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저자정보
김삼환 (대구경북과학기술원) 김소연 (대구경북과학기술원) 최성균 (DGIST) 배지섭 (대구경북과학기술원) 전원배 (대구경북과학기술원) 장재은 (대구경북과학기술원) 문제일 (대구경북과학기술원)
저널정보
한국뇌신경과학회 Experimental Neurobiology Experimental Neurobiology Vol.27 No.6
발행연도
2018.1
수록면
574 - 592 (19page)

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The olfactory system can detect many odorants with high sensitivity and selectivity based on the expression of nearly a thousand types of olfactory receptors (ORs) in olfactory receptor neurons (ORNs). These ORs have a dynamic odorant detection range and contribute to signal encoding processes in the olfactory bulb (OB). To harness the capabilities of the olfactory system and develop a biomimetic sensor, stable culture and maintenance of ORNs are required. However, in vitro monolayer culture models have several key limitations: i) short available period of cultured neurons, ii) low cultural efficiency, and iii) long-term storage challenges. This study aims to develop a technique: i) to support the spheroid culture of primary ORN precursors facilitating stable maintenance and long-term storage, and ii) to demonstrate the viability of ORN spheroid culture in developing an olfactory system mimetic bioelectronic nose. Recombinant protein (REP; TGPG[VGRGD(VGVPG)6]20WPC) was used to form the ORN spheroids. Spheroid formation enabled preservation of primary cultured ORNs without a significant decrease in viability or the expression of stemness markers for ten days. Physiological characteristics of the ORNs were verified by monitoring intracellular calcium concentration upon odorant mixture stimulation; response upon odorant stimulation were observed at least for ten days in these cultivated ORNs differentiated from spheroids. Coupling ORNs with multi electrode array (MEA) enabled the detection and discrimination of odorants by analyzing the electrical signal patterns generated following odorant stimulation. Taken together, the ORN spheroid culture process is a promising technique for the development of a bioelectronic nose and high-throughput odorant screening device.

목차

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Masaoka Y / 2014 / The neural cascade of olfactory processing: a combined fMRI-EEG study / Respir Physiol Neurobiol 204:71~77 google schola Shepherd GM / 1994 / Discrimination of molecular signals by the olfactory receptor neuron / Neuron 13:771~790 google schola Duchamp-Viret P / 1999 / Odor response properties of rat olfactory receptor neurons / Science 284:2171~2174 google schola Ronnett GV / 2002 / G proteins and olfactory signal transduction / Annu Rev Physiol 64:189~222 google schola Touhara K / 2002 / Odor discrimination by G protein-coupled olfactory receptors / Microsc Res Tech 58:135~141 google schola

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