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          노인과 성인의 단일 근섬유 아형에 따른 수축 특성과 형태의 비교

          최승준,임재영 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.3

          최승준, 임재영. 노인과 성인의 단일 근섬유 아형에 따른 수축 특성과 형태의 비교. 운동과학, 제21권 제3호. 309-318, 2012. 일반적으로 노화로 인한 근기능의 저하는 근육량 감소와 더불어 근신경계의 기능부전 등으로 인식되고 있지만, 단일 근섬유의 본질적 수축력에 대한 노화의 효과는 여전히 논란이 되고 있다. 노화로 인한 단일 근섬유의 질적 변화를 규명하기 위해, 본 연구에서는 건강한 노인의 골격근을 단일 근섬유로 분리한 뒤, 수축 특성과 횡단면적을 MHC의 발현 유형에 따라 일반 성인의 골격근과 비교하였다. 근생검법을 이용하여 성인 10명(25±2세)과 노인 8명(78±2세)의 외측 광근으로부터 근육표본을 추출한 뒤, 이완 용액에서 손상되지 않게 종단면으로 분리한 후, 분리용액에서 24시간 배양(4 °C)하였다. 배양 후 근막구조가 제거된 근다발로부터 단일 근섬유를 분리하여 실험 장치(등척성 근력 측정기와 고속 모터)에 고정하고 일정한 근절길이(2.6 um)를 유지하여, 근섬유 길이와 횡단면적을 측정하였다. 활성용액(pCa4.5)을 사용하여 근섬유를 최대 수축시킨 후 slack검사를 통하여 최대 수축력과 최대 수축속도를 측정하였다. 측정이 완료된 단일 근섬유 절편은 SDS-PAGE를 이용하여 MHC의 아형을 확인하였다. 실험결과에 따르면, 노인의 type I 근섬유는 일반 성인의 동일아형 근섬유와 비교하였을 때 횡단면적과 최대 수축력(mN)에서 유의한 증가가 나타났다 (p< .05). 하지만 횡단면적으로 표준화된 수축력(kN/m2)에서 이러한 차이는 나타나지 않았다. Type IIa 그리고 type IIa/IIx 근섬유에서는 연령에 따른 횡단면적과 최대수축력(mN), 그리고 표준화된 수축력(kN/m2)에서 연령 간 통계적 차이가 없는 것으로 나타났다. 근섬유의 횡단면적과 근력생성능력간의 관계를 분석하기 위한 선형회귀분석 결과에서도, 두 연령 그룹 모두 유의한 선형관계를 나타내었고(p< .001), 그룹 간 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과들은 흥분-수축 결합을 배제한 단일 세포 수준에서의 수축력은, type I 근섬유의 형태학적 보상효과와 더불어 노화와 관계없이 유지됨을 증명한다. 따라서 노화에 따른 근기능 저하는 근육 세포의 질적 퇴화보다는, 주로 근육 세포수 감소와 같은 양적 요인에 의한 것으로 사료된다. Choi, S. J., Lim, J. Y. Age-related changes in contractile properties and morphology on chemically skinned single fibers from young and old human skeletal muscles. Exercise Science. 21(3): 309-318, 2012. Studies using human model reported inconsistent results on the intrinsic contractile properties of single muscle fiber. To extensively test aging effect on the innate myofilament characteristics and morphology, functional assay of chemically skinned vastus lateralis muscle fiber(15 °C) were investigated from young(25±2 yrs) and old(78±2 yrs) healthy human subjects(N=10 and 8 for young, and old respectively). Fiber cross sectional area (CSA) was measured by 3 dimensional microscopy, peak Ca2+-activated force and maximal shortening velocity (Vo) were measured by slack test procedure. Fiber myosin heavy chain (MHC) isoform was determined by gel electrophoresis and silver staining. Single muscle fiber assays showed fiber CSA and maximal Ca2+-activated force(mN) in old adults type I fiber were 15 % bigger and 18 % greater compared to the corresponding MHC isoform fibers from young adults(p< .05). However, specific force (maximal Ca2+-activated force normalized by fiber CSA, kN/m2) of type I fiber was identical between age group, which suggested that the greater Ca2+-activated force (mN) of type I fiber is resulted from the bigger fiber CSA. Otherwise, type IIa and IIa/IIx fibers showed no difference on fiber CSA and Po between age groups. There is no difference on shortening velocity in type I and IIa fibers between young and old, type IIa/IIx fiber in old adults showed substantially slower Vo than young adults type IIa/IIx fibers (33 %, p< .05), Linear regression modeling to identify relationship between fiber CSA and force generating ability showed strong direct relationship (p< .001) with no aging effect. Therefore, our result indicated maintained contractile properties of myofilament lattice regardless of age. Collectively, the declines of the muscular strength with aging appeared to be due to the quantitative reduction rather than qualitative impairment of single muscle fiber.

        • KCI등재

          Identification of Anti-Gerbich Antibody in an Emirati Marrow Hematopoietic Progenitor Cell Donor with Fy(a-b-) Phenotype

          최승준,이은경,김신영,유철주,김현옥 연세대학교의과대학 2018 Yonsei medical journal Vol.59 No.10

          In this study, we report a case of anti-Gerbich (Ge) alloantibody to a high-prevalence Ge antigen in a donor with Fy(a-b-) phenotype. The alloantibody was detected in an Emirati boy who was admitted to a Korean tertiary hospital for marrow hematopoietic progenitor cell donation. He did not have a history of transfusion. His blood type was A, RhD+, and findings from the antibody screening and identification test showed 2+ reactivity in all panel cells except autologous cells. We concluded that it would be very difficult to find compatible blood components for the donor and requested further tests from external laboratories. Anti-Ge2 was identified by additional tests in a foreign reference laboratory, and the Duffy genotype of the donor was FY*02/FY*02N.01 based on the Korean Rare Blood Program. Although the donor was not a Korean, as the number of foreign patients visiting Korea increases annually, there is growing interest in patients with rare blood types in the Korean population. However, there has been very little research on rare or high prevalence blood type antigen and antibody in the Korean population. Therefore, additional research in Korea is needed on rare blood group antibodies and antigens, including Ge cases.

        • Ball milling한 AB<sub>2</sub>계 금속수소화물 전극의 전기화학적 특성

          최승준,심종수,오세웅,노학,최전,서찬열,박충년,Choi, Seung-Jun,Shim, Jong-Su,Oh, Se-Ung,Noh, Hak,Choi, Jeon,Seo, Chan-Yeol,Park, Choong-Nyeon 한국수소및신에너지학회 1997 국제학술대회 Vol.8 No.4

          The electrochemical properties of the $AB_2$-type (Zr-Ti-V-Ni-Cr-Co-Mn) metal hydride electrodes prepared by ball milling with $AB_5-type\{(LM)Ni_{3.6}Al_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}\}$(LM : Lanthanum-rich mischmetal) alloy powder as a surface activator were investigated. By ball milling with $AB_5$ type alloy powder, the activation of $AB_2$ type metal hydride electrode was accelerated resulting in an increase of discharge capacity from 35% to 85% of the maximum capacity at the first cycle. As the amount of surface activator increased the activation rate increased, whereas the discharge capacity increased with 10wt% and decreased with 20wt% addition of the surface activator. When the amount of the surface activator was kept constant as 10wt%, the discharge capacity and the activation rate increased with ball milling time up to 20 hours. However beyond 20 hours of ball milling time, they decreased drastically due to the nano-crystallization or amorphorzation of the alloy powder.

        • KCI등재
        • KCI등재

          VMO23 투여 용량에 따른 Ducheen형 근이영양증 생쥐의 Dystrophin 발현과 근기능에 미치는 영향

          최승준 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2013 운동과학 Vol.22 No.4

          근이영양증은 유전자 결함에 의해 디스트로핀 단백질의 부재로 발생하는 심각한 근육퇴행성 질병이다. 근이영양증의 잠재적 치료법은 모르폴린 올리고머(steric-block Morpholine oligomers)를 이용하여, 결함이 나타난 엑손(Exon)을 건너뛰게 하여전사해독틀을 회복시키고, 디스트로핀 단백질을 재합성하게 하는 방법이다. 하지만 Morpholinos는 세포막을 뚫고 세포내로 들어가기 매우 어려워, Morpholinos가 세포 내로의 진입을 가능하게 하는 합성폴리머(dendrimer scaffold)와 결합한 새로운 합성폴리머를 개발하였고, 이것을 Vivo-morpholinos라 한다. 따라서 본 연구에서는 VMO23(Vivo-Morpholino targeting dystrophin exon 23)의 투여용량을 최적화하기 위하여 다양한 투여 프로토콜(5, 10, 15, 20, 30 mg/kg)에 따른 디스트로핀 단백질의 발현과 근육의 수축력, 그리고 유독성 여부를 검증하였다. 15 mg/kg의 VMO23를 처치했을 때, 장지신근에서 약 50 %의 exon 23 삭제 효과가 나타났고, 횡격막과 심장 근에서는 약 50 %의 exon skipping을 달성하기 위해 각각 20 mg/kg과 30 mg/kg이 요구되는 것으로 나타났다. 장기적인 exon skipping의 효과를 위해서는 1주일에 1회의 30 mg/kg의 Vivo-Morpholinos 투여가 골격 및 심장 근육에서 지속적인 효과를 유지하였으며, VMO23 처치된 mdx 생쥐의 장지신근, 횡경막, 심장 근에서 증가된 디스트로핀 단백질 발현이 나타났다. 또한 VMO23올리고머를 처치한 mdx 생쥐의 장지신근의 최대수축력(kN/㎡)의 유의한 증가를 발견하였으며(p<0.05), 이는 정상 생쥐(C57BL)와 유사한 수준으로 근기능이 정상적인 수준으로 회복되었음을 보여주었다. 횡격막 근육의 최대수축력은 VMO23 처치군에서 대조군(STD)에 비하여 유의하게 높게 나타났지만(p<0.05), 정상 수준으로 완전히 회복되지는 않았다. 결론적으로, mdx 생쥐에게 VMO23의 반복처치를 한 결과, 독성 없이 디스트로핀의 발현과 근육의 수축력을 유의하게 개선시켰다. Duchenne muscular dystrophy(DMD) is a severe degenerative muscle disease caused by defects in the dystrophin gene. Steric-block Morpholino antisense oligomers have been shown to induce exon skipping and partially restored Dystrophin function in the skeletal muscles of DMD animal models, particularly in mdx mice. However, Morpholinos-mediated exon skipping in the heart has been only marginal due to inadequate delivery of Morpholinos into the cardiac muscles. In this paper we demonstrated that a Vivo Morpholino oligo(VMO23), a new type of delivery-enhanced Morpholino antisense oligomer, effectively induced exon-skipping in the cardiac and skeletal muscles and rejuvenated the muscle function as supported by demonstration of restored Dystrophin protein production in the heart, diaphragm and limb muscles in mdx mice. The exon skipping effect is dose-dependent and persists for more than 13 weeks after a single injection. Repeated VMO23 treatment in mdx mice restored muscle function to near normal levels as measured by increased force production of limb and respiratory muscles and reduced serum creatine kinase level, indicative of leakiness of cell membrane. No detectable toxicity at the effective dose regime was observed. Thus, delivery-enhanced Vivo-Morpholinos represent a possible treatment for DMD patients.

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