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      • KCI등재

        뇌전증 융합연구를 위한 MCS 녹아웃동물의 활용방안

        황규석,김옥희,김철희 한국융합학회 2016 한국융합학회논문지 Vol.7 No.2

        뇌전증은 뇌신경세포의 과흥분으로 인한 발작증상을 동반하는 질환이며, 최근 대단위 환자유전체 정보기술의 발달로 인해 뇌전증 발병의 원인으로서 유전자적 요인이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 지적장애 및 뇌전증 증상을 가지는 Miles-Carpenter syndrome (MCS)의 원인유전자에 대한 녹아웃동물을 활용하여 뇌전증 연구모델로 개발하고자 하였다. MCS 녹아웃 제브라피쉬는 억제성 GABA신경세포의 결손으로 인하여 비정상적으로 과다하게 움직이는 표현형을 나타내며, 이는 뇌전증 환자에서 보여지는 발작증상과 매우 유사한 것으로 판명되고 있다. 뇌전증 연구모델로 개발하기 위해, 기존에 알려진 뇌전증 치료제인 레티가빈을 MCS 녹아웃 제브라피쉬에 처리하여 약효를 평가하였으며 증상이 완화되는 것을 확인하였다. 이상의 결과들을 바탕으로 MCS 녹아웃동물이 향후 뇌전증 기전연구를 위한 동물모델로서의 융합적인 활용이 기대된다. Epilepsy is a neurological disease characterized by recurrent seizures. Though the exact causes for epilepsy are unknown, genetic mutations, especially altered gene functions, have been implicated as key causative components of epilepsy. We recently identified a causing gene for the Miles-Carpenter syndrome (MCS). MCS patients have intellectual disability and epilepsy. MCS knockout (KO) zebrafish also show a seizure-like phenotype with hyperactivity of pectoral fin and jaw movement, resulting from loss of GABAergic interneurons. To evaluate MCS KO zebrafish as an epilepsy model, we tested the effects of retigabine, an anticonvulsant drug, on the movement of MCS KO zebrafish.

      • 제브라피쉬 배아와 인간 줄기세포를 이용한 미세플라스틱의 신경발달독성 및 후생유전독성 연구

        임정은(Jeongeun Im),이연우(Yeonwoo Lee),최진희(Jinhee Choi) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5

        최근 미세플라스틱이 공기, 바다, 강 및 토양을 포함한 모든 환경에서 발견되고 있어 어류를 비롯한 다양한 수생 생물과 인체에 미칠 수 있는 영향에 대한 연구가 활발하게 되고 있다. 이 연구에서는 생애 초기 단계에 미세플라스틱 노출이 미치는 신경발달 및 후생유전 독성을 관찰하기 위해 제브라 피쉬 배아와 인간 줄기세포 (H9-ESC, iPSC derived NSC)를 이용하여 실험을 수행하였다. 먼저, 인간 줄기세포를 이용하여 다양한 플라스틱의 종류와 크기 (PS, PE, PP/0.1, 1, 10 μm)에 따른 줄기세포의 세포 독성을 MTS assay를 통해 관찰하였다. 그리고 배아 줄기세포를 이용한 3D 배아체(Embryoid Body) 형성 실험을 통해 미세플라스틱의 노출이 배아체 발달에 미치는 신경 및 발달독성을 배아체 크기 및 발달 마커 유전자 (NANOG, OCT4, PDGFR-α, PAX6) 발현을 확인하여 분석하였다. 제브라 피쉬 배아를 이용한 실험은 생애초기 발생단계 5일 동안 미세플라스틱을 노출한 뒤 제브라피쉬 치어에 광·암주기를 주어 행동량 측정으로 확인하였다. 또한 미세플라스틱이 신경 및 발달 독성과 동시에 후생유전적 영향을 미치는지 확인하기 위해 후생유전 마커인 유전자 메틸화 분석을 통해 확인하였다. 플라스틱의 종류와 크기에 상관없이 유의미한 세포독성을 보이지 않았으나 배아체 형성실험에서는 플라스틱 노출에 의해 발달 크기 및 발달 마커 유전자 발현에 차이를 보였다. 제브라 피쉬치어는 PS 1 μm에서 광주기에 이상 행동량을 보이고 암주기에는 행동량이 감소하는 결과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과들을 토대로 미세플라스틱의 잠재적인 생애 초기 신경발달독성이 확인되었다. 이번 연구의 글로벌 유전자 메틸화 결과에 기반하여 신경발달 마커 유전자를 대상으로 특정 유전자의 메틸화 분석을 통해 미세플라스틱이 미치는 신경발달 독성과 후생유전적 영향을 연구할 계획이다.

      • KCI등재

        제브라피쉬 배아를 이용한 천연부산물의 미백 효능평가

        김보애 한국응용과학기술학회 2023 한국응용과학기술학회지 Vol.40 No.3

        커피 부산물을 이용하여 대체실험동물 모델인 제브라피쉬 배아 독성 및 미백 효능에 대한 실험을 진행하였다. 커피 부산물 추출물을 처리한 배아 독성 실험의 결과 24, 48, 72hpf에서 125ppm 농도에서는 각각 3, 3, 5%로 응고율을 나타냈다. 배아의 부화율은 최고 농도인 125ppm에서 73%를 나타냈다. 제브라피쉬 치어의 심장 박동수 실험에서 72hpf 후 심박수가 125ppm 농도에서 153회/60s’로 확인되었다. 음성대조군은 148회/60s’으로 대조군의 비해 심박수의 변화가 크지 않았으며, 낮은 독성을 나타냈다. 또한미백효능을 평가한 결과 커피 부산물 추출물의 농도가 증가할수록 멜라닌 형성이 저해되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 천연 유래 부산물 소재가 화장품 원료로 활용할 수 있다는 가능

      • KCI등재후보

        전기자극에 의한 제브라피쉬(Daio rerio) 세포융합 연구

        김수현,두진서,김재윤,문이빈,이윤근,문혁인,이기영 한국과학영재교육학회 2016 과학영재교육 Vol.8 No.1

        어류 세포에서의 교류(AC)와 직류(DC) 세기에 따른 세포융합에 미치는 영향을 조사하였다. 교류(AC) 세기 15Vrms에서 자극시간은 15sec로 하였으며, 직류(DC)세기는 각각 10V, 15V, 20V, 25V 그룹의 경우 자극시간 30usec, 자극 간격 0.5sec, 자극 횟수 3회로 설정하여 진행한 그룹의 경우, 직류세기 10V, 15V에서 세포 융합이 이루어졌으나 20V, 25V에서는 세포파괴가 관찰되었다. 또한 교류(AC) 세기 20Vrms에서 자극시간은 15sec, 직류(DC)세기는 각각 10V, 15V, 20V, 25V 그룹의 경우 자극시간 30usec, 자극 간격 0.5sec, 자극횟수 3회로 설정하여 진행한 그룹에서도, 직류세기 10V, 15V에서 세포융합이 이루어졌으나 20V, 25V에서는 세포파괴가 관찰되었다. 결과적으로 제브라피쉬 체절단계의 세포의 융합에 있어 직류 세기는 10-15V가 적정 강도로 확인 되었다. 20V 이상에서 세포 파괴가 이루어진 것으로 보아, 조직세포의 세포막은 20V이상에서는 과도한 영향을 받은 것으로 판단되었다. 또한 체절단계 이전의 상실기의 세포를 대상으로 똑같은 자극 조건으로 예비실험을 수행한 결과에 따르면, DC 10V와 15V에서 세포파괴가 관찰된 것과 비교했을 때, 난할단계에 따라 전기자극 강도가 심한 영향을 미치는 것으로 판단되었다. To investigate the effects of electro cell fusion on the zebrafish cells with the different combination of electric intensity, direct current and alternating current. Zebrafish cells were exposed to an alternating current (AC, 15Vrms) field to induce a linear cell alignment, and then a direct current (DC, 10V, 15V, 20V, and 25V, 30usec pulse, 0.5sec interval, and 3 times) pulse was applied to facilitate transient electrofusion. In case of DC 10V and 15V, cells were fused each other, but other group cells were destroyed in DC 20V and 25V. In the alternating current (AC, 20Vrms) and same DC condition, cells were fused each other, but other group cells were destroyed in DC 20V and 25V in the same manner. Therefore, Optimum direct current (DC) was identified as DC 10-15V regardless of an alternating current (AC) in the zebrafish somite stage cells.

      • KCI등재

        옥덩굴 에탄올 추출물의 당 대사 및 인슐린 민감성 개선효과

        박철민 ( Chul-min Park ),타쿠리랙스미센 ( Laxmi Sen Thakuri ),류동영 ( Dong-young Rhyu ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2021 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.64 No.1

        이 연구의 목적은 Caulerpa okamurae 에탄올 추출물(COE)이 제2형 당뇨병 치료의 약물 표적 중 하나인 당 대사 및 인슐린 민감성에 미치는 영향을 평가하는 것이다. COE는 in vitro 실험에서 단백질 티로신 포스타제 1B (PTP1B)와 디펩티딜 펩티데이즈-IV (DPP-IV) 효소 활성을 유의하게 억제시켰다. 또한, COE는 3T3-L1 지방세포와 제브라피쉬에서 당 흡수, 인슐린 수용체 기질(IRS-1) 및 당 수송체(GLUT4) 단백의 발현을 대조군에 비해 유의하게 향상시켰다. L6 근육세포의 덱사메타손(dexamethasone)으로 유도된 인슐린 저항성 모델에서도 COE는 인슐린 신호전달 및 당 흡수 단백의 발현을 효과적으로 증가시켰다. 더불어 인슐린 저항성 지표로 알려진 IRS-1 Ser307의 인산화 활성도 COE 첨가에 의해 유의하게 억제되었다. 그러나 COE는 췌장 베타세포의 인슐린 분비에는 아무런 영향을 미치지 않았다. 결론적으로 COE는 인슐린 표적세포와 제브라피쉬에서 인슐린 신호전달과 당 수송체 GLUT4 단백 발현의 조절을 통해 당 대사 및 인슐린 민감성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. The aim of this study is to examine the effect of Caulerpa okamurae ethanol extract (COE) on glucose metabolism and insulin sensitivity as one of the drug targets for treatment of type2 diabetes. COE significantly inhibited protein tyrosine phosphatase (PTP1B) and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) enzyme activities in vitro assay. Also, COE significantly enhanced the glucose uptake and the expression of insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and glucose transporter4 (GLUT4) proteins in 3T3-L1 adipocytes or zebrafish larvae compared with control. In dexamethasone-induced resistance model of L6 myotubes, the protein expression of insulin signaling and glucose uptake was effectively increased by the treatment of COE. In contrast, the elevated phosphorylation of IRS-1 Ser307 was normally suppressed by treatment of COE. However, COE had no effect on insulin secretion in pancreatic beta cells. Thus, our results suggest that COE improves the glucose metabolism and insulin sensitivity through the regulation of insulin signaling and GLUT4 protein in insulin’s target cells and zebrafish larvae.

      • KCI등재

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