Melanocortin 1 receptor enhances melanoma cell migration via inhibition of p38 activity

The melanocortin 1 receptor (MC1R), a key regulator of melanogenesis, is known to control inflammation, acting in concert with the MC1R ligand alpha-melanocyte stimulating hormone (alpha-MSH). Although cell migration is a key event in inflammation, few studies have addressed the function of MC1R in this context. Using highly motile melanoma cells, I found that the expression level of MC1R was associated with the extent of migration of mouse melanoma cells, suggesting that MC1R plays a functional role in controlling this migration. Overexpression of MC1R enhanced melanoma cell migration, whereas the opposite was true when MC1R levels were knocked-down using small inhibitory RNAs. Interestingly, MC1R expression decreased the level of p38 MAP kinase, known to be involved in melanoma cell migration. Consistently, activation of p38 by inhibited migration whereas inhibition of p38 activity enhanced cell migration. Finally, I found that alpha-MSH inhibited MC1R-mediated cell migration via activation of p38 and enhanced melanogenesis dependent on dimeriazation of MC1R. Together, the data strongly suggest that MC1R enhances melanoma cell migration via inhibition of p38 activity. ;멜라닌 합성의 주요 조절자인 Melanocortin 1 receptor(MC1R)은 멜라닌세포 자극 호르몬과 작용하여 염증반응을 조절한다고 알려져 있다. 또한 염증반응에 있어서 세포의 이동은 주요한 현상이다. 본 연구자는 흑색종 세포의 이동에 관련한 MC1R의 기능을 밝히고자 하였다. 이동성이 매우 높은 흑색종 세포에서 MC1R 발현량이 쥐 흑색종 세포의 이동과 관련되어 있었고, 이는 세포 이동 조절에 MC1R이 기능적인 역할을 한다는 것을 보여주었다. MC1R의 발현을 증가시켰을 때 흑색종 세포의 이동이 증가하였고 반면에 siRNA를 이용하여 MC1R의 발현을 감소시켰을 때는 세포의 이동이 감소하였다. 그리고 MC1R의 과발현은 흑색종 세포의 이동과 관련되어 있다고 알려진 p38 MAP kinase의 활성을 감소시켰다. 일관되는 결과로 활성화된 p38 MAP kinase는 세포이동을 저해하였으며, p38 MAP kinase의 활성을 저해시켰을 때는 세포의 이동이 증가하였다. 또한 멜라닌 세포 자극 호르몬은 p38 MAP kinase의 활성화를 통해 MC1R이 매개하는 세포 이동을 저해하였으며, MC1R의 이량체 형성에 의존하는 멜라닌 합성을 증가시켰다. 이러한 결과들은 MC1R은 p38 MAP kinase 활성을 저해하여 흑색종 세포의 이동을 증가시킨다는 것을 뒷받침한다.I. INTRODUCTION 1 II. MATERIALS AND METHODS 6 1. Materials and antibodies 6 2. Cell Culture and transfection 6 3. Small interfering RNA (siRNA) 7 4. RNA Extraction and Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) 7 5. Immunoblotting 8 6. Migration assay 9 7. Expression constructs and site-directed mutagenesis 9 8. Melanin determination 10 III. RESULTS 11 1. MC1R expression relates cell migration of melanoma 11 2. MC1R expression enhances cell migration of melanoma 15 3. MC1R regulates the activation of the focal adhesion kinase 20 4. a-MSH inhibits MC1R mediated cell migration 23 5. MC1R regulates cell migration of melanoma via inhibition of p38 activity 26 6. Dimer formation of MC1R affects cell migration and melanin synthesis in melanoma cell 29 IV. DISCUSSION 35 V. REFERENCES 38 국문초록 41 감사의 글 4

안정적인 고성능 리튬메탈음극의 리튬 이온 전달 역학의 촉진을 위한 계층적 CoO/3D Copper Oxide 나노어레이의 설계

학위논문(석사) -- 서울대학교 대학원 : 융합과학기술대학원 응용바이오공학과, 2024. 2. 박원철.리튬 금속은 매우 높은 이론 용량 (3,860 mA h g-1)과 낮은 전기화학 전위 (-3.04 V vs. S.H.E)를 가져 고에너지 밀도의 리튬 금속 배터리 (LMBs)를 구현할 수 있는 유망한 음극 재료이다. 그러나 리튬금속음극의 상용화는 충방전 과정 중 리튬 덴드라이트의 성장과 무한한 리튬의 부피 변화로 인해 저지되고 있다. 본 논문에서는 리튬 친화적이지 않은 3D 리튬금속 호스트의 표면 개질을 계층적으로 개선하여 높은 리튬 친화도를 달성하고 리튬 이온 전도를 용이하게 하였다. CoO와 CuxO로 구성된 계층적 금속 산화물 층은 풍부한 리튬 핵 생성 위치를 제공하여 균일한 리튬의 플레이팅 (plating)과 충∙방전 과정의 리튬 핵 생성을 조절한다. CuxO와 리튬의 반응으로 인해 in-situ 형성된 나노 구리는 호스트의 리튬 친화성을 향상시키고 내부의 전자 전도를 용이하게 한다. 바깥 표면의 CoO는 전극과 전해질의 부반응을 효과적으로 억제하고 리튬 핵 생성 장벽을 낮춘다. 균일하게 분포된 CoO는 CuxO와 Li의 반응을 호스트 전체에 효과적으로 분산시켜 균일한 반응을 조절할 수 있다. 계층적 다중 금속 산화물 구조는 반응이 진행됨에 따라 나노와이어 (nanowire)에 전기 전도 구배를 유도하여 외층은 전기적으로 절연성을, 내층은 전도성을 띄게 된다. 외층의 CoO와 내층의 CuxO로 구성된 계층적 다중 금속 산화물 층은 서로 긴밀하게 상호작용하는 화학 작용으로 리튬 이온 이동 역학을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 반쪽 셀 (half cell)은 1 mA cm-2, 1 mAh cm-2 에서 300 번 이상의 충∙방전 과정 동안 98%의 쿨롱 효율을 보였다. 대칭 셀 (symmetric cell)은 1 mA cm-2, 1 mA h cm-2 에서 1500 시간 동안 안정적으로 작동함을 입증하였다. LFP 양극과 조립된 완전 셀 (full cell)은 200 번의 충∙방전 과정 동안 92%의 용량 유지와 함께 131.5 mA h g-1의 안정적인 용량을 보였다. 이 연구는 구리 호스트의 3D 구조의 설계에 통찰력을 제공하며 고성능 리튬 금속 배터리를 위한 유망한 선택이 될 것으로 기대한다.Lithium metal is a promising anode candidate to achieve the high-energy-density lithium metal batteries (LMBs) due to its ultrahigh theoretical capacity (3,860 mA h g-1) and low electrochemical potential (-3.04 V vs. S.H.E). Unfortunately, the commercialization of lithium metal anodes is hindered by the growth of Li dendrites and the infinite Li volume changes during the cycling process. Herein, a meticulously designed hierarchical surface modification was introduced to a conventional lithiophobic 3D lithium metal host to achieve high Li affinity and facilitate Li-ion transport kinetics. The hierarchical metal oxide layers of CoO and CuxO provide abundant Li nucleation sites thus offer uniform Li plating and regulate Li nucleation during the charge/discharge process. The in-situ formation of nano Cu from the reaction between CuxO and Li facilitates electronic transport and enhance lithiophilicity within the host. CoO decorated at the outer layer effectively suppress side reaction with electrolytes and lower Li nucleation barrier. This uniformly distributed CoO can effectively tune and disperse the reaction of CuxO and Li throughout the host. As the reactions progresses, the hierarchical multi-metal oxide structure induces an electrical conductivity gradient in the nanowire, electrically insulated at the outer layer and conductive at the inner layer. The hierarchical multi-metal oxides comprising CoO at the outer layer and CuxO at the inner layer can effectively enhance Lithium-ion transport kinetics by their conjunct chemical reactions. As a result, half cells present a prolonging Coulombic Efficiency of 98% at 1 mA cm-2 with a capacity of 1 mA h cm-2 for over 300 cycles. A stable cyclability of symmetric cells is demonstrated under 1 mA cm-2 with a capacity of 1 mA h cm-2 for 1500 h. Full cells paired with LFP cathode show a stable capacity of 131.5 mA h g-1 with a capacity retention of 92% for 200 cycles. I envision that this work will shed insight into the design of 3D framework for Cu hosts and serve as a promising choice for high-performance Li metal batteries.Chapter 1. Introduction 6 Chapter 2. Experimental . 10 2.1. Materials 10 2.2. Preparation of Cu(OH)2/CF 10 2.3. Preparation of COCOA/CF. 11 2.4. Preparation of composite Li-COCOA/CF 11 2.5. Material Characterization 11 2.6. Electrochemical Measurements 12 Chapter 3. Results and Discussion. 14 3.1. Materials Characterization 14 3.2. Electrochemical Performance . 28 Chapter 3. Conclusion . 50 Reference 51 Abstract in Korean . 60 １석

STIM1 and SERCA Regulate Spike Frequency Adaptation and Intrinsic Excitability of Mouse Cerebellar Purkinje Neurons

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 의과대학 의과학과, 2018. 2. 김상정.Proper regulation of cytosolic calcium is important for various neuronal functions. Endoplasmic reticulum (ER) is the main internal calcium store where cytosolic calcium comes in and out appropriately depending on the situations. Recent studies have discovered that stromal interaction molecule 1 (STIM1), which regulates ER store calcium, is widely expressed in the brain, especially in the cerebellar Purkinje neurons. Previous study showed that STIM1 mediates mGluR1-dependent slow current in Purkinje neurons. However, this experiment could not suggest any convincing role of STIM1 in spontaneously firing neurons. Here, by using Purkinje neuron-specific STIM1 knock out mice (STIM1PKO), I investigated the functional role of STIM1 in Purkinje neuron. It was found that the loss of STIM1 resulted in reduced intrinsic excitability with increased spike frequency adaptation (SFA), which was attributed to altered Ca2+-dependent K+ (Kca) current. Furthermore, blocking Sarco/endoplasmic reticulum Ca2+ ATPase (SERCA) altered intrinsic properties of STIM1WT to the same level of STIM1PKO while STIM1PKO was unaffected. These findings suggest that STIM1 plays an important role in regulating proper neuronal firing of Purkinje neuron by handling cytosol calcium with SERCA.Introduction 1 Materials and Methods 4 Results 10 Discussion 31 References 36Maste