• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.394-406
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• 2019

본 연구는 사람의 다양한 세포주를 이용하여 활성산소종(과산화수소수)이 세포의 노화에 미치는 영향을 비교 조사하였다. 여러 농도의 과산화수소수에 세포주를 일주일 동안 배양하여 MTT 방법으로 과산화수소수에 대한 세포 성장의 반억제농도를 구하였다. 그 결과, 50대에서 유래하는 피부 섬유아세포와 10대의 노화 유도 피부 섬유아세포와 비교하여 10대에서 유래하는 피부 섬유아세포에서 과산화수소수에 대한 반억제농도의 값이 유의적으로 더 높았고, 10대의 피부 섬유아세포보다는 10대의 여러 조직 기원하는 성체줄기세포에서 반억제농도의 값이 유의적으로 더 높게 관찰되었다. 또한, 50 ppm 과산화수소수를 1주일 동안 처리한 후, 50대의 피부 섬유아세포에서 다른 세포주에 비해 세포 성장이 현저히 억제되었고, 노화 관련 베타-갈락토시다아제의 활성이 증가되는 것을 관찰하였다. 또한, 활성산소의 세포 독성을 중화시키는 두 유전자, 글루타티온 과산화효소(GPX)와 카탈라아제(CAT)의 발현을 각 세포주에서 조사하였을 때, CAT의 발현은 모든 세포주에서 대체로 낮았지만, GPX 유전자의 발현이 50대의 피부 섬유아세포보다 10대의 피부 섬유아세포와 성체줄기세포에서 현저히 높게 발현되는 것을 관찰하였다. 이상의 결과에서 활성산소는 세포 노화를 유도하고, GPX의 발현이 높은 10대의 피부 섬유아세포와 줄기세포보다는 50대의 피부 섬유아세포와 노화된 피부 섬유아세포에서 활성산소종에 대해 더 큰 민감성을 가지고 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권2호
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• pp.85-96
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• 2007

중간엽 줄기세포(MSC)를 체외배양할 때 사용하는 소태아혈청 (FBS)의 생물학적 불안전성은 이를 임상적으로 사용하는데 있어 제한점으로 작용한다. 본 연구에서는 소태아혈청 및 인간의 제대혈청을 사용하여 인간의 양막유래 중간엽 줄기세포 (HAM)를 각각 배양한 후, 세포의 성장속도와 유전자 및 단백질의 발현 양상을 비교하였다. 제왕절개 후 얻은 양막으로부터 HAM을 분리하여 10% FBS, 5% HCS 혹은 10% HCS가 각각 첨가된 DMEM 배양액에서 배양하였으며, 초기와 후기 계대의 세포를 얻어 이들의 생물학적 특성을 비교 분석하였다. 역전자 중합효소반응 결과, 혈청의 종류에 상관없이 배양된 세포들은 모두 OCT-4, Rex-1, SCF, FGF-5, BMP-4, nestin, NCAM, GATA-4, HLA-ABC 유전자를 발현하였으며, 이러한 발현은 초기 및 후기 계대의 세포에서도 마찬가지로 나타났다. 세포면역화학 반응 결과, FBS 혹은 HCS를 첨가한 배양액에서 배양된 HAM은 4번째 계대에서 collagen I, II, III, XII, fibronectin, $\alpha$-smooth muscle actin, vimentin, CK18, CD54, FSP, TRA-1-60, SSEA-3, -4, HLA ABC 단백질을 뚜렷하게 발현하였다. 그러나 desmin 단백질은 FBS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었고 vWF 단백질은 HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었다. 결론적으로 유전자와 단백질의 발현양상을 살펴본 결과, HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM은 전형적인 인간성체줄기세포의 특징을 나타내고 있으며, FBS가 첨가된 배양액과 비교하여 동등한 성장 촉진 효과를 가지는 것으로 보인다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권12호
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• pp.2021-2030
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• 2020

Objective: Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) has been extensively used in the field of mesenchymal stem cell (MSC) research to elucidate their characteristics and clinical potential by normalization of target genes against reference genes (RGs), which are believed to be stably expressed irrespective of various experimental conditions. However, the expression of RGs is also variable depending on the experimental conditions, which may lead to false or contradictory conclusions upon normalization. Due to the current lack of information for a clear list of stable RGs in bovine MSCs, we conducted this study to identify suitable RGs in bovine MSCs. Methods: The cycle threshold values of ten traditionally used RGs (18S ribosomal RNA [18S], beta-2-microglobulin [B2M], H2A histone family, member Z [H2A], peptidylprolyl isomerase A [PPIA], ribosomal protein 4 [RPL4], succinate dehydrogenase complex, subunit A [SDHA], beta actin [ACTB], glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase [GAPDH], TATA box binding protein [TBP], and hypoxanthine phosphoribosyltrasnfrase1 [HPRT1]) in bovine bone marrow-derived MSCs (bBMMSCs) were validated for their stabilities using three types of RG evaluation algorithms (geNorm, Normfinder, and Bestkeeper). The effect of validated RGs was then verified by normalization of lineage-specific genes (fatty acid binding protein 4 [FABP4] and osteonectin [ON]) expressions during differentiations of bBMMSCs or POU class 5 homeobox 1 (OCT4) expression between bBMMSCs and dermal skins. Results: Based on the results obtained for the three most stable RGs from geNorm (TBP, RPL4, and H2A), Normfinder (TBP, RPL4, and SDHA), and Bestkeeper (TBP, RPL4, and SDHA), it was comprehensively determined that TBP and RPL4 were the most stable RGs in bBMMSCs. However, traditional RGs were suggested to be the least stable (18S) or moderately stable (GAPDH and ACTB) in bBMMSCs. Normalization of FABP4 or ON against TBP, RPL4, and 18S presented significant differences during differentiation of bBMMSCs. However, although significantly low expression of OCT4 was detected in dermal skins compared to that in bBMMSCs when TBP and RPL4 were used in normalization, normalization against 18S exhibited no significance. Conclusion: This study proposes that TBP and RPL4 were suitable as stable RGs for qPCR study in bovine MSCs.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권4호
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• pp.233-241
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• 2010

사람의지방줄기세포는지방조직내에존재하는 줄기세포로 얻기 쉽고, 골수줄기세포와 유사한 특징을 가지고 있다. 그러나 지방을 추출하는 과정, 공여자의 나이, 체질량, 추출 부위에 따라 세포의 특성이 달라지며, 이질적인 세포군을 얻게 된다. 따라서 본 연구에서는 허벅지 지방에서 유래한 줄기세포 특성 분석 및 중배엽, 내배엽성 세포로의 분화능을 알아보았다. 허벅지 유래 줄기세포는 골수줄기세포와 유사한 섬유아세포와 유사한 모양을 보였으며, 체외에서 56.5번의 분열을 하였고, 약 $5{\times}10^{22}$개의 세포를 얻을 수 있었다. 이들은 SCF, Oct4, nanog, vimentin, CK18, FGF5, NCAM, Pax6, BMP4, HNF4a, nestin, GATA4, HLA-ABC, HLA-DR과 같은 유전자를 발현하였으며, Oct4, Thy-1, FSP, vWF, vimentin, desmin, CK18, CD54, CD4, CD106, CD31, a-SMA, HLA-ABC 등과 같은 단백질을 발현하였다. 또한 이들은 지방, 골, 연골 세포와 같은 중배엽성 세포로 분화하였고, 더욱이 인슐린 분비세포와 같은 내배엽성 세포로도 분화하였다. 결론적으로, 사람의 허벅지 유래 줄기세포는 골수 줄기세포와 유사하게 체외에서 증식이 가능하였으며, 유전자 및 단백질 발현 패턴을 가지고 있었으며, 다양한 세포로 분화 가능하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 허벅지 지방유래 줄기세포는 골수 줄기세포를 대체할 수 있는 세포치료제의 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제32권4호
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• pp.299-305
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• 2010

Purpose: Adipose tissue is located beneath the skin, around internal organs, and in the bone marrow in humans. Its main role is to store energy in the form of fat, although it also cushions and insulates the body. Adipose tissue also has the ability to dynamically expand and shrink throughout the life of an adult. Recently, it has been shown that adipose tissue contains a population of adult multipotent mesenchymal stem cells and endothelial progenitor cells that, in cell culture conditions, have extensive proliferative capacity and are able to differentiate into several lineages, including, osteogenic, chondrogenic, endothelial cells, and myogenic lineages. Materials and Methods: This study focused on endothelial cell culture from the adipose tissue. Adipose tissues were harvested from buccal fat pad during bilateral sagittal split ramus osteotomy for surgical correction of mandibular prognathism. The tissues were treated with 0.075% type I collagenase. The samples were neutralized with DMEM/and centrifuged for 10 min at 2,400 rpm. The pellet was treated with 3 volume of RBC lysis buffer and filtered through a 100 ${\mu}m$ nylon cell strainer. The filtered cells were centrifuged for 10 min at 2,400 rpm. The cells were further cultured in the endothelial cell culture medium (EGM-2, Cambrex, Walkersville, Md., USA) supplemented with 10% fetal bovine serum, human EGF, human VEGF, human insulin-like growth factor-1, human FGF-$\beta$, heparin, ascorbic acid and hydrocortisone at a density of $1{\times}10^5$ cells/well in a 24-well plate. Low positivity of endothelial cell markers, such as CD31 and CD146, was observed during early passage of cells. Results: Increase of CD146 positivity was observed in passage 5 to 7 adipose tissue-derived cells. However, CD44, representative mesenchymal stem cell marker, was also strongly expressed. CD146 sorted adipose tissue-derived cells was cultured using immuno-magnetic beads. Magnetic labeling with 100 ${\mu}l$ microbeads per 108 cells was performed for 30 minutes at $4^{\circ}C$ a using CD146 direct cell isolation kit. Magnetic separation was carried out and a separator under a biological hood. Aliquous of CD146+ sorted cells were evaluated for purity by flow cytometry. Sorted cells were 96.04% positivity for CD146. And then tube formation was examined. These CD146 sorted adipose tissue-derived cells formed tube-like structures on Matrigel. Conclusion: These results suggest that adipose tissue-derived cells are endothelial cells. With the fabrication of the vascularized scaffold construct, novel approaches could be developed to enhance the engineered scaffold by the addition of adipose tissue-derived endothelial cells and periosteal-derived osteoblastic cells to promote bone growth.

• 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.

• 대한임상검사과학회지
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• 제49권2호
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• pp.69-78
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• 2017

게르마늄(Ge)은 거의 대부분의 영양분, 동물, 식물에서 발견되는 미량원소로 많은 연구를 통해 항균성 항바이러스성 항종양성 항돌연변이성 및 면역조절 효과를 지닌 것으로 알려져 있다. 또한, 동충하초는 중국의 전통적인 약용 버섯으로 항종양성, 항산화성 및 면역조절 효과 등 다양한 생물학적 활성을 지니고 있으며 미량원소를 축적시키기 효과적인 것으로 알려져 있다. 이런 특성을 이용하여 본 연구는 게르마늄 농도를 증가시킨 동충하초(CMGe)의 열수 추출액을 얻어내고 그 생물학적 특성을 실험하였다. 네 가지 암세포주 Ramos, A549, HepG2, CEM와 MSC에 대한 CMGe의 세포독성을 MTT assay를 통해 확인한 결과, CEM에서 항증식성이 가장 높고 MSC에 대한 세포독성은 낮은 것으로 확인되었다. 마지막으로 누드마우스에 인간 신경아교세포종(U87MG)을 이종이식하여 종양의 부피와 무게를 조사한 결과, CMGe열수 추출액 처리군에서 종양 부피와 무게의 감소를 확인할 수 있었다. 이런 결과는 CMGe가 앞으로 의약 및 제약산업에 다양하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 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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• 제21권2호
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• pp.183-193
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• 2011

중간엽 줄기세포의 이동과 분화는 손상된 조직의 재생을 위해 필수적이다. Sphingosine-1-phosphate (S1P)는 세포성장, 생존, 분화, 이동성 등 여러 가지 생명현상에 중요한 역할을 하는 생리활성 지질이다. 본 연구에서는 인체 골수유래 중간엽 줄기세포의 이동과 세포분화에 대한 S1P의 영향을 조사하였다. S1P는 중간엽 줄기세포의 이동을 증가시켰으며 pertussis toxin의 전처리는 S1P에 의한 세포이동을 억제하였다. 본 결과는 S1P에 의한 세포 이동과정에 Gi에 연결된 수용체가 관여함을 제시한다. $S1P_1$과 $S1P_3$ 수용체에 대한 길항제인 VPC23019의 전처리나 siRNA를 이용한 $S1P_1$ 수용체의 발현억제는 S1P에 의한 세포 내 칼슘 증가와 중간엽 줄기세포의 이동을 저해 하였다. 또한, S1P의 처리는 중간엽 줄기세포에서 평활근세포의 표지유전자인 $\alpha$-smooth muscle actin ($\alpha$-SMA)의 발현을 증가시켰으며 VPC23019의 전처리는 S1P에 의한 $\alpha$-SMA의 발현증가를 저해하였다. S1P는 중간엽 줄기세포에서 p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK)의 인산화를 촉진하였으며 p38 MAPK의 저해제인 SB202190의 전처리 또는 p38 MAPK의 dominant negative mutant의 과발현은 S1P에 의한 중간엽 줄기세포의 이동 $\alpha$-SMA 발현증가를 억제하였다. 본 연구결과는 S1P가 $S1P_1$-p38 MAPK 신호전달기전을 통해 중간엽 줄기세포의 이동과 평활근세포로의 분화를 촉진함으로써 중간엽 줄기세포를 이용한 조직재생에의 활용 가능성을 제시한다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.77-77
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• 2003

Coculture of HSC with bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) is one of used methods to increase cell numbers before transplant to the patients. However, because of difficulties to purify HSCs after coculture with BM-MSCs, it needs to develop a method to overcome the problem. In the present study, we have examined whether a culture insert placed over a feeder layer might support the expansion of HSCs within the insert. $CD34^+/ $ cells isolated from the umbilical cord blood by using midiMACS were divided into three groups. A group of 1 $\times$ $10^5$ cells were grown on a culture insert without feeder layer (Direct). The same number of HSCs was directly cocultured with BM-MSCs (Contact). The third group was placed onto an insert below which BM-MSCs were grown (Insert). To distinguish feeder cells from HSCs, BM-MSCs was pre-labeled fluorescently with PKH26 and 1 $\times$ $10^5$ cells were seeded in the culture dishes. After culture for 13 days, the expansion factor (x) of HSCs that were grown without feeder layer (Direct) was $26.6 \pm 8.4.$ In contrast, the number of HSCs directly cocultured with feeder layer was 59.6 $\pm$ 0.5 and that of HSCs cultured onto an insert was $46.9 \pm 8.4.$ The percentage of BM-MSCs cells remained being fluorescent was $97.9 \pm 0.3%$ after culture. Immune-phenotypically large proportion of cultured cells were founded to be differentiated into myeloid/monocyte progenitor cells. The ability of BM-MSCs, fetal lung, cartilage and brain tissue cells to support ex vivo expansion of HSCs was also examined using the insert. After 11 days of coculture with each of these cells, the expansion factor of HSCs was 15.0, 39.0, 32.0 and 24.0, respectively. Based upon these observations, it is concluded that the coculture method using insert is very effective to support ex vivo expansion of HSCs and to eliminate the contamination of other cells used to coculture wth HSCs.