The Impact of Starting Time of Treadmill Exercise on c-Fos Expression in the Hippocampus of Intracerebral Hemorrhagic Rats

Sam-Jun Lee,Il-Gyu Ko,Dong-Hyun Kim,Yong-Min Kim,Dae-Young Kim,Bo-Kyun Kim,Mal-Soon Shin,Chang-Ju Kim 대한스트레스학회 2009 스트레스硏究 Vol.17 No.2

c-Fos는 신경학적 활동의 지표로 사용되는 대표적인 전사요인으로서, 뇌손상에 의하여 신경세포의 c-Fos 발현이 증가된다고 알려져 있다. 뇌내출혈은 대표적인 중풍으로 심한 신경학적 손상을 야기시키다. 본 연구에서는 트레드밀 운동의 시작 시점이 뇌내출혈로 유도된 흰쥐의 해마부위에서 c-Fos 발현에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 뇌내 출혈은 뇌정위적 수술기구를 이용하여 선조체 부위에 collagenase를 투여하여 유발하였다. 뇌내출혈 사전 운동집단은 뇌내출혈 유발 전 2주 동안, 뇌내출혈 사후 운동 집단은 뇌내출혈 유발 후 2주 동안, 또한 뇌내출혈 사전과 사후 운동집단은 뇌내출혈 유발 전 2주전부터 뇌내출혈 유발 후 2주 동안 일일 30분씩 트레드밀 운동을 실시 하였다. 본 실험결과, 뇌내출혈은 흰쥐의 해마 여러 부위에서 c-Fos의 발현을 증가시켰다. 트레드밀 운동의 시작 시점을 비교한 결과, 뇌내출혈 유발 전 운동집단과 유발 후 운동집단 모두에게서 c-Fos발현이 억제되었으며, 특히 뇌내출혈 유발 전과 후 운동집단에게서 c-Fos 발현이 가장 많이 억제되었다. 본 실험을 통하여, 뇌출혈 전에 운동을 시작하여 발병 후에도 지속적으로 수행하는 것이 뇌내출혈에 대한 트레드밀 운동의 신경세포 보호작용이 가장 큰 것으로 나타났다. The transcriptional factor c-Fos has been used as a marker of neuronal activity. Brain injury is known to induce c-Fos expression in the neurons. Intracerebral hemorrhage (ICH) is one of the most devastating types of stroke. In the present study, we investigated the impact of starting time of treadmill exercise on ICH-induced c-Fos expression in the hippocampus of rats. ICH was induced by injection of collagenase into the striatum using a stereotaxic instrument. The rats in the pre-exercise group were scheduled to run on a treadmill before ICH induction for 2 weeks. The rats in the post-exercise group were scheduled to run on a treadmill after ICH induction for 2 weeks. The rats in the pre- and post-exercise group were scheduled to run on a treadmill exercise starting 2 weeks before ICH induction until 2 weeks after ICH induction. The present results showed that c-Fos expression in the several hippocampal regions were significantly increased following ICH in rats. Treadmill exercise showed the suppressive effect on the ICH-induced c-Fos expression in the hippocampal regions. The suppression on c-Fos expression by treadmill exercise was highest in the rats of the pre- and post-exercise group. The present results suggest that treadmill exercise starting before the ICH insult and continuing after ICH insult has a potent protective effect on ICH-induced brain damage, possibly by modulating c-Fos expression in the hippocampal regions. (Korean J Str Res 2009;17:155∼161)

Nociceptive and Trigeminal Cardiovascular Reflex Mechanisms after Noxious Intrapulpal Stimulation of the Rat Incisors

정지연(Ji-Yeon Jung),정연진(Yeon-Jin Jeong),김선헌(Sun-Hun Kim),오원만(Won-Mann Oh),이기헌(Ki-Heon Lee),김민석(Min-Seok Kim),김옥준(Ok-Joon Kim),박하옥(Ha-Ok Park),오희균(Hee-Kyun Oh),이은주(Eun-Ju Lee),김미원(Mi-Won Kim),김원재(Won-Jae 대한해부학회 2003 Anatomy & Cell Biology Vol.36 No.1

c-fos는 신경의 흥분성이 증가되면 신경 세포체에 c-Fos 단백질이 발현된다. c-Fos 단백질은 다른 형태의 oncogene인 jun 유전자에서 발현된 Jun 단백질과 결합하여 이중 결합체를 형성하며 이것은 다시 핵으로 이동하여 DNA의 activator protein one site (AP-1)에 결합한다. 이러한 결합은 핵에서 다른 유전자 전사를 조절하여 다양한 세포기능을 조절하기 때문에 c-Fos 단백질은 일명 전사인자 (transcription factor) 또는 제3의 전사인자라 불리운다. 이러한 이유로 현재 신경 활동성의 지표로 c-Fos 단백질이 사용되고 있으며 중추신경계에서 신호 전달 경로를 추적하는데 중요한 방법으로 쓰고 있다. 본 연구는 첫째 치수 동통의 중추성 경로를 밝히고 둘째 치수동통이 심혈관계 중추등 다른 뇌영역에 미치는 영향을 조 사하고자 흰쥐 상하악 중절치를 절단하여 치수를 노출시키고 치수에 2M KCl의 유해한 자극을 준 후 뇌에서 c-Fos 발현 양상을 관찰하였다. c-Fos 단백질이 발현된 신경은 뇌간 삼차신경 척수 감각핵층 미측소핵과 극간소핵이 전환되는 지점에서 다량 관찰되었 고 사상의 복후내측핵과 중심측방핵에서 관찰되었다. 또한 c-Fos는 사지 및 뇌와 연수를 연결하는 하감람핵과 의식 조절 에 관여하는 연수 중간 방상체에서 발현되었다. 유해한 치수 자극은 전신 혈압 및 심박동수를 증가시켰다. c-Fos는 심혈관계를 조절하는 부위들인 시상하부의 supraoptic nucleus (SON)과 paraventricular nucleus (PVN), 고속핵, 문측 복외측 연수에서 발현되었다. 이상의 실험결과는 치수동통신호가 삼차신경을 통해 뇌간의 삼차신경 척수 미측소핵에 전달되고 2차 구심성 신경이 시상의 복후내측핵과 중심측방핵에서 신경을 교대함을 시사하였다. 또한 치수동통은 시상하부의 SON, PVN, 고속핵 및 복수외측 연수를 통해 심혈관계 반사를 일으킬 가능성을 시사하였다. Expression of c-Fos, an immediate early gene, has accepted to be a marker of functional activity in neurons. This study was aimed to investigate the dental pain pathway and the affection of dental pain on other brain regions such as the cardiovascular regulation center using c-Fos immunohistochemistry. Expression of c-Fos in Sprague Dawley rats weighting 300~350 gm was examined 1.5 hr after dental pain elicited by intrapulpal injecton of 2M KCl into upper and lower incisor pulps exposed by bone cutter. c-Fos positive neurons were demonstrated in the trigeminal nucleus caudalis and the ventroposterior medial nucleus of thalamus known to be a sharp pathway. Dental pain enhanced mean arterial pressure and heart rate. In addition, c-Fos expression was induced in the rostral ventrolateral nucleus of medulla oblongata, nucleus tractus solitarius, paraventricular nucleus and supraoptic nucleus of hypothalamus, central presser areas of systemic blood pressure. These results suggest that trigeminal nucleus caudalis and ventroposterior medial nucleus of thalamus plays vital roles in the transmission of dental pain besides, dental pain affected the central cardiovescular regulation centers, resulting to the elevation of systemic blood pressure.

치아이동에 의한 백서 삼차신경감각핵군내 c-Fos의 발현

민경호,박효상,배용철,성재현 대한치과교정학회 1998 대한치과교정학회지 Vol.28 No.3

이 연구의 목적은 말초조직에 유해 자극을 가하였을 때 중추 신경계내 이차 신경 세포체내에 발현되어 Neuronal marker로 사용되고 있는 c-fos를 사용한 면역 조직화학법으로 치아이동시 동반되는 동통의 투사경로의 이해에 도움을 주고자하는 것이다. 생후 9 주령의 210gm내외의 Sprague-Dawley계 웅성 백서 21마리를 교정력을 가하지 않고 마취만을 시행한 정상대조군과 교정력 적용 시간 경과에 따라 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 1일, 3일군으로 나누어 각 해당 시간동안 상악 우측 제1대구치와 상악 우측 측절사이에 Ni-Ti coil spring을 결찰하여 30gm내외의 지속적인 교정력을 가한 후 희생시켰다. 희생시킨 백서의 뇌간을 적출하여 토끼의 항체를 이용하여 면역화학 염색을 시행하였다. 삼차신경 감각핵군내 부위에 따른 c-fos 면역 반응 세포를 측정하여 교정력 적용 시간 경과에 따른 변화를 관찰하였다. · c-fos면역 반응 세포의 배측에서의 분포는 자극측 중위핵과 미측핵의 이행부위에서 시작하여 제1경추 척수 후각에까지 이어졌는데 가장 많은 분포를 보인 곳은 미측핵의 문측 부위였다. 그리고 주로 I층 과 II층에서 관찰되었다. · 복측에서의 c-fos 면역 반응 세포의 분포는 자극측 중위핵의 미측 부위에서 시작하여 미측핵의 중간부위에 까지 이어졌다. · 교정력 적용 3,6시간군에서 c-fos면역 반응 세포가 가장 많이 관찰 되었으며 12시간군에서 감소되기 시작하여 1일, 3일군에서는 현저히 감소 하였다. 위로 미루어 볼 때 지속적인 교정력에 의한 동통은 중위핵과 미측핵의 이행부위, 미측핵, 제1경추 척수후각에서 매개되는 것으로 생각된다. The c-fos is known as neuronal marker of second neurons which is activated by noxious peripheral stimulation. To investigate the changes of c-fos expression in the trigeminal nucleus complex during tooth movement, immunohistochemical study was performed. Experimental rats(9 weeks old, 210 gm, 21 rats) were divided into seven groups(normal, 1 hour group, 3 hour group, 6 hour group, 12 hour group, 1 day group, 3 day group). Rats in the normal group were anesthesized without orthodontic force. Rats in the experimental groups were applied orthodontic force (approximately 30 gm) to upper right maxillary molar. Frozen sections of brain stem were immunostained using rabbit antisera. The change of c-fos expression were observed with respect to rostrocaudal distribution, laminar organization, and duration of orthodontic force application. The study results were as follows. · The c-fos nuclei in the dorsal part were observed from ipsilateral transition zone of subnucleus interpolaris and subnucleus caudalis to C1 cervical dorsal horn rostrocaudally. The maixmal peak point was the rostral part of subnucleus caudalis. The greatest proportion of c-fos cells were located within lamina and I and II. · The c-fos nuclei in the dorsal part were observed from the most caudal part of subnuleus interpolaris to the middle part of the subnucleus caudalis. · The number of c-fos immunoreactive dot increased at 1 hour group, reached its maximum at the 3 and 6 hour groups, and showed a decreasing trend after 12 hours. These resutls imply that nociceptive stimulation caused by continuous orthodontic force might be modulated by transition zone of subnucleus interpolaris and subnucleus caudalis, subnucleus caudalis, C1 spinal dorsal horn.

Pentylenetetrazol에 의한 경련 유발시 흰쥐 뇌의 c-Fos 단백질 발현의 변화

김은정(Eun Jung Kim),유기수(Ki Soo Yoo),황규근(Gyu Keun Hwang) 대한소아신경학회 2001 대한소아신경학회지 Vol.9 No.1

목적: c-Fos 단백질은 경련을 비롯한 다양한 자극으로 인한 신경원의 활성도를 측정하는 표지자로 이용되어 왔다. 본 연구는 흰쥐에서 pentylenetetrazol로 경련을 유발시킨 후 해마와 대상회에 위치한 경련시 활성화되는 신경원의 분포 및 수를 c-Fos 단백질의 발현으로 측정하고자 실시되었다. 방법: 성숙한 흰쥐에 pentylenetetrazol로 발작을 유발시킨 다음 실험동물의 행동변화를 관찰하였고, 일정한 시간(1시간, 2시간, 8시간, 1일, 4일, 7일)이 경과한 후 뇌를 적출하여 뇌 절편을 만들었다. 뇌 절편으로 냉동 연속 조직절편을 제작하여 면역조직화학의 방법으로 c-Fos 단백질의 줄현여부를 확인하였다. Interaural 5.70-6.70㎜를 통과하는 관상 뇌 절편의 연속조직표본에서 나타난 양성면역반응성을 나타낸 치상회와 대상회에 위치한 신경원을 관찰 및 계수하였다. 결과: 치상회와 대상회 모두에서 1시간 경과 후 c-Fos 양성면역반응을 일으킨 신경원의 수가 최고치에 도달하였으며 7일에는 정상수치로 회복되었음을 확인하였다. 경련을 유발시키는 pentylenetetrazol 투여량은 시험동물 개체간에 차이를 보였으며, c-Fos 양성면역반응세포들은 다양한 형태의 신경원들이었다. 결론: 치상회와 대상회 모두에서 경련 후 일정시간 경과 후 동시에 c-Fos 단백질이 발현된 신경원의 수가 증가되었다는 실험결과는 두 부위의 c-Fos 양성면역반응 신경원들은 PTZ 유발경련과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. Purpose: The expression of c-Fos protein has been shown to be a useful marker for elevated levels of neuronal activity generated in the brain following different stimuli, including seizures. This study was conducted to investigate distribution and numbers of neurons where dentate and cingulate gyrus become activated following pentylenetetrazol-induced seizures by means of expression patterns of c-Fos protein. Methods: Rats were sacrificed at increasing times(1 hour, 2 hours, 8hours, 1 day, 4 days and 7days) after pentylenetetrazol-induced seizure. Rat brains were removed and sliced in rat brain matrix. Brain slices were coronal sectioned at interaural 5.70-6.70㎜. Serial sections were immunohistochemically reacted with polyclonal c-Fos antibody. The distribution and numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons in dentate gyrus and cingulate gyrus were examined and analyzed statistically with mann-whitney U test. Results: The numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons in dentate gyrus peaked at 1 hours and reached almost normal conditions at 7 days after seizure. Also, same patterns were occurred in cingulate gyrus. Concentration value that pentylenetetrazol can induce was different from each animals and c-Fos immunoreactive cells were various kinds of neurons. Conclusion: Higher numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons were found in dentate and cingulate gyrus at the same times after seizure. These findings suggest that neurons of dentate and cingulate gyrus play a crcial role in seizure onset following pentylenetetrazol-induced seizure.

흰쥐의 실험적 관절염 모델에서 Capsaicin이 척수의 c-fos 단백질 및 척수신경절의 substance P, CGRP에 미치는 영향

이원택(Won Taek Lee),이주강(Ju Kang Lee),강은정(Eun Jung Kang),이종은(Jong Eun Lee),박경아(Kyung Ah Park) 대한해부학회 1999 Anatomy & Cell Biology Vol.32 No.6

환자가 가장 흔히 호소하는 증상 중 하나인 통증 (pain)에는 여러 가지 원인이 있다. 특히 염증이 있을 경우에는 거의 대부분 통증이 동반되며, 류마티스성관절염 (rheumatic arthritis)이나 골관절염 (osteoarthritis)과 같이 흔히 일어나는 염증성질환에서는 만성 통증이 오랫동안 계속된다. 동물에서 통증을 측정하는 방법으로 최근에 와서는 c-fos 유전자의 생산물질인 c-fos 단백질을 면역조직화학적으로 관찰 하는 형태학적 검정방법이 개발되었고, 현재 널리 사용되고 있다. 또한 통증전달에 관여하는 신경전달물질인 substance P와 calcitonin gene-related peptide (CGRP)의 척수 뒤뿔 내 농도를 면역조직화학적으로 염색하여 그 변화를 관찰하는 방법 역시 통증의 정도와 진통효과를 검정하는 방법으로 흔히 사용되고 있다. 본 실험에서는 실험적으로 관절염을 일으켜 염증 상태를 만든 흰쥐에서 통증 상태에서 나타나는 c-fos 단백질, substance P, CGRP 등 신경활성물질의 변화와 통증질환의 치료제로 쓰이는 capsaicin의 효과를 형태학적으로 관찰, 분석하였다. Carageenan과 kaolin을 흰쥐 무릎관절에 투여하여 관절염모델을 만든 후 (1) 척수 뒤뿔에서 통증에 대한 반응을 나타내는 c-fos 단백질의 변화를 면역조직화학적 방법으로 염색한 후 그 변화를 정량화하고, (2) 척수신경절에서 통증전달경로의 신경전달물질로 생각되는 substance P 와 CGRP를 면역화학적 방법으로 염색한 후 이의 수를 세어 정량화한 후 이를 관절염을 유발시키지 않은 대조 동물의 결과와 비교 분석하였다. 또한 이들 신경활성물질에 대한 capsaicin의 효과를 같은 방법으로 검정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 관절염을 유발한 염증유발측의 뒤뿔 천층에서 c-fos 양성 신경원의 수는 2시간 후에 크게 증가한 후 서서히 감소하지 만 1주일까지는 대조측에 비해 증가한 양상을 보였다. 2. 관절염을 유발한 후 capsaicin을 투여한 경우 뒤뿔 천층의 c-fos 양성 신경원의 수는 capsaicin을 투여하지 않은 관절염군에 비해 감소하였다. 3. 관절염을 유발한 쪽의 뒤뿔 심층에서 c-fos 양성 신경원의 수는 천층에 비해 서서히 증가하며 염증 유발 후 16시간에 최고점에 도달했다가 그 후에는 감소하였다. 4. 관절염 유발 후 capsaicin을 투여한 경우 뒤뿔 심층의 c-fos 양성 신경원 수는 capsaicin을 투여하지 않은 관절염군에 비해 감소하였다. 5. 관절염을 유발한 쪽 척수신경절(DRG)의 substance P 및 CGRP 면역양성 신경원의 수는 24시간 이후에 약간 증가하였 고 1주일 후에는 뚜렷하게 증가하였다. 6. 관절염을 유발한 후 capsaicin을 투여한 경우 척수신경절의 substance P 및 CGRP 면역양성 신경원의 수는 관절염만을 유발한 실험군에 비해 감소하였다. 따라서 capsaicin은 관절염 흰쥐 모델에서 척수 뒤뿔의 c-fos 양성세포와 척수신경절의 substance P 및 CGRP 면역양성 신경원의 수를 감소시키며, 이러한 감소가 capsaicin의 진통작용과 밀접한 관계가 있을 것으로 추측된다. To analyze the effects of capsaicin administered to the arthritic rat model, immunohistochemical stains for c-fos protein in the spinal dorsal horn and for substance P and CGRP in the dorsal root ganglia (DRG) were done. Kaolin and careegenan were administered to the knee joint cavity of adult rats to induce arthritis, and capsaicin was administered immediately after kaolin-careegenan injection. A count was conducted of the c-fos immunoreactive dorsal horn neurons and substance P and CGRP immunoreactive cells in L5 and L6 DRG to elucidate the effect of capsaicin. The results were summarized as follows. 1. The number of c-fos immunoreactive neurons in the superficial dorsal horn was increased markedly 2 hours after the kaolin and careegenan injection to the knee joint, and decreased gradually to the control level 1 week after injection. 2. The number of c-fos immunoreactive neurons in the superficial dorsal horn of capsaicin- treated rats was less than in those rats not injected with capsaicin. 3. The number of c-fos immunoreactive neurons in the deep dorsal horn was increased later than those in the superficial dorsal horn and reached peak level 16 hours after the kaolin and careegenan injection, and decreased gradually therafter. 4. The number of c-fos immunoreactive neurons in the deep dorsal horn of the capsaicin treated rats was less than in those rats not treated with capsaicin. 5. The number of substance P and CGRP immunoreactive DRG neurons increased 24 hours after the kaolin and careegenan injection to the knee joint, and also apparently increased 1 week after injection. 6. The number of substance P and CGRP immunoreactive DRG neurons of capsaicin- treated rats was less than in those rats not treated with capsaicin administered rats. Capsaicin reduces the number of c-fos immunoreactive neurons in the spinal dorsal horn, and also reduces the number of substance P and CGRP immunoreactive neurons in the DRG of the arthritic rat model, which may be closely related to the analgesic effects of capsaicin.

흰쥐의 실험적 관절염 모델에서 Capsaicin이 척수의 c-fos단백질 및 척수 신경절의

이원택,강은정,이종은,박경아,이주강 대한해부학회 1999 Anatomy & Cell Biology Vol.32 No.6

흰쥐 뇌에서 항정신병약물이 c-fos 발현에 미치는 영향

박원명,박재홍,김광수 大韓神經精神醫學會 1996 신경정신의학 Vol.35 No.2

흰쥐 뇌의 내측 전전두피질, 측좌핵, 내측선조체, 외측선조체, 외측중격핵에 전형 항정신병약물(chlorpromazine, haloperidol), 비정형 항정신병약물(clozapine, risperidone), 선택적 D₁ 수용체 길항체(SCH23390) 등 5종류의 약물의 여러 용량을 투여후 각 약물의 용매를 사용한 대조군과 같이 c-fos 발현에 미치는 영향을 Fos immunohistochemistry 방법으로 조사하여 각 항정신병 약물의 특성을 이해하려 본 연구를 시행하였다. 실험동물은 체중300∼450g의 Wistar계의 수컷 흰쥐를 각군 4마리씩 사용하였으며 증류수만 주사한 군(1㎖/㎏). 용해만 주사한 군(1㎖/㎏), chorpromazine을 주사한 군(25㎎/㎏, 50㎎/㎏), haloperidol을 주사한 군(0.5㎎/㎏ 1㎎/㎏) clozapine을 주사한 군(10㎎/㎏, 20㎎/㎏, 30㎎/㎏), risperidone을 주사한 군(0.5㎎/㎏, 1㎎/㎏), SCH 23390을 주사한 군(0.5㎎/㎏, 1㎎/㎏)등 모두 13개군으로 나누어 실험하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 내측 전전두피질 부위의 c-fos 발현은 대조군에 비해 chlorpromazine(50㎎/㎏), clozapine(20㎎/㎏, 30㎎/㎏), risperidone(0.5㎎/㎏, 1㎎/㎏) 투여시 통계적으로 유의하게 증가하였다(p< .01). 2) 측좌핵 부위의 c-fos 발현은 대조군에 비해 chlorpromazine, haloperidol, clozapine, risperidone(1㎎/㎏) 투여시 통계적으로 유의하게 증가하였으며(p< .01). SCH 23390은 유의하게 감소하였다(p<.01). 3) 선조체 부위의 c-fos 발현은 특히 외측선조체 부위에서 대조군에 비해 chlorpromazine, haloperidol, risperidone 투여시 통계적으로 유의하게 증가하였으나(p<.01), clozapine은 chlorpromazine, haloperidol, risperidone에 비교하여 아주 적은 c-fos 발현을 나타내었다. SCH 23390은 내측선조체에서 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(p<.05). 4) 외축중격핵의 c-fos 발현은 대조군에 비해 chlorpromazine, haloperidol, clozapine, risperidone 투여시 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<.01). 이상의 결과로 clozapine, risperidone은 전형 항정신병약물과는 다르게 내측 전전두피질에서 c-fos 발현이 증가함을 관찰하였다. 또한 추체외로 부작용이 가장 강하게 나타나는 haloperidol을 투여시 외측선조체에서 c-fos 발현이 가장 높았고 추체외로 부작용이 거의없는 clozapine 투여시 외측선조체에서의 c-fos 발현은 거의 없는 정도로 나타났는 바 외측선조체에서의 c-fos 발현의 증가, 추체외로 증상및 외측선조체에 D₂수용체가 많음을 고려하면 이들사이에 서로 상관성이 있을 것으로 생각되었다. 지금까지 발표된 다른 학자들의 논문과 본 연구결과를 바탕으로 저자들은 최근 주목을 받고 있는 비정형 항정신병약물인 clozapine과 risperidone은 기존의 전형 항정신병약물과 비교해서 신경해부학적 작용부위의 차이 및 신경전달물질 수용체에 대한 반응의 차이가 있다고 생각하였으며 이러한 차이점이 정신분열증 양성증상뿐 아니라 음성증상에도 좋은 치료효과를 보일뿐 아니라 추체외로 부작용이 상당히 적다는 clozapine과 risperidone의 독특한 약리효과와 관련이 있을 것이라 생각하였다. Objects : To investigate characteristic effects of antipsychotics in brain, the authors studied some potential neuroantatomical differences in the actions of typical antipsychotics(chlopromazine, haloperidol), atypical antipsychotics(clozapine, risperidone) and selective dopamine D₁receptor antagonist(SCH 23390) by comparing their effects on c-fos expression in the rat brain. Methods : Fifty-two rats, weighing 300-450g, were divided into 13 groups according to injection agents〔water, vehicle, chlopromazine, haloperidol, clozapine, risperidone, SCH 23390〕. Each brain was removed immediately after perfusion and placed in fresh fixative. After postfixative period, the brain sections(area of the medial prefrontal cortex, nucleus accumbens, medial striatum, lateral striatum and lateral septal nucleus) were stained by c-fos immunohistochemistry, Results : 1) chlopromazine(50㎎/㎏), clozapine(20㎎/㎏, 30㎎/㎏)and risperidone increased the number of Fos-postive neurons in the medial prefrontal cortex than control subjects(p<.01). 2) chlorpromazine, haloperidol, clozapine and risperidone(1㎎/㎏) increased but SCH 23390 decreased the number of Fos-postive neurons in the nucleus accumbens than control subjects(p<.01). 3) chlorpromazine, haloperidol and risperidone increased the number of Fos-positive neurons in the striatum, especially in the lateral striatum than control subjects(p<.01), but clozapine increased much less than chlorpromazine, haloperidol and risperidone. SCH 23390 decreased the number of Fos-positive neurons in the medial striatum than control subjects(p<.05). 4) chlorpromazine, haloperidol, clozapine and risperidone increased the number of Fos-postive neurons in the lateral septal nucleus than control subjects(p<.01). Conclusion : These results support that clozapine and risperidone's unique therapeutic actions on negative symptoms with a low incidence of extrapyramidal side effects in schizophrenia may be related to their distinctive effects in regions such as the medial prefrontal cortex and lateral striatum.

Neurochemical Identification of Hypothalamic Neurons Expressing c-Fos in Response to Hypertonic Saline

이영기(Youngki Lee),박덕배(Deokbae Park),장가용(Ka Young Chang) 대한해부학회 2001 Anatomy & Cell Biology Vol.34 No.1

고장액성식염수의 투여는 흰쥐의 시상하부에 위치하고 있는 거대신경세포에서 c-Fos를 발현하는 것으로 알려졌다. 본 연구는 면역조직화학적 이중염색을 이용하여 고장액의 자극에 반응하여 c-Fos를 발현하는 신경세포를 동정하고자 계획되 었다. 고장액성식염수는 시상하부의 SON, PVN 지역 이외에도 여러 부분에서 c-Fos에 대한 면역양성반응을 보여 주었다. 또한 c-Fos에 대한 면역양성을 나타내는 oxytocin신경세포는 PVN, SON에서 뿐만 아니라 preoptic area나 accessory nuclei에서도 관찰되었다. 특히 accessory nuclei에서는 거의 모든 oxytocin 신경세포에서 c-Fos가 발현되었다. oxytocin이나 vasopressin에 대한 면역양성을 보여주지 않는 c-Fos 면역양성세포도 다수 관찰되었으며, 고장액에 의한 c-Fos의 발현은 vasopressin 신경세포보다는 oxytocin 신경세포에서 보다 많은 발현빈도를 보여 주었다. 이러한 연구결과는 oxytocin 신경세포와 vasopressin 신경세포 모두가 삼투농도에 반응하며 또한 c-Fos를 발현함으로써 활성화됨을 보여준다. Previous studies have shown that hypertonic saline induces c-fos expression in the magnocellular neurons of rat hypothalamus. The present immunohistochemical double-labeling study was undertaken to determine the identification of magnocellular neurons expressing c-Fos in response to osmotic stimulus. Hypertonic saline induced c-Fos-like immunoreactivity (FLI) in various regions of hypothalamus in addition to supraoptic nucleus (SON) and paraventricular nucleus (PVN). FLI was detected in most of oxytocin neurons in the preoptic region and in the accessory nuclei located between the PVN and SON as well as in the SON and PVN. In particular, most of all oxytocin neurons in the accessory nuclei were labeled for c-Fos. There were also many FLI cells that did not show oxytocin and vasopressin immunoreacitivity in their cytoplasm. Relative frequencies of oxytocin and vasopressin neuronal responses showed that much more cells of oxytocin than vasopressin were induced to express c-fos in response to hypertonic saline. These data show that both oxytocin and vasopressin neurons are sensitive to osmotic stimulus and activated via expression of c-Fos by hypertonic saline.

Kainic Acid 투여에 의한 흰쥐 해마형성체에서의 c-fos 및 Enkephalin 유전자 발현에관한 연구

양재승,김현,고재필,서영석 대한해부학회 1994 Anatomy & Cell Biology Vol.27 No.3

Prote in Kinase C Inhibitor (PKCI)에 의한 방사선 민감도 변화와 c - fos Proto-oncogene의 전사 조절

최은경(Eun Kyung Choi),장혜숙(Hyesook Cha ng),이연희(Yun-Hee Rhee),박건구(Kun-Koo Park) 대한방사선종양학회 1999 Radiation Oncology Journal Vol.17 No.4

목 적 : Ataxia-Telangiectasia (AT) 증은 여러 가지 유전적 결함을 갖는 질병으로 방사선 민감도가 비정상적으로 상승되어 있는 것이 특징이다. AT 환자에서 공통적으로 존재하는 ATM 유전자는 현재까지 방사선 신호전달에 관여하는 것으로 알려진 PI-3 kinase와 유사한 구조임이 알려져 ATM이 방사선 신호전달경로에 중요한 작용을 할 것으로 추정하게 되었다. 본 연구에서는 AT 세포와 정상세포에 PKCI를 과발현 시킴으로써 방사선 신호전달에 관여하는 PKC를 억제하여 이것이 방사선 민감도에 미치는 영향을 관찰하고, 방사선에 의해 유도되는 early response gene인 c- fos transcription의 차이를 측정하여 ATM과 PKCI에 의한 신호전달이 c- fos 유전자 전사에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : PKCI expression vector를 작제한 후 정상세포인 LM217과 AT세포인 AT5BIVA에 transfection 시킨 후 plasmid의 genomic DNA에 결합된 것은 polymerase chain reaction (PCR) 방법으로 확인하였고 PKCI의 mRNA 발현 여부는 northern blotting으로 확인하였다. 방사선 민감도는 아포토시스로 측정하였으며 PKCI가 과발현된 각 세포주에 5 Gy의 방사선을 조사한 후 48시간에 세포를 모아 TUNEL 방법으로 아포토시스 세포의 수를 측정하였다. c- fos 유전자의 전사는 reporter 유전자로 c- fos CAT plsmid를 β- gal expression vector와 같이 각 세포주에 transfection 시키고 36시간이 지난 후 CAT assay를 하여 activity를 측정하고 동시에 β- gal assay를 시행하여 transfection 효율을 보정해 주었다. PKCI, Ras의 영향을 보기 위하여는 PKCI, Ras expression vector와 c- fos CAT plasmid를 cotransfection하고 CAT activity로 측정하였다. 결 과 : 이 실험의 결과 LM과 AT 세포에서 PKCI가 방사선 민감도에 미치는 영향과 c- fos 전사에 미치는 영향을 처음으로 보여주었다. PKCI의 과발현이 LM 세포에서는 방사선 민감도를 증가시켰지만 AT 세포에서는 오히려 약간 감소시키는 작용을 나타내었다. c- fos 전사는 AT 세포에서 LM 세포에 비하여 70배 낮게 나타났는데 PKCI가 과발현 됨으로써 LM 에서는 c- fos의 전사가 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. Ras 단백으로 c- fos를 유도시키고 여기에 PKCI 발현 백터를 contransfection 하면 LM 세포에서는 induction 이 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. 즉 LM과 AT 세포에서의 PKCI에 의한 반응의 차이는 Ras와 관련된 signal transduction pathway라는 것을 알 수 있었다. 결 론 : PKCI는 정상세포에서는 방사선에 의한 세포 손상을 증가시키지만 AT 세포에서는 별 영향을 보이지 않는 것을 알 수 있었으며, 두 세포간의 이러한 차이는 c- fos proto- oncogene의 전사차이로 설명할 수 있겠다. 이러한 차이가 AT 세포의 방사선 민감도의 한 원인일 것으로 생각된다. Purpose :The human genetic disorder ataxia- telangiectasia (AT) is a multisystem disease characterized by extreme radiosensitivity. The recent identification of the gene mutated in AT, ATM, and the demonstration that it encodes a homologous domain of phosphatidylinositol 3- kinase (PI3- K), the catalytic subunit of an enzyme involved in transmitting signals from the cell surface to the nucleus, provide support for a role of this gene in signal transduction. Although ionizing radiation was known to induce c- fos transcription, nothing is known about how ATM or PKCI mediated signal transduction pathway modulates the c- fos gene transcription and gene expression. Here we have studied the effect of PKCI on radiation sensitivity and c- fos transcription in normal and AT cells. Materials and Methods : Normal (LM217) and AT (AT5BIVA) cells were transfected with PKCI expression plasmid and the overexpression and integration of PKCI was evaluated by northern blotting and polymerase chain reaction, respectively. 5 Gy of radiation was exposed to LM and AT cells transfected with PKCI expression plasmid and cells were harvested 48 hours after radiation and investigated apoptosis with TUNEL method. The c- fos transcription activity was studied by performing CAT assay of reporter gene after transfection of c- fos CAT plasmid into AT and LM cells. Results :Our results demonstrate for the first time a role of PKCI on the radiation sensitivity and c- fos expression in LM and AT cells. PKCI increased radiation induced apoptosis in LM cells but reduced apoptosis in AT cells. The basal c- fos transcription activity is 70 times lower in AT cells than that in LM cells. The c- fos transcription activity was repressed by overexpression of PKCI in LM cells but not in AT cells. After induction of c- fos by Ras protein, overexpression of PKCI repressed c- fos transcription in LM cells but not in AT cells Conclusion :Overexpression of PKCI increased radiation sensitivity and repressed c- fos transcription in LM cells but not in AT cells. The results may be a reason of increased radiation sensitivity of AT cells. PKCI may be involved in an ionizing radiation induced signal transduction pathway responsible for radiation sensitivity and c- fos transcription. The data also provided evidence for novel transcriptional difference between LM and AT cells.