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중추신경 교세포의 정체성 확립과 분화 과정 이해
Reports NRF is supported by Research Projects( 중추신경 교세포의 정체성 확립과 분화 과정 이해 | 2004 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 김상희(건국대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number C00033
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 07월 01일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • 신경계의 외부 환경에 대한 전체적 통괄작용을 하는 대뇌의 초기 발생과 분화 과정의 명확한 이해를 위하여 포유동물에 비하여 비교적 간단하고 진화적으로 보존된 유전체 서열 및 조절 작용을 소유하고 유전학적 조작 및 세포학적 관찰 방법이 비교적 잘 확립된 초파리의 중추신경 체계를 모델로 하여 발생 과정에 따라 대칭 구조의 신경계 형성에 필수적이라고 알려진 중앙선 세포에서 발현하는 sim 유전자가 올바른 대뇌 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 대뇌 중앙선에서 sim 기능이 결손된 돌연변이에서 대뇌 발생단계에 따른 신경선구세포, 분열 및 분화 표지체를 이용하여 조사하였다. 대뇌 형성 초기에 신경선구세포 형성과 정체성 확립에 에 손상이 있어 많은 신경세포의 감소를 초래했고 이들의 주된 원인의 하나로 신경세포 분열의 결손이 그중의 주요 원인 중의 하나라고 할 수 있었고 이에 따라 발생 후기에 대뇌와 신경축의 세로축 연결 축색과 대뇌 반구 연계 축색다발이 올바로 형성이 되지 않는 영향을 보여주었다. 이러한 결과는 sim 돌연변이에서 대뇌와 신경축의 정체성 확립에 이상에서 기인하는 것이 아니라 중앙선에서 신호전달에 의한 대뇌 신경세포 정체성 확립, 분열과 분화에 필요한 세포간의 상호작용에 이상이 있어 초래된다고 할 수 있다. 이 연구결과로부터 포유동물에서도 보존된 신경계 중앙선이 대뇌의 신경계 형성과 분화에 미치는 요소에 대한 기본 지식을 알 수 있었으며 이는 사람을 비롯한 포유동물 신경계 발생과 뇌질환연구에 도움을 주리라 예상한다.
  • English
  • The roles of midline cells, expressing sim gene, in development of the Drosophila brain which has conserved structures and regulatory genetic network with mammalian brain. This study revealed that the CNS midline cells are required for proper expression of the early brain NB markers, indicating that the CNS midline cells are essential for brain formation and identity determination from the initial brain neurogenesis. They are also required for proper expression of the late brain NB markers and of a ganglion mother cell marker. Reduced expression of the brain neuronal markers in sim embryos is in part caused by defect in cell division of the brain NBs. It was shown that the longitudinal and commissural axon pathway in the sim mutant is disconnected between the brain and ventral nerve cord and between two brain hemispheres, respectively. The defects in the longitudinal axon pathway are not by identity change or by absence of segmental neurons but by malformation of axonal connection between the brain and ventral nerve cord. This study indicates that the CNS midline cells play critical roles in the formation and differentiation of the Drosophila brain as well as ventral nerve cord. This research results would help understand basic mechanisms controlling mammalian brain development and pathogenesis of neuronal diseases and devise effective treatment.

Research result report
  • Abstract
  • 신경계의 외부 환경에 대한 전체적 통괄작용을 하는 대뇌의 초기 발생과 분화 과정의 명확한 이해를 위하여 포유동물에 비하여 비교적 간단하고 진화적으로 보존된 유전체 서열 및 조절 작용을 소유하고 유전학적 조작 및 세포학적 관찰 방법이 비교적 잘 확립된 초파리의 중추신경 체계를 모델로 하여 발생 과정에 따라 대칭 구조의 신경계 형성에 필수적이라고 알려진 중앙선 세포에서 발현하는 sim 유전자가 올바른 대뇌 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 대뇌 중앙선에서 sim 기능이 결손된 돌연변이에서 대뇌 발생단계에 따른 신경선구세포, 분열 및 분화 표지체를 이용하여 조사하였다. 대뇌 형성 초기에 신경선구세포 형성과 정체성 확립에 에 손상이 있어 많은 신경세포의 감소를 초래했고 이들의 주된 원인의 하나로 신경세포 분열의 결손이 그중의 주요 원인 중의 하나라고 할 수 있었고 이에 따라 발생 후기에 대뇌와 신경축의 세로축 연결 축색과 대뇌 반구 연계 축색다발이 올바로 형성이 되지 않는 영향을 보여주었다. 이러한 결과는 sim 돌연변이에서 대뇌와 신경축의 정체성 확립에 이상에서 기인하는 것이 아니라 중앙선에서 신호전달에 의한 대뇌 신경세포 정체성 확립, 분열과 분화에 필요한 세포간의 상호작용에 이상이 있어 초래된다고 할 수 있다. 이 연구결과로부터 포유동물에서도 보존된 신경계 중앙선이 대뇌의 신경계 형성과 분화에 미치는 요소에 대한 기본 지식을 알 수 있었으며 이는 사람을 비롯한 포유동물 신경계 발생과 뇌질환연구에 도움을 주리라 예상한다.
  • Research result and Utilization method
  • 대뇌 중앙선에서 sim 기능이 결손된 돌연변이에서 대뇌 발생단계에 따른 신경선구세포, 분열 및 분화 표지체를 이용하여 조사하였다. 대뇌 형성 초기에 신경선구세포 형성과 정체성 확립에 손상이 있어 많은 신경세포의 감소를 초래했다. 신경세포 분열 표지체로 조사한 결과 분열의 이상이 감지되어 분열의 이상의 신경세포 감소의 주요 원인 중의 하나라고 할 수 있었고 이에 따라 발생 후기에 대뇌와 신경축의 세로축 연결 축색과 대뇌 반구 연계 축색다발이 올바로 형성이 되지 않는 영향을 보여주었다. 이러한 결과는 sim 돌연변이에서 대뇌와 신경축의 정체성 확립에 이상에서 기인하는 것이 아니라 중앙선에서 신호전달에 의한 대뇌 신경세포 정체성 확립, 분열과 분화에 필요한 세포간의 상호작용에 이상이 있어 초래된다고 할 수 있다. 이를 뒷받침하기 위하여 중앙선과 주변 신경계와의 EGFR 신호전달에서 필수적인 돌연변이에서 신경표지체 발현을 조사한 결과 sim과 EGFR 신호전달 유전자 모두 유사한 결손을 보임으로 EGFR 신호전달이 중앙선에 의한 대뇌 발생에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. 이 결과로부터 대뇌 형성에서 중앙에 위하는 중앙선이 신경축 뿐만 아니라 대뇌 형성에서도 필수적인 기능을 함을 알 수 있었다. 이 연구 결과로부터 초파리와 유사한 구조와 진화적으로 보존된 작용 유전자를 가지는 사람을 비롯한 포유동물의 대뇌 형성과 분화에 관여하는 외부 작용 인자의 영향에 대한 작용 메커니즘의 기본 원리를 이해하고 이들 작용이 잘못되었을 때 초래되는 뇌신경 질환의 원인 규명과 그 치료 방법 고안에 기여를 하리라 예상한다.
  • Index terms
  • 중추신경계, 중앙선, 발생
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