• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1397-1405
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• 2018

미토콘드리아는 세포안에서 에너지 공급, 칼슘 이온 저장, 활성산소 생성, 세포 자살과 같은 다양한 기능을 수행한다. 이러한 기능을 통해, 미토콘드리아는 줄기세포의 유지, 증식, 그리고 분화에 관여한다. 뇌에서 뇌실 하 영역(subventricular zone, SVZ)에는 일평생 새로운 신경세포를 생성하는 신경줄기세포(neural stem cell, NSC)가 존재한다. 하지만, SVZ NSCs에서 미토콘드리아의 역할에 대한 연구는 많이 알려져 있지 않다. 이번 연구에서 우리는 미토콘드리아의 complex I 저해제인 rotenone이 SVZ NSCs의 증식과 분화를 다른 방식으로 방해한다는 것을 보여주었다. 증식 중인 신경줄기세포에서, rotenone은 세포분열을 감소시켰는데, 이때 세포분열은 히스톤 H3에 인산기가 붙어있는 지를 측정하여 확인하였다. Rotenone을 50 nM 농도로 증식 중인 신경줄기세포에 처리했을 때, 세포사멸은 발생하지 않았다. 한편, 분화 중인 신경줄기세포에 rotenone을 처리한 경우, 신경세포와 희소 돌기아교 세포(oligodendrocyte)으로의 분화가 억제되었고, glial fibrillary acidic protein (GFAP)를 발현하는 성상세포(astrocyte)에는 영향이 없었다. 흥미롭게도, 4-6일 동안의 분화 과정 동안 rotenone이 처리된 신경줄기세포에서 대조군 보다 더 많은 세포 수가 관찰 되었는데, 이는 증식 과정 중의 rotenone의 효과와 다른 것이다. 이에, 우리는 rotenone이 세포 자살은 감소시켰으나, 세포 분열에는 영향을 끼치지 않았음을 관찰하였다. 세포 자살의 경우는 cleaved caspase-3를 측정함으로써 확인하였다. 이러한 결과들은 SVZ 신경줄기세포의 증식과 분화 모두에 제대로 작동하는 미토콘드리아가 있어야 함을 제안하고 있다. 게다가, 이러한 과정에서 미토콘드리아는 세포 분열과 세포자살에 관여할 수도 있을 것이다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.167-177
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• 2007

본 연구에서는 사람의 지방조직(human adipose tissue-derived stem cells, HAD), 탯줄(human umbilical cordderived stem cells, HUC), 그리고 양막(human amnion-derived stem cells, HAM)유래 줄기세포를 분리하여 세포의 형태 및 성장속도를 비교하고, 역전사 중합효소 연쇄반응과 면역세포화학 염색법을 이용하여 유전자와 단백질 발현을 비교 분석하였다. 또한 지방유래 줄기세포를 이용하여 심장근육세포로의 분화를 유도하였다. 본 연구 결과, 탯줄과 양막유래 줄기세포의 형태는 매우 유사하였으며, 지방유래 줄기세포의 형태는 다른 것으로 나타났다. 분열시간은 탯줄유래 줄기세포가 가장 빨랐으나 총 분열 횟수는 양막유래 줄기세포와 같았으며, 지방유래 줄기세포의 총 분열횟수가 가장 많았다. 세 종류 줄기세포의 유전자와 단백질 발현은 비슷한 양상을 나타냈다. 지방세포, 골세포, 연골세포로의 분화 유도 결과 세 종류의 줄기세포 모두 분화 유도되었다. 또한, 심장세포 특이 유전자의 발현 분석 결과 세 종류의 줄기세포에서 유사한 발현 양상을 나타냈다. 이 중 지방유래 줄기세포를 24시간 동안 $10\;{\mu}M$ 5-azacytidine 처리 후 기본 배양액에서 4주 동안 배양하거나 또는 5-azacytidine 처리 후 bone morphogenic protein-2(BMP-2)와 fibroblast growth factor-10(FGF-10) 또는 BMP-4와 FGF-4 또는 BMP-4와 FGF-8이 첨가된 배양액으로 4주 동안 배양하여 심근세포로의 분화를 유도하였다. 분화 유도 후 심장세포 특이 유전자 발현을 분석 결과 cardiac myosin light chain-1(Cmlc-1)과 L-type calcium channel ${\alpha}1C$ subunit(${\alpha}1C$) 유전자의 발현이 증가하였다. 그러나 troponin T(TnT), troponin I(TnI) 그리고 potassium channel Kv4.3 subunit (Kv4.3) 유전자의 발현은 증가하지 않았다. 본 연구 결과, 지방, 탯줄 및 양막유래 줄기세포는 특성이 매우 유사한 것으로 나타났으며, 심장 질환 치료를 목적으로 하는 세포 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 적절한 배양조건 하에서 성장인자와 cytokine들을 처리하여 심장세포로의 분화 유도가 이루어진다면 임상적용에 유용한 세포로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.675-681
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• 2010

중간엽 줄기세포(MSCs)는 미분화 상태의 세포로써, 섬유아세포, 연골아세포, 골아세포 등으로 분화하여 인체의 근골격계를 구성하며, 기계적 자극은 중간엽 줄기세포 분화를 결정하는 중요한 인자로 알려져 이다. 본 연구에서는, 세포가 생존하기 위한 환경을 제공하고, 세포가 기계적 자극조건에 따라 분화할 수 있도록 하는 바이오리엑터를 제안하엿다. 또한, 중간엽 줄기세포를 배양하기 위한 세포 지지체로써 PU(polyurethane)로 제작된 지지체를 제안하였다. 세포 분화를 확인하기 위하여, 중간엽 줄기세포를 PU 지지체에 seeding한 후, 바이오리엑터를 이용하여 기계적 자극에 의한 세포의 분화를 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권4호
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• pp.415-422
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• 2019

피부 기저막에 위치하고 있는 인간 상피 줄기 세포는 피부상피층의 항상성 유지에 중요한 역할을 담당하고 있다. 비록 상피 줄기 세포가 조직손상에 대한 반응으로 상처 회복에 필요한 새로운 세포들을 공급하고 있지만 일부 세포는 정지 상태로 남아 생존을 위해 분화와 노화로부터 보호된다. 이러한 관점에서 적소세포와 외부세포기질 단백질로 구성된 특정 미세환경인 줄기세포 적소는 줄기세포를 보호하기 위해 적절한 자극을 제공해 준다. 줄기세포 마커는 상피 줄기세포의 표면에 발현되며, 기저막의 세포외기질과 부착하여 장기간의 성장 잠재력을 가지며 외부 자극에 대한 세포 사멸의 저항성을 가진다. 본 연구에서는 외부자극의 주요 인자로써 자외선 조사가 인테그린 α2, β1 와 α6 의 발현을 저하시킴을 확인하였으며 붉나무 추출물이 자외선에 의해 유도되어지는 인테그린 발현 저하를 억제하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 붉나무 추출물은 콜라겐 IV와 라미닌과 같은 상피 줄기세포의 부착과 연관된 분자들의 발현을 상향조절 하였다. 이러한 결과는 붉나무 추출물이 줄기세포 표면의 인테그린의 발현을 증가시키고 적소에서의 세포외기질 성분의 발현을 증가시킴으로써 자외선 조사에 대한 보호효과가 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제32권6호
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• pp.468-475
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• 2022

줄기세포와 전구세포 사이의 기능 분석은 여러 조직 특히 혈액에서 잘 확립되어 있다. 특히 조혈줄기세포는 골수 니쉬에서 자가재생능 및 재구성능을 가지고 있으며, 골수 내 기질세포는 조직 기능 조절에 큰 영향을 미친다. 최근 연구에서는 포유동물 줄기세포의 기능은 니쉬 세포 내에서 실험적으로 처음 증명되었고, 특히 미세환경에 의해 종양발생이 가능하다는 증거를 나타내고 있다. 고대에서부터 뼈와 피의 관계는 생체 내 필수불가결인 관계로 진화 과정을 거쳐 포유류의 줄기세포에 대해 최초로 제안되었고, 실험적으로 증명된 니쉬세포를 포함한 미세환경과의 복잡한 상호 관계를 규명하였다. 여러 골수 기질세포는 조혈줄기세포의 기능 조절을 하며, 일부의 기능장애는 골수 이형성 및 백혈병을 유발할 수 있다. 현재까지 여러 기질세포에 대한 맵핑이 되지 않아 현재 많은 연구자들이 단일 분자 수준에서 개개의 기질세포 유형을 파악하는 데이터가 필요하다고 주장하고 있으며 이를 바탕으로 골수 내 조혈줄기세포의 특정 기능을 파악할 수 있다고 볼 수 있다. 따라서 본 총설을 통해 조혈줄기세포 및 미세환경에 대한 이전 연구들의 흥미로운 문제를 논의하고, 조혈줄기세포와 골수 니쉬에 대한 현재 및 새로운 개념을 요약하고자 한다.

• 과학과기술
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• 제35권4호통권395호
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• pp.20-21
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• 2002

포천중문의대 차병원 세포유전자연구소의 연구팀은 국내 처음으로 쥐의 배아 줄기세포를 살아있는 쥐의 뇌에 이식하여 손상된 뇌신경의 기능을 회복시킬 수 있는 뇌세포를 만드는데 성공했다. 이 연구팀은 쥐실험과 같은 연구과정을 사람에게 적용하는 실험을 하기 위해 오는 5월 '줄기세포치료이식센터'를 완공할 계획이다.

• 대한약침학회지
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• 제11권1호
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• pp.5-12
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• 2008

목적 : 봉한소체가 성체줄기세포의 원천이며, 봉한관이 줄기세포 수송로일 가능성을 확인함. 방법 : 쥐의 내부 장기표면에서 봉한소체와 봉한관을 채취했다. 다양한 줄기세포 표지항체를 써서 면역조직학적 분석을 했다. 결과 : mesenchymal 줄기세포에 관한 Integrin ${\beta}1$, Collagen type 1, Fibronectin의 강한 발현을 확인했다. CD54는 발현되지 않았다. 조혈줄기세포에 관련하여 Thy 1의 발현이 있었다. 결론 : 골수조직과 유사하게 mesenchymal과 조혈줄기세포의 표지가 BHC에서 확인되었고, 봉한관에서는 vWF가 발현되어 줄기세포 수송로 가능성을 확인했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.558-558
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• 2012

최근의 원자간력현미경(AFM)은 soft한 생체물질을 비파괴적 방법 및 나노크기의 분해능으로 여러 구조적, 물리적 특성 측정이 가능하여 bio분야에 다양이 활용되고 있다. 본 연구에서는 AFM을 이용하여 줄기세포인 BM MSC(bone marrow mesenchymal stem cell)가 신경세포로 분화 여부를 측정하는 방법을 보고하고자 한다. 신경세포의 신호전달은 시냅스에서 신경전달물질을 매개로 하여 이루어지는데, 신경전달물질 중에 D-Glutamic acid는 시냅스후세포에서 흥분성 전위 크기를 증가시킨 상태를 장기간 유지시켜주는 물질로, 특정물질인 Glutamate와 항원-항체 결합을 한다. 본 연구에서는 이 두 물질간의 항원-항체 반응을 활용하여 줄기세포의 신경세포로 분화 여부를 AFM으로 측정하였다. 먼저, 수용성 시료인 두 물질을 증류수에 용해시켜 Mica 기판에 그 용액을 떨어뜨려 자연건조로 시료를 준비한 후, AFM으로 형태 및 크기를 측정하였다. D-Glutamic acid와 Glutamate는 구형 입자 형태를 보였으며, Glutamate의 너비는 ~100 nm이고, D-Glutamic acid는 ~50 nm였다. 두 물질이 든 용액을 섞었을 때, 항원-항체 반응에 의해 다른 크기의 두 구형입자가 붙어 있는 형태가 관찰되었다. 이 반응을 활용하여, 신경세포에서 분비되는 신경전달물질인 D-Glutamic acid를 선별하였다. DMEM 배지에 신경암세포주인 SH-SY5Y 를 접종한 후 $37.6^{\circ}C$의 incubator에서 24시간 배양하고, 화학적 자극(60~70 mM의 KCl 용액을 주입함)을 주어 신경전달물질 분비를 유도하였다. 그 배지에 항체 Glutamate 를 주입하여 자연건조 시킨 후 항원-항체 결합특성을 AFM으로 측정하여, 항원-항체 결합된 이미지와 동일함을 확인하였다. 결과적으로 AFM을 이용한 신경전달물질의 항원-항체 결합여부 측정을 통해, BM MSC 줄기세포의 신경세포로 분화를 판단할 수 있으며, 이 방법은 줄기세포의 특정 세포로의 분화 여부 판단에 활용될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1238-1243
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• 2014

중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC)은 세포치료로 각광받아 널리 사용되고 있다. 이들은 줄기세포의 분화성을 이용하여 많은 만성질환에 연관되어 치료제로 사용되고 있다. 줄기세포는 다른 화학적 치료법에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 왜냐하면 줄기세포치료는 자기자신, 혹은 동종의 세포를 이용한 치료이기 때문에 화학 치료에 비해 부작용이나 치료의 위험성이 덜하다. 그리고 마이크로RNA또한 최근 기 존재와 기능이 밝혀져서 연구되고 있는데 특히 항암, 세포생장촉진 등의 기능을 이용해 항암, 만성질환 치료에 접목되어 치료제로의 역할이 기대된다. 마이크로RNA는 대부분의 대사과정이나 항상성조절에 관여되어있다. 따라서 마이크로RNA가 저 발현 혹은 과 발현하게 되면 만성질환으로 이어지게 된다. 하지만 줄기세포와 마이크로RNA의 상호간 보조효과는 잘 연구되어 있지 않다. 따라서 이들 간의 상관관계를 확인하기 위하여 태반유래 줄기세포(PDSC)와 골수줄기세포(BM-MSC), 대조군으로 섬유아세포(Fibroblast, WI-38)을 사용하여 이들이 발현하는 마이크로RNA 발현을 확인해 보았다. 각각의 MSC 세포주에 대하여 특정 마이크로RNA의 발현량을 확인해 보았다. 결과 PDSC의 경우엔 마이크로RNA-34a의 발현이 높았고 BM-MSC의 경우에는 마이크로RNA-27a, 33a, 33b, 211의 발현이 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 우리는 각각의 MSC세포주와 그들이 발현하는 기능성 마이크로RNA을 연관지어 효과적인 세포치료에 활용될 수 있을 것을 기대한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제16권1호
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• pp.47-54
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• 2012

목적: 백서 중간엽 줄기세포에 페리틴 유전자를 형질 도입시켜 생물학적 특성의 변화 유무를 평가하고, 자기공명영상에서 신호강도의 차이를 확인해보고자 하였다. 대상과 방법: 백서 중간엽 줄기세포에 렌티바이러스를 이용하여 사람유래 재조합 페리틴과 녹색형광단백질 유전자의 과발현을 유도하였다. 페리틴 유전자가 발현된 백서 중간엽 줄기세포의 증식성과 생존능을 분석하기 위해 MTT 어세이를 수행하였으며, 유세포 분석을 수행하여 중간엽 줄기세포의 표면 마커 발현을 평가하고, 세포 내 철 함량을 측정하고 프러시안 블루 염색을 시행하여 철 축적능력을 분석하였다. 세포 팬텀을 이용하여 9.4 T 자기공영영상 기기를 이용하여 검출가능성을 평가하였다. 결과: 페리틴과 녹색형광 유전자는 백서 중간엽 줄기세포에서 안정적으로 발현되었다. 페리틴 유전자의 과발현으로 인해 백서 중간엽 줄기세포의 생물학적 특성 (증식능력, 생존능, 표면마커)은 영향을 받지 않았다. 페리틴을 발현하는 중간엽 줄기세포에서 철의 축적능력이 증가된 것이 확인되었고, T2 이완 시간은 유의하게 감소하였다. 결론: 줄기세포 치료 연구에서 자기공명 리포터 유전자 페리틴은 자기공명영상법을 이용하여 중간엽 줄기세포를 비침습적으로 가시화 할 수 있고 이를 이용하여 생체추적이 가능할 것으로 기대된다.