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      다중벽 탄소나노튜브 (MW-CNTs)에 의한 생쥐 대뇌피질 별아교세포의 가바 (GABA)의 분포 및 형태-기능학적 변화

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      https://www.riss.kr/link?id=T14023803

      • 저자
      • 발행사항

        용인 : 단국대학교 대학원, 2015

      • 학위논문사항
      • 발행연도

        2015

      • 작성언어

        한국어

      • DDC

        660.6 판사항(22)

      • 발행국(도시)

        경기도

      • 기타서명

        Multi-walled carbon nanotubes change morpho-functional and GABA characteristics of mouse cortical astrocytes

      • 형태사항

        vii, 50장 : 삽화,표 ; 30cm.

      • 일반주기명

        단국대학교 학위논문은 저작권에 의해 보호받습니다
        지도교수:윤보은
        참고문헌 : 41-48장

      • 소장기관
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      국문 초록 (Abstract)

      다중벽 탄소나노튜브 (Multi-walled carbon nanotubes; MW-CNTs)는 그라핀층이 말리면서 형성된 실린더 형태의 튜브로 신경계에서 광범위하게 사용될 수 있는 잠재적 활용성이 큰 물질이다. 특히 전기전도성이 높아 뉴런의 성장 및 전기적인 성질을 향상시키며 줄기세포를 신경계 세포로 분화하도록 조절가능하다. 최근 논문에서는 뉴런 뿐만 아니라 아교세포 역시 시냅스 전달 조절에 능동적으로 관여하며 아교세포들 중 가장 많은 비율을 차지하는 별아교세포 (astrocyte)는 tripartite synapse를 형성하며 신경활성을 조절할 수 있다고 밝혀졌다. 최근 아교세포를 다양한 나노구조물질 위에 배양하며 효과를 입증하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 그러나 다양한 길이의 MW-CNTs 위에 초대배양한 별아교세포 (astrocyte)의 특성에 관해서는 알려진 바가 없다. 따라서, 본 연구는 MW-CNTs 위에 배양한 astrocyte의 형태, 세포간 상호작용 및 세포 내 가바 (gamma-amino butyric acid; GABA)의 분포에 미치는 효과에 대해 연구하였다. MW-CNT 50 nm로 코팅된 커버슬립 위에 초대배양한 대뇌피질 astrocyte의 형태는 PDL (poly-D-lysine)로 코팅된 커버슬립 위에 배양한 astrocyte와 비교하였을 때, 둥근 형태를 가지며 세포의 프로세스 수 증가에 따른 세포간 상호작용이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, MW-CNTs로 코팅된 커버슬립 위에 배양한 astrocyte 내 GABA는 세포의 프로세스 쪽으로 분포하는 것을 확인하였다. GABA의 세포체에서 프로세스 쪽으로의 이동은 PDL 위에 배양한 astrocyte에 비해 GABA 방출이 용이하고 많은 양을 방출할 수 있다.
      본 연구는 MW-CNTs가 astrocyte의 형태 및 프로세스 수 증가에 따른 세포간 상호작용을 조절하며 세포내 GABA의 분포를 조절하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 MW-CNTs는 뇌 세포에 다양한 영향을 미칠 수 있고, 나아가 뇌신경의학 및 연구 분야에서 유망한 물질임을 시사한다.
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      다중벽 탄소나노튜브 (Multi-walled carbon nanotubes; MW-CNTs)는 그라핀층이 말리면서 형성된 실린더 형태의 튜브로 신경계에서 광범위하게 사용될 수 있는 잠재적 활용성이 큰 물질이다. 특히 전기...

      다중벽 탄소나노튜브 (Multi-walled carbon nanotubes; MW-CNTs)는 그라핀층이 말리면서 형성된 실린더 형태의 튜브로 신경계에서 광범위하게 사용될 수 있는 잠재적 활용성이 큰 물질이다. 특히 전기전도성이 높아 뉴런의 성장 및 전기적인 성질을 향상시키며 줄기세포를 신경계 세포로 분화하도록 조절가능하다. 최근 논문에서는 뉴런 뿐만 아니라 아교세포 역시 시냅스 전달 조절에 능동적으로 관여하며 아교세포들 중 가장 많은 비율을 차지하는 별아교세포 (astrocyte)는 tripartite synapse를 형성하며 신경활성을 조절할 수 있다고 밝혀졌다. 최근 아교세포를 다양한 나노구조물질 위에 배양하며 효과를 입증하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 그러나 다양한 길이의 MW-CNTs 위에 초대배양한 별아교세포 (astrocyte)의 특성에 관해서는 알려진 바가 없다. 따라서, 본 연구는 MW-CNTs 위에 배양한 astrocyte의 형태, 세포간 상호작용 및 세포 내 가바 (gamma-amino butyric acid; GABA)의 분포에 미치는 효과에 대해 연구하였다. MW-CNT 50 nm로 코팅된 커버슬립 위에 초대배양한 대뇌피질 astrocyte의 형태는 PDL (poly-D-lysine)로 코팅된 커버슬립 위에 배양한 astrocyte와 비교하였을 때, 둥근 형태를 가지며 세포의 프로세스 수 증가에 따른 세포간 상호작용이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, MW-CNTs로 코팅된 커버슬립 위에 배양한 astrocyte 내 GABA는 세포의 프로세스 쪽으로 분포하는 것을 확인하였다. GABA의 세포체에서 프로세스 쪽으로의 이동은 PDL 위에 배양한 astrocyte에 비해 GABA 방출이 용이하고 많은 양을 방출할 수 있다.
      본 연구는 MW-CNTs가 astrocyte의 형태 및 프로세스 수 증가에 따른 세포간 상호작용을 조절하며 세포내 GABA의 분포를 조절하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 MW-CNTs는 뇌 세포에 다양한 영향을 미칠 수 있고, 나아가 뇌신경의학 및 연구 분야에서 유망한 물질임을 시사한다.

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      다국어 초록 (Multilingual Abstract)

      Multi-walled carbon nanotubes (MW-CNTs) have been extensively explored for their possible beneficial use in the nervous system. CNTs have shown to modulate neuronal growth and electrical properties, but its effect that varying length of MW-CNTs on primary astrocyte roles have not been clearly demonstrated yet. We investigate here the effect of MW-CNTs on astrocytic morphology, cell-cell interaction and the distribution of intracellular GABA (gamma-amino butyric acid). Primary cultured cortical astrocytes on MW-CNT-coated glass coverslips grow rounder and make more cell-cell interactions, with many cell processes, compared to astrocytes on poly-D-lysine (PDL) coverslips. In addition, intracellular GABA spreads into the cell processes of astrocytes on MW-CNT coverslips. When this GABA spreads into cell processes from the cell body GABA can be released more easily and in larger quantities compared to astrocytes on PDL coverslips.
      Our result confirm that MW-CNTs modulate astrocytic morphology, the distribution of astrocytic GABA, cell-cell interactions and the extension of cell processes. CNTs look to be a promising material for use neuroprosthetics such as brain-machine interface technologies.
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      Multi-walled carbon nanotubes (MW-CNTs) have been extensively explored for their possible beneficial use in the nervous system. CNTs have shown to modulate neuronal growth and electrical properties, but its effect that varying length of MW-CNTs on pri...

      Multi-walled carbon nanotubes (MW-CNTs) have been extensively explored for their possible beneficial use in the nervous system. CNTs have shown to modulate neuronal growth and electrical properties, but its effect that varying length of MW-CNTs on primary astrocyte roles have not been clearly demonstrated yet. We investigate here the effect of MW-CNTs on astrocytic morphology, cell-cell interaction and the distribution of intracellular GABA (gamma-amino butyric acid). Primary cultured cortical astrocytes on MW-CNT-coated glass coverslips grow rounder and make more cell-cell interactions, with many cell processes, compared to astrocytes on poly-D-lysine (PDL) coverslips. In addition, intracellular GABA spreads into the cell processes of astrocytes on MW-CNT coverslips. When this GABA spreads into cell processes from the cell body GABA can be released more easily and in larger quantities compared to astrocytes on PDL coverslips.
      Our result confirm that MW-CNTs modulate astrocytic morphology, the distribution of astrocytic GABA, cell-cell interactions and the extension of cell processes. CNTs look to be a promising material for use neuroprosthetics such as brain-machine interface technologies.

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