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척수 좌상 후 골수간질세포 이식과 트레드밀 운동이 축삭 성장, 근위축 방지 및 기능적 회복에 미치는 효과
서태범,김창선,김상배,윤진환 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2013 운동과학 Vol.22 No.3
본 연구는 척수 좌상(spinal cord contusion injury, SCI) 후 bone marrow stromal cells(BMSCs) 이식과 트레드밀 운동의 복합 적용이 BBB 검사와 Grid walk 검사를 통한 기능적 개선 및 손상 아랫부분에서의 축삭 재생 그리고 골격근의 위축에 관여하는 단백질 발현에 미치는 효과를 관찰하는데 그 목적이 있다. 7주령Sprague-Dawley(SD) 쥐를 이용하여 정상 그룹, 척수 좌상 후 위약 처치(PBS) 그룹, 척수 좌상 후 BMSCs 이식 그룹 그리고 척수좌상 후 BMSCs 이식과 트레드밀 운동 그룹으로 분류하여 수행하였다. 본 연구결과 척수 좌상 후 기능적 회복 변화가 SCI+BMSC>SCI+BMSC+exercise>SCI+PBS 순으로 나타났으며, 그 결과 BMSC와 운동의 복합적용이 손상된 척수에서의 조직학적이고, 행동학적인 변화에 미치는 효과가 BMSC만을 이식하는 처치 방법보다 효과적이라고는 할 수 없었다. 하지만 척수 좌상 후하지 근육, 즉 비복근의 위축 정도를 확인하는 myostatin의 발현 양상에서 SCI+BMSC+exercise>SCI+BMSC>SCI+PBS 순으로 나타난 것으로 보아 척수 좌상으로 유도될 수 있는 골격근의 위축 지연에는 운동 적용이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 결론적으로 척수 좌상 후 신경계의 조직학적이고, 생화학적인 변화 유도뿐만 아니라 골격근의 위축 방지를 통한 기능적 회복을 위해서는 반드시 세포 이식과 운동의 복합적용이 필요하다는 것을 알 수 있다. Transplantation of bone marrow stromal cells(BMSCs) is a new therapeutic tool for improving functional deficits after spinal cord contusion injury(SCI). Treadmill exercise has been known to facilitate motor and sensory functions and to prevent skeletal muscle atrop hy a fter S CI. Here w e investigated t he e ffect of t ransplantation of b one marrow stromal c ells a nd t readmill e xercise on a xonal sprouting, prevention of muscle atrophy and functional recovery after SCI. The rats were divided into four groups: the sham operation group(n=10), SCI and PBS injection group(n=10), SCI and BMSCs transplantation group(n=10), and SCI and BMSCs transplantation and treadmill exercise group(n=10). To determine functional recovery after SCI, we carried out Basso-Brestti-Brenahan(BBB) and Grid walk tests. BMSCs transplantation and combining exercise with grafting significantly improved SCI-induced behavioral deficits at 3 and 5 weeks after grafting. But combining exercise with grafting didn`t show better functional recovery than BMSCs grafting after SCI. Although almost all DiI-labled axons after SCI disappeared in lumbar 1 to 2 levels, BMSCs transplantation and combining exercise with grafting increased the number of sprouting axons in the region caudal to the epicenter at 6 weeks post injury. Also the results of present study suggested that myostatin expression levels were further decreased by combining exercise with grafting when compared to grafting group. Our data provide new evidence that combining exercise with BMSCs transplantation may be an important therapeutic approach for improving functional and histological deficits and inhibiting skeletal muscle atrophy after SCI.
초등 과학수업에서 KWPLC 학습전략 개발 및 적용의 효과
서태범,최선영 韓國生物敎育學會 2012 생물교육 Vol.40 No.2
The purpose of this study was to develop the KWPLC instructional strategy and explore the its effects of science process skills, science achievement and scientific attitude. The objects were conducted the third grade pupils of both an experimental group (28 students) and a control group (29 students) at the G elementary school located in Incheon City. The results of this study were as follows: First, the test on the science process skills, which was performed after the treatment of learning, was found a statistically meaningful difference (p<.05). Second, after the application of KWPLC instructional strategy, the result of science achievement was shown a statistically meaningful difference (p<.05). Third, a meaningful difference was also shown in the scientific attitude. Therefore, the KWPLC instructional strategy applied in this study might be useful to improve the science process skills, scientific attitude, achievement in elementary science class.
서태범,윤성진,김경태,윤재석,윤진환,박성태,한인선,남궁욱,Seo Tae-Beom,Yoon Sung-Jin,Kim Kyung-Tae,Yoon Jae-Suk,Yoon Jin-Hwan,Park Sung-Tae,Han In-Sun,Namgung Uk Korean Society of Life Science 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3
Growth-associated protein (GAP-43)은 손상된 신경 재생 시 axonal growth를 확인할 수 있는 가장 널리 알려진 단백질이다. 본 연구의 목적은 좌골신경 손상을 준 쥐에 저강도 운동 수행 후 좌골신경에서 발현되는 GAP-43 단백질의 양을 정량적으로 분석하고, 손상된 부분으로부터 신경섬유의 재생 정도를 조직학적으로 분석함으로써 운동이 말초신경 손상을 가한 쥐에 미치는 영향을 분석하는 것이다. CAP-43의 정량적인 분석은 western blotting을 통해 확인하였고, 좌골신경의 조직학적인 분석은 immunofluorescence staining과 anterograde로 DiI 주입, 척수 내의 motor neuron은 retrograde로 DiI를 주입 한 후 형광현미경에서 관찰하였다. 본 연구에서는 좌골신경이 손상된 쥐에게 운동을 수행시킴으로써 CAP피3단백질이 비운동 그룹보다 더 많은 양이 발현되고, 손상된 부위에서 재생하는 신경섬유의 길이와 양이 더 많은 것을 확인할 수 있었다. 또한 운동을 수행한 그룹에서 DiI에 염색된 motor neuron의 수가 더 많이 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서 이러한 결과들은 운동이 좌골신경이 손상된 쥐의 재생을 촉진시킬 것으로 생각된다. Physical activity can improve sensorimotor recovery after peripheral nerve injury. Growth-associated protein 43 (GAP-43) is highly correlated with neuronal development and axonal regeneration and present in large quantities in the axonal growth cone. Using immunofluorescene staining and anterograde and retorgrade techniques, we identified enhanced axonal regrowth in distal stump of the sciatic nerve 3-14 days after crush injury in rats with treadmill training. We also carried out western blot to investigate GAP-43 protein expression in injured sciatic nerve. GAP-43 protein levels were highly induced in the injured sciatic nerve 3, 7 and 14 days compared with sedentary group. Thus, the present data provide a new evidence that treadmill training promoted axonal re-growth after injury and increased GAP-43 protein levels in the regenerating nerve.