초록 ▼

$\textbullet$ 본 과제에서는 중추신경신경세포에서 칼슘신호를 측정하는 모델을 확립하고 칼슘신호의 특징을 규명 하는 것임.
$\textbullet$ 중뇌 도파민신경세포에서 세포내 칼슘농도 변화를 세부적으로 측정하는 기법을 확립, 대표적인 신경전달물질인 glutamate에 의한 칼슘변화의 특징을 파악함.
$\textbullet$ 도파민신경세포는 자발적으로 활동전압이 발생하는 세포로 칼슘신호가 자발적 활동전압의 빈도에 따라 변동되며, glutamate가 세포

$\textbullet$ 본 과제에서는 중추신경신경세포에서 칼슘신호를 측정하는 모델을 확립하고 칼슘신호의 특징을 규명 하는 것임.
$\textbullet$ 중뇌 도파민신경세포에서 세포내 칼슘농도 변화를 세부적으로 측정하는 기법을 확립, 대표적인 신경전달물질인 glutamate에 의한 칼슘변화의 특징을 파악함.
$\textbullet$ 도파민신경세포는 자발적으로 활동전압이 발생하는 세포로 칼슘신호가 자발적 활동전압의 빈도에 따라 변동되며, glutamate가 세포 내 칼슘을 각기 독특한 신호를 통해 특수하게 증가시킴을 발견함.
$\textbullet$ 패치클램프와 병합, 전기적신호를 함께 기록하는 방법을 확립, 칼슘신호가 역으로 활동전압발생에 영향을 주는 현상을 발견함. 각기 다른 glutamate receptors에 의해 칼슘신호가 다양하게 나타나며, 이 현상에 따라 활동전압빈도가 증가하거나 감소하는 양극성반응을 보임을 규명하여 도파민신경세포의 흥분성조절기전이해에 중요한 결과를 도출함.
$\textbullet$ 본 과제에서 얻은 실험기법과 발견은 도파민계열 질환의 이해와 치료기법확립에 기여 할 것으로 사료됨.

Abstract ▼

Calcium signals in central neurons play a critical role in release of neurotransmitters, regulation of excitability, synaptic plasticity, and neuronal development and differentiation. However, disregulation of calcium homeostasis is known to result in calcium toxicity, necrosis and some of neurologi

Calcium signals in central neurons play a critical role in release of neurotransmitters, regulation of excitability, synaptic plasticity, and neuronal development and differentiation. However, disregulation of calcium homeostasis is known to result in calcium toxicity, necrosis and some of neurological diseases. Despite the importance of calcium signals in the central nervous system, unfortunately technical limitation of research tools limit our knowledge about how the central neurons regulate and coordinate calcium signals. Thus in this project, our goal was to establish a proper model for studying calcium signals in central neurons which are important biologically and clinically As a consequence, we found that dopamine neurons in the midbrain could be a good model for studying calcium signals which occur in spatio-temporal domains. Moreover, we were able to record electrical signals from dopamine neurons which were regularly firing. As a result we were finally able to study how calcium signals can be regulated in spontaneously firing dopamine neurons in response to glutamate by combining two techniques, calcium imaging and patch clamp techniques. Therefore, we found that there were three glutamate receptors that are specifically related to cytosolic calcium changes and the related changes in firing patterns in dopamine neurons. The changes in cytosolic calcium levels could differently determine firing patterns in spontaneously firing dopamine neurons according to the receptors activated.
It has been well known that dopamine neurons are related to many kinds of diseases such as Parkinson's disease, schizophrenia, drug addiction, and some kinds of memory and learning disorders. By virtue of what we have established in this project, we shall in the future investigate the detailed characteristics of calcium signals and electrical phenomena in dopamine neurons in hope to elucidate underlying mechanisms for pathophysiological roles of dopamine neurons. Our outcomes including future works will give a shed on our knowledge how neurons generate appropriate signals.

목차 Contents

• 표 지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENT...7
• 목 차...9
• 제1장 연구개발과제의 개요...10
• 제2장 국내외 기술개발 현황...13
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...14
• 1. 1차년도...14
• 1.1 뇌세포에서 칼슘측정방법 확립...14
• 1.2 탈분극에 의한 세포막을 통한 칼슘증가 경로 파악...14
• 1.3 신경전달물질(gluamate)에 의한 칼슘증가 경로 파악...15
• 1.4 신경세포의 칼슘제거기전...17
• 2. 2차년도...17
• 2.1 흑질에서 분리한 신경세포의 특징 및 도파민 신경세포 검증...18
• 2.2 분리한 흑질 도파민 신경세포의 전기적 특징과 칼슘신호...19
• 2.3 도파민 신경세포 glutamate에 의한 칼슘증가...20
• 3. 3차년도...26
• 3.1 도파민 신경세포 발화패턴에 glutamate가 미치는 영향...26
• 3.2 세포 내 칼슘저장고에 의한 발화 억제기전...29
• 3.3 상대적으로 느린 칼슘제거기전에 의한 발화억제기전...31
• 3.4 칼슘억제기전의 발화패턴에 미치는 영향...32
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...34
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...37
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...37
• 제7장 참고문헌...37
• 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...38
• 연구결과 활용계획서...39
• 기술요약서...42