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흰쥐 신경계 발달에 따른 전압의존성칼슘채널 α1 subunits (α1D, α1B, α1A, α1E) 유전자들의 발현에 관한 연구
김창미(Chang-Mee Kim),한승훈(Seung Hun Han),한상준(Sang Jun Han),김동연(Dong Yeon Kim),이경상(Kyung Sang Lee),전용혁(Yong-Hyuck Chun) 대한해부학회 1998 Anatomy & Cell Biology Vol.31 No.5
전압의존성 칼슘채널 (voltage dependent calcium channel, VDCC)의 구성요소 중 칼슘이온통로로 작용하는 α1 subunit 중에서 신경계에 발현하는 것으로 알려진 α1A, α1B, α1D 및 α1E subunit의 유전자 발현양상을 출생 전 태자기와 출생 후 성장기의 흰쥐 신경계에서 in situ hybridization 조직화학법으로 관찰하였다. 성숙한 흰쥐 뇌에서 각각의 유전자는 광범위하고 특이한 발현양상을 보였다. VDCC α1A 유전자는 해마의 CA3 부위와 소 뇌에서 높게 발현하였으며, VDCC α1B 유전자는 뇌 전체에서 광범위하고 낮게 발현하였다. VDCC α1D 유전자는 후각망울의 승모세포층, 시각교차위핵, 치아이랑 등에서 높게 발현하였으며, VDCC α1E 유전자는 후각망울, 해마와 치아이랑, 안쪽고삐핵소뇌에서 높은 발현을 보였다. 태자기 각종 조직에서 VDCC α1D 유전자는 신경조직에서 뿐만 아니라 허파, 창자, 콩팥, 간, 뼈대근육 등의 비신경계조직에서도 발현이 관찰되었으나, VDCC α1A, VDCC α1B 및 VDCC α1E 유전자는 신경조직 이외의 부위에서는 거의 발현을 보이지 않는 신경조직 특이성을 보였다. 흰쥐 뇌 발달과정에서 VDCC α1A, VDCC α1D 및 VDCC α1E 유전자 발현은 14일된 태자에서 관찰되기 시작하여 출생 후 14일까지 발현부위 및 정도가 증가되었으며 그 이후 점차 감소하였다. 한편 VDCC α1B 유전자는 14일된 태자에서 발현하기 시작하여 출생 직전과 직후에 가장 높은 발현을 보였으며 그 이후 점차 감소되는 양상을 보였다. 이들 유전자들은 공통적으로 뇌실층 (ventricular layer)에 비해 외투층(mantle layer)에서 높게 발현하였다. 성숙한 흰쥐 신경계에서의 특이한 발현양상으로부터 각각의 전압의존성 칼슘채널이 고유한 역할을 하는 것을 예측할 수 있으며, 발달과정에서 신경세포의 분화가 일어나는 부위에서 높게 발현하며 분화가 왕성하게 일어나는 시기 이후에는 발현이 감소하는 양상에서 신경계 분화에 관여하는 것을 예측할 수 있다. Voltage dependent calcium channels (VDCCs) mediate Ca++ influx into cells and are responsible for regulation of a variety of physiological effects. The key functional property of VDCCs are attributed to the calcium-pore forming α1 subunit. In this study, distribution pattern of α1 subunit (α1D, α1B, α1A, α1E) mRNA of VDCCs in developing and adult rat brain was investigated by in situ hybridization histochemistry. In the adult rat brain, each α1 subunit mRNA displayed a specific and distinct distribution pattern. α1D was highly expressed in the olfactory bulb, dentate gyrus, pituitary gland, pineal gland, hypothalamus, superior colliculus and cerebellum. Relatively low level of α1B was expressed throughout the whole brain and strong expression of α1A was observed in CA3 area of Ammon's horn, medial geniculate body, inferior colliculus and cerebellum. High level of α1E was found in the olfactory bulb, hippocampus, dentate gyrus, medial habenular nucleus and cerebellum. Moreover, α1B, α1A and α1E were expressed only in the nervous system but α1D was expressed not only in the nervous system but also in other tissues including liver, heart, lung and skeletal muscle. Generally the expression of α1D, α1A, and α1E subunit was observed from E14 and thereafter the intensity of labeling was gradually increased to P14 and then decreased to the adult level. But the expression of α1B subunit was observed from E14 and gradually increased to E20 and P0 and then decresaed. From the differential expressions of VDCC α1 subunits in developing and adult rat brain, it is suggested that each type of VDCCs may play a distinct roles in neural and nonneural tissues, and the VDCCs may be related with development of nervous system.
흰쥐 소뇌 발달과정에서 발현의 변화를 보이는 glutamate_aspartate transporter (GLAST) 유전자 클로닝 및 발현양상 규명
장윤정(Yoon-Jeong Chang),심재호(Jae Ho Shim),김창미(Changmee Kim),김 현(Hyun Kim),유임주(Im Joo Rhyu),서영석(Young-Suk Suh),전용혁(Yong-Hyuck Chun) 대한해부학회 2000 Anatomy & Cell Biology Vol.33 No.4
Ordered differential display PCR로 흰쥐 뇌 발달과정에서 발현의 변화를 보이는 유전자를 분리하여 GLAST(L -glutamate/L-aspartate transporter) 유전자인 S59158과 동일한 유전자임을 확인하였으며, 이 유전자의 특성 규명을 위해 흰쥐 뇌 발달과정에서의 발현양상 및 glutamate 아나로그인 kainic acid를 처리한 흰쥐 뇌에서의 유전자 발현양상을 in situ hybridization 조직화학법으로 확인하였다. GLAST S59158은 신경조직 특이적인 발현양상을 보였으며, 특히 출생 후 소뇌 발달과정에 따라 현저한 발현의 변화를 보였다. S59158은 신경아교세포 생성이 왕성하게 일어나는 시기인 배자기 14일에서 20일 사이에 신경아교세포 생성이 일 어나는 부위인 뇌실밑부분 (subventricular zone)에서 높게 발현하였다. 출생 후에는 뇌실밑부분에서의 발현이 현저히 감소한 반면, 소뇌 조롱박세포층 (purkinje cell layer)의 Bergmann 세포에서 매우 강한 발현을 보였으며, 해마 (hippocampus), 치아이랑 (dentate gyrus) 및 후각망울 (olfactory bulb)에서는 중등도의 발현을 보였다. 이상의 결과에서 GLAST(S59158) 가 흰쥐 신경계의 발달 과정에서 신경아교세포의 생성과 관계가 있음을 생각할 수 있으며, 세포 외 glutamate 농도 증가에 의해 발현이 증가하는 것을 예상할 수 있다. In this study, S59158, a gene of GLAST(L -Glutamate/L-Aspartate transporter), was cloned by ordered differential display PCR with developing rat brains. The mRNA expression of this gene in the developing rat brain and the effect of kainic acid (KA), glutamate analogue, on this gene were investigated with in situ hybridization histochemistry. The expression of S59158 was restricted to nervous system and observed from E12 (embryonic day 12), peaked at E20, and gradually decreased to adult level. In embryos, S59158 was prominently expressed in the subventricular zones throughout the brain. After birth, strong expression was observed in the purkinje cell layer of cerebellum and moderate level of expression was observed in the subventricular zone, olfactory bulb, hippocampal formation, and cerebral cortex. In the KA treated rat brains, the expression of S59158 was significantly increased in dentate gyrus, hippocampus, and cerebral cortex. From these results, it may be suspected that S59158 is related to the development of the brain and is induced by increased extracellular glutamate level.