• 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 Applied Biological Chemistry
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• 제57권1호
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• pp.95-101
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• 2014

새만금 유역내 밭작물 재배 농경지의 작부체계와 관련된 최적관리기법을 적용하여 각각의 시나리오별로 농업비점오염원의 저감효과를 분석하였다. 또한 새만금 유역내 동진강 수계와 만경강 수계를 대상으로 행정구역별 작물양분의 투입량 실태분석과 향후 변화 추이에 대한 평가를 수행하였다. 새만금 유역 만경강 수계에서 2012년 기준으로 2020년에는 질소질비료 18%, 인산질비료 22%가 감소하는 추세였으며, 동진강 수계에서는 질소질비료 30%, 인산질비료 19%가 감소할 것으로 평가되었다. 반면, 퇴비의 경우에는 만경강 수계에서는 17%, 동진강 수계에서는 37% 정도 사용량이 증가할 것으로 추정되었다. 새만금 유역내 밭작물의 작부체계 변경과 관련된 최적관리기법 시나리오 가운데 Scenario 1 (동계작물 겉보리와 쌀보리를 경관 녹비작물인 헤어리벳치 또는 자운영으로 작부체계를 변경한 경우) 적용시 질소 41%, 인산 47%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 나타났으며, Scenario 2 (화학비료 시비량이 많은 고추작물을 질소고정능력이 높은 콩작물로 작부체계를 변경한 경우) 적용시 질소 30%, 인산 23%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 나타났으며, Scenario 3 (시나리오 1과 시나리오 2의 통합) 적용시 질소 72%, 인산 70%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 평가되었다. 새만금 유역에서 담수호 수질보전을 위한 유역관리기법 개발시 작물양분요구량이 높은 작물의 재배를 최소화하고 양분배출형 작부체계가 아닌 양분흡수형 작부체계로의 전환을 통한 최적관리기법 모델 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제34권2호
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• pp.269-279
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• 2004

백악질 세포의 분리 및 배양방법을 확립하고, 이를 이용하여 백악질 세포의 형질특성을 알아보고자 하였다. 교정목적으로 발거된 소구치를 이용하여, 치은섬유아세포, 치주인대 세포 및 백악질 유래세포를 분리, 배양하였다. 백악질 유래 세포 배양시에는 백악질을 절제한 후 Collagenase P를 이용하여 백악질 유래 세포 외의 다른 세포의 개제를 배제하였고, 기질을 분해하여 세포의 분리 및 배양이 용이하도록 하였다. 분리 및 배양시기의 세포의 형태를 광화현미정을 이용하여 관찰하였다. 조골세포의 특성을 가지는 SaOs-2 세포를 대조군으로 이용하여 분리 및 배양된 세포군들을 동일한 조건으로 배양하였다. 3일 및 7일째에 세포증식도를 측정하였고 7일째에 ALPase 효소 활성도를 측정하였다. 각 세포의 형질 특성을 알아보기 위해 RT-PCR을 실시하여 조골세포 분화 표식자와 연관된 osteopontin(OPN), Alkaline phosphatase(ALP), type I collagen(COL-I), Bone sialoprotein(BSP), BMP-2 및 osteocalcin(OC)의 발현을 비교 관찰하였다. 백악질 유래 세포의 분리 및 배양을 시도한 5명의 치아 중에서 3명의 치아에서 세포군을 배양해 낼 수 있었다. 배양한 백악질 유래 세포는 섬유아세포와 유사한 형태와 증식을 보였다. ALPase 효소 활성도 검사 결과 백악질 유래 세포는 SaOs-2 세포보다 낮은 활성도를 나타내었으며, 배양된 세포의 RT-PCR 결과 백악질 유래 세포군에서는 ALPase의 발현이 나타나지 않았고, 다른 조골세포 표식자의 발현도 낮게 나타났다. 이는 백악질 유래 세포가 조골세포 및 다른 대조군의 세포와는 다른 형질 특성을 가지고 있다는 것을 시사한다. 이상의 관찰결과로 사람의 백악질 유래 세포롤 백악질의 절제 및 효소처리 방법으로 효과적인 분리 및 배양이 가능하며, 이는 향후 백악질 세포의 형질 특성 및 백악질 형성의 분자적 기전을 파악하는 중요한 연구자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 동의생리병리학회지
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• 제31권6호
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• pp.374-379
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• 2017

Hair loss affects interpersonal relationships and causes psychological stress. In this study, we investigated the antioxidant activity of Cynanchi Wilfordii Radix (CWR) and its effects on dermal papilla (DP) cells. Antioxidant efficacy was examined by ABTS assay. To confirm the effect on cell activity, MTS assay was performed and cell count was directly measured by hemocytometer. The mRNA expression of genes involved in hair formation and hair loss formation was confirmed by quantitative RT-PCR. CWR has a strong antioxidant activity. Cell viability of DP cells was increased to 118.5% by treatment of 0.5 mg/ml CWR for 24 hours, but the effect on the cell number was insignificant. These results suggest that CWR increases mitochondrial activity without promoting cell proliferation. Treatment of DP cells with 0.5 mg/ml CWR resulted in 48.5% reduction of mRNA expression of type 2 $5{\alpha}$-reductase, a major cause of male hair loss. In addition, mRNA expression of bone morphogenetic pretein (BMP), fibroblast growth factor (FGF)7, and FGF10, which are closely related to hair growth, was also decreased. Reactive oxygen species (ROS) acts as a cause of hair loss. The excellent antioxidant efficacy of CWR is thought to be able to effectively remove ROS. The dihydrotestosterone produced by type 2 $5{\alpha}$-reductase in DP cells is a potent inducer of male pattern hair loss. The inhibitory effect of type 2 $5{\alpha}$-reductase mRNA on DP cells induced by CWR may induce a positive therapeutic effect of male pattern hair loss.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.101-101
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• 2010

Anaerobic digestion(AD) is the most promising method for treating and recycling of different organic wastes, such as organic fraction of municipal solid waste, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. organic materials are decomposed by anaerobic forming bacteria and fina1ly converted to excellent fertilizer and biogas which is a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to produce renewable energy and to reduce $CO_2$ and other green-house gas(GHG) emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. Currently some 80% of the world's overall energy supply of about 400 EJ per year in derived from fossil fuels. Nevertheless roughly 10~15% of this demand is covered by biomass resources, making biomass by far the most important renewable energy source used to date. The representative biofuels produced from the biomass are bioethanol, biodiesel and biogas, and currently biogas plays a smaller than other biofuels but steadily growing role. Traditionally anaerobic digestion applied for different biowaste e.g. sewage sludge, manure, other organic wastes treatment and stabilization, biogas has become a well established energy resource. However, the biowaste are fairly limited in respect to the production and utilization as renewable source, but the plant biomass, the so called "energy crops" are used for more biogas production in EU countries and the investigation on the biomethane potential of different crops and plant materials have been carried out. In Korea, with steadily increasing oil prices and improved environmental regulations, since 2005 anaerobic digestion was again stimulated, especially on the biogasification of different biowastes and agro-industrial biomass including "energy crops". This study have been carried out to investigate anaerobic biodegradability by the biochemical methane potential(BMP) test of animal manures, different forage crops i.e. "energy crops", plant and industrial organic wastes in the condition of thermophilic temperature, The biodegradability of animal manure were 63.2% and 58.2% with $315m^3CH_4/tonVS$ of cattle slurry and $370m^3CH_4/tonVS$ of pig slurry in ultimate methane yields. Those of winter forage crops were the range 75% to 87% with ultimate methane yield of $378m^3CH_4/tonVS$ to $450m^3CH_4/tonVS$ and those of summer forage crops were the range 81% to 85% with ultimate methane yield of $392m^3CH_4/tonVS$ to $415m^3CH_4/tonVS$. The forge crops as "energy crops" could be used as good renewable energy source to increase methane production and to improve biodegradability in co-digestion with animal manure or only energy crop digestion.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제24권3호
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• pp.618-632
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• 1994

The ultimate goal of periodontal therapy is promoting the regeneration of lost periodontal tissue. The purpose of this study is to evaluate the effect of treatment using decalcified freeze dried bone allograft as a bone graft material. 47 intrabony defects from 27 patients with clinical diagnosis of chronic periodontitis were selected among those 24 defects were treated via flap operation only and designated as the control group, the other 23 defects were treated with decalcified freeze dired bone allografting via flap operation and designated as the experimental group. Clinical parameters including probing depth, loss of attachment, probing bone level and gingival recession have been recorded at 6th months, and the significance of the changes has been analyzed. The results are as follows : 1. Probing depths were reduced significantly in both control group($2.75{\pm}0.99mm$) and experimental group($3.69{\pm}0.97mm$) postoperatively(p<0.01). Experimental group showed significantly higher decrease compared to the control group(p]0.01). 2. Loss of attachment showed statistically significant decrease in both control group($1.77{\pm}1.08mm$) and experimental group postoperatively($2.70{\pm}1.55mm$). Experimental group showed significantly higher decrease compared to the control group(p]0.05). 3. Probing bone levels were reduced with statistically significance in both control group($1.08{\pm}0.97mm$) and experimental group($4.00{\pm}1.41mm$) postoperatively(p<0.01). Experimental group showed significantly higher decrease compared to the control group(p<0.01). 4. Gingival recession showed statistically significant increase in the control group($1.21{\pm}0.72mm$) and experimental group($1.00{\pm}1.09mm$) postoperatively(p<0.01). There was no statistical significance between the control group and the experimental group. On the basis of these results, treatment using allogenic decalcified freeze dried bone is effective in reducing probing depth, loss of attachment and probing bone level. Therefore allogenic decalcified freeze dried bone is an effective bone graft material in periodontal regeneration.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제27권5호
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• pp.635-647
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• 2014

Unfertilized oocytes age inevitably after ovulation, which limits their fertilizable life span and embryonic development. Rapamycin affects mammalian target of rapamycin (mTOR) expression and cytoskeleton reorganization during oocyte meiotic maturation. The goal of this study was to examine the effects of rapamycin treatment on aged porcine oocytes and their in vitro development. Rapamycin treatment of aged oocytes for 24 h (68 h in vitro maturation [IVM]; $44h+10{\mu}M$ rapamycin/24 h, $47.52{\pm}5.68$) or control oocytes (44 h IVM; $42.14{\pm}4.40$) significantly increased the development rate and total cell number compared with untreated aged oocytes (68 h IVM, $22.04{\pm}5.68$) (p<0.05). Rapamycin treatment of aged IVM oocytes for 24 h also rescued aberrant spindle organization and chromosomal misalignment, blocked the decrease in the level of phosphorylated-p44/42 mitogen-activated protein kinase (MAPK), and increased the mRNA expression of cytoplasmic maturation factor genes (MOS, BMP15, GDF9, and CCNB1) compared with untreated, 24 h-aged IVM oocytes (p<0.05). Furthermore, rapamycin treatment of aged oocytes decreased reactive oxygen species (ROS) activity and DNA fragmentation (p<0.05), and downregulated the mRNA expression of mTOR compared with control or untreated aged oocytes. By contrast, rapamycin treatment of aged oocytes increased mitochondrial localization (p<0.05) and upregulated the mRNA expression of autophagy (BECN1, ATG7, MAP1LC3B, ATG12, GABARAP, and GABARAPL1), anti-apoptosis (BCL2L1 and BIRC5; p<0.05), and development (NANOG and SOX2; p<0.05) genes, but it did not affect the mRNA expression of pro-apoptosis genes (FAS and CASP3) compared with the control. This study demonstrates that rapamycin treatment can rescue the poor developmental capacity of aged porcine oocytes.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제32권2호
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• pp.97-106
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• 2010

Aim of the study: An alternative source of adult stem cells that could be obtained in large quantities, under local anesthesia, with minimal discomfort would be advantageous. Adipose tissue could be processed to obtain a fibroblast-like population of cells or adipose tissue-derived stromal cells (ATSCs). This study was performed to confirm the availability of ATSCs in bone tissue engineering. Materials amp; Methods: In this study, adipose tissue-derived mesenchymal stem cell was extracted from the liposuctioned abdominal fat of 24-old human and cultivated, and the stem cell surface markers of CD 105 and SCF-R were confirmed by immunofluorescent staining. The proliferation of bone marrow mesenchymal stem cell and ATSCs were compared, and evaluated the osteogenic differentiation of ATSCs in a specific osteogenic induction medium. Osteogenic differentiation was assessed by von Kossa and alkaline phosphatase staining. Expression of osteocyte specific BMP-2, ALP, Cbfa-1, Osteopontin and osteocalcin were confirmed by RT-PCR. With differentiation of ATSCs, calcium concentration was assayed, and osteocalcin was evaluated by ELISA (Enzyme-linked immunosorbant assay). The bone formation by 5-week implantation of HA/TCP block loaded with bone marrow mesenchymal stem cells and ATSCs in the subcutaneous pocket of nude mouse was evaluated by histologic analysis. Results: ATSCs incubated in the osteogenic medium were stained positively for von Kossa and alkaline phosphatase staining. Expression of osteocyte specific genes was also detected. ATSCs could be easily identified through fluorescence microscopy, and bone formation in vivo was confirmed by using ATSC-loaded HA/TCP scaffold. Conclusions: The present results show that ATSCs have an ability to differentiate into osteoblasts and formed bone in vitro and in vivo. So ATSCs may be an ideal source for further experiments on stem cell biology and bone tissue engineering.

• 생명과학회지
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• 제28권7호
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• pp.874-883
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• 2018

전 세계적인 인구 고령화 현상으로 인하여 골다공증은 주요한 질병으로 대두되고 있다. 골다공증은 뼈의 질량과 강도가 감소하여 골절의 위험이 증가하는 질환으로 조골세포의 골 형성 및 파골세포의 골 흡수의 불균형으로 인해 발생하는 질환이다. 조골세포에 의한 골 형성은 BMP, RUNX2, $Wnt/{\beta}-catenin$ 경로 등을 통하여 활성화 되며, 파골세포에 의한 골 흡수는 RANKL과 RANK의 결합에 의해서 시작된다. 폐경기 여성은 호르몬 불균형에 의해 여러 질병의 위험에 처해 있으며, 폐경기 여성의 약 30%에서 관찰되는 골다공증은 폐경기 여성에게서 발생되는 가장 흔한 대사성 질환이기도 하다. Estrogen이 부족할 때 파골세포의 골 흡수가 촉진되므로, 특히 폐경 여성에서 골다공증의 발생위험이 증가하게 된다. 호르몬대체요법은 폐경기 증후군의 증상을 경감시키거나 치료하기 위해 널리 사용되어 왔으나, 호르몬 치료를 장기간 실시할 경우 유방암, 난소암, 자궁암 등의 부작용 위험성이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 최근 들어 여러 부작용을 보완하기 위해 폐경기 증후군 증상에 대처할 수 있는 estrogen과 유사한 활성을 지닌 식물성 estrogen인 phytoestrogen에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 총설에서는 조골세포 및 파골세포의 분화 기전에 대한 선행연구를 알아보고 골 대사에서의 estrogen의 역할 및 phytoestrogen과 관련한 연구들에 대해서도 살펴보았다.

• BMB Reports
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• 제49권10호
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• pp.548-553
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• 2016

Mesenchymal stem cells (MSCs) are widely used in cartilage tissue engineering to repair articular cartilage defects. However, hypertrophy of chondrocytes derived from MSCs might hinder the stabilization of hyaline cartilage. Thus, it is very important to find a suitable way to maintain the chondrogenic phenotype of chondrocytes. It has been reported that cordycepin has anti-inflammatory and anti-tumor functions. However, the role of cordycepin in chondrocyte hypertrophy remains unclear. Therefore, the objective of this study was to determine the effect of cordycepin on chondrogenesis and chondrocyte hypertrophy in MSCs and ATDC5 cells. Cordycepin upregulated chondrogenic markers including Sox9 and collagen type II while down-regulated hypertrophic markers including Runx2 and collagen type X. Further exploration showed that cordycepin promoted chondrogenesis through inhibiting Nrf2 while activating BMP signaling. Besides, cordycepin suppressed chondrocyte hypertrophy through PI3K/Bapx1 pathway and Notch signaling. Our results indicated cordycepin had the potential to maintain chondrocyte phenotype and reconstruct engineered cartilage.