• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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• 제15권6호
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• pp.771-779
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• 2018

BACKGROUND: Mesenchymal stromal cells (MSCs) are multipotent stem cells that can differentiate into several cell types. In addition, many studies have shown that MSCs modulate the immune response. However, little information is currently available regarding the maintenance of immunomodulatory characteristics of MSCs through passages. Therefore, we investigated and compared cytokine and gene expression levels from adipose (AD) and bone marrow (BM)-derived MSCs relevant to immune modulation from early to late passages. METHODS: MSC immunophenotype, growth characteristics, cytokine expressions, and gene expressions were analyzed. RESULTS: AD-MSCs and BM-MSCs had similar cell morphologies and surface marker expressions from passage 4 to passage 10. Cytokines secreted by AD-MSCs and BM-MSCs were similar from early to late passages. AD-MSCs and BM-MSCs showed similar immunomodulatory properties in terms of cytokine secretion levels. However, the gene expressions of tumor necrosis factor-stimulated gene (TSG)-6 and human leukocyte antigen (HLA)-G were decreased and gene expressions of galectin-1 and -3 were increased in both AD- and BM-MSCs with repeated passages. CONCLUSION: Our study showed that the immunophenotype and expression of immunomodulation-related cytokines of AD-MSCs and BM-MSCs immunomodulation through the passages were not significantly different, even though the gene expressions of both MSCs were different.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권18호
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• pp.8533-8539
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• 2016

Background: B-cell chronic lymphocytic leukemia B (B-CLL), the most common type of leukemia, may be caused by apoptosis deficiency in the body. Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (AD-MSCs) as providers of pro-apoptotic molecules such as tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL), can be considered as an effective anti-cancer therapy candidate. Therefore, in this study we assessed the role of tumor necrosis factor-producing mesenchymal stem cells oin apoptosis of B-CLL cells resistant to fludarabine-based chemotherapy. Materials and Methods: In this study, after isolation and culture of AD-MSCs, a lentiviral LeGO-iG2-TRAIL-GFP vector containing a gene producing the ligand pro-apoptotic with plasmid PsPAX2 and PMDG2 virus were transfected into cell-lines to generate T293HEK. Then, T293HEK cell supernatant containing the virus produced after 48 and 72 hours was collected, and these viruses were transduced to reprogram AD-MSCs. Apoptosis rates were separately studied in four groups: group 1, AD-MSCs-TRAIL; group 2, AD-MSCs-GFP; group 3, AD-MSCs; and group 4, CLL. Results: Observed apoptosis rates were: group 1, $42{\pm}1.04%$; group 2, $21{\pm}0.57%$; group 3, $19{\pm}2.6%$; and group 4, % $0.01{\pm}0.01$. The highest rate of apoptosis thus occurred ingroup 1 (transduced TRAIL encoding vector). In this group, the average medium-soluble TRAIL was 72.7pg/m and flow cytometry analysis showed a pro-apoptosis rate of $63{\pm}1.6%$, which was again higher than in other groups. Conclusions: In this study we have shown that tumor necrosis factor (TNF) secreted by AD-MSCs may play an effective role in inducing B-CLL cell apoptosis.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.631-646
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• 2011

중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 한국축산식품학회지
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• 제44권5호
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• pp.1108-1125
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• 2024

Cultured meat is under investigation as an environmentally sustainable substitute for conventional animal-derived meat. Employing a scaffolding technique is one approach to developing cultured meat products. The objective of this research was to compare soy and pea protein in the production of hydrogel scaffolds intended for cultured meat. We examined the gelation process, physical characteristics, and the ability of scaffolds to facilitate cell adhesion using mesenchymal stem cells derived from porcine adipose tissue (ADSCs). The combination of soy and pea proteins with agarose and agar powders was found to generate solid hydrogels with a porous structure. Soy protein-based scaffolds exhibited a higher water absorption rate, whereas scaffolds containing agarose had a higher compressive strength. Based on Fourier transform infrared spectroscopy analysis, the number of hydrophobic interactions increased between proteins and polysaccharides in the scaffolds containing pea proteins. All scaffolds were nontoxic toward ADSCs, and soy protein-based scaffolds displayed higher cell adhesion and proliferation properties. Overall, the soy protein-agarose scaffold was found to be optimal for cultured meat production.

• 생명과학회지
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• 제17권5호
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• pp.678-686
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• 2007

인간중간엽줄기세포는(Human mesenchymal stem cells, hMSC) 골수, 지방, 피부, 근육, 혈액에 존재하며, 뼈, 연골, 지방, 근육, 신경세포로 분화가능성이 보고되어 손상조직의 재생을 위한 재료로서뿐만 아니라 유전자치료의 매개체로 이용될 수 있는 가능성이 제안되고 있다. 인간중간엽줄기세포의 적절한 배양조건에는 소 태아혈청(fetal bovine serum, FBS)이 요구되어지므로 세포치료에는 소 태아혈청이 다수 포함되어 있을 것이며 세포배양 배지 유래 소 태아혈청의 단백질에 의한 면역거부반응이 우려된다. 이미 앞선 연구에서 자가혈청 하에서 인체지방줄기세포 분리와 계속적인 세포배양을 실시하였을 때 인체지방줄기세포의 증식능력과 다 분화 능이 유지되며 면역결핍 생쥐에 골수의 말초혈액에서 유래된 CD34세포 이식 시 안착 능을 촉진함을 보였다. 본 연구에서 인체지방줄기세포가 인체혈청 하에서 배양되었을 때 소 태아혈청 하에서 배양할 때 발현하는 표면항원을 유지함을 확인했으며 microarray를 사용하여 유전자 발현을 비교했다. 유 세포 분석을 통하여 인체혈청 하에서 계속적으로 배양된 인체유래지방줄기세포에서 HLA-DR, CD117, CD29 와 CD44 의 발현이 소 태아혈청 하에서 배양했을 때와 비슷함을 밝혔다. 그러나 인체혈청 하에서 배양된 인체지방줄기세포의 유전자 발현형태와 소 태아혈청 하에서 배양된 세포의 유전자 발현형태 간에는 상당한 차이를 보였다. 그러므로 본 연구는 인체혈청 하에서 배양된 인체지방기질줄기세포가 임상적용을 위한 선행 데이터로써 직접적인 추정을 하기 위해서는 인체지방기질줄기세포 이식연구에 in vivo 동물실험연구가 수행되어져야 함을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제23권1호
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• pp.137-142
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• 2013

인체 중간엽 줄기세포는 지방세포, 골세포, 연골세포, 근육세포 등 여러 형태의 세포로의 분화되는 것이 특징이다. 특히, 최근 연구 결과를 살펴 보면, 중간엽 줄기세포는 생체 내에서 조직 특이적인 세포 형태로 분화 된다. 본 연구에서는 염증 상태에 존재하는 중간엽 줄기 세포가 혈관 형성에 관여하는지 알아보고, 염증 상태에 존재하는 줄기세포의 역할을 규명하고자 본 연구를 진행하였다. 생체 내 염증 상태와 유사한 환경을 만들고자, 강력한 염증 유발 물질인 LPS를 대식세포에 처리하여 그 배양액을 중간엽 줄기세포에 처리하여 변화를 관찰하였다. LPS 배양액을 처리한 중간엽 줄기세포는 평활근 세포로 분화가 촉진되는 것을 확인하였으며, LPS 배양액에 존재하는 분화 유도 물질이 $PGF2{\alpha}$임을 확인하였다. 이에 본 연구결과를 통해 염증 상태에서 존재하는 중간엽 줄기세포는 평활근 세포로의 분화가 촉진되는 것을 확인하였다. 본 연구는 염증성 미세환경 내에 존재하는 중간엽 줄기세포가 평활근 세포로 분화가 유도됨을 확인하였고, 혈관 형성을 촉진하는데 영향을 미칠 수 있음을 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.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.220-228
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• 2018

In this study, we found a simple surface biofunctionalization of biphasic calcium phosphate (BCP) based on the high affinity between alendronate and the calcium ions of BCP, and the strong interaction between heparin and bone morphogenic protein-2 (BMP-2). The biofunctionalized BCP did not be precipitated well and display a remarkable enhancement of osteogenic activity of human adipose-derived stem cells by showing increased alkaline phosphatase (ALP), calcium deposition and osteogenic-related genes (i.e., Runx-2, ALP, osteocalcin, and osteopontin), and bone regeneration in the calvarial defect model. Therefore, this simple surface technique can be used to easily functionalize various calcium phosphates.

• Archives of Plastic Surgery
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• 제37권5호
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• pp.531-534
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• 2010

Purpose: Lipobean$^{(R)}$s, widely used in lipodissolving techniques, contain phosphatidylcholine and sodium deoxycholate as its main substances. They have been approved only as medication for liver disease by the FDA. However, they have been used under various clinical settings without exact knowledge of its action mechanism. The authors designed an in vitro study to analyze the effects of different concentrations of phosphatidylcholine and sodium deoxycholate on adipocytes and other types of cells. Methods: Human adipose-derived stem cell were cultured and induced to differentiate into adipocytes. Fibroblasts extracted from human inferior turbinate tissue, and MC3T3-E1 osteoblast lines were cultured. Phosphatidylcholine solution dissolved with ethanol was applied to the culture medium at differing concentrations (1, 4, 7, 10 mg/mL). The sodium deoxycholate solution dissolved in DMSO applied to the medium at differing concentrations (0.07, 0.1. 0.4. 0.7 mg/mL). Cells were dispersed at a concentration of $5{\times}10^3$ cells/well in 24 well plates, and surviving cells were calculated 1 day after the application using a CCK-8 kit. Results: The number of surviving cells of adipocytes, fibroblasts and osteoblasts decreased as the concentration of sodium deoxycholate increased. However, all types of cells that had been processed in a phosphatidylcholine showed a cell survival rate of over 70% at all concentrations. Conclusion: This study shows that sodium deoxycholate is the more major factor in destroying adipocytes, and it is also toxic to the other cells. Therefore, we conclude that care must be taken when using Lipobean$^{(R)}$s as a method of reducing adipose tissue, for its toxicity may destroy other nontarget cells existing in the subcutaneous tissue layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.20-20
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• 2011

It has been known that, under certain conditions, application of low-temperature atmospheric-pressure plasmas can enhance proliferation of cells. In this study, conditions for optimal cell proliferation were examined for various cells relevant for orthopaedic applications. Plasmas used in our experiments were generated by dielectric barrier discharge (DBD) with a helium flow (of approximately 3 litter/min) into ambient air at atmospheric pressure by a 10 kV~20 kHz power supply. Such plasmas were directly applied to a medium, in which cells of interest were cultured. The cells examined in this study were human synoviocytes, rat mesenchymal stem cells derived from bone marrow or adipose tissue, a mouse osteoblastic cell line (MC3T3-E1), a mouse embryonic mesenchymal cell line (C3H-10T1/2), human osteosarcoma cells (HOS), a mouse myoblast cell line (C2C12), and rat Schwann cells. Since cell proliferation can be enhanced even if the cells are not directly exposed to plasmas but cultured in a medium that is pre-treated by plasma application, it is surmised that long-life free radicals generated in the medium by plasma application stimulate cell proliferation if their densities are appropriate. The level of free radical generation in the medium was examined by dROMs tests and correlation between cell proliferation and oxidative stress was observed. Other applications of plasma medicine in orthopaedics, such as plasma modification of artificial bones and wound healing effects by direct plasma application for mouse models, will be also discussed. The work has been done in collaboration with Prof. H. Yoshikawa and his group members at the School of Medicine, Osaka University.