• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.383-390
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• 2016

본 연구는 대식세포에서 LPS를 이용하여 염증 유사 세포 모델을 만들고 염증 유사 대식세포 모델에서 성체줄기세포의 면역 조절 능력을 평가하였다. LPS 자극에 의해 증가된 IL-1β, TNF-α 및 IL-10의 생성은 성체줄기세포를 공배양한 실험군 뿐만 아니라 성체줄기세포를 배양한 상층 배양액을 처리한 실험군에서도 동일한 효과를 나타내었으며, 또한 성체줄기세포 유래 엑소좀을 염증 유사 대식세포 모델에 처리하여 유사한 결과를 관찰하였다. 이 결과는 성체줄기세포 자체의 염증 억제 기능보다는 성체줄기세포 유래 엑소좀을 포함하여 성체줄기세포가 분비하는 bioactive molecules에 의해 세포 간 신호 전달이 이루어지고 있음을 의미하며, 이러한 엑소좀은 염증 관련 질환 분야에 치료적 적용이 가능하고 또한 새로운 염증 치료제 개발의 툴로 사용될 수 있음을 시사한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제35권1호
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• pp.39-48
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• 2008

목 적: 본 연구에서는 신생 생쥐 고환으로부터 다분화능 생식줄기세포주 (MGSCs)를 확립하고, 배아체 형성을 통한 삼배엽성 세포로의 분화 가능성을 확인하고자 하였다. 연구방법: 고환에서 유래한 MGSCs를 확립하기 위하여 생후 $2{\sim}3$일된 생쥐 고환 조직으로부터 세포들을 분리하여 1% FBS를 첨가한 생쥐 배아줄기세포주 배양조건에서 배양하였다. MGSCs 콜로니가 형성된 후에는 배양액의 FBS의 농도를 15%로 높였다. 이러한 과정으로 확립된 MGSCs의 미분화 및 분화 특성을 배아줄기세포주와 비교, 분석하였다. 결 과: 신생 생쥐 고환 조직에서 수획한 세포들로 실시한 9번의 배양실험에서 2개의 MGSCs 세포주를 확립하였다. MGSCs 세포주와 생쥐 배아줄기세포 모두에서 미분화 표지인자인 Thy-1, Oct-4, Nanog, Sox2의 발현과 alkaline phosphatase 활성을 관찰할 수 있었으며, MGSCs의 미세구조 또한 생쥐 배아줄기세포와 유사하였다. MGSCs에서 형성된 배아체에서 삼배엽성 표지유전자의 발현을 확인하였다. 결 론: 본 연구의 결과는 배아줄기세포의 윤리적인 문제점을 극복할 수 있는 고환 유래의 다분화능 MGSCs가 생물공학과 재생의학에서 효율적으로 이용될 수 있는 가능성을 보여준 것으로 생각된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2008

배아줄기세포는 다양한 분화 유도 방법을 통해 신경계세포로 분화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 더 엄격한 선발조건을 적용함으로써 특정 종류의 신경세포만을 확보할 수도 있게 되었다. 세포사멸연구를 포함한 신경생리학적 연구의 대상으로써 중요한 요건은 이렇게 확보한 배아줄기세포 유래의 신경계세포들이 정상적인 신경생리학적 특성을 갖고 있어야 하며, 동시에 그런 신경생리학적 특성이 체외에서 일정기간 동안 이상 자연적인 세포사멸없이 유지되어야 한다는 것이다. 생쥐 배아줄기세포를 retinoic acid로 처리한 후, astrocytes monolayer 위에서 신경계세포로 분화시키면 장기간 생존이 가능한 다수의 신경계세포를 손쉽게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 면역세포화학적 방법을 통해 신경세포의 생사를 개별세포 수준에서 추적할 수 있다. 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 glutamate agonist들에 대해 수용체 특이적 흥분성 신경독성 반응을 보이며, 이 반응은 신경계세포로의 분화가 진행될수록 더욱 뚜렷해지는 양상을 보인다. 신경계세포의 발생분화, 생존에 관여하는 Neurotrophin, GDNF 계열의 신경계 작용 성장인자들의 수용체가 배아줄기세포 유래의 신경계세포에서 발현되고 있으며, 이들에 의해 신경계세포로의 분화과정에서 세포의 생존능 및 신경독성처리에 대한 세포사멸반응이 조절될 수도 있다. 따라서 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 세포손상으로부터의 보호와 같은 신경약리학적 연구를 위한 중요한 특성을 나타내고 있기에 관련 연구를 위한 새로운 연구시스템이 될 수 있는 것이다. 특히 일반적인 신경세포는 유전적 변형이 어려워 다양한 신경약리학적 연구에 많은 제약을 받아 왔으나, 이제 유전자 변형 배아줄기세포로부터 얻은 신경세포를 활용하여 연구할 수 있게 됨으로써, 보다 복합적인 신경약리학적 기초연구도 가능하게 되었다. 특히 최근 인간 배아줄기세포 유래 신경계세포도 유사한 신경독성 반응을 보이고 있음이 확인됨으로써(Schrattenholz & Klemm, 2007), 이제 배아줄기세포는 신경약리학적 기초 연구만이 아닌, 나아가 대량의 약물 스크리닝과 같은 제약산업에도 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.623-631
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• 2017

뇌실하 영역과 subgranular zone은 뇌에서 평생 새로운 신경 세포를 만들어 내는 곳이다. 이 부위에 있는 신경줄기세포는 세포 분열을 통해서 줄기 세포군을 계속 유지할 뿐만 아니라, 신경 세포와 신경 교세포로 분화한다. 세포 분열을 측정하기 위해 thymidine 유사체인 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)가 사용되어 왔다. 몇몇의 경우에서는 새롭게 만들어지는 신경 세포를 표지하려는 목적으로 사용되었다. 이번 연구에서는, EdU가 쥐의 뇌실 하영역에서 분리해낸 신경줄기세포의 분열과 분화에 어떠한 영향을 미치는 지를 보여주었다. 첫째, 신경줄기세포가 EdU를 포함하는 세포 증식 배양액에서 24시간 동안 배양되었을 때, 추후에 분화를 유도하여도 신경세포로 분화가 전혀 일어나지 않았다. EdU를 1시간 동안 처리했을 때도 신경세포로의 분화가 상당부분 저해되었다. 둘째, EdU는 농도가 높을수록, 처리시간이 많을수록 신경줄기세포의 증식을 더욱 많이 저해하였다. 끝으로, EdU는 신경 교세포 중에서 oligodendrocyte으로의 분화는 억제하였지만, astrocyte로의 분화는 오히려 증가시켰다. 본 연구결과는 뇌실하 영역 신경줄기세포의 분화에 EdU가 어떠한 영향을 미치는 지를 처음으로 보여주었고, 이러한 결과들은 신경 세포와 oligodendrocyte로의 분화에 세포 분열이 반드시 필요하다는 것을 제안하고 있다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제47권3호
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• pp.117-124
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• 2015

중간엽줄기세포는 손상된 관절연골 치유능력을 가지고 있어 줄기세포 치료 분야에서 대표적인 성체줄기세포로 알려져 있다. 자외선이 조사된 생체 친화성 필름 조성물인 DTOPV (S-triazine bridged p-phenylenevinylene)는 친수성 특성의 표면을 가진 형광 화합물이다. 이전의연구에서 물질표면의 습윤성과 친수성이 세포부착 및 증식에 중요한 역할을 하는 것이 확인 되었으며, 이번 연구에서는 DTOPV를 이용하여 중간엽줄기세포의 연골분화능을 향상시키고자 하였다. 일반 배양용기로 사용하고 있는 TCPS (tissue culture polystyrene)와 자외선이 조사된 패턴된 DTOPV 필름을 이 실험에 사용하였고 TGF (transforming growth factor)-${\beta}3$가 포함된연골분화배지로 중간엽줄기세포를 2주동안 분화유도를 하였다. TCPS에서 배양된 중간엽줄기세포는 단층으로 자라면서 분화가 유도된 반면, 자외선이 조사된 DTOPV 필름 위에서 배양된 세포는덩어리진 구형으로 형태가 변하였으며, 연골세포에 특이적으로 염색되는 Safranine O 염색으로 DTOPV 조건에서 더 붉게 염색됨을 관찰하였다. 또한 연골세포 특이적인 유전자인 Type II collage이 DTOPV 조건에서 더 강하게 발현되는 것을 확인함으로써 TCPS보다 DTOPV에서 연골세포로 분화가 향상된 것을 알 수 있었다. 따라서 자외선이 조사된 생체 친화성 필름 조성물인 DTOPV을 이용한 경우에 일반 배양용기보다 빠르게 연골분화가 이루어짐을 알 수 있었다. 결론적으로 향후 조직공학 분야에서 DTOPV가 중간엽줄기세포의 효과적인 연골분화 물질로서 활용될 수 있는 가능성을 확인 하였으며, 더 나아가 약물 스크리닝과 같은 진단분야에 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권7호
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• pp.809-815
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• 2016

본 논문은 줄기세포 재생 치료를 위해 사용되는 배지에 직류전압을 인가하여 배지에 반응되는 전기적인 저항 값, 전류 값 그리고 전압 값의 상태에 대해 분석하였다. 배지에 반응되는 전압은 줄기세포 분화 유도 과정에서 전기적인 자극에 연관되며 반응 전압 상태에 따라 분화의 상태에 대해 확인 할 수 있다. 배지의 반응 전압에서 전압변화 레벨이 적으면 줄기세포 자극 조건이 안정적이며 만일 전압 변화 레벨이 심하면 줄기세포 자극 조건이 불안정하여 줄기세포 분화 과정에서 상당한 손실을 따르게 될 수 있다. 본 연구는 줄기세포 재생 치료의 가능성을 위해 전기적인 자극 조건의 최적화 하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.199-209
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• 2017

본 연구는 줄기세포분야의 융합연구 형태와 각 영역별 연구자의 역할을 확인하기 위해 사회네트워크분석을 수행하였다. 자료는 PubMed 데이터베이스에서 1996년부터 2012년까지 만능유도줄기세포와 배아줄기세포를 주제로 발표된 270편의 논문과 성체줄기세포와 중간엽줄기세포 영역의 580편 논문을 추출하였다. 각 영역의 논문에서 공저자 515명과 1,515명을 추출하여 분석하였다. 분석 방법은 사회네트워크분석으로 연결정도중심성, 매개중심성을 확인하고 공저자 네트워크를 구현한 후 연구자의 역할을 확인하였다. 분석결과 공저자 네트워크 상 성과가 높은 핵심 연구자와 중개 연구자를 확인할 수 있었다. 핵심 연구자는 연결정도중심성은 높지만 매개중심성이 높지 않을 수 있으며, 연결정도중심성은 낮으나 매개중심성이 높아 연구자를 연결시키는 중개 연구자를 확인하였다. 공저자 네트워크분석은 분야별 핵심 연구자를 찾아 공동연구를 수행하여 성과를 향상시키고, 연구개발과제 심사를 위한 분야별 전문가 추천을 위한 객관적 자료로 활용이 가능할 것이다.

• 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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• 제9권2호
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• pp.105-114
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• 2005

배아 줄기세포는 세포 치료 목적을 위한 재료로써 매우 큰 잠재력을 가지고 있으며, 이러한 잠재력의 실현을 위해서 세포의 운명에 결정적인 역할을 하는 요소들을 확인하고 특정 세포의 대량 생산을 위한 방법을 개발하여야 한다. 조혈과정은 폭넓게 연구되어 왔으며, 배아 줄기세포로부터 조혈세포의 분화는 lineage commitment에 관한 연구에 좋은 모델이 된다. 본 연구에서는, 두 종류의 마우스 배아 줄기세포주 TC-1과 B6-1를 이용하여 그 특성과 조혈세포 분화능을 비교하여 보았다. 두 세포주는 작은 차이는 있으나 줄기세포로서의 특성을 공통적으로 가지고 있었다. 그러나 methylcellulose 배양 system을 사용하여 embryonic body 형성능을 확인한 결과 TC-1이 B6-1에 비해 월등함을 확인하였다. 조혈세포 분화의 추적을 위해 blast colony의 형성, progenitor assay, RT-PCR을 통한 조혈세포 분화 관련 marker의 발현 분석을 수행한 결과, TC-1은 정상적으로 조혈세포를 생성해 내지만, B6-1은 제대로 분화되지 못함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 in vitro에서 배아 줄기세포로부터 조혈세포로 분화를 유도할 때, 보다 적합한 세포주의 탐색이 요구됨을 제시하며 이는 향후 인간 배아 줄기세포주에서도 마찬가지로 적용될 수 있음을 암시한다고 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권2호
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• pp.111-119
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• 2007

배아줄기세포는 외부 기인 특정 요소를 이용한 세포 조절물질 활성을 통하여 원하는 세포형태로 분화될 수 있다. 배아줄기세포의 이용성세포침투성단백질(CPP)은 몇 개의 아미노산으로 구성된 작은 펩타이드로 유용한 물질 수송계 중의 하나로 인식되고 있다. 본 연구에서는 몇 종류의 CPP를 이용하여 특정 단백질을 생쥐배아줄기세포(R1)내로 트렌스펙션하는데 있어 그 정도를 결정할 수 있는 요소들의 영향을 분석하였다. CPP인 Buforin II, pEP-1을 강도를 강화한 녹색형광단백질(EGFP)에 부착되도록 하여 살아있는 세포에서 볼 수 있도록 하였다. 다양한 시간대별로 그리고 다양한 농도로 재조합 CPP-EGPF를 생쥐 배아줄기세포에 처리하였으며, 대조군으로 사용한 EGFP는 CPP를 갖고 있지 않았다. 재조합 CPP-EGFP들이 R1 배아줄기세포에 미치는 세포독성은 CPP 종류와 재조합 CPP-EGFP 농도에 의존적이었다. CPP-EGFP가 배아줄기세포의 세포질이나 핵질로 들어간 증거는 처리 후 30분 이내에서는 찾을 수 없었다. 1시간 후, pEP-1-EGFP-N을 처리한 일부 세포에서만 형광단백질이 세포안으로 들어간 것을 발견할 수 있었다. 처리를 24시간까지 하였으나 흥미롭게도 세포안으로 들어가는 정도와는 비례관계가 없었다. 또한, 배아줄기세포의 막을 통과할 수 있는 CPP의 경우, 처리 농도는 세포막을 침투하여 세포내로 이동하는 것과 비례적 관계는 없으나, 매우 높은 농도에서 약간 증가하는 경향을 보였다. 요약하면, CPP-EGFP의 트렌스펙션 효과는 전적으로 CPP에 의존적이며, CPP에 따라서는 His tag의 위치 또한 트렌스펙션에 영향을 줄 수 있으며, 처리시간은 CPP를 이용하여 배아줄기세포내로 단백질을 수송하는데 있어 중요 변수가 아니다. 또한, CPP-EGFP의 농도는 배아줄기세포막을 가로질러 수송되는데 큰 영향을 주지 않았다. 앞으로의 연구에서, 이들 CPP의 변형 또는 매개자 개발을 통한 배아줄기세포에서 좋은 단백질성 매개 수송자를 만드는 것이 필요하며 이를 이용한 분화 유도는 매우 유용할 것으로 사료된다.