• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.31-39
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• 2008

손상된 뇌신경조직내에서 신경줄기세포로부터 새로운 신경세포로의 분화가 상당히 제한되어 있어 이것이 손상된 뇌신경조직의 복구가 잘 이루어지지 않는 원인이라 여겨지고 있다. 본 연구에서는 세포배양을 통해 지방조직 중간엽 줄기세포를 도파민성 신경세포와 콜린성 신경세포로 분화를 유도하였다. 중간엽 줄기세포를 신경세포로 분화시키기 위해 N2배양액에 bFGF, EGF, dimethyl sulphoxide (DMSO)와 butylated hydroxyanisole (BHA)를 첨가하여 유도하였다. DMSO와 BHA에 처리된 중간엽 줄기세포가 빠르게 신경세포 모양으로 분화하는 것을 관찰하였으며, 이것은 면역조직학적 염색에서 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III, 별아교세포에 대한 특이 표지인 GFAP, 흰돌기아교세포에 대한 특이 표지인 Gal-C에 대해 양성반응을 나타내었다. RT-PCR 분석에서 배양 단계에 따라 신경세포에 특이적인 표지 인자인 neuro D1, $\beta$-tubulin III, GFAP, nestin 등의 발현을 통해, 중간엽 줄기세포가 신경세포로 분화됨을 확인하였다. 그러나 중간엽줄기세포가 신경세포로 분화된 이후에는 줄기세포 표지인 SCF, C-kit와 stat-3 등은 발현되지 않았다. 또한, 중간엽줄기세포에 bFGF, SHH와 FGF8 등을 처리하면 도파민 신경세포로 분화하였다. 중간엽 줄기세포에 bFGF, RA, Shh를 처리하여 콜린성 신경세포로 분화시켰을 때, 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III와 콜린성 신경 특이 표지인 ChAT에 양성반응를 보였다. 결론적으로 사람 지방조직의 중간엽 줄기세포가 도파민성과 콜린성 신경세포로 분화가 가능하고 이러한 잠재성을 가진 지방 유래 중간엽 줄기세포는 퇴행성 신경질환에 대한 세포 치료제로서 가능성을 제시한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권1호
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• pp.23-34
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• 2009

목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.

• 과학과기술
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• 4호통권419호
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• pp.24-27
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• 2004

국내 연구진이 세계 최초로 사람의 체세포와 난자를 이용해 인간배아줄기세포를 만들어내는데 성공했다. 연구책임자인 황우석(서울대 수의대), 문신용(서울대 의대) 교수는 세계적인 과학학술지 사이언스의 초청으로 지난 2월 미국 시애틀에서 국제기자회견을 가졌다. 한국 과학자가 뉴욕타임스, BBC, 워싱턴포스트 등 세계 유수의 언론사를 대상으로 대규모 기자회견을 가진 것은 처음 있는 일이다. 이 연구는 전세계 언론에 대서특필되면서 세계 생명공학계에‘태극기를 휘날린’대단한 사건으로 받아들여지고 있다. 황 교수팀의 배아줄기세포연구를 간단히 요약하면‘사람의 난자에 사람의 체세포핵을 넣어 복제배아를 만들고 배양을 통해 인간배아 줄기세포로 분화시킨 것’이다. 그런데 왜 이 문장 하나에 수많은 사람들이 놀라고 열광하는 것일까. 귀국 이후 쏟아지는 인터뷰 요청을 사양하고 다시 실 험실로 돌아가 연구에 몰두하고 있는 황 교수를 어렵게 만났다. 인간배아줄기세포 생산 성공까지의 중요한 과정들을 황 교수와 문답으로 다시 풀어본다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.235-243
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• 2007

인간 제대혈 세포는 조혈모세포, 중간엽 줄기세포와내피전구세포를 풍부하게 포함하고 있다. 인간 제대혈 속의 중간엽 줄기세포는 조혈모세포와는 달리 다능성 줄기세포이며 신경세포로 분화할 수 있는 잠재성을 가지고 있다. 본 연구에서는 세포배양을 통해 제대혈의 중간엽 줄기세포를 신경세포와 콜린성 신경세포로 분화를 유도하였다. 중간엽 줄기세포를 신경세포로 분화시키기 위해 배양액에 dimethyl sulphoxide(DMSO)와 butylated hydroxyanisole(BHA)를 첨가하여 유도하였으며 basic fibroblast growth factor(bFGF), retinoic acid(RA), sonic hedgehog(Shh)를 처리하여 콜린성 신경세포로 분화시켰다. DMSO와 BHA에 처리된 중간엽 줄기세포가 빠르게 신경세포 모양으로 분화하는 것을 관찰하였으며, 이것은 면역조직학적 염색에서 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III, 별아교세포에 대한 특이 표지인 GFAP, 희돌기아교세포에 대한 특이 표지인 Gal-C에 대해 양성반응을 나타내었고, 그 비율은 각각 $32.3{\pm}2.9%$, $11.0{\pm}0.9%,\;9.4{\pm}1.0%$였다. RT-PCR 분석에서 배양 단계에 따라 신경세포에 특이적인 표지 인자가 발현됨을 통해, 중간엽 줄기세포가 신경세포로 분화됨을 확인하였다. 또한, 중간엽 줄기세포에 bFGF, RA, Shh를 처리하여 콜린성 신경세포로 분화시켰을 때, 전체 중간엽 세포 중 $31.3{\pm}3.2%$가 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III에 양성반응을 보였으며 이들 세포 중 $70.0{\pm}7.8%$가 콜린성 신경 특이 표지인 ChAT에 양성반응을 보였고, 이것은 Woodbury 방법에 의한 신경분화의 경우보다 3배 가량 높은 비율로 콜린성 신경의 분화를 유도한 것이다. 이러한 실험 결과들은 인간 제대혈의 중간엽 줄기세포가 콜린성 신경세포로 분화가 가능하고 이러한 잠재성을 가진 제대혈 중간엽 줄기세포는 퇴행성 신경질환에 대한 세포 치료제로서 가능성을 제시한다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2004년도 춘계학술발표대회
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• pp.270-270
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• 2004

이 연구는 Ⅰ) 혈관 폐색에 의한 인지 및 기억장애 동물모델에서 뇌졸중 치료제로써 인간배아줄기 세포의 신경세포 보호효과 및 작용기간을 밝히며, Ⅱ) 행동 약리학적 연구를 통해 기억력증진에 미치는 효과에 대해 밝히고 혈관 폐색에 의한 동물모델에서의 기억기능 증진 및 세포효과를 검증하고자 실시하였다. 중대 뇌동맥 폐색에 의한 쥐의 동물모델은 Sprague Dawley계 흰 쥐(260∼300 g)의 국소 중대뇌동맥을 일시적으로 폐색시켜 만들었다. 본 연구(미국 국립보건원에 등록된 MB03세포)에 사용된 인간배아줄기세포는 3×10⁴ cells/㎠ 밀도의 배양접시 내에서 4일 동안 embryoid bodies(EBs)의 형성을 위해 집합체를 이루도록 유도하였다. (중략)

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2004년도 춘계학술발표대회
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• pp.271-271
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• 2004

본 실험은 TGF-a를 처리하여 분화가 유도된 인간배아 줄기세포를 파킨슨 동물모델에 이식하여 숙주세포에서의 생존 및 이식효과를 검토하고자 실시하였다. TGF-a로 분화된 세포의 이식효과를 판정하고자 배양시 TGF-a처리군과 처리하지 않은 군으로 나누어 분화를 유도한 인간배아 줄기세포를 hoechst33342로 표지 하여 병변 유발과 동일한 방법으로 동측 선조체내에 4×10⁴개/2ul가 되도록 이식하고(이식 위치: AP 0.7, ML 2.0, DV3.4) 이식 후 2, 4주에서 행동학적 변화를 관찰하고 4주에 동물을 희생시켜 4% PFA를 이용하여 뇌 조직을 고정하고 뇌 조직은 40㎛ 두께로 동결 절편을 만들어 면역조직화학염색을 시행하여 신경세포로의 분화 및 TH 발현 여부를 관찰하였고 분화의 표지물질로 nestin, NF200, GFAP, TH를 사용하여 형태학적 변화를 관찰하였다. (중략)

• 생명과학회지
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• 제17권8호통권88호
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• pp.1039-1045
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• 2007

다형성 교모세포종은 뇌종양 가운데 가장 빈번하게 발병하는 악성종양이다. 다형성 교모세포종에 종양 줄기세포가 존재한다는 보고가 있음에도 불구하고, 항암제 내성과 종양 줄기세포 사이의 상호 연관성에 관한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서 다형성 교모세포종 세포주 A172 및 뇌종양 환자로부터 확립한 GBM2에 1,3-bis(2 -chloroethyl)-1-nitrosourea (BiCNU)를 처리시 극소량의 세포군만이 생존하며, 이들 생존 세포군은 BiCNU 재처리에 내성을 나타내는 것으로 조사되었다. 또한 이 다형성 교모세포종 유래 BiCNU-내성세포군의 Erk 및 Akt 인산화 활성이 증가되었으며, CD133 줄기세포 표지인자를 발현하는 세포가 다량 존재하였다. 이와 아울러, 다형성 교모세포종 유래 BiCNU-내성세포를 severe combined immuno-deficient (SCID) mouse brain에 이식하였을 때 암이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 결과는 다형성 교모세포종 유래 BiCNU-내성세포가 종양줄기세포의 능력을 가지는 것으로 생각된다. 따라서 이상의 결과는 다형성 교모세포종에 존재하는 종양줄기세포가 항암제 내성에 관여 한다는 중요한 단서를 제공해줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권4호
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• pp.475-483
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• 2019

세포기반 치료제에 사용되는 줄기세포는 재생능력과 다양한 세포로의 분화능력으로 인해 재생 의학 분야에서 광범위하게 관심을 끌었으며, 많은 불치병에 적용된다. 하지만, 이러한 줄기세포는 여전히 치료 전 세포증식 및 질병 투여부위에서의 낮은 생존률로 인해 충분한 치료효과가 나타나지 않는 단점이 있다. 이것을 해결하고자, 우리는 세포부착능과 항세포자살 기능을 가지고 있는 carcinoembryonic antigen (CEA) gene family의 하나인 CEACAM 6를 사용하였다. 이것을 줄기세포에 적용 전, 먼저 세포별로 이 단백질이 발현되는지를 확인하였고, 이 유전자가 발현되는 벡터를 줄기세포에 삽입시키기 위한 최적 조건을 선정하였다. 그 후, 도입된 CEACAM 6발현벡터로부터 줄기세포에서 이 유전자가 발현되는지를 확인하였다. 그리고 인체투여 시 발생되는 산화적 스트레스와 유사한 조건에서의 이 유전자의 기능을 평가하기 위해 과산화수소(H₂O₂)를 처리하였다. 산화적 스트레스 조건하에서 CEACAM 6가 발현되는 줄기세포는 그렇지 않은 세포에 비해 세포의 생존률이 현저히 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해, 이 CEACAM 6는 줄기세포의 치료효능과 세포증식을 강화시킬 수 있는 다른 선택지로서의 가능성이 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권9호
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• pp.856-861
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• 2021

CD82/KAI1은 분자촉진제로서 암 전이억제자로 역할이 잘 알려져 있으나, 최근 줄기 전구 세포와 혈관 신생, 근육에서 다양한 역할들이 밝혀지고 있다. 이에 본 연구진은 최근에 보고된 CD82의 다양한 기능과 역할에 관하여 총설 하고자 한다. CD82는 4개의 막 통과 도메인을 가진 테트라스파닌의 한 종류로 암의 전이 과정에 관여하는 세포접착분자들과의 상호작용을 통하여 암세포의 이동 능력을 저해한다. 암 전이 억제자로의 기능 외에도 줄기세포 니쉬에서도 그 역할이 밝혀졌다. 골수에서 분화재생능력이 뛰어난 최상위 조혈모세포(LT-HSC)에서 CD82가 발현되며, DARC와의 상호결합으로 줄기세포의 휴면을 유도한다. 줄기세포의 휴면 조절 외에도, CD82는 Rac1 활성 조절을 통해 조혈모세포의 골수로의 귀환 및 생착에도 역할을 한다. 또한, CD82는 근육 줄기 세포의 분화능을 유지시키며, 혈관 내피세포에서 세포 접착 분자와 IL-6, VEGF와 같은 사이토카인의 발현을 저해하여 혈관 신생을 억제한다. CD82는 다양한 조직 및 줄기-전구 세포에서 계급을 구별할 수 있는 핵심 세포막 표면 단백질이며, 세포 자원의 증폭 및 검증에 있어 중요하다. 다양한 기관과 세포에서 CD82의 역할과 추가적인 연구들이 줄기세포치료의 임상적 적용에 있어 큰 도움이 되기를 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1455-1460
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• 2018

최근 들어 급속한 고령화 사회가 진행되고 있으며 이로 인해 골관절염과 골다공증 등의 퇴행성 골질환 환자수도 동반하여 증가하고 있다. 따라서 고령화에 따른 골관련 질환의 새로운 제어와 치료법 개발을 위해 성체줄기세포의 골세포 분화유도를 활용한 재생의학도 활발히 연구되고 있다. 또한 관련 연구에서 줄기세포의 분화과정에서 미토콘드리아의 산화적인산화가 중요하다고 알려지고 있다. 흥미롭게도 최근 연구에서 아스피린의 주성분인 salicylate가 동물세포의 미토콘드리아 생합성을 증진시키는 효과가 보고되었다. 그러나 성체줄기세포에서 salicylate가 골세포분화나 미토콘드리아 생합성을 유도할 수 있는지에 대한 연구결과는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 인체 골막 유래의 성체줄기세포를 이용하여 골세포분화나 미토콘드리아 생합성에 대한 salicylate의 영향을 분석하였다. 골막 유래 성체줄기세포의 골세포 분화유도 과정에 동반한 salicylate 처리는 잘 알려진 골세포분화 표지자인 alkaline phosphatase의 활성을 증가시키는 결과를 본 연구에서 얻었다. 이러한 연구결과는 salicylate가 줄기세포로부터 골세포로의 분화를 조절할 수 있는 물질이 될 수 있음을 제시한다. 또한 이러한 골세포 분화과정에서 미토콘드리아 생합성도 salicylate 처리에 의해 증가됨이 관찰되었다. 따라서, 미토콘드리아 생합성이나 기능을 조절하는 물질이 성체줄기세포의 골세포 분화과정에도 영향을 줄 수 있으며, 이러한 물질이 골세포분화나 재생의학의 새로운 조절 물질로 응용될 수 있음을 제시한다.