body would do recovery action of itself but to keep up the homeostasis maintenance of human body without great burden in heart, far-infrared heating effect is transmitted in the human body from regular maintenance of heart rate. 2. It could be found that systolic pressure decreases because of the blood vessel expansion of the human body and the perspiration by far-infrared heating at 40∼52℃. And also, the radiation effect of the growing light rays decreases and systolic pressure increases because of physiological activities for the homeostasis maintenance of human body at 56℃. 3. It is estimated that why diastolic pressure tend to decrease at 40∼48℃ is the expansion of a capillary vessel by far-infrared heating. And diastolic pressure shows us constant numerical values at 52∼56℃ because the human body tend to remain the homeostasis maintenance of human body of itself. 4. Temperature of the human body has a little gap (about 1℃) between interior temperature and exterior temperature of the human body. The higher the temperature of far-infrared heating, the lower the gap between interior temperature and exterior temperature of the human body because the human body remains homeostasis of itself by the process that some sweat reduce interior temperature of the human body when temperature rises. Also, rising of human body temperature by far-infrared heating result from resonance? absorption of the interior of the body. 5. The vital signals such as heart rate, blood pressure, and temperature of the human body affected by far-infrared heating appear in more stable conditions as low as constant level than vital signals of the initial condition. So, in this study, it would presume that the far-infrared heating influences on the homeostasis maintenance of human body in stable condition. Consequently, synthetic conclusion through experiment of this thesis is that the far-infrared heating stabilizes the physiological function of the human body in proportion to temperature within the fixed range and influences on the homeostasis maintenance of human body.

지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념이 진로준비행동에 미치는 영향

신해리 한국외국어대학교 교육대학원 2018 국내석사

본 연구는 대학생 남녀의 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념이 진로준비행동에 미치는 영향을 연구하였다. 연구대상은 서울, 경기 지역에서 대학생 남녀 258명(남자 120명, 여자 138명)을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 측정도구는 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별 척도, 진로결정 자기효능감 척도, 항상성에 대한 신념 척도, 진로준비행동 척도를 선택하였다. 자료분석은 SPSS 21.0을 사용하여 빈도분석, 상관분석과 위계적 회귀분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념, 진로준비행동은 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 둘째, 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념 모두 진로준비행동에 대해 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 진로준비행동에 대해서, 진로결정 자기효능감은 정적인 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났으며, 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별이 진로준비행동을 설명하는 변량은 6%로 나타났다. 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별이 진로준비행동을 설명하는 변량을 통제한 이후에, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념이 진로준비행동을 설명하는 변량은 35%였다. 그리고 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감 모두 진로준비행동을 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 지각된 사회경제적 지위에 따른 차별, 진로결정 자기효능감, 항상성에 대한 신념이 진로준비행동을 유의미하게 예측하는 변인임을 시사한다. 대학생의 진로준비행동 수준을 높이기 위해서는 개인의 심리적 변인인 진로결정 자기효능감의 중요성을 인지함과 동시에, 환경적 맥락의 요인인 사회경제적 지위에 따른 차별에 대한 인식을 확인하여 진로상담에서 상담자가 다양한 측면을 파악하여 도움을 줄 수 있어야 한다. 끝으로 연구 결과의 의의 및 제한점, 그리고 후속 연구를 위한 제언을 논의하였다.

호르몬과 항상성 유지 단원에서 비유를 이용한 수업이 학업성취도와 과학에 관련된 태도에 미치는 효과

임오복 한국교원대학교 교육대학원 2008 국내석사

비유란 어떤 새로운 개념을 설명할 때, 이미 알고 있는 친숙한 것과 비교하여 설명하는 것이다. 과학의 개념들은 추상적이고 복잡한 것이 많기 때문에 대부분의 학생들이 과학을 어렵게 여기는 경향이 있다. 따라서 과학교육에서는 효과적인 교수-학습방법의 일환으로 비유를 사용한다. 이에 본 연구에서는 고등학교 생물Ⅰ의 「호르몬과 항상성의 유지」단원에서 개념학습에 비유를 사용한 수업이 전통적인 수업방법보다 학생들의 학업성취도 및 과학에 관련된 태도 향상에 미치는 효과를 검증해보고자 하였다. 또한 「호르몬과 항상성의 유지」단원에서 각 개념별 학습에 비유 수업이 모두 효과적인지 알아보기 위해 이 단원을 호르몬과 내분비선, 호르몬의 특성, 호르몬의 종류와 기능, 호르몬의 분비량 조절, 항상성의 유지의 5개 개념영역으로 나누어 수업처치 후 결과를 분석하였다. 연구대상은 경기도 광주시에 있는 일반계 고등학교인 J고등학교 2학년 자연반 4개 학급을 대상으로 하였는데, 2개 학급은 통제집단으로 전통적 수업을, 2개 학급은 실험집단으로 비유수업을 실시하였다. 본 연구의 비유수업은 FAR(Focus, Action, Reflection) 모형에 따라 수행되었으며 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학습 방법에 따른 학습효과를 알아본 결과, 비유를 사용한 수업이 전통적 수업에 비해서 「호르몬과 항상성의 유지」개념에 대한 학업 성취도에 유의미하게 높게 나타난 것으로 보아 학습에 효과적이었다. 둘째, 성별에 따른 비유 수업의 효과는 통계적으로 유의미한 결과를 보이지 않았다. 셋째, 5개 개념영역별 비유 수업의 효과를 알아본 결과, 호르몬과 내분비선, 호르몬의 종류와 기능, 항상성의 유지 평가 영역에서는 비유수업이 전통적인 수업보다 효과가 있었지만 호르몬의 특성, 호르몬의 분비량 조절에는 유의미한 변화를 보이지 않았다. 넷째, 비유 수업이 과학과 관련된 태도에 미치는 효과를 알아 본 결과 인식, 태도 영역에서는 유의미한 변화를 보이지 않았으나, 흥미영역에서는 유의미한 변화를 보였다. 다섯째, 실험집단을 사후 학업성취도를 기준으로 상위그룹과 하위그룹으로 나누어 수업 평가에 관한 설문을 분석한 결과, 비유 수업이 전통적인 수업에 비해 학생들이 생물수업에 대한 흥미와 개념 학습에 효과적이었음을 알 수 있었다. 또한 실험집단의 사후 학업성취도와 관계없이 상․하위그룹 모두에서 비유 수업이 기존에 실시해오던 전통적 수업에 비해 학습 동기나 과학 수업에 대한 긍정적 태도를 유발시키는 데에도 매우 효과적인 방법임을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 비유 수업이 전통적 수업보다 학업성취도와 과학에 관련된 태도 향상에 효과적임을 알 수 있었고, 이런 효과는 유사한 성격의 다른 단원에서도 다양한 비유 수업 프로그램의 개발과 적용이 가능할 것으로 사료된다.

필수아미노산 항상성에 관여하는 장뇌축의 유전학적 분석

김보람 서울대학교 대학원 2019 국내박사

생명체가 체내에 필요한 영양분을 인지하고 적절한 음식을 선택하는 행동은 개체의 건강과 생존에 필수적이다. 특히, 필수아미노산은 체내에서 합성되지 않으므로 반드시 외부의 음식물로부터 섭취되어야 한다. 따라서 체내 필수아미노산의 결핍을 인지하는 기전과 개체가 부족한 필수아미노산을 보충하도록 필수아미노산의 섭취를 유도하는 기전은 체내 필수아미노산의 항상성 유지에 필수적이다. 그러나 현재까지 개체 수준에서 필수아미노산의 결핍이 인지되는 기전과 개체가 필수아미노산을 섭취하는 행동을 결정하는 기전은 연구된 부분이 많지 않다. 본 연구에서는 초파리 모델 동물을 이용하여 체내 필수아미노산 결핍이 인지되는 신호전달경로와 이 신호전달의 결과로 유도되는 초파리의 섭식 행동 변화가 체내 필수아미노산 항상성을 유지한다는 것을 규명하였다. 초파리가 필수아미노산이 부족한 먹이를 먹으면 장 상피세포 내 GCN2와 TOR는 각각 ATF4와 Mitf 전사인자를 통해 CNMa 호르몬의 발현을 증가시킨다. 분비된 CNMa 호르몬은 CNMa 수용체가 발현되는 신경세포에 체내 필수아미노산이 결핍됐다는 정보를 전달하고, CNMa 호르몬이 매개하는 신경회로의 작용은 개체의 필수아미노산 섭취를 유도함으로써 체내 필수아미노산의 항상성이 유지되게 한다. CNMa 돌연변이 초파리와 CNMa 수용체 돌연변이 초파리는 체내 필수아미노산 요구도가 높더라도 필수아미노산을 섭취하지 않았다. 또한, 본 연구에서는 장내 미생물이 종류에 따라 분지사슬아미노산(branched chain amino acid, BCAA) 생합성 능력에 차이를 보이고 장내 마이크로바이옴이 생산하는 BCAA의 차이가 개체의 필수아미노산 섭식 행동을 조절할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 종합적으로 본 연구는 ‘마이크로바이옴-장-뇌’ 연결축이 개체 수준의 필수아미노산 항상성에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝힘으로써 영양소 항상성 (nutritional homeostasis) 유지를 위한 기관(器官)과 기관 사이의 상호 신호전달 (organ-to-organ crosstalk) 기전 이해를 위한 새로운 시각을 제시하였다. Essential amino acids (EAAs) are not synthesized in the animal bodies and therefore all animals must obtained EAAs from dietary sources for their survival. However, it is unclear how animals sense internal EAAs deficiency and how animals change feeding behavior leading to EAAs-specific preference to procure necessary EAAs. In this study, by taking advantages of Drosophila genetic tools, we uncover a gut-brain axis governing EAAs homeostasis at an organismal level. When Drosophila feeds on an imbalanced food containing low EAAs level, intestinal enterocytes sense EAAs deficiency by activating GCN2 and inactivating TOR. GCN2-mediated ATF4 and TOR-mediated Mitf transcription factors cooperatively induce the intestinal production of CNMa hormone that in turn transmits internal EAAs need to the subset of CNMa receptor (CNMaR)-expressing neurons in the brain. The CNMa/CNMaR-mediated neural circuit subsequently regulates the EAAs homeostasis by mounting EAAs-specific feeding preference. Animals with impaired CNMa/CNMaR signaling completely lost their EAAs-specific feeding preference even when their physiologic EAAs need become high. Furthermore, we found that the branched chain amino acids (BCAAs) of the gut microbiomes also act as an important factor controlling organismal EAAs homeostasis. In sum, we demonstrated that ‘microbiome-gut-brain’ axis acts as a key factor controlling organismal EAAs homeostasis, providing a novel insight into the organ-to-organ crosstalk for nutritional homeostasis.

지각 항상성에 근거한 시지각 과정의 단계별 인지공간계획

조인영 경기대학교 건축전문대학원 2002 국내석사

미디어의 발전에 비례하는 인간의 지적 경험의 향상은 최근 멀티미디어 시스템에 의해 흑백의 고정적이며 기호적이며 탈감각적인 지성의 세계로부터 ‘다중감각적’인 양태의 표현방식으로 옮아가고 있다. 가상현실이야말로 지식 추구 활동에서 육체의 적극적인 사용을 허용한 최초의 지적 기술이며 이러한 진화의 양상은 더 근본적인 방식에서 정보와 우리의 관계를 변화시키고 있다. 특히 시각 의존도가 높아질 사이버스페이스에서 우리는 강력하거나 제한된 눈을 포함한 가상육체를 갖고 세계를 지각하게 된다. 지각은 지각체계(perceptual system)가 어떻게 구성되어 있는가에 의해 결정되며 시지각이란 단순히 눈으로 정확하게 사물을 보는 능력만이 아니라 시지각적 자극을 인식하고 판별하고 해석하는 능력을 말한다. 즉, 지각은 물리적 세계의 단순한 반영이 아닌, 물리적 세상에 대한 정보가 지각체계에 의해 걸려진(filtering) 결과이다. 결국 인간이 외부로부터 받아들이는 정보 중의 약 70%가 시각을 통해서 받아들여진다는 사실은 인간이 인식하는 공간은 대부분 인간의 시각체계에서 지각되는 공간임을 말해준다. 이 사실은 또한 인간 외 다른 동물들이 청각이나 후각 또는 곤충의 겹눈과 같은 다른 지각체계를 사용하여 바라보는 세계는 인간이 인지하는 공간과는 판이하게 다르며, 곧 인간이 지각한 세상은 많은 현실들 중 하나임을 설명해준다. 상대시간과 공간, Hypertex공간 등 익숙하지 않은 공간 구조에 근거하고 있는 네트워크의 세계에서 자아의 초자아들이 동시에 경험하게 되는 세계를 3차원 데카르트 공간 좌표 상에서 그대로 표현하기는 불가능해보이며, 이러한 상황 하에서 동일한 문제의 해결을 위한 몇몇 물리학자들의 연구 방법에 주목하게 된다. 고들은 3차원의 세계에 거주하지만 2차원의 존재자로서만 인식하는 개미의 행태를 연구함으로써 4차원의 인지가 불가능해 보이는 인간에게서 그것의 가능성을 찾아내고 있다. 그 연구의 결과에서 2차원의 존재자로 살아가는 개인 개미가 무리지음으로써 3차원적 행태를 보인다는 것은 흥미로운 단서이다. 건축의 본질을 경험을 수반하는 공간에 있다고 할 때 지각과정의 변환은 새로운 구조의 공간을 형성하게 된다. 따라서 본 연구의 의미는 사이버스페이스의 특성들에 따라 만들어진 환경속에서 제한되거나 확장된 지각체계의 구속을 받는 인간이 항상성이라는 모듈에 의해 다양하게 체험하는 공간의 속성을 정의내리고 그 속에서 디자인하는 방법의 한 예를 제시하는 데 있다. The improvement of human's perceptual experience in proportion to the development of media is moving from the intellectual world, being a fixed, occasional and ex-sensible of black-and-white to the expressing method of "multi-sensible" form by virtue of multi-media system. The virtual actuality is the first intellectual technology, which permit the positive usage of body in the activities of knowledge pursuit and these phase of development makes the relationship between information and human to be changed in more fundamental method. Specially, in the cyber-space depending to the visual angle highly, we are to perceive the world with virtual body including an eye being strong but limited. The perception is to be decided how the perceptual system is to composed and visual & perception means the ability to understand, distinguish and interpret the visual & perceptual stimulation including the ability of seeing a thing correctly. That is to say, the perception is not the simple reflection of physical world but the results of information on physical world, being filtered by the perception system. The fact - human receive 70% of all information from outside by visual angle - means that human's perceptive space is most of all by visual system. Also, this fact states that the world, being seen by hearing sense or sense of smell of animals or compound eyes of insects, is quite different from that of human and so it means that the world of being seen by human is one of the numberous actuality. In the network world, which is founded at the unfamiliar space structure like as a relative time, space or Hyper space, etc, it is impossible to realize the world, where the super ego of ego experience at the same time, in the three dimension Descartes Space Coordinates. Under this conditions, some physicists have studied in order to solve the above mentioned problem the formality of ant, which exist in three-dimension but recognize as a being in two-dimension thus they seek any possibility on four dimension, which human does not recognize. In the results of this research, it is an interest clue that an individual ant shows a form of three dimension by grouping. In consideration that the essence of construction is in the space accompanying an experience, the transformation of perceptual process is to form the space of new structure. According it, the object of this thesis is to definite the attribute of space, where human belonged to the limited or extended perceptual system in the environment which is made according to the feature of cyber-space - experience diversely by a module of homeostasis and suggest an example of design in it.

Elucidating the role of Btg1 and Btg2 in hematopoietic homeostasis

Sang-Hyeon Kim 연세대학교 일반대학원 2024 국내석사

조혈 항상성은 조혈 계통에 있는 여러 전구세포들이 일정 비율로 유지되는것을 말하며, 화학요법 개입과 같은 스트레스 자극에 대한 반응으로 활성화 되어 항상성이 파괴된다. 조혈 계통에 존재하는 다양한 형태의 전구세포들은 전사인자에 의해 구동되는 세포 내적 네트워크와 이들이 존재하는 골수 미세환경에 따라 다 계통 분화에 대한 잠재력으로 설명할 수 있다. 최근 조혈 항상성에 대한 이해가 크게 발전했음에도 불구하고, 세포 내적 인자에 의한 조절 기전은 여전히 어려운 과제로 남아있다. Btg (B cell translocation gene)1과 Btg2 는 초기 조혈의 중요한 조절자로서, 세포 성장과 휴지상태를 조절하는 세포 내적 자가유지 인자로 기능한다. 본 연구에서, Btg1과 Btg2 매개 기능의 주요 표현형을 조사하기 위해 정상상태 조건과 5-Fluorouracil로 유도한 스트레스 유발 조건에서 면역표현형 검사를 수행하였다. 유세포 분석, in vitro colony forming unit (CFU) assay, 전혈 검사(CBC test)를 통해 Btg1/2 매개 조혈 항상성 조절에 관한 영향이 입증되었다. 정상 상태 조건에서 Btg1/2 결손 마우스 모델은 공통 골수 전구세포(CMP)와 과립구-대식세포 전구세포(GMP)에 대한 상향조절을 보였으며, 이는 골수조혈에 대한 조혈 항상성이 붕괴되었음을 시사한다. 후속 골수 계통 세포인 호중구, 단핵구대식세포는 각각 큰 폭으로 증가 및 감소하였다. 스트레스 유도 조건에서는 CMP, GMP와 더불어 공통 림프 전구세포 (CLP)가 증가하여 골수구계 조혈 뿐만 아니라 림프구계 조혈에 Btg1/2 매개 효과가 있음이 입증되었다. 호중구 비율 또한 상향 조절 되었으며, 단핵구-대식세포는 스트레스 조건에서 감소하였는데, 이는 Btg1/2 매개 이중역할이 있음을 시사한다. 본 연구는 Btg1/2가 조혈 항상성을 조절하고 있음을 밝히고 골수 계통 항상성 유지에 중요 조절자임을 시사한다. Hematopoietic homeostasis refers to the maintenance of various progenitor cells in the hematopoietic system at a certain ratio and is disrupted by activation in response to stress stimuli such as chemotherapy intervention. Progenitor cells of various lineages that exist in heamtopoiesis can be explained by the intrinsic net work driven by transcription factors and the potential for multilineage differentiation depending on the bone marrow microenvironment (a.k.a. bone marrow niche). Despite recent advances in the understanding of hematopoietic homeostasis, the regulatory mechanisms mediated by cell intrinsic factors still remain a challenge. Btg (B cell translocation gene)1 and Btg2 are important regulators of early hematopoiesis and function as cell intrinsic self-maintenance factors that regulate cell growth and quiescence. Here, immunophenotyping was performed under steady-state and 5-FU-induced stress conditions to investigate the major immunophenotypes of Btg1 and Btg2-mediated functions. The effect on Btg1/2-mediated regulation of hematopoietic homeostasis was demonstrated using flow cytometry, in vitro colony forming unit (CFU) assays, and complete blood count (CBC) test assays. Under steady-state conditions, the Btg1/2-deficient hematopoiesis showed upregulation of common-myeloid progenitor (CMP) and granulocyte-macrophage progenitor (GMP), suggesting disruption of hematopoietic homeostasis toward myelopoiesis. Subsequent myeloid lineages, Neutrohil and Monocyte-Macrophage, significantly increased and decreased, respectively. Under 5-FU-induced stress conditions, common lymphoid progenitor (CLP) increased along with CMP and GMP, suggesting that Btg1/2 has a mediated effect on lymphopioesis as well as myelopoiesis. The neutrophil ratio was also upregulated, and monocyte-macrophage was decreased under stress conditions, suggesting a Btg1/2-mediated biphasic role. This study reveals Btg1/2-mediated hematopoietic homeostasis and suggests that it is an important regulator in maintaining myeloid lineage hematopoietic homeostasis.

Regulation of energy homeostasis : roles of FoxO1 in dopaminergic neurons and characterization of gallic acid as an AMPK activator

Doan Van Khanh Graduate School, Yonsei University 2016 국내박사

전신의 에너지 항상성 유지는 조절 시스템들 (신경계, 내분비계, 면역계)의 기능적인 조화와 표적 기관 (간, 근육, 지방 조직 등)에 대한 즉각적인 반응이 요구된다. 세포 및 분자 신호 수준에서 복잡하고 섬세한 조절 기전을 통해 중추 신경계에서는 정상적인 생리적 상태를 보존하기 위하여 말초 기관의 기능과 활성을 조절한다. 조절 기전의 유지가 실패하거나 표적 기관에 대한 즉각적인 기능이 손상 되었을 때 비만과 당뇨와 같은 대사 질환을 유발될 수 있다. 어떻게 신체가 순응하여 항상성을 유지하기 위해 에너지 균형을 조절하는가에 대한 이해는 대사 질환들의 관리에 있어 효율적인 치료 전략을 세우는데 중요한 핵심 요소가 된다. 첫째 장에서, 본 연구진은 도파민 신경 FoxO1의 대사조절적 역할 조사를 통해 신체 항상성 조절의 이해를 확장하기 위한 연구를 진행하였다. 시상하부에서 FoxO1은 렙틴, 인슐린과 같은 대사조절 호르몬의 기능을 중재하는데 있어 중요한 역할을 담당한다. 하지만, 섭식행동, 음식 소비량, 에너지 균형을 조절하는 것으로 알려진 도파민 신경계에서 FoxO1의 항상성에 대한 역할은 조사되지 않았다. 도파민 신경에서 FoxO1의 기능을 연구하기 위해, 본 연구진은 Cre-loxP system을 이용한 도파민 신경 선택적 FoxO1 결핍 쥐를 생산하였다. 도파민 신경 선택적 FoxO1 결핍 쥐에서 에너지 소비량과 갈색지방 기능이 유의하게 증가되어 있었다. 더욱이, FoxO1 결핍 쥐는 인슐린 민감성이 증가하였고 도파민 및 노르에피네피린 값이 또한 증가함을 보였다. 또한 FoxO1은 직접적으로 티로신수산화효소의 전사를 억제한다는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 발견은 도파민 신경에서 FoxO1이 섭식 행동뿐만 아니라 에너지 소비와 대사 항상성 조절에 중요한 역할을 함을 시사한다. 또한, FoxO1에 의한 티로신수산화효소의 전사 조절의 규명은 신진대사와 도파민 계의 관련성을 제시한다. 두 번째 장에서, 본 연구진은 천연으로부터 유래된 물질의 비만 및 당뇨 등 대사 질환의 예방과 치료를 목적으로 하는 약물 후보를 규명하고자 하였다. 특히, 말초 기관 (간, 근육, 지방 조직)에서 AMPK 활성은 대사 조절에 많은 이로운 점을 보였기 때문에 AMPK 신호를 조절하는 파이토케미컬을 스크리닝 하였다. 그 중 갈릭산이 AMPK를 강하게 활성시키는 것을 확인하였다. In vitro 및 in vivo 실험을 통하여, 갈릭산이 PGC1a 및 Sirt1의 활성을 통해 미토콘드리아 생합성을 증진시키는 것을 확인하였다. 또한, 비만 유도 쥐에서 갈릭산을 처치하였을 때 혈당 및 인슐린 항상성이 유의하게 향상되었고, 몸무게 증가가 억제되는 것을 확인하였다. 더욱이, 에너지 소비와 관련된 UCP1과 및 여러 유전자들이 갈릭산 처치 쥐의 갈색지방에서 유의하게 증가됨을 관찰하였다. 종합적으로, 이러한 결과들은 갈릭산이 AMPK/Sirt1/PGC1a 경로의 활성과 갈색지방의 에너지 발생 관련 유전자들의 활성화를 통하여 대사에 이로운 효과를 보임을 시사한다. 따라서, 본 연구는 갈릭산에 의한 AMPK/Sirt1/PGC1a 경로를 활성 시킬 수 있는 물질 또는 그 파생물이 대사 질환에서 인슐린 저항성을 중재할 수 있는 잠재적 치료제가 될 수 있음을 시사한다. Maintenance of whole-body energy homeostasis requires the functional orchestration of regulatory systems (nervous system, endocrine and immune systems) and responsive target organs (liver, muscle and adipose tissue, etc.). Through complex and tight regulatory mechanisms at the circuit, cellular and molecular signaling levels, the central nervous system (CNS) coordinates the functions and activities of peripheral organs to preserve normal physiological conditions. Failure to maintain these regulatory mechanisms or defect in the functions of regulatory systems and/or responsive target organs can lead to metabolic disorders such as obesity and diabetes. Understanding how the body controls the energy balance to maintain homeostasis over time is a key in establishing efficient therapeutic strategies in management of metabolic diseases. In the first part of the thesis, the metabolic role of forkhead box transcriptional factor O1 (FoxO1) in dopaminergic (DA) neurons was investigated in an effort to expand the knowledge on the central regulation of metabolic homeostasis beyond hypothalamus, a well-known brain region that controls all aspects of body homeostasis. FoxO1 in the hypothalamus has been demonstrated to play a crucial role in mediating the functions of metabolic hormones such as leptin and insulin. However, the homeostatic role of FoxO1 in DA neuron system, also known for modulating feeding behaviors, food consumption and energy balance, has not been investigated. To address this question, mice lacking FoxO1 in DA neurons (FoxO1 KODAT mice) were generated using the Cre-loxP system to investigate the functional significance of FoxO1 in DA neurons. The results showed that FoxO1 is highly expressed in DA neurons and DA-specific FoxO1 knockout mice displayed markedly increased energy expenditure and interscapular brown adipose tissue (iBAT) thermogenesis accompanied by reduced fat mass and improved glucose/insulin homeostasis. Moreover, FoxO1 KODAT mice displayed higher sucrose preference in concomitance with increased dopamine and norepinephrine levels. Finally, both in vitro and in vivo data indicated that FoxO1 directly targets and negatively regulates tyrosine hydroxylase expression, the rate-limiting enzyme of the catecholamine synthesis, delineating a mechanism for the knockout phenotypes. These findings reveal that FoxO1 in DA neurons is not only important for feeding behavior but also plays a critical role in the regulation of energy expenditure and metabolic homeostasis. In addition, identification of transcriptional regulation of tyrosine hydroxylase by FoxO1 might link metabolism and DA system. The second part focused on the identification of pharmacological candidates from natural compounds for prevention and/or treatment of metabolic disorders such as obesity and diabetes. Particularly, phytochemicals targeting the AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling were screened because AMPK activation in the peripheral organs (liver, muscle and adipose tissue) has been shown to give many beneficial metabolic effects. Moreover, it has been recently proposed that the benefits of many natural compounds such as resveratrol, curcumin, berberine, catechins on metabolism are not only related to the antioxidant effects but also linked to the AMPK activation. The best potential candidate is gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid, GA) which can activate AMPK to enhance glucose homeostasis. Both in vitro and in vivo data demonstrated that GA strongly activates AMPK signaling to enhance mitochondrial biogenesis through activation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1a (PGC1a) and silent information regulator T1 (Sirt1). In addition, diet-induced obese mice treated with GA showed significantly improved glucose and insulin homeostasis and resisted to diet-induced body weight gain without change in food intake. Moreover, uncoupling protein 1 (UCP1) and other genes related to energy expenditure were significantly elevated in the iBAT of GA-treated mice. Together, these results indicate that GA plays beneficial metabolic roles by activating AMPK/Sirt1/PGC1a pathway and by changing iBAT genes related to thermogenesis. Hence, this study points out that targeting the activation of AMPK/Sirt1/PGC1a pathway by GA or its derivatives might be a potential therapeutic intervention for insulin resistance in metabolic diseases.

Master Plan of the GSAK : Application of the Homeostasis of the Site

Kim, Yong Kook 경기대학교 1997 국내석사

Expression of calcium homeostasis proteins and protective effects in ketamine-treated cardiomyocytes

노장호 Graduate School, Yonsei University 2007 국내박사

Ketamine은 다른종류의 정맥마취제나 흡입마취제보다 안정적인 혈역학적인 특징을 가지고 있으므로 임상적으로 위독한 환자에게 마취를 유도할 때 유용하게 사용된다. 마취약제가 심근세포의 칼슘 항상성에 미치는 영향에 대하여 진행된 연구는 거의 드물며 심근세포의 허혈-재관류 손상에 대한 ketamine의 보호효과 또한 잘 알려져 있지 않다본 연구에서는 ketamine이 허혈-재관류 처리된 심근세포의 생존에 미치는 영향을 알아보고 세포의 사멸에 관련된 단백질들의 발현을 조사하였다. 또한 허혈-재관류 처리된 심근세포에서 ketamine이 세포내 칼슘농도의 변화와 칼슘 항상성 관련 단백질들의 발현에 미치는 영향에 대하여 알아보았다.백서의 심근세포를 분리배양하여 세포의 생존률을 조사하기 위하여 MTT assay를 실시하고 세포내 칼슘농도의 변화를 측정하기 위하여 Confocal microscopy와 형광측정법을 이용하였다. 또한 역전사 중합효소연쇄반응을 실시하여 세포의 사멸에 관련된 단백질들의 발현과 칼슘 항상성 관련 단백질들의 발현을 조사하였다. 실험을 진행한 결과, 허혈에 따른 재관류시 심근세포에 0~100 μM의 ketamine을 각각 투여함에 따라 세포의 생존률이 다소 증가함을 확인하였다. 또한 재관류시 심근세포에 10 μM의 ketamine을 투여할 경우 세포의 생존에 관련된 단백질인 Erk와 Akt의 발현은 증가하며 세포의 사멸에 관계되는 Bax과 cytochrome C의 발현은 억제되는 것을 관찰할 수 있었다. 세포내 칼슘농도의 경우 허혈-재관류에 의해 증가하였으나 재관류시 심근세포에 10 μM의 ketamine 을 투여할 경우 칼슘농도의 증가는 상당히 억제되었다. 칼슘 항상성 관련 단백질 중 calsequestrin과 calreticulin, 이온 채널들, PMCA1의 발현은 ketamine의 투여로 증가하였다.결론적으로 ketamine은 허혈-재관류 손상에 의한 심근세포의 사멸을 감소시키며 이 심근세포 보호효과는 세포내 칼슘 항상성 관련 단백질들의 발현 변화와 연관된 것으로 추측할 수 있다. 따라서 ketamine은 심근허혈로부터 심근세포를 보호하는 효과를 가지고 있는 것으로 보여지므로 앞으로 이에 대해 많은 연구가 필요할 것으로 생각한다.핵심되는 말 : 심근보호, 심근세포, 칼슘 항상성, ketamine Ketamine is clinically used as an inducer of anesthesia in critically ill patients because it has more stable hemodynamics than barbiturates or inhaled anesthetic agents. There are rarely few studies for the effects of anesthetics related with calcium homeostasis in myocardium and myocardial protection of ketamine from hypoxia-reoxygenation injury.The purpose of the present study was to investigate the changes in survival proteins, Erk and Akt, apoptosis-related proteins, Bcl-2, Bax, and cytochrome C, and calcium ion (Ca2+) overload in hypoxia-reoxygenated cardiomyocytes treated with ketamine. It was also investigated to compare experimental findings with the results from the gene expression of Ca2+-handling proteins and various ion channels as well as ion exchangers.It was found that ketamine had a protective effect on the survival of hypoxia-reoxygenated cardiomyocytes in phosphorylation levels of Erk and Akt as well as on the suppression of pro-apoptotic proteins, Bax and cytochrome C, and induction of anti-apoptotic protein, Bcl-2. Ketamine also overcame the intracellular Ca2+ overload. Ketamine induced a significant increase in the transcript level of Ca2+-handling proteins (calsequestrin, calreticulin), ion channels (L-type voltage dependent Ca2+-channel, inward rectifying K+ channel (Kir) 3.4, Kir 6.1) and suppressed the transcript level of ion exchangers (sarcoplasmic reticulum Ca2+-adenosine triphosphatase 2a) in hypoxia-reoxygenated cardiomyocytes.In conclusion, ketamine increases the survival of cardiomyocyte in hypoxia-reoxygenation, and this protective effect seems to be related to the change in the expression of the proteins regulating the intracellular calcium level. Therefore ketamine may be beneficial to myocardial protection from hypoxic injury and clinical research into ketamine and its protective effect should be performed for practical application.Key words : cardiomyocyte, calcium homeostasis, ketamine, myocardial protection