• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.364-373
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• 2011

인간배아줄기세포는 인간배아줄기세포가 가지는 전 분화능 등의 특이적 특성으로 인해 재생의학 분야에서 세포 치료제의 근원으로 널리 각광받고 있다. 그러나, 미분화 상태의 인간배아줄기세포를 세포치료제로 이용하기 위해서는 인간배아줄기세포 주 유래 기능성 세포를 확립이 반드시 요구된다. 본 연구에서는, 미분화 상태의 인간배아줄기세포주로부터 기능성 세포의 확립을 위해, 혈관계통의 세포로 분화를 유도하였으며, 분화 유도 후 세포의 크기 차이를 이용하여 특정 세포군 만을 분리하여 그 기능성을 비교 분석하였다. 그 결과, VEGF를 이용하여 분화 시킨 세포군에서 약 10%의 PECAM 양성 세포군을 확인할 수 있었으며, 분리 및 세포 이식을 위해 세포를 단일 세포군으로 만들었다. 단일 세포군의 형성 후, 유세포 분석기를 이용한 세포 분리 기법을 이용하여 FCS를 기준으로 한 세포 크기의 차이를 이용하여 특정 세포군 만을 분리하여, 하지 허혈 동물 모델로의 이식을 통해, 비 분리 세포군과 치료 효능을 비교 분석을 실시하였다. 세포 이식 4주 후, 혈류량 복구율이 FSC 기준 분리 군의 경우 54%, 비 분리군의 경우 17%를 보이는 것을 확인하였다. 이 결과는, 초기 분화 유도 후 세포 크기차이를 이용한 세포 분리법이 기능성 세포 획득에 이용될 수 있음을 시사한다. 이와 같은 방법을 통해 다양한 종류의 기능성 세포 분리에 이용될 수 있을 것이라 생각된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권4호
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• pp.271-280
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• 2009

태반은 성체줄기세포의 보고이다. 특히 양막상피세포는 배아줄기세포의 줄기세포 능력을 나타내는 세포 표면 표시자들을 그대로 발현하는 줄기세포로 알려져 있다. 하지만 상피세포를 실험실에서 지지세포 없이 대량 증식 배양하는 것은 상피세포가 가지고 있는 내인성 성격으로 인해 어렵다. 본 연구에서는 디티오트레이톨(Dithiothreitol; DTT)과 ROCK 저해제(Rho-associated kinase inhibitor)를 이용하여 양막상피세포를 분리하고 배양하는데 있어서 임상적용이 가능한 수준의 세포를 얻었고, 최적의 세포상태를 유지하였다. 본 연구에서 분리배양된 양막상피세포는 상피세포의 특성과 줄기세포의 특성을 발현하였다. 결론적으로 줄기세포 치료를 이용한 재생의학의 관점에서 인간태반 유래 양막상피줄기세포는 아무런 윤리적인 논란을 일으키지 않는 주요한 줄기세포 치료제의 재료로서 여러 가지 질병 치료에 사용될 수 있을 것이다.

• 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.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 전기 한국발생생물학회 제16차 학술대회논문집
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• pp.12-12
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• 2003

• 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.

• 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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• 제37권2호
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• pp.99-113
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• 2010

목 적: 최근 다능성을 가진 극소형 줄기세포가 생쥐와 인간에서 발견된다고 보고되었다. 이 연구의 목적은 극소형 추정줄기세포들이 인간 자궁내막에 존재하는지, 그리고 이 세포들이 줄기세포의 고유 특성들과 줄기세포 표지자들을 발현시키는지 확인하기 위함이다. 연구방법: 자궁내막조직검사로부터 채취한 여성 5명의 자궁내막세포를 2주 동안 배양하였으며, alkaline phosphatase, OCT-4, CXCR4 면역화학염색을 통해 줄기세포 표지자 발현 여부를 확인하였다. 이후 percoll density gradient method 방법으로 극소형 추정줄기세포들을 분리하여 배양하였으며, 또한 극소형 추정줄기세포들과 그 유래의 세포들이 OCT-4와 CXCR4를 발현시키는지 확인하였다. 결 과: $3{\mu}m$ 미만의 극소형 추정줄기세포들과 5~15 ${\mu}m$의 과다염색질 원형세포들로 구성된 군집들이 모든 여성의 자궁내막세포에서 발견되었으며, alkaline phosphatase, OCT-4 및 CXCR4를 강하게 발현시켰다. Percoll을 이용하여 극소형 추정줄기세포들을 분리 배양한 결과, 극소형 추정줄기세포들은 자가재생, 배아체양 형성, 군집 형성, 분화 가소성과 같은 줄기세포의 형태학적 및 기능적인 특성들을 나타내었다. 극소형 추정줄기세포들은 세포간 응집 혹은 세포융합을 통하여 약 5~15 ${\mu}m$ 과다염색질 원형세포들과 약 10~20 ${\mu}m$ 구형세포들을 점진적으로 형성시켰다. 이후이 세포들은 섬유아세포 유사세포, 신경유사세포, 혈관내피유사세포를 포함하는 다양한 세포로 분화하였다. 또한 극소형 추정줄기세포들과 극소형 추정줄기세포에서 유래한 세포들은 흔히 OCT-4와 CXCR4를 강하게 발현시켰다. 결 론: 3 ${\mu}m$ 미만의 극소형 추정줄기세포들과 극소형 추정줄기세포에서 유래한 세포들이 인간 자궁내막에서 발견되며, 이 세포들은 줄기세포의 고유 특성들과 줄기세포 표지자인 alkaline phosphatase, OCT-4, CXCR4를 발현시킨다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제37권1호
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• pp.13-23
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• 2010

목 적: 본 연구는 인간 배아줄기세포를 생식세포로의 분화를 유도하고 효소에 의해 분리된 단일 배아줄기세포의 배양조건을 확립하기 위해 수행하였다. 연구방법: Embryonic body (EB)는 배아줄기세포 (hESCs) colony를 떼어내어 3일간 hanging drop culture 방법으로 작성하였고, 이러한 EB를 retionic acid (RA)와 bone morphogenetic protein-4 (BMP4)를 단독 또는 함께 배양액에 첨가하여 14일간 배양함으로써 생식세포로의 분화를 유도하였다. 분화를 유도한 EB는 생식세포 발현유전자인 c-kit과 VASA의 표지인자를 이용한 면역조직형광법으로 분화여부를 조사하였다. 줄기세포는 Collagenase, Tryple 그리고 Accutase 등의 효소로 각각 분리하였고 분리된 단일세포들의 colony formation rate를 조사하였다. 한편 Rho-associated kinase inhibitor (Y-27632)를 단일세포 배양액에 첨가하여 단일세포 분리과정 중에 발생하는 apoptotic damage를 감소시키고자 하였다. 결 과: Tryple 또는 Accutase를 이용하여 분리한 단일세포가 Collagenase에 의해 분리된 세포에 비해 높은 colony formation rate를 나타내었다. 단일세포를 $5{\times}10^3$ cells/well (4 well dish) 농도로 지지세포 위에 seeding하였을 때 다른 농도의 세포를 seeding한 것에 비해 높은 colony formation rate를 확보하는데 효과적이었다. Y27632의 첨가는 단일세포의 colony formation rate를 유의하게 향상시켰으며 특히 Tryple로 분리한 단일세포에 보다 효과적이었다. EB의 분화유도후 c-kit과 VASA의 표지인자를 이용한 면역조직형광염색은 대조군인 정소조직에 비해 약한 형광염색을 나타내었다. 결 론: Tryple을 이용한 단일세포 분리가 건강한 단일세포를 얻는데 가장 효율적이었으며 Y27632 의 첨가는 단일 세포의 생존 및 colony formation에 유익하다는 것을 확인하였다. 다른 연구와는 달리 본 연구에서는 단지 생식세포 표지인자의 희미한 형광염색만을 관찰하였는데 이러한 결과는 본 연구의 분화유도기간이 상대적으로 짧았던 것이 원인이었을 것으로 생각된다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2004년도 제47차 추계학술대회
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• pp.78-79
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• 2004

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권2호
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• pp.85-96
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• 2007

중간엽 줄기세포(MSC)를 체외배양할 때 사용하는 소태아혈청 (FBS)의 생물학적 불안전성은 이를 임상적으로 사용하는데 있어 제한점으로 작용한다. 본 연구에서는 소태아혈청 및 인간의 제대혈청을 사용하여 인간의 양막유래 중간엽 줄기세포 (HAM)를 각각 배양한 후, 세포의 성장속도와 유전자 및 단백질의 발현 양상을 비교하였다. 제왕절개 후 얻은 양막으로부터 HAM을 분리하여 10% FBS, 5% HCS 혹은 10% HCS가 각각 첨가된 DMEM 배양액에서 배양하였으며, 초기와 후기 계대의 세포를 얻어 이들의 생물학적 특성을 비교 분석하였다. 역전자 중합효소반응 결과, 혈청의 종류에 상관없이 배양된 세포들은 모두 OCT-4, Rex-1, SCF, FGF-5, BMP-4, nestin, NCAM, GATA-4, HLA-ABC 유전자를 발현하였으며, 이러한 발현은 초기 및 후기 계대의 세포에서도 마찬가지로 나타났다. 세포면역화학 반응 결과, FBS 혹은 HCS를 첨가한 배양액에서 배양된 HAM은 4번째 계대에서 collagen I, II, III, XII, fibronectin, $\alpha$-smooth muscle actin, vimentin, CK18, CD54, FSP, TRA-1-60, SSEA-3, -4, HLA ABC 단백질을 뚜렷하게 발현하였다. 그러나 desmin 단백질은 FBS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었고 vWF 단백질은 HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었다. 결론적으로 유전자와 단백질의 발현양상을 살펴본 결과, HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM은 전형적인 인간성체줄기세포의 특징을 나타내고 있으며, FBS가 첨가된 배양액과 비교하여 동등한 성장 촉진 효과를 가지는 것으로 보인다.