Effects of Exercise on Axonal Regeneration and Growth-associated Protein (GAP­43) Expression Following Sciatic Nerve Injury in Rats

서태범,윤성진,김경태,윤재석,윤진환,박성태,한인선,남궁욱,Seo Tae-Beom,Yoon Sung-Jin,Kim Kyung-Tae,Yoon Jae-Suk,Yoon Jin-Hwan,Park Sung-Tae,Han In-Sun,Namgung Uk Korean Society of Life Science 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3

Growth-associated protein (GAP-43)은 손상된 신경 재생 시 axonal growth를 확인할 수 있는 가장 널리 알려진 단백질이다. 본 연구의 목적은 좌골신경 손상을 준 쥐에 저강도 운동 수행 후 좌골신경에서 발현되는 GAP-43 단백질의 양을 정량적으로 분석하고, 손상된 부분으로부터 신경섬유의 재생 정도를 조직학적으로 분석함으로써 운동이 말초신경 손상을 가한 쥐에 미치는 영향을 분석하는 것이다. CAP-43의 정량적인 분석은 western blotting을 통해 확인하였고, 좌골신경의 조직학적인 분석은 immunofluorescence staining과 anterograde로 DiI 주입, 척수 내의 motor neuron은 retrograde로 DiI를 주입 한 후 형광현미경에서 관찰하였다. 본 연구에서는 좌골신경이 손상된 쥐에게 운동을 수행시킴으로써 CAP피3단백질이 비운동 그룹보다 더 많은 양이 발현되고, 손상된 부위에서 재생하는 신경섬유의 길이와 양이 더 많은 것을 확인할 수 있었다. 또한 운동을 수행한 그룹에서 DiI에 염색된 motor neuron의 수가 더 많이 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서 이러한 결과들은 운동이 좌골신경이 손상된 쥐의 재생을 촉진시킬 것으로 생각된다. Physical activity can improve sensorimotor recovery after peripheral nerve injury. Growth-associated protein 43 (GAP-43) is highly correlated with neuronal development and axonal regeneration and present in large quantities in the axonal growth cone. Using immunofluorescene staining and anterograde and retorgrade techniques, we identified enhanced axonal regrowth in distal stump of the sciatic nerve 3-14 days after crush injury in rats with treadmill training. We also carried out western blot to investigate GAP-43 protein expression in injured sciatic nerve. GAP-43 protein levels were highly induced in the injured sciatic nerve 3, 7 and 14 days compared with sedentary group. Thus, the present data provide a new evidence that treadmill training promoted axonal re-growth after injury and increased GAP-43 protein levels in the regenerating nerve.

제1종 흡수식 열펌프의 성능에 관한 연구

서태범,송영훈,윤창현,Seo, Tae-Beom,Song, Yeong-Hun,Yun, Chang-Hyeon 한국기계연구원 1988 기계연구원소보 Vol.18 No.-

Non-gray Radiation with Turbulent Convection in the Entrance Region of a Smooth Tube

서태범,Seo, T.B. 대한설비공학회 1995 설비공학 논문집 Vol.7 No.4

튜브 내의 입구영역에서 난류 유동에 의한 대류와 비회복사(non-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라고 가정하였다. 지배방정식을 계산하기 위해 유한차분법이 이용되었고, 복사전달방정식을 이차편미분방정식으로 바꾸기 위해 P-1 근사법이 사용되었다. 그리고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray absorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균 온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 또한, 가스의 성분조성에 대한 영향을 조사하였으며, 이러한 결과에 기초해서 튜브 내에서 난류유동에 의한 대류와 비화복사가 동시에 일어날 때의 복사 뉴셀트수를 쉽게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

Non-gray Radiation in the Entrance Regionof a Smooth Tube Taebeom Seo

서태범(Taebeom Seo) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.3

튜브 내의 입구영역에서 대루와 비회복사(mon-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라 하였고, 유동은 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 층류 유동으로 가정하였다. 복사전달방정식을 풀기 편하게 하기 위해 P-1 근사법이 사용되었고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray sbsorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달 특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 경우의 뉴셀트수를 속도장은 완전히 발달되어 있고 온도장만 발달하는 경우의 뉴셀트 수와 비교하였다. 또한, 가스의 성분조성이 대류와 비회복사 뉴셀트수에 미치는 영향을 조사하였다. Non-gray radiation with convection in the entrance region of a smooth tube is numerically investigated. The fluid is a mixture of carbon dioxide, water vapor, and nitrogen to simulate combustion products of propane. The flow is assumed to be laminar and hydrodynamically and thermally developing. The P-l approximation is used to simplify the radiative transfer equation and the exponential wide band model is adapted to model the spectral absorption coefficients of non-gray gas mixture. The bulk mean temperature and Nusselt number variation along the tube axis are shown for several inlet and wall temperature pairs to show the effect of temperature on the heat transfer characteristics. Nusselt numbers for simultaneously developing flow are compared to those for thermally developing now. In addition, the effect of the mole fraction of the non-gray gases on convective and radiative Nusselt numbers is investigated.

핀 튜브 내의 난류 유동에서 일정치 않은 물성치가 열전달에 미치는 효과에 관한 실험적 연구

서태범(Teabeom Seo) 한국태양에너지학회 1996 한국태양에너지학회 논문집 Vol.16 No.4

일정치 않은 물성치가 핀 튜브 내의 난류유동 열전달에 미치는 효과에 대하여 실험적으로 조사하였다. 본 실험을 위하여 한 개의 매끈한 인코넬(Inconel) 튜브와 다섯 개의 세라믹 핀 튜브가 이용되었고, 실험결과로부터 튜브의 입구 영역, 벽면 온도와 유체 평균 온도와의 비, 그리고 핀 형상 등이 열전달 현상에 큰 영향을 미치는 것을 알았다. 핀 튜브의 누쎌트수에 미치는 레이놀드수의 영향이 매끈할 튜브일 경우와는 다른 경향을 보이고, 특히 특정한 핀 튜브의 형상에 큰 영향을 받는다는 것을 알았으며, 이러한 결과를 기초로 하여 핀 튜브의 누쎌트수를 각각의 가열 및 냉가조건에서 제시하였다. The effects of variable fluid properties on turbulent flow heat transfer in longitudinally finned ceramic tubes have been investigated. One smooth Inconel tube and five ceramic finned tubes were tested. The effects of the entrance region, wall-to-bulk temperature ratio, and fin geometry were found to have significant effects on heat transfer. The Reynolds number dependence of the Nusselt number differed from that of a smooth tube and depended on specific tube geometry. Based on these results, the Nusselt number correlations under both heating and cooling conditions are suggested.

태양열설비의 수용성 제고를 위한 태양열 시스템 설계표준모델 개발에 관한 연구

서태범(Taebeom Seo) 한국태양에너지학회 2018 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.4

외상성 뇌 손상 후 운동에 의해 활성화된 BDNF-ERK 신호전달 경로가 소뇌에서 발생된 퍼킨제 세포 사멸과 astrogliosis에 미치는 역할 규명

서태범 ( T. B. Seo ),윤진환 ( J. H. Yoon ) 한국운동생리학회(구-한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.2

본 연구는 외상성 대뇌 타박 손상 후 트레드밀 운동에 의해 활성화된 BDNF-ERK1/2 신호전달 경로가 소뇌 퍼킨제 세포의 생존율을 증가시키고, 과립세포층 (granule layer)과 분자층(molecular layer)에서 반응성 성상교세포의 군집율을 감소시켜 astrogliosis에 변화를 가져올 수 있는지를 확인하는데 그 목적이 있다. 7주령 Sprague-Dawley 계열의 수컷 흰쥐 36마리를 실험 전 일주일 동안 실험실 환경에 적응시킨 후, 무작위 표본추출법에 의해 실험집단을 가성 수술군 (sham operation group, n=12), 외상성 뇌 손상군 (traumatic brain injury group, n=12) 그리고 외상성뇌 손상+운동군 (traumatic brain injury+exercise group, n=12)으로 나누었다. 운동은 하루 30분씩 10일간 트레드밀 운동을 시킨 결과, 외상성 뇌 손상 후 퍼킨제 세포 수는 급격히 감소하였지만, 손상 후 운동 수행에 의해 퍼킨제 세포의 사멸이 억제되었다. 또한 별아교세포는 외상성 뇌손상 후 분자층 (ml)과 과립층 (gl) 모두에서 증가하였다. 그러나 운동은 별아교 세포의 활성도를 감소시켰다. 외상성 뇌 손상 후 소뇌 8-9번 소엽에서 calbindin 발현량은 감소하였으나, 운동에 의해 통계적으로 유의하게 증가하였다. 또한 별아교 세포의 활성화를 확인하는 GFAP도 외상성 뇌 손상 후 소뇌 8-9번 소엽에서 증가하였고, 운동에 의해 통계적으로 유의하게 감소하였다. 외상성 뇌 손상 후 인산화된 ERK1/2와 BDNF는 퍼킨제 뉴런의 사멸로 인해 발현량이 감소하였지만, 운동은 퍼킨제 뉴런에서 인산화된 ERK1/2와 BDNF의 발현량을 증가시켰다. 외상성 뇌 손상 후 소뇌에서 인산화된 ERK1/2와 BDNF는 발현량이 감소하였지만, 운동은 인산화된 ERK1/2와 BDNF의 발현을 촉진시켰다. 결론적으로 운동은 외상성 뇌 손상으로 인해 발생되는 소뇌의 기능장애를 개선시킬 수 있는 중요한 매개체라는 것을 알 수 있다. The cerebellum is selectively vulnerable to forebrain traumatic brain injuries (TBI). Physical exercise in animals has been implicated in promoting cell survival and functional recovery after brain injuries. The purpose of this study is to investigate the effects of exercise-increased BDNF (Brain-derived neurotrophic factor) and p-ERK1/2 (phospho-extracular signal-regulated kinase1/ell2) on Purkinje neuron survival and astrogiosis in the gyrus of lobules VIII and IX of the cerebellum after TBI. The rats were divided into three groups:the sham-operation group, the TBI-induction group, and the TBI-induction with exercise group. All tissues were used for immunofluorescence staining and Western blot. Calbindin-positive Purkinje neurons were decreased and GFAP (Glial fibrillary acidic protein)-positive astrocytes were increased in the posterior region of the cerebellum after TBI. Treadmill exercise after TBI significantly upregulated induction levels of calbindin, BDNF and p-ERK1/2 as well as decreased GFAP expression levels in lobules of VIII and IX of the cerebellum after TBI. The present study provides the possibility that treadmill exercise may be an important mediator to prevent Purkinje neuron loss and formation of astrogliosis via activation of BDNF and p-ERK1/2.

저항성운동이 흰쥐 해마의 Acetylcholinesterase 활성과 공간인지능에 미치는 영향

서태범(Tae-beom Seo),강선영(Sun-young Kang),지용석(Yong-seok Ji),김혁(Hyunk Kim),강형숙(Hyung-sook Kang),장문녀(Moon-yeo Jang),이정진(Jeong-Jin Lee),윤진환(Jin-Hwan Yoon) 한국생활환경학회 2010 한국생활환경학회지 Vol.17 No.5

This study was performed to determine the effects of resistance exercise on Acetylcholinesterase (AChE) activity, concentration of Acetylcholine (ACh) and spatial memory as the escape latency in the Morris water maze testing. The rats were divided into two groups: control group without exercise and resistance exercise group. Rats in resistance exercise group performed training that climbed the ladder for 12 weeks. The statistical differences on the result were analyzed by independent t-test. The result showed that resistance exercise produced a significant decrease of AChE activity and increase of ACh concentration in hippocampus (p<.001). The spatial memory function which was measured by Morris water maze test was significantly enhanced in the resistance exercise group when compared with control group (p<.001). These data suggested that the decrease of AChE activity and increase of ACh may be involved in the enhancement of spatial memory function.

골수간질세포 이식 후 트레드밀 운동이 손상 척수 내 세포사멸 단백질 발현에 미치는 효과

서태범(Tae-Beom Seo),윤진환(Jin-Hwan Yoon) 한국생활환경학회 2014 한국생활환경학회지 Vol.21 No.2

The purpose of this study is to investigate the effect of treadmill exercise and bone marrow stromal cell(BMSC) transplantation on expression of apoptosis-related proteins in the spinal cord injury(SCI). SCI was induced using a compactor by dropping a 10-g impactor from a height of 25mm onto the exposed dura.BMSC transplantation was performed immediately after SCI. The rats were divided into the sham operation group(n=8), SCI and PBS injection group(n=8), SCI and BMSCs transplantation group(n=8), and SCI and BMSCs transplantation and treadmill exercise group(n=8). We carried out western blot analysis to investigate induction levels of apoptosis- and cell survival-related proteins within the injury area of the contused spinal cord. Bax and caspase-3 involved in apoptosis were further increased in both SCI+BMSC transplantation and SCI+BMSC transplatation+exericse groups when compared to SCI+PBS group. BMSC grafting and BMSC grafting+exercise groups significantly increased expression levels of antiapoptosis-related Bcl-2 and BDNF proteins within the injury area. Our data imply that treadmill exercise after BMSC transplantation may be an important mediator and/or therapeutic approach for regulating expression rate of apoptosisand anti-apoptosis-related proteins into the injury site after SCI.

이차원 사각형 공동 내부에서의 강제 대류 열전달

서태범(T.B.Seo),한귀영(K.Y.Han),강용혁(Y.H.Kange) 한국태양에너지학회 2002 한국태양에너지학회 논문집 Vol.22 No.4