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모체 Thyroxine 투여가 태아알코올효과를 가진 흰쥐 뇌의 BDNF함유 신경세포 생후 발달에 미치는 영향
강양수(Yang Soo Kang),정윤영(Yoon Young Chung),박영란(Young Lan Park),현영식(Young Sig Hyun),김종중(Jong Joong Kim),문정석(Jeong Seok Moon),문영민(Young Min Mun),오재욱(Jae Wook Oh),신성희(Sung Heui Shin),배춘상(Choon Sang Bae) 대한해부학회 2006 Anatomy & Cell Biology Vol.39 No.4
임부의 알코올 남용은 태아 정신발육지연의 흔한 원인이며 특히 태아의 뇌 발생에 예민한 결정적 기간 (critical period) 동안에 지속적으로 음주하는 경우 태아알코올효과를 나타내기 쉽다. 본 연구에서는 임신 기간중 지속적으로 알코올을 섭취한 모체에 thyroxine을 투여하여 알코올의 유해한 영향으로 인한 태아알코올효과를 개선시킬 수 있는지를 관찰하기 위하여 흰쥐 뇌의 생후 연령에 따라 brain-derived neurotrophic factor(BDNF)함유 신경세포의 성숙 양상을 면역조직화학염색을 이용하여 관찰하였고 BDNF 함량을 측정하였다. 실험동물은 매일 35 칼로리 정도의 알코올을 섭취한 알코올군, 알코올 대신 dextrin이 첨가된 유동액을 섭취한 정상군 및 알코올을 섭취하고 thyroxine을 매일 5 μg/kg 피하 주사한 알코올+T4군으로 나누었으며 생후 0, 7, 14, 21, 28일에 희생시켰다. 본 연구 결과 BDNF 단백 양은 알코올+T4군에서 알코올군에 비해 생후 7, 14, 21일에 증가하였으며 특히 생후 7일의 알코올+T4군에서 가장 높았다. 알코올군은 모든 연령에서 정상군보다 감소하였다. 소뇌에서는 알코올+T4군에서 생후 14일부터 정상군과 유사한 BDNF함유 신경세포들이 조롱박세포층에 분포하였다. 알코올+T4군에서는 알코올군에 비해 대뇌겉질, 시상하부 및 해마에서 생후 7일에 성숙되고 두드러진 양성반응을 나타냈으며 해마에서는 생후 28일까지도 뚜렷한 양성반응을 나타냈다. 이상의 결과는 임신 중 알코올을 음용한 흰쥐 모체에 thyroxine을 투여하면 태아알코올효과를 가지고 태어날 수 있는 후손들의 뇌에 분포하는 BDNF함유 신경세포들이 생후 발달동안 정상군과 유사하거나 더 빠르게 발달시킬 수 있을 것으로 생각된다. 이는 모체에 투여하는 지속적인 thyroxine 처치가 출생 초기에 BDNF 합성을 증가시켜 모체의 알코올 남용으로 야기되는 태아알코올효과와 같은 출생결함을 개선시킬 수 있음을 시사한다. Maternal alcohol abuse is thought to be the common cause of mental retardation. Especially, continuous alcohol consumption during critical period of brain development induce fetal alcohol effects. In this study, the authors investigated the effects of maternal alcohol drinking on the postnatal changes of BDNF contents and patterns of BDNF-containing neuron in neonatal rat brain, and, the influence of maternal thyroxine treatment on the brain of pups of alcohol abused mother. Pregnant rats were divided into three groups. Alcohol-fed group (n=4) received 35 calories of liquid alcohol diet daily from gestation day 6; control pair-fed group (n=4) was fed a liquid diet in dextrin replaced alcohol isocalorically; alcohol+T4 group (n=4) received 35 calories liquid alcohol diet and exogenous thyroxine (5 μg/kg/day) subcutaneously. The amount of BDNF was significantly higher in the alcohol+T4 group as compared to the alcohol group at P7, P14 and P21, especially, alcohol+T4-exposed pups showed a significant increase of BDNF at P7. The decrease in BDNF was found in alcohol group compared to control pair-fed group at all ages. In alcohol+T4 group, BDNF-containing Purkinje cells exhibited mature pattern and monolayer arrangement at P14. Alcohol+T4 group showed mature pattern and numerical increase of BDNF-containing cells in cerebral cortex, hypothalamus and hippocampus at P7. The BDNF immunoreactivity of hippocampus continued to show prominent configuration in alcohol+T4 group at P28. These results indicate that the increase of the BDNF-containing neurons and BDNF amount in pups of thyroxinesupplemented alcohol-exposed dams as compared to control pair-fed and alcohol-exposed pups at P7, presumably suggest the early postnatal growth stimulatory effect of the exogenously supplemented thyroxine. Therefore, the increase of BDNF synthesis caused by maternal administration of exogenous thyroxine may ameliorate fetal alcohol effects, one of the ill effects as a result of the dysthyroid state following maternal alcohol abuse.
철농도와 산소분압에 반응하는 황색 포도구균의 세포벽 단백질
이승일,임용,신성희 대한감염학회 2001 감염 Vol.33 No.4
목적 : 황색포도구균의 철흡수기전의 활성의 배지내 균증식에 많은 영향을 미칠 뿐 아니라 인체 체액내에서의 균증식에도 많은 영향을 미친다. 철과 산소는 여러 가지 세균 대사과정에서 서로 밀접하게 관련되어 있으므로 본 연구에서는 철농도와 산소분압의 변화하는 황색 포도구균의 세포벽 단백발현 양상을 관찰하고자 하였다. 방법 : 철흡수기전의 활성이 낮은 SR-1 돌연변이주를 streptonigrin에 반복적으로 노출시킴으로서 표준균주인 모균주 ATCC 6538 균주로부터 분리하였다. 이 두 균주를 철이 풍부한 배지와 결핍된 배지에서 호기적, 미호기적, 혐기적으로 배양하여 얻은 균침사에서 세포벽 단백질을 분리하였고 분리된 단백은 SDS-PAGE 후 Coomassie염색하여 관찰하였다. 결과 : 철이 풍부한 배지에서 뿐 아니라 철이 결핍된 배지에서도 혐기적으로 배양할 대보다 호기적으로 배양할 때 두 균주 모두에서 더 많은 세포벽 단백들이 발현되었다. 그러나 모균주의 세포벽 단백발현에 비해 SR-1 돌연변이주의 억제는 철이 풍부한 배지에서보다 철이 결핍된 배지에서 현저하하였다. 철이 �쪄絹�배지에서 호기적으로 배양하였을 때 더 많이 발현된 약 88, 55, 39, 36, 35, 33, kD의 세포벽 단백들은 철에 의해 억제되고 산소에 의해 유도되는 세포벽 단백들로 다른 연구자들에 의해 보고된 철억제성 단백들과 일치하였다. 결론 : 황색 포도구균의 세포벽 단백발현은 철농도와 산소분압의 동시 그리고 각각 변화에 의해 영향을 받았다. 황색 포도구균의 철흡수기전의 활성은 철이 풍부한 배지에서 보다 철이 결핍된 배지에서 세포벽 단백발현에 더 많은 영향을 미쳤다. 인체 환경이 철이 상대적으로 결핍된 환경임을 감안하면 철에 의해 억제되고 산소에 의해 유도되는 세포벽 단백들이 인체 감연시에 체액내에서 발현되는 단백들(항원)일 가능성을 보인 결과라 생각된다. Background : We previously reported that activity of iron-uptake systems (IUS) influenced on the growth of Staphylococcus aureus in laboratory medium and body fluids according to the iron and oxygen concentrations, which they are closely related each other in several microbial metabolism. In the present study, we tried to investigate the profiles of cell wall proteins of S. aureus, according to the change of iron and oxygen concentrations. Methods : SR-1 strain, whose IUS are defective, was isolated from the standard strain ATCC 6538 by repeated exposure against streptonigrin. These two strains were cultured under the aerobic, microaerobic and anaerobic conditions in the iron-sufficient BHI and iron-depleted BHI, respectively. Cell wall proteins were visualized by Coomassie staining after SBS-PAGE. Results : Cell wall proteins of the both strains were expressed more than under the aerobic condition than under the anaerobic condition in the iron-sufficient medium as well as in the iron-deficient medium. However, expression of cell wall proteins of SR-1 strain was markedly inhibited compared to that of parental ATCC 6538 strain, especially in the iron-deficient medium. Among the proteins more expressed under the aerobic culture condition in the iron-deficient medium, about 88, 55, 39, 36, 35 and 33 kDa of proteins were iron-repressible and oxygen-inducible, and corresponded to the iron-repressible proteins which other researchers reported. Conclusion : Expression of cell wall proteins of S. aureus was affected by simultaneous and respective change of iron and oxygen concentrations. Activity of IUS influenced more on the expression of cell wall proteins of S. aureus in the iron-deficient environment than in the iron-sufficient environment. These results suggest the possibility that the iron-repressible and oxygen-inducible proteins mimic those (antigens) found commonly in clinical infections. (Korean J Infect Dis 33:292∼297, 2001)