장기 공포 기억 네트워크에서 STAT3가 결핍된 소뇌 퍼킨지 세포의 시냅스 가소성 재구조화

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 자연과학대학 뇌인지과학과, 2020. 8. 김상정.Emotional memory processing, such as fear memory, engages a large neuronal network of brain regions including the cerebellum. However, the molecular and cellular mechanisms of the cerebellar cortex modulating the fear memory network is largely unknown. In chapter one, the role of signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) has been reviewed. I summarize the molecular and cellular contribution of STAT3 signaling to brain physiology and pathophysiology, and emerging roles of STAT3 in the behavioral control of complex brain functions in relevant to clinical applications. I suggest that STAT3 is importantly implicated in survival against physical and psychological stress. Subsequently, I propose the implication of STAT3 for understanding the relationships between brain and behavior. In chapter two, I illustrate a novel mechanism by which synaptic signaling in cerebellar Purkinje cells (PCs) via STAT3 regulates long-term fear memory. Firstly, I generated PC-specific STAT3 knockout (STAT3PKO) mice. Transcriptome analyses revealed that STAT3 deletion results in transcriptional changes that lead to an increase in the expression of glutamate receptors. The amplitude of AMPA receptor-mediated excitatory postsynaptic currents at parallel fiber to PC synapses was larger in STAT3PKO mice than in wild-type littermates. Conditioning at the parallel fiber induced long-term depression of parallel fiber-PC synapses in STAT3PKO mice while the same manipulation induced long-term potentiation in wild-type littermates. Interestingly, STAT3PKO mice showed an aberrantly enhanced long-term fear memory. Neuronal activity in fear-related regions increased in fear-conditioned STAT3PKO mice. My data suggest that STAT3-dependent molecular regulation in PCs is indispensable for proper expression of fear memory processing.정서 기억 처리과정 (예: 공포 기억)은 소뇌를 포함한 전체 뇌 영역의 네트워크 차원에서 이루어진다. 그러나, 공포 기억 네트워크를 조절하는 소뇌 피질의 분자세포학적 기전은 여전히 잘 모르고 있다. 1장에서 STAT3의 역할에 대해 전반적으로 참고문헌을 검토했다. STAT3 신호전달이 뇌 생리학과 병리학에 기여하는 분자세포 기전과 뇌가 만들어 내는 복잡한 행동을 조절하는 STAT3의 새로운 역할, 그리고 관련된 신경정신질환을 요약했다. STAT3는 물리적/정신적 스트레스에 대항하여 생존에 필수적인 유전자로 판단된다. 마지막으로, STAT3는 뇌/행동 사이 관계에 대한 중요한 의미를 갖는다. 2장에서는, STAT3에 의하여 매개하는 소뇌 퍼킨지 세포 내 시냅스 신호 전달 경로가 장기 공포 기억을 조절하는 새로운 기전을 제시하였다. 우선, 소뇌 퍼킨지 세포 특이적 STAT3 결핍 생쥐 모델을 만들었다. 전사체 분석을 통해 STAT3 결핍이 글루타메이트 수용체 발현의 증가를 유도함을 확인했다. 평행 다발과 퍼킨지 세포 사이에 맺어진 시냅스에서 AMPA 글루타메이트 수용체가 매개하는 흥분성 시냅스후 전류의 전달 강도가 대조군 생쥐 그룹 보다 STAT3 결핍 생쥐 그룹에서 증가했다. STAT3 결핍 생쥐 그룹의 평행 다발에 조건화 자극을 가하면 평행 다발과 퍼킨지 세포 사이에 맺어진 시냅스에서 장기 시냅스 약화 현상이 나타나는 반면, 대조군 생쥐 그룹에 같은 조작을 가하면 장기 시냅스 강화 현상이 나타났다. 흥미롭게도, STAT3 결핍 생쥐 그룹은 비정상적으로 장기 공포 기억 정도가 증가했다. STAT3 결핍 생쥐 그룹에서는 공포 기억과 관련된 뇌 영역의 신경 활성이 대조군 생쥐 그룹에 비해 증가했다. 이상의 결과는 공포 기억 처리 과정에서 STAT3 의존적인 소뇌 퍼킨지 세포의 분자적 조절이 필수적임을 알려준다.Chapter 1. Molecular switch for controlling behavior: A case for STAT3 1 1. Introduction 2 2. STAT3 as a Research Target 4 2.1 Role of STAT3 in the Central and Peripheral Nervous System 4 Survival and Death 4 Protection 4 Growth and Regeneation 5 Communication 5 2.2 Behavioral Correlates of STAT3 6 Locomotive behavior 6 Feeding behavior 7 Pain behavior 7 Fear behavior 7 Cognitive behavior 8 2.3 Clinical Relevance 8 Alzheimer's Disease (AD) 8 Parkinson's Disease (PD) 9 Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD) 9 Major Depressive Disorder (MDD) 9 3. Future Perspectives: To be or not to be 10 Chapter 2. Fear memory in the Cerebellum 12 1. Introduction 13 2. Materials & Methods 16 2.1 Experimental animals and genotyping 16 2.2 Immunohistochemistry 16 2.3 Cellular imaging and dendritic arborization analysis 17 2.4 Laser capture microdissection 17 2.5 RNA sequencing analysis 18 2.6 Slice preparation and electrophysiology 18 2.7 Western blot 19 2.8 Primary hippocampal neuron culture 20 2.9 Quantitative real-time PCR 20 2.10 Fear conditioning test 21 2.11 Avoidance test 22 2.12 Acoustic startle response and prepulse inhibition 22 2.13 Open field test 23 2.14 Elevated plus maze test 23 2.15 Rotarod test 23 2.16 Vestibulo-ocular reflex (VOR) test 24 2.17 Cannulation and drug treatments 24 2.18 Statistical analysis 25 3. Results 26 3.1 Generation of Purkinje Cell-Specific STAT3 Knockout Mice 26 3.2 Altered Expressions of Synaptic Plasticity Genes in the STAT3PKO Mice 27 3.3 Altered Synaptic Transmission in the STAT3PKO Mice 28 3.4 Increased AMPA Receptor Expression in the STAT3PKO Mice 28 3.5 Altered Cerebellar Synaptic Plasticity in the STAT3PKO Mice 30 3.6 No Effects on Inhibitory Synaptic Plasticity of PCs in the STAT3PKO Mice 31 3.7 Minimal Effects on Intrinsic Excitability of PCs in the STAT3PKO Mice 31 3.8 Aberrant Long-Term Fear Memory in the STAT3PKO Mice 32 3.9 Effects of Up/Down-regulation of AMPA Receptors in WT and STAT3PKO Mice 33 3.10 Increased Neural Activity of Fear-Related Regions in the STAT3PKO Mice 34 4. Discussion 72 References 76 Abstract in Korean 94Docto

A Influence of Parents Academic Achievement Pressure and Overprotective Attitudes on the Test Anxiety of High School Female Students

본 연구는 부모의 학업성취압력과 과보호가 인문계 고등학교 여학생의 시험불안의 두 국면인 시험준비불안과 시험도중불안에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구대상은 부산시에 소재한 4개 인문계 고등학교의 여학생 1,2,3학년 568명을 대상으로 시험불안 척도(Anxiety Responses in Testing Scale: ARTS), 부모의 학업성취압력 척도, 부모의 과보호 척도를 실시하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 부모의 학업성취압력과 과보호는 여고생의 시험불안과 유의미한 정적 상관을 보였다. 둘째, 부모의 학업성취압력을 높게 지각하는 여고생들은 시험도중불안 보다 시험준비불안을 더 높게 지각했으며 특히, 시험준비불안의 하위 요인 중 인지를 가장 높게 지각했다. 셋째, 부모의 과보호를 높게 지각하는 여고생들은 시험준비불안 보다 시험도중불안을 높게 지각했으며 특히, 시험도중불안의 하위 요인 중 심체를 가장 높게 지각했다. 이러한 결과는 여고생들의 시험불안을 낮추기 위해서는 부모의 학습관여 형태와 여고생들의 시험불안 시기 및 원인에 대한 탐색이 고려되어야 함을 시사한다. 즉, 부모의 학습관여 형태가 성취압력의 형태가 아니라 여고생들이 자율적으로 학습계획과 목표를 수립할 수 있도록 민주적인 학습관여가 필요하며, 시험도중과 시험준비 상황에 따라 인지적 요소와 심체적 요소를 여고생들이 다르게 지각하므로 부모의 양육태도를 고려한 시험불안 감소 개입이 필요하다는 것을 시사한다. 이러한 연구결과에 따라 연구의 의의와 제한점 및 개입에 대해서 논의하였다. This study examined the effects of parents academic achievement pressure and overprotective attitudes on two contexts, test-preparation and test-taking, in the test anxiety of high school female students. The participants in the study were 568 high school female students 1st grade through 3rd recruited from four high schools in Busan, Korea. The participants completed the ARTS(Anxiety Responses in Testing Scale), The Academic Achievement Pressure Scale, The Overprotection Scale. The results of this study were as follows. First, the result of correlational analysis showed that both of the parents academic achievement pressure and the overprotection were positively related to test anxiety of high school female students. Second, the parents achievement pressure influenced on test-preparation anxiety more than test-taking anxiety. Particularly, high school female perceived highly cognition which is a sub-factor of the test-preparation anxiety. Third, the parents overprotection influenced on test-taking anxiety more than test-preparation. Particularly, high school female felt highly somatic symptoms which is a sub-factor of the test-taking anxiety. Lately, the limitations of this study and suggestions for following studies were discussed

An Efficient Mobile Multimedia Encryption Scheme Combining PRG and Permutation

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :전기. 컴퓨터공학부,2007.Maste

PPAR-δ의 혈관재생유도기전: Edg-2/LPA 신호체계를 통한 혈소판-후기혈관내피전구세포 상호작용 증진

Background Edg (endothelial differentiation gene)-2 is a membrane receptor for LPA (lysophosphatidic acid) which is one of the major lysophospholipid growth factor generated by activated platelets. The role of EDG-2 in late EPCs and its regulation by PPAR (peroxisome proliferator activated receptor)-δ were analyzed in this study. Methods&Results Treatment of GW501516, a highly selective PPAR-δ agonist enhanced BrdU incorporation in late EPCs, and augmented pro-vasculogenic effects such as Matrigel tube formation and scratch-wound healing in a dose-dependent manner. To reveal the mechanism, I screened the expression level of Edg family in late EPCs. Among Edg family, Edg-2 was specifically upregulated by GW501516 treatment at mRNA as well as protein level. ChIP assay suggested that it occurred via direct transcriptional activation. I found there existed an interaction between late EPCs and platelets which are major source of LPA, and this interaction could be potentiated by PPAR-δ activation. When late EPCs were treated with GW501516 and platelets together, the pro-vasculogenic potential was increased synergistically. This synergism was reversed by treatment with GSK0660 (PPAR-δ antagonist) or Ki16425 (LPA receptor blocker), but not so much by PDGF neutralizing antibody, demonstrating the key role of Edg-2-LPA axis in the interaction of late EPC-platelets. In vivo Matrigel plug assay, neither late EPCs nor activated platelets alone induced capillary formation so much. But the combination of them robustly formed capillaries filled with RBCs. GW501516 potentiated their interaction, leading to more RBC-filled capillaries. PPAR-δ or EDG-2 siRNA transfection blocked all in vivo effects of GW501516. In vivo mouse carotid injury model, GW501516-treated late EPCs showed more homing to platelet-covered injury sites, and eventually less formation of neointima, demonstrating PPAR-δ-mediated vascular healing working together with platelets. Conclusions Platelets and late EPCs play a key role in vascular regeneration via EDG-2-LPA axis. PPAR-δ augments the interaction through Edg-2 upregulation, suggesting its agonist as a good therapeutic candidate for vascular disease.배경: Edg (endothelial differentiation gene)-2는 활성화된 혈소판에서 생성되는 주요 lysophospholipid 성장인자인 LPA (lysophosphatidic acid) 에 대한 세포막 수용체이다. 우리는 후기혈관내피전구세포 (late EPC) 에서 Edg-2의 역할과 이의 PPAR (peroxisome proliferator-activated receptor)-δ에 의한 조절을 밝히고자 했다. 방법 및 결과: late EPC에서 Edg 패밀리의 발현을 RT-PCR과 Western blot으로 확인했다. 흥미롭게도 그 중Edg-2만이 PPAR-δ의 강력한 선택적 효현제인 GW501516 처리에 의해 과발현되었다. 인간 Edg-2의 promoter에는 핵수용체인PPAR-δ가 인식하여 붙을 수 있는 잠정적 염기서열이 2개 존재하였다. ChIP (chromatinc immunoprecipitation) assay를 통해 실제로 GW501516에 의해 활성화된 PPAR-δ가 이들 위치에 붙게됨을 확인하여 직접적인 전사적 조절에 의해 Edg-2의 발현이 증가됨을 제시하였다. GW501516 처리는 late EPC를 증식시키고 (BrdU assay), 2차원 세포이동 (scratch wound healing), 모세혈관 생성 (in vitro Matrigel), chemotaxis (Transwell) 등 혈관신생능을 향상시켰다. LPA를 포함하고 있는 활성화혈소판 상층액을 처리해도 같은 효과가 있었는데, GW501516과 활성화혈소판 상층액의 동시 투여는 상승작용을 보여주었다. 이들 효과는 PPAR-δ 길항제인 GSK0660 이나 Edg-2 차단제인 Ki16425의 처리에 의해 소실되었으나 혈소판에서 유래하는 주요 성장인자 중 하나인 PDGF에 대한 중성화 항체 처리는 그만큼 강력한 억제를 보이지 않아 late EPC-혈소판 상호작용에 있어 Edg-2 (late EPC) - LPA (혈소판) 축의 중요성을 시사하였다. 생체내 Matrigel plug 실험에서 late EPC (10^6/plug)나 활성화 혈소판 단독 투여는 모세혈관 신생을 촉진하지 못했지만, 이 둘의 동시 투입은 강한 혈관신생을 유도하였고 이는 GW501516의 처리에 의해 강화되었다. PPAR-δ나 Edg-2 siRNA 는 Matrigel plug 모델에서 GW501516의 효과를 억제시켜 이의 PPAR-δ 및 Edg-2의존성을 보여주었다. 마우스 경동맥 손상 모델에서 lenti-GFP virus 로 표지한 late EPC는 손상 시술 3일 후, 손상부의 혈소판에 homing 하였는데, 이는GW501516 전처치에 의해 향상됨을 확인하였다. 시술 14일 후 H&E 염색 상 GW501516 처리 late EPC는 증진된 혈관내피 재생을 유도했고 신생내막의 생성은 억제되었다. 결론: late EPC와 혈소판은 Edg-2-LPA 축을 통해 혈관 재생에 핵심역할을 수행한다. PPAR-δ는 late EPC의 Edg-2 발현을 촉진함으로써 이들 상호작용을 강화하므로, 허혈성 심혈관 질환의 치료에 그 효현제의 임상적 유용성을 추론할 수 있겠다.Docto

Synaptic scaffolding protein, nArgBP2, plays a role in dendritic spine formation by controlling actin cytoskeleton

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정뇌과학전공, 2013. 2. 장성호.Dendritic spines are small actin-rich protrusions that function to receive the excitatory synaptic transmission, which is crucially related to the synaptic plasticity. Hundreds of proteins take part in synaptic activity, consisting of networks in a small dendritic spine with spine head volumes ranging 0.01 µm3 to 0.8 µm3. Representatively, WAVE regulatory complex is well-known as mediating upstream signal Rac1 to the activation of the Arp2/3 complex, arranging actin cytoskeleton. In relation to SH3 interactor, WAVE cooperates with nArgBP2 and other adaptor proteins. However, our understanding of nArgBP2 is limited, and properties of nArgBP2 are merely inferred from non-neuronal cell biology. nArgBP2 is a neuronal specific splice variant of ArgBP2 and an adaptor protein of Ponsin/ArgBP2/Vinexin family, and is enriched postsynaptically. nArgBP2 has a sorbin homology (SoHo) domain in the N-terminal region, a zinc finger in the middle, and three src homology (SH) 3 domains in the C-terminal region. Via its SH3 domains, nArgBP2 interacts with SAPAP, dynamin, synaptojanin, and WAVE isoforms. RNA interference-mediated knock-down of nArgBP2 has a strong effect in dendritic spines of developmental hippocampal neurons. In the developing stage, nArgBP2 knock-down shows a distinct reduction in the number of dendritic spines, but enhances the number of filopodia. Rescue experiments show that knock-down effects are recovered in terms of the number of dendritic spines in the developing stage. When knocking down nArgBP2 in the mature stage, there are no changes in the number of dendritic spines. From live cell imaging, knocking down of nArgBP2 alters shapes and motility of dendritic spines in the developing stage. FRAP (fluorescence recovery after photobleaching) experiments prove that the mobile fraction of actin is increased in the depletion of nArgBP2. In conclusion, nArgBP2 plays a role in dendritic spine formation in the developing stage, organizing synaptic architecture through actin cytoskeleton.ABSTRACT ………………………………………………………………….......................................................ⅰCONTENTS ….………………………………………………………………………………………….ⅲLIST OF FIGURES ……………………………………………………………………...……….……ⅴ I. Introduction ……………………………………………………………..………7 II. Materials and Methods ……………………………………...…...……11 1 Ethics statement …………………………………………………………………...…………………… 11 2 DNA constructs and antibodies ………………………………………….…………......………11 3 RNA-mediated interference and rescue experiments ……………….……..………11 4 Cell culture and transfection ……………………………………………………………..………12 5 Quantitative analysis and Image acquisition ……………………………...……………13 6 Live cell imaging and FRAP (fluorescence recovery after photobleaching) analysis ………………………………………………………………………………………….……………14 7 Western blot .................................................................................................................................................15 III. Results …………………………………………………………………….………17 1 RNA interference-mediated knock-down of nArgBP2 had a strong effect on dendritic spine development ………………………………………………………...……17 2 The morphological difference was directly caused by reduced expression of nArgBP2 in dendritic spines …………………………………………………………...……18 3 nArgBP2 was involved in dendritic spine formation, not maintenance ………………………………………………………………………………………………..……………….……19 4 Depletion of nArgBP2 altered the morphology and motility of dendritic spines ………………………...………………………………...………………………………...……………20 5 nArgBP2 would be involved in regulation of actin cytoskeleton ………..…22 IV. Discussion ………………………….……………………………………………31 V. References ……………………………………………………………...………35 Abbreviation ……...……………………………………………………………………………………………...39 Abstract (Korean) ……………………………………………..………………..……………………………41 Acknowledgement ………………………………………………………………………………...…………42Maste

PPAR-δ의 전사적 및 비전사적 PI3KAkt 경로 활성화를 통한 혈관내피모세포 조절

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :의학과 내과학 전공,2007.Maste

한국 기업을 중심으로

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 경영공학과, 2010.2, [ 75 p. ]회계이익은 회계정보이용자들이 의사결정시 가장 유용하게 사용하는 경영성과의 요약이라 할 수 있다. 또한 이익은 기업 활동을 유지해 가는데 있어서 필수적으로 요구되는 것이다. 어떠한 기업이라도 적절한 이익이 발생하지 않는다면 그 목적을 달성할 수 없을 뿐만 아니라 오랫동안 유지해 나갈 수도 없다. 또한 기업의 전망을 평가하기 위해서는 이익의 크기뿐만 아니라 이익의 질에도 관심을 가져야한다. 총 이익의 금액은 동일하다 하더라도 이익이 기간별로 큰 차이가 있는 것보다는 매년 일정수준으로 유지되고 있는 경우 이익의 질이 좋다. 그러므로 회계이익의 질은 재무분석가, 공인회계사 등 주요 회계정보이용자들의 판단기준 중 가장 중요한 요소 중 하나이다. 우리나라의 주요 회계정보 이용자들은 기업에 대한 경제적 의사결정시 67%가 이익의 질(earnings quality)을 고려하며, 91%는 이익의 질이 의사결정에 유용하다고 생각했다. 또한 재무 분석가는 이익의 질 중에 이익의 지속성이 기업의 의사결정에서 가장 중요하다고 평가하였으며 이익의 지속성이 클수록 이익의 질이 개선된다고 보고한 연구결과가 있다. (김문철, 최관, 1999; Siegel,1982) 이와 같이 이익의 질을 결정하는 요소 중 하나인 이익의 지속성(earnings persistence)에 초점을 맞추어 이익의 변동성(earnings volatility)과 이익의 예측성(earnings predictability)의 상관관계에 대해 조사하는 것이 본 연구의 목적이다. 이는 최근 설문 조사에서 ``많은 경영자들이 이익의 변동성은 이익의 예측성을 감소시킨다는 믿음을 가지고 있다.``(Graham et al., 2005)``는 결과를 확인하는 의미가 있을 것이다. 또한 기업가치 평가 등 다양한 분야에서 이익 예측에 대한 관심이 큰 만큼 이익의 변동성이 이익예측에 어느 정도 의미가 있으며 시장의 회계정보 이용자들이 이익 예측 시 이익의 변동성에 관한 정보를 얼마나 활용하는지 확인하는 의미가 있을 것이다. 이익의 변동성과 예측성의 관계를 조사하기 위해 과거 5년간 이익의 표준편차를 이익 변동성의 대용치(proxy)로 이용하여 총 표본을 5개의 등급으로 구분하였다. 그리고 각 등급별 이익의 예측성을 측정함으로서 이익의 변동성이 이익의 예측성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 영업활동으로 인한 현금흐름, 발생액, 현재 이익 등 다양한 변수들을 이용하여 같은 분석을 실시함으로써 이익의 변동성과 이익 예측성의 관계에 대한 비교대상을 제시하였다. 그리고 이익의 변동성에 따른 이익 예측성의 차이를 재무분석가가 제대로 이해하고 이익예측에 활용하는 지 조사하기 위하여 이익 변동성이 가장 큰 그룹과 가장 작은 그룹을 나누어 비교분석을 실시하고 예측오차에 관한 회귀분석을 실시하였다.한국과학기술원 : 경영공학과

PHASE-SHIFTED FULL-BRIDGE CONVERTER WITH NEW RECTIFIER STRUCTURE USING COUPLED OUTPUT INDUCTOR

위상-천이 풀-브릿지 컨버터가 개시된다. 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 입력 전압을 변압하기 위한 변압기; 및 상기 변압기에 연결된 풀-브릿지 구조의 정류기로서 정류기를 구성하는 다이오드 사이에 연결된 결합 인덕터를 출력 인덕터로 사용하는 정류기를 포함한다