Ts65Dn 다운신드롬 모델 생쥐에서 프로테아좀 활성의 노화 의존적 변화

서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2004 이학기술연구지 Vol.7 No.

TsSSDn 생쥐는 생쥐 염색체 16번의 부분적인 trisomy를 포함하면서, 사람의 21번 염색체의 trisomy로 인하여 생기는 다운신드롬의 동물 모델로서, Alzheimer's disease (AD)등에서도 나타나는 인지 작용 저해와 학습 장애 연구 등에 이용되고 있다. 이러한 퇴행성 신경질환은 대부분 노화와 밀접한 관계를 가지고 있는데, 따라서, 본 연구는 이 Ts65Dn 생쥐 뇌의 hippocampus에서 노화에 따른 프로테아좀 활성의 변화를 보고자 하였다. 이를 위하여 1-2 개월, 4개월, 12개월의 각기 다른 나이의 실험군 들을 선택하여, 효소활성측정과 Western blot 분석을 이용하여, 그의 노화에 따른 변화를 측정하였다. 먼저,7s65Dn생쥐는, Fl (생쥐종 대조군), LM (littermate normosomy 대조군) 생쥐와 함께 프로테아좀 활성의 노화에 따른 증가를 보였다. 특징적으로 그 증가의 정도가 7s65Dn 생쥐에서 가장 크게 나 타났으며, 특히 4개월의 7s65Dn 생쥐는, Fl과 LM 생쥐에서는 변화가 없었음에 반해, 1-2 개월 개체에 비하여 프로테아좀 활성이 유의성 있게 증가된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 AD나 다운 신드롬 등에서 노화와 프로테아좀의 활성은 직접적으로 연관되 어 조절되고 있으며 이는 궁극적으로 인지 작용의 저해를 설명할 수 있다고 생각된다. Segmental trisomy 16, Ts65Dn mice is a model of human trisomy 21(Down's syndrome; DS) and also mimics some aspects of Alzheimer's disease (AD). We determined proteasome activities in the hippocampus of Ts65Dn mice at the various ages.Ts65Dn mice did not show significant differences compared to Fl, parental strain control mice and LM, littermate normosomic control mice, at 1-2 months of age. All experimental groups, Ts65Dn, Fl, LM mice, showed age-dependent increase of proteasome activity by 12 months of age. However, only Ts65Dn mice showed significant increase of proteasome activity at 4 months of age compared to 1-2 months of age. These results indicate that the increased proteasome activities are potentially related to aging associated biochemical events in the process of the cognitive deficits, which are found in AD or DS.

Ts65우 다운신드롬 모델 생쥐에서 프로테아좀 활성의 노화 의존적 변화

서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2004 이학기술연구지 Vol.7 No.-

생쥐 뇌 조직의 Acetylcholine 생합성에 있어서 , Phosphatidylcholine 으로부터 분해된 Choline 의 관련성에 관한 연구

서혜명,조기승 생화학분자생물학회 1990 90년도 학술대회 초록 Vol.- No.-

헌팅턴씨 병 세포 모델에서 돌연병이 헌팅틴이 유비퀴틴-프로테아좀 시스템의 기능 및 세포 생존력에 미치는 영향

김우리,서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2006 이학기술논문지 Vol.9 No.-

가바성 신경세포는 헌팅턴씨 병 (Huntington's disease: HD) 환자의 특정 뇌 영역에서 선택적 취약성을 나타내며, 유비퀴틴-프로테아좀 시스템 (ubiquitin-proteasome system: UPS) 은 이러한 특정 신경의 퇴행에 있어서 비정상적인 단백질의 응축과 연관되어 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는, 가바성 ST14A 세포에 돌연변이된 헌팅틴 유전자가 과발현 되었을 때 UPS 기능 및 세포 생존력에 어떤 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다. 이를 위해 돌연변이 헌팅틴 유진자의 과발현이 유도된 ST14A 세포를 이용하여, 미토콘드리아의 효소 활성 저해제인 3-NP를 처리하였을 때 세포 생존력과 프로테아좀 활성이 감소되었으며, 이러한 프로테아좀 활성의 감소는 프로테아좀 활성인자인 PA28α나 β의 렌티바이러스를 통한 유전자 전이를 통해 복구될 수 있었다. 본 연구의 결과를 통하여 프로테아좀 활성의 변형이 UPS 및 가바성 신경세포의 세포 생존 관련 기작을 변형시킬 수 있으며, 나아가 HD의 잠재적인 치료의 표적이 될 수 있음을 시사한다. GABAergic neurons are selectively vulnerable m the several brain regions of Huntington's disease (HD) Patients. Ubiquitin-proteasome system (UPS) has been reported to be related to abnormal protein aggregation in the neurodegenerative diseases. To understand the mechanism of UPS function in HD, we used in vitro HD model system such as GABAergic ST14A cells. We administered mitochondrial enzyme inhibitor, 3-NP, which causes energy impairment and replicates most of pathophysiological features of HD, into these neurons. The cell viabilities and chymotrypsin-like proteasome activities were determined using LDH assay and fluorescence substrate-based enzyme activity assay. HD cell with mutant huntingtin induction showed the decreased cell survival against 3-NP toxicity. These HD cells also showed decreased proteasome activities which further increased by overexpression of PA28α or P. These results indicate the modification of proteasome accivity can alter the UPS function and other cellular survival mechanisms of GABAergic neurons in HD pathology.

헌팅턴씨 병 세포 모델에서 돌연변이 헌팅턴이 유비퀴틴-프로테아좀 시스템의 기능 및 세포 생존력에 미치는 영향

김우리,서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2006 이학기술연구지 Vol.9 No.-

성인 쥐 뇌의 여러 영역에서의 콜린성 신경세포 특이적 유전자 발현의 정량

김우리,서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2007 이학기술논문지 Vol.10 No.-

콜린성 신경세포는 신경계에 널리 분포하며, 대뇌피질 발달, 피질 활성, 대뇌 혈류 조절 및 인식, 학습, 기억 등의 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는, 콜린성 신경세포가 주요하게 분포한다고 알려진 medial septum, frontal cortex, entorhinal cortex 및 whole brain 등의 성인 쥐 뇌의 여러 영역에서 M1 수용체 (M1 receptor, M1), 아세틸콜린 에스터레이즈 (acettylcholinesterase, AChE), 갈라닌 (galanin), 갈라닌 수용체 1 (galanin receptor 1, Galr1) 등의 콜린성 신경세포 특이적 유전자에 대한 발현정도의 차이를 RT-PCR을 통해 확인하고자 하였다. 그 결과, 같은 콜린 특이적 영역이라고 할지라도, 뇌의 각 영역 당 주요하게 발현되는 콜린성 신경세포 특이적 유전자의 발현 및 그 정도가 다르다는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 동일한 신경전달물질을 사용하는 뇌의 영역들이, 관련 유전자의 발현 차이를 통하여 각각의 주요 역할을 조절하여 수행할 수 있음을 시사한다. Cholinergic neuron, which uses acetylcholine as a neurotransmitter, is known to have a critical role in cerebral cortical development, cortical activity, controlling of cerebral blood flow, modulating of cognitive function, and learning and memory processes. In this study, we demonstrated the differences of expression levels of cholinergic neuron specific genes, such as M1 receptor (M1), acetylcholinesterase (AChE), galanin, and galanin receptor 1(Galrl), in the several cholinergic brain regions including medial septum, frontal cortex, entorhinal cortex and whole brain. Using semi-quantative RT-PCR for adult mice brain tissues, we founded that different cholinergic brain regions show different expression patterns of specific cholinergic genes. These results indicate that cholinergic neurons in specific brain regions may regulate their major functions, as shown in the expression profiles of cholinergic specific genes.

파킨슨병의 원인유전자와 연관된 자가포식현상

호동환,서혜명,손일홍,설원기 대한신경과학회 2014 대한신경과학회지 Vol.32 No.3

Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative motor disorder, affecting approximately 1 % ofthe population aged ≥60 years. Recent investigations have shown that in addition to motor symptoms such asbradykinesia, resting tremor, and gait instability, PD also causes non-motor symptoms such as insomnia, constipation,depression, and dementia. Most PD cases occurred sporadically, but 5-10% is inherited as familial PD, and severalPD-causative genes have been identified and intensively studied. Autophagy is a self-degrading mechanism of balancingthe energy source in response to nutrient shortage and various stresses, and is a tightly regulated and complicatedprocess that generates double-membrane organelles. Autophagy failure has recently been observed in both animal PDmodels and human PD patients. The intention of this review is to introduce recent findings regarding the relationshipbetween causative genetic mutations in PD and autophagy, from a clinical perspective.

세포바깥소포체와 신경계질환

호동환,서혜명,손일홍,설원기 대한신경과학회 2015 대한신경과학회지 Vol.33 No.2

Extracellular vesicles (EVs) are small membranous vesicles that are secreted by various types of cells into biofluid or culture medium. EVs contain deoxyribonucleic acids, messenger ribonucleic acids (RNAs), microRNAs, lipids, and proteins derived from its cells of origin and can transfer those molecules to other targeted cells. Therefore, EVs can play important roles in intercellular communication. The findings of recent studies suggest that EVs can be used to spread protein aggregates in various neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. In addition, it has been recognized that EVs can be used as a material for detecting biomarkers for such diseases or as a therapeutic tool.

성인 쥐 뇌의 여러 영역에서의 콜린성 신경세포 특이적 유전자 발현의 정량

김우리,서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2007 이학기술연구지 Vol.10 No.-

생후 6일째(P6) 쥐와 성체 쥐의 해마체에서 시냅스의 발달과 프로테아좀 활성에 관한 연구

이찬혁,김형태,서혜명 한양대학교 이학기술연구소 2005 이학기술연구지 Vol.8 No.-

유비퀴틴-프로테아좀 시스템(ubiquitin-proteasome system: UPS) 은 세포내에서 비정상적인 단백질을 분해하는 기능을 담당하며, 그기능의 상실은 생체의 비정상적인 발달단계나 여러 퇴행성 신경질환의 병리학적 진행을 이해하는데 중요한 것으로 생각된다, 본 연구에서는 생후 6일째의 쥐(P6) 와 성체 쥐 뇌의 해마체에서 시냅스의 발달을 대표할수 있는 nerve growth factor(NGF)와 synaptophysin 의 발현 정도를 측정하고 더불어 프로테아조 활성의 차이를 알아보고자 하였다, 먼저 우리는 P6쥐 의 해마체에서 성체 쥐에 비하여 NGF의 발현이 1.3배 증가된 것을 확인하였고, 또한synaptophysin의 양이 특이적으로 감소된 것을 볼수 있었다, 흥미롭게도 P6쥐의 해마체에서 성체 쥐와 비교하여 유의성 있게 높은 프로테아좀 활성을 관찰 할수 있었다, 이와 같은 연구를 통하여 쥐 뇌의 발달 과정에 있어서 프로테아좀 활성의 조절은 시냅스의 발달과 밀접하게 연관되어 있다고 추정된다. Dysfunction of ubiquitin-proteasome system (UPS)has been proposed or implicated in the pathological processing of several neurodegenerative diseases and abnormalities in development . To address th differences of UPS in the sysnaptic development we determined the proteasome activities in the hippocampus of postnatal day 6 (P6) and adult rats. Using ELISA and western blot we found that the hippocampal NGF expression level is 1.3 times higher and synaptophysin level is significantly lower in P6 compared to adult Interestingly P6 rats in development showed 3~5 times higher hippocampal proteasome activities compared to adults. These results suggest that ubiquitin-proteasome are potentially related to synaptic divelopment.