척수신경 외상은 운동기능의 영구적 손실을 초래하며, 이러한 원인으로 외상 후 일어나는 일차적 또는 이차적 신경세포의 사멸이 중요한 원인으로 알려져 있다. 척수 손상 후, 에스트로젠과 minocycline의 투여는 척수 손상 후에 야기되는 신경 세포 사멸을 방지하고 lesion area을 감소시키며 또한 hindlimb의 locomotor function을 향상시키는 효과를 가지는 것을 입증하였다. 특히, 에스트로젠은 Bcl-2등 anti-apoption molecule의 발현을 증가함으로써 신경보호기능을 가진다. 반면, anti-i
척수신경 외상은 운동기능의 영구적 손실을 초래하며, 이러한 원인으로 외상 후 일어나는 일차적 또는 이차적 신경세포의 사멸이 중요한 원인으로 알려져 있다. 척수 손상 후, 에스트로젠과 minocycline의 투여는 척수 손상 후에 야기되는 신경 세포 사멸을 방지하고 lesion area을 감소시키며 또한 hindlimb의 locomotor function을 향상시키는 효과를 가지는 것을 입증하였다. 특히, 에스트로젠은 Bcl-2등 anti-apoption molecule의 발현을 증가함으로써 신경보호기능을 가진다. 반면, anti-inflammatory drug인 minocycline은 척수 손상 후에 유도되는 TNF-$\alpha$등 proinflammatory cytokine인 발현을 저해하는 것으로 확인되었다. 더욱이, neuronal cell culture에서 lipopolysaccharide에 의한 신경 세포 사멸에서 minocycline이 iNOS/NO의 생성을 억제함으로써 신경 세포 사멸을 억제함을 보호하는 것을 확인하였다. 이차적 신경세포 사멸 과정은 다양한 유전자 및 단백질 발현 양상을 보이며, 이러한 차이가 신경세포 사멸에 관여할 것으로 예상된다. 이러한 다양한 발현차이를 보이는 유전자를DD-PCR을 통해 선별하였다. 그중 특히, cytochrome c oxidase의 발현이 감소하는 것을 다각도로 입증하였다. 뿐만 아니라, 2D-gel을 통해 발현의 차이를 보이는 단백질들을 선별하였다. 특히, heat shock protein 27 의 발현이 척수 손상 후에 급격히 증가되는데, astrocyte에서 발현되는 것을 밝혔다. 이러한 발견들은 척수 손상 후의 신경 세포 사멸 기전을 연구하는데 기반을 제시할 수 있다.
Abstract▼
1. Screening of differentially expressed genes after SCI The Pathology Process of SCI is derived from the Primary mechanical trauma at the lesion site and the resultant cascades of cellular and molecular events known as secondary SCI, which is due to a combination of multiple destructive events i
1. Screening of differentially expressed genes after SCI The Pathology Process of SCI is derived from the Primary mechanical trauma at the lesion site and the resultant cascades of cellular and molecular events known as secondary SCI, which is due to a combination of multiple destructive events induced by the primary insult. Especially genetic expression modulated after SCI is involved in secondary events as a major part (Bareyre and Schwab, 2003). To understand the pathology after SCI, we performed DD-PCR for screening and characterization of genetic difference between uninjured and injured spinal cord. 2. Screening of differentially expressed proteins after SCI When spinal cord was injured, various pathological events including apoptotic cell death occur and lead to the permanent paralysis. To understand the pathology after SCI, we screened and examined the modulated proteins between uninjured and injured spinal cord of rat using two dimensional electrophoresis (2-DE) method. By MALDI-TOF analysis, lots of proteins modulated after SCI were characterized. 3. Minocylcine effect against neuronal cell death after SCI The present experiments were undertaken in order to examine whether compound with anti-inflammatory properties can reduce progressive necrosis that occurs after SCI. For this purpose, we assessed the effects of minocyline on the functional behavior and histopathology of SCI. In addition, we investigated the potential neuroprotective effect of minocycline and its mechanism underlying the LPS-induced neuronal cell death using neuron/glia co-cultures. For this purpose, we investigated whether minocycline reduces the iNOS/NO production, which contributes to LPS neurotoxicity in neuron/glia co-cultures. 4. Estrogen effect against neuronal cell death after SCI We examined that estrogen provided neuroprotection against SCI in part by blocking apoptotic cell death. By assessing TUNEL assay, DNA laddering, and caspase-3 activity, we investigated whether estrogen reduced apoptotic cell death. We also determined the lesion area and BBB scores for assessing hind limb motor function in rats with SCI 5. MnSOD expression after SCI Antioxidant enzymes including superoxide dismutase (SOD) may play a role in the mechanism by which cells counteract the deleterious effects of reactive oxygen species(ROS) after SCI. We investigated expression of SOD after SCI to address its role during the early stages of injury. To examine the expression profiles of SOD after SCI, we performed RT-PCR and Western blot analysis. In addition, we investigated whether induction of MnSOD by TNF-$\alpha$ after SCI may be mediated through activation of the transcription factor, NF-kB. 6. Neuroprotective effect of mitochondrial isocitrate dehydrogenase (IDPm) Mitochondrial damage and dysfunction have been implicated in many neurodegenerative diseases (Azbil et al., 1997; Browne et al., 1997, Jenner and 0lanow, 1996; Nocholls, 2002). IDPm catalyzes the decarboxylation of isocitrate into $\alpha$-ketoglutarate consequently producing NADPH in the mitochondria. In this study, we overexpressed IDPm in the SH-SY5Y, human neuroblastoma cell line, we then examined the effect of IDPm on neurotoxicity related to CSH depletion by comparing cells overexpressing IDPm with control cells.
목차 Contents
제1장 연구개발과제의 개요...24
제1절 기술적 측면...24
제2절 경제$\cdot$산업적 측면...25
제3절 사회$\cdot$문화적 측면...26
제2장 국내외 기술 개발 현황...27
제1절 외국의 경우...27
제2절 국내의 경우...27
제3절 조사연구개발사례에 대한 평가...27
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...28
제1절 minocycline, anti-inflammatory agent에 의한 신경 세포 사멸 방지 효과...28
1. 척수 신경 외상 후, 신경 세포 사멸 및 functional recovery 에 미치는 영향...28
2. Neuroprotective effect of minocycline against LPS-induced apoptotic cell death in the primary neuron-glia co-cultures...35
제2절 척수 외상 후 신경세포 사멸과 functional recovery에 미치는 estrogen의 효과...45
가. 실험재료...45
나. 실험 방법...45
다. 실험결과...45
제3절 척수 신경 외상 후의 MnSOD의 발현 증가에 있어서의 $TNF-\alpha$ 이후 NF-kB의 역할...52
가. 실험재료...52
나. 실험 방법...52
다. 실험결과...53
제4절 Mitochondrial isocitrate dehydrogenase의 신경 세포 사멸 방지 효과...59
가. 실험재료...59
나. 실험방법...59
다. 실험결과...61
제5절 Cytochrome c oxidase (COX) was differentially expressed after spinal cord injury in rat...65
가. 실험 재료...65
나. 실험 방법...65
다. 실험결과...66
제6절 척수 Proteomic analysis of spinal cord injury in rat: the possible role of up-regulated expressed hsp27...73
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