• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제30권4호
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• pp.293-298
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• 2003

목 적: 인간의 배아줄기세포는 전분화능과 영속성을 가지고 있어 발생 및 분화에 관련된 기초 연구 뿐 만 아니라 재생의학, 약물검색 등에서도 매우 유용한 재료로 이용될 수 있다.본 연구에서는 유전체의 변형이 배아줄기세포주의 확립 효율에 미치는 영향을 살펴보고자 비정상적인 포배기 배아에서 내세포괴를 분리하여 배양하였다. 연구 방법: 인간의 체외수정 및 배아이식술에서 공여 받은1개 또는3개의 전핵이 관찰되는 비정상 수정란 (n=20)과 착상전 유전진단에서 이수성이 확인된 배아 (n=27)를 대상으로 하였다. 일반적인 immunosurgery 방법으로 영양배엽세포들을 제거하고 내세포괴를 분리한 후 PMEF 혹은 STO feeder 세포위에서 배양하였다. 배아줄기세포의 배양시스템을 검증하기 위해서 이미 확립된 Miz-hES1 cell line을 동시에 같은 조건 하에서 계대배양하였다. 결 과: 비정상 수정란에서 발생된 포배기 배아에서 분리한 1개의 내세포괴가 배아줄기세포와 유사한 colony를 형성하였으나, 계대배양에는 실패하였다. 이수성 배아에서 발생된 포배기 배아의 내세포괴 배양에서는 두개의 colony가 계대배양 중에 영양배엽세포의 형태로 분화되어 미분화 상태를 유지하지 못하였다. 동일한 시기와 조건 하에서 계대배양된 Miz-hES1 cell line이 미분화상태로 유지됨을 karyotyping (46, XY)과 immunophenotyping (positive in SSEA-3 and -4)으로 확인하였다. 결 론: 본 연구의 결과에서 비정상 수정란과 이수성 배아에서 발생된 포배기 배아에서 유래한 내세포괴는 배아줄기세포주 확립 및 미분화 상태 유지 능력이 매우 저조한 것으로 여겨진다. 따라서, 인간의 배아줄기세포주를 확립하는데 있어 배아의 정상여부가 중요한 요소로 작용할 것으로 생각된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권4호
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• pp.311-319
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• 2009

목 적: 인간 배아줄기세포 (human embryonic stem cells; hESCs)는 미분화 상태로 무한 증식할 수 있는 자가 증식(self-renewal) 능력과 인체의 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능 (pluripotency)의 특징을 가진 세포로, 손상된 세포를 건강한 세포로 대체하고자 하는 세포치료 (cell therapy) 연구에 활용하기 위한 세포 공급원 (cell source)으로 제시되고 있다. 그러나 인간 배아줄기세포는 확립된 초기에 세포를 안정적으로 배양하고 유지하는 과정이 쉽지 않으며, 특히 동결보존되어 있던 세포를 해동한 후 배양할 때 자연 발생적 분화가 높기 때문에 세포주의 유지에 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 동결보존되어 있던 초기 계대의 인간 배아줄기세포를 해동하여 다시 배양할 때 자연 발생적 분화 부분을 기계적 분리 방법으로 제거하여 미분화 상태의 세포를 보다 빠르게 확보하기 위한 효율적인 방법에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법: 인간 배아줄기세포를 계대 배양한지 4일이 되는 날, 50% 이상의 자연 발생적 분화가 나타난 세포군에서 분화된 부분만을 절개용 유리 피펫 (drawn-out dissecting pasture pipette)을 사용하여 기계적인 방법으로 제거하였다. 이후 지속적으로 배양액을 교환해 주며 세포군의 제거된 부분을 7일째 되는 날까지 관찰하였다. 결 과: 기계적 분리 방법을 사용하여 인간 배아줄기세포의 자연 발생적인 분화 부분을 제거한 빈 공간에 미분화상태의 인간 배아줄기세포가 분열하여 채워지는 것을 관찰하였다. 또한, 이 실험 방법을 연속 두 번 적용하여 배양했을 때 미분화 세포로 회복되는 세포군의 비율이 조금 더 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 동결되어 있던 초기 계대 인간 배아줄기세포의 해동 후, 자연 발생적 분화에 의해 미분화 상태를 유지하는 세포의 수가 적어 계대를 유지 하기가 어려울 때 이와 같은 기계적 분리 방법을 사용하여 자연 발생적 분화 부분을 제거한 후 배양을 지속하는 것이 단기간 내에 미분화 상태를 유지하는 인간 배아줄기세포의 양적 확보를 위한 효율적인 방법이라고 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.87-95
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• 2008

만능성 인간 배아줄기세포로부터 확립된 신경줄기세포 또는 신경전구세포는 퇴행성 신경질환 세포치료제로 이용될 수 있는 다양한 종류의 신경세포로 분화 유도될 수 있다. 하지만, 인간 배아줄기세포로부터 신경세포를 생산하기 위한 기술은 아직 많은 장애를 가지고 있다. 인간 배아줄기세포 유래 신경전구세포에서 특징적으로 나타나는 신경관 유사로제트에 대한 이해는 인간 배아줄기세포 신경 분화의 효율을 높이는데 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다. 일반적으로 신경로제트(neural rosette)는 분화 중인 배아체를 부착 배양함으로써 유도하지만, 이 방법은 시간이 걸리고 복잡하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 신경로제트가 부착배양을 하지 않고 부유배양으로 형성될 수 있는지 조사하였다. 우선적으로, 배아체 형성 및 신경분화에 인간 배아줄기세포 클럼프(clump) 크기가 영향을 주는지를 조사하였고, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프가 신경 분화 유도에 가장 효과적임을 확인하였다. 로제트 형성을 유도하기 위해, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프를 1주일 동안 EB 배양배지에 부유 배양함으로써 균일한 크기의 배아체를 얻은 후, NES 배양 배지에서 부가적으로 $1{\sim}2$주 동안 계속 부유 배양한 결과, $7{\sim}10$일 사이에 신경관 유사 로제트가 형성됨을 확인하였다. 로제트 형성 세포의 신경전구세포로서 특성은 RT-PCR과 면역형광염색법을 이용한 신경전구세포 특이적 마커(vimentivi, nestin, MSI1, MSI2, Sox1, Tuj1) 발현을 통해 확인하였다. 또한, 성장인자를 제외한 NES 배양 배지에서 신경로제트를 $2{\sim}6$주 동안 지속적으로 배양하면 성숙 신경세포로의 말단 분화가 유도됨을 확인하였다. 신경세포 특이적 마커(Tuj1, MAP2, GABA)와 신경아교 특이적 마커($S100{\beta}$, GFAP)는 $2{\sim}3$주 또는 4주 후에 각각 발현이 유도됨을 확인하였고, 희소 돌기아교 특이적 마커(O1과 CNPase)는 $5{\sim}6$주 후에 발현이 증가함을 확인하였다. 본 연구결과는 신경로제트가 부유 배양시스템에서 성공적으로 형성됨을 보여주고 있으며, 이는 인간 배아줄기세포의 신경 분화를 이해하고, 신경전구세포 유도 과정을 단순화하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.31-31
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• 2004

• 과학기술학연구
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• 제12권1호
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• pp.185-207
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• 2012

황우석 사태 이후 한국의 국가는 줄기세포 연구를 장려하고 시험관 아기 산업을 장려하겠다는 입장과 "글로벌 스탠다드"에 부합하는 윤리적 규제를 도입하겠다는, 많은 경우 서로 모순될 수밖에 없는 입장을 표명하여 왔다. 줄기세포 연구에 대한 윤리적 규제가 점점 강화되면서 인간배아세포 연구가 위축되면서, 연구 공동체와 바이오산업, 임상의사와 환자, 그리고 국가 자체를 위기로부터 구원해줄 대안으로 떠오른 것은 체세포 줄기세포였다. 그러나 한국 생명공학기술에 대한 연구들은 주로 배아줄기세포에 초점을 맞추고 있으며, 조혈줄기세포나 지방유래줄기세포와 같은 체세포 줄기세포에 대한 연구에는 상대적으로 관심이 적은 것으로 보인다. 배아줄기세포가 흔히 실험적이고 윤리적으로 논란거리로 여겨지는 반면에, 조혈모 혹은 간엽줄기세포와 체세포 줄기세포는 별다른 공적인 논의 없이 대중들의 일상 속으로 들어와 있다. 한국의 많은 일반인들은 조혈모 줄기세포 치료를 통해 백혈병으로부터 생명을 구한 환자들의 사례에 이미 익숙한가 하면, 다른 한편에서 지방유래줄기세포 치료를 선전하는 의사들의 수가 늘고 있고, 지방유래줄기세포의 개념을 활용하여 만든 화장품이 소비자들의 주목을 받고 있기도 한 현실이 이미 진행되고 있다. 이러한 맥락에서, 본 논문은 배아줄기세포나 국가 정책이나 연구 규제에만 집중되어 시장을 놓치고 있는 윤리적 논의는 한국에서 줄기세포 기술의 정치의 전모를 다루기에 한계가 크다는 사실을 주장하고자 한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권3호
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• pp.171-178
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• 2006

목 적: 인간 배아줄기세포는 재생 의학이나 조직공학에 있어서 큰 잠재적인 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이들은 다양한 growth factors 처리나 유전자 발현을 변화시켜 특정 세포로 유도 분화 및 분리가 가능하지만 그 효율성은 아직까지 낮은 상태이다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포로부터 비특이적으로 분화된 세포들을 특정 세포 표면 항체를 이용한 magnetic cell sorting (MACS) 방법으로 분리, 배양하여 그들의 특성을 살펴보았다. 연구방법: 미분화 배아줄기세포주(Miz-hESC4)를 물리적인 방법으로 계대 배양하였으며, 부유 배양법으로 배아체 형성을 유도하였다. 배아체의 자발적인 분화를 위해 DMEM에 10% FBS를 첨가하여 2주 동안 배양하였다. 이렇게 분화된 세포들을 CD34, human epithelial antigen (HEA), human fibroblast (HFB)에 대한 항체를 이용한 MACS system으로 각각의 항체에 대한 양성 또는 음성 세포를 분리하였다. 이러한 MACS 분리 세포를 4주 동안 배양하면서 형태적인 변화를 관찰하고 특이 유전자의 발현 양상을 분석하였다. 결 과: 분리 배양한 CD34 양성 세포들은 배양 초기에는 둥근 형태를 나타내다가 배양 후기에는 작은 다각형의 형태로 관찰되었으며, HEA 양성 세포들은 큰 다각형의 형태를 나타내었고, HFB 양성 세포들은 전형적인 방추체 형태로 관찰되었다. 특이 유전자에 대한 RT-PCR 결과에서, CD34 양성 세포들과 HFB양성 세포들에서는 내배엽과 중배엽 관련 유전자의 발현하는 것을 확인할 수 있었고, HEA 양성 세포들에서는 외배엽 관련 유전자인 NESTIN과 NF68KD의 발현을 관찰할 수 있었다. 배양기간이 경과함에 따라 CD34 양성 세포의 특이 유전자 발현 양상이 변화되었다. 결 론: 이상의 결과는 비특이적으로 분화된 인간 배아줄기세포로부터 특이 세포를 MACS 방법을 이용하여 성공적으로 분리할 수 있음을 보여주었다. 따라서, MACS 방법과 특이 세포에 대한 항체는 인간 배아줄기세포의 유도 분화와 특이 세포의 분리에 매우 유용할 것으로 생각된다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.6-13
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• 2003

• 과학과기술
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• 3호통권418호
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• pp.10-13
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• 2004

• 보험의학회지
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• 제25권
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• pp.49-62
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• 2006

생명공학의 시대로 일컬어 지고 있는 오늘날, 재생의학 분야에서는 난치성 질환 치료를 목적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 줄기세포를 이용한 세포 대체치료 관련 연구는 최근 국내 황우석 박사의 체세포 핵이식 배아세포주 확립에 이르기 까지 괄목할 만한 발전을 보여 주고 있다. 이와 관련해 생명보험산업에 적잖은 파장이 예상되며, 생명보험사 내부적으로 기존에 판매된 상품의 사차손 관리와 함께 급속도로 발전하는 줄기세포 연구에 직접적으로 대응하는 상품개발, 언더라이팅, 지급 심사 등 보험사 내외에서의 전방위적인 변화가 필요하다는 문제 제기가 있다. 줄기세포란 조직 분화 과정에서 볼 수 있는 세포이며 근육 뼈 뇌 피부 등 신체의 어떤 기관으로도 전환할 수 있는 만능세포로서, 간 폐 심장 등 구체적 장기를 형성하기 이전에 분화를 멈출 배아 단계의 세포를 말한다. 한편, 성체줄기세포는 조직이나 기관의 분화된 세포들 사이에서 발견되는 미분화 세포로써, 자기 스스로 증식할 수 있으며, 조직이나 기관의 특수한 기능을 가지고 있는 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 신체줄기세포를 말한다. 배아줄기세포와 생체줄기세포를 통한 장기이식 등 난치병 정복은 윤리적, 사회적으로 많은 논란이 예상되며, 기술적으로도 해결해야 할 문제점들이 산적해 있기 때문에 아직은 요원한 것이 사실이다. 현재 유럽 대부분의 나라와 미국에서는 인간 배아의 복제가 금지되어 있으며, 일본 정부는 연구용 배아 복제를 제한적으로 허용하고 있다. 하지만, 우리 나라의 경우 2005년 1월에 '생명윤리 및 안전에 관한 법'이 발효되었지만 정부는 관련 부작용에 대한 깊은 고찰 없이 전폭적인 지원들 약속하고 있는 실정이다. 줄기세포 연구의 발달로 인해 인류가 난치병 치료의 첫 장을 열었다고 하더라도 그 영향이 당장 보험사에 미친다고 할 수는 없다. 왜냐하면 앞으로 이러한 신기술이 실제 의료행위에 적용되기 위해서는 여러 단계의 안정화 작업과 임상시험이 필요한데 이러한 작업이 기술적으로 어렵고 그 시간도 만만치 않게 걸리기 때문이다. 또한, 보험사의 보장은 크게 사망/수술/입원/암/기타보장으로 구별할 수 있는데, 줄기세포 연구의 발달과 관련이 있는 보장이 제한되어 있어 보험사에 미치는 영향이 당장 우려할 만한 수준이라 할 수 없다. 하지만 만약 치료용 줄기세포 배양으로 인한 장기 기관의 이식이나 손상세포의 대체 등과 같은 의학신기술의 예상 외로 급격하게 발전한다면 보험사의 Risk 관리에 상당한 저해요인으로 작용할 것으로 판단된다. 특히 진단 입원 수술로 대표되는 생존보장에 대한 사차 Risk 및 사차손의 급증이나 역선택 증가는 보험사의 경영수지 악화를 유발하여 보험산업 전반에 위험으로 작용할 수도 있다. 따라서, 장기적인 안목으로 업계 공동의 대응이 필요하고, 각 사에서도 상품개발, 언더라이팅, 지급심사 간의 긴밀한 협조가 요구된다. 생명보험산업의 Risk 관리는 기존의 시장환경에 영향을 받는 비차, 이차중심에서 보험회사가 어느 정도 관리를 통해 적정규모를 유지할 수 있는 사차로 그 중심축이 이동하고 있다. 보험산업이 계속 활력을 갖고 성장하기 위해서는 체계적인 Risk나 관리가 핵심일 것이며, 보험사의 사차 Risk의 중요성이 더욱 커져 가고 있는 현실에서 거시적으로 의학신기술 발달 등 위험요인에 대해 미리 분석하고 이에 대한 대비책 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권2호
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• pp.67-77
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• 2007

최근 제 1형 당뇨병을 치료하기 위하여 인슐린-분비성 세포를 이식하는 세포대체요법이 새로운 치료법으로서 주목받고 있다. 그럼에도 불구하고 췌장세포 이식술은 이식원의 절대적인 부족으로 인해 광범위한 시행이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 무한증식과 전분화능을 보유하는 배아줄기세포는 이식할 $\beta$-세포의 부족을 해결할 수 있는 잠재적 세포공급원이 될 수 있을 것으로 기대된다. 본 종설에서는 인간배아줄기세포로부터 췌장 $\beta$-세포로의 유도분화방법에 관한 최근 동향을 살펴보고, 당뇨병 치료에 세포 이식술을 적용함에 있어 고려해야할 문제점 및 극복방안들을 소개하고자 한다.