• 한국수정란이식학회:학술대회논문집
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• 한국수정란이식학회 2002년도 국제심포지엄
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• pp.95-95
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• 2002

Human embryonic stem (hES) cells can be induced to differentiate into tyrosine hydroxylase expressing (TH+) cells that may serve as an alternative for cell replacement therapy for Parkinson's disease (PD). To examine in vitro differentiation of hES (MB03, registered in NIH) cells into TH+ cells, hES cells were induced to differentiate according to the 4-/4+ protocol using retinoic acid (RA), ascorbic acid (AA), and/or lithium chloride (LiCl) followed by culture in N2 medium for 14 days, during which time the differentiation occurs. Immunocytochemical stainings of the cells revealed that approximately 21.1% of cells treated with RA plus AA expressed TH protein that is higher than the ratio of TH+ cells seen in any other treatment groups (RA, RA+LiCl or RA+AA+LiCl). In order to see the differentiation pattern in vivo and the ability of in vitro differentiation-induced cells in easing symptomatic motor function of PD animal model, cells (2 $\times$ 10$^{5}$ cells/2${mu}ell$) undergone 4-/4+ protocol using RA plus AA without any further treatment were transplanted into unilateral striatum of MPTP-lesioned PD animal model (C57BL/6). Following the surgery, motor behavior of the animals was examined by measuring the retention time on an accelerating rotar-rod far next 10 weeks. No significant differences in retention time of the animals were noticed until 2 weeks post-graft; however, it increased markedly at 6 weeks and 10 weeks time point after the surgery. Immunohistochemical studies confirmed that a reasonable number of TH+ cells were found at the graft site as well as other remote sites, showing the migrating nature of embryonic stem cells. These results suggest that in viかo differentiated hES cells relieve symptomatic motor behavior of PD animal model and should be considered as a promising alternative for the treatment of PD.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제8권2호
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• pp.199-205
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• 2000

On the inter-order protoplast fusants of Lentinus edodes and Ganoderma lucidum was the antitumor activity test performed and the fusant P22 was selected. The hot water extract of the cultured mycelia of P22 were purified by DEAE-cellulose chromatographya and the resulting purified fraction was designated as P22A. It was found to be a proteoglycan whose molecular weight was 47 kDa. When examined for immunopotentiation activity, P22A increased the number of colony forming unit in the bone marrow stem cells to 3-folds. It also potentiated the secretion of nitric oxide in activated macrophages to 2-folds. In humoral immune response, it increased the activities of the alkaline phosphatase in differentiated B cells to 1.6-folds and the number of plaque forming cells to 1.8-folds. In cellular immune response, it restored the depressed response of delayed type hypersensitivity in tumor bearing mice to normal level. These results suggest that P22A have potential to restore the decreased immune activity of the tumor bearing mice to normal level.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1230-1234
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• 2015

GATA binding protein 6 (GATA6)는 초기 배반포 단계에서 발현이 시작되어, 심장, 췌장, 장 등의 분화와 발달에 중요한 유전자 발현을 조절하는 전사인자이다. 본 연구에서는 GATA6의 세포 분화와 개체 발달 과정에서의 역할을 마우스 배아줄기세포와 zebrafish를 이용하여 확인하였다. 먼저, 마우스 배아줄기세포를 박동하는 pacemaker 심근세포로 분화 유도하였다. RT-PCR을 실시하여 심근세포 분화 과정에서 GATA6 유전자 발현 변화를 확인한 결과, Gata6의 발현이 분화 4일째부터 증가함을 확인하였다. GATA6 유전자의 발현 증가는 심장 발달에 필수적인 전사인자인 NK2 homeobox 5 (Nkx2.5)나 myocyte enhancer factor 2C (MEF2C)의 발현 증가에 앞서 나타났다. GATA6 유전자가 발달 과정에 미치는 영향을 확인하기 위하여 GATA6의 morpholino를 zebrafish 배아에 microinjection하여 발생 변화를 관찰하였다. GATA6의 발현을 knockdown시킨 zebrafish의 심장은 크기가 감소하였고, 심박동률 또한 감소하였다. 한편, 뇌에서는 전체적인 뇌 퇴행이 관찰되었는데, acridine orange로 염색 한 결과, 뇌 전체에서의 세포사멸의 증가를 나타내었다. 흥미롭게도, GATA6의 발현 감소는 초기 bud 단계에서는 오히려 세포사멸을 감소시켰다. 본 연구는 심장과 뇌 발달에서의 GATA6 유전자의 중요성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권12호
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• pp.1329-1336
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• 2019

뇌에서 뇌실하 영역은 자가 복제 및 신경세포와 교세포로 분화하는 신경줄기세포가 위치한 곳이다. 이러한 신경줄기세포는 태어난 직후 뿐만 아니라, 성인기까지 존재한다. 세포 증식과 분화에 대한 결정은 세포 안과 밖의 상황에 따라 조절될 필요가 있기에, 많은 세포 내부 또는 세포 외부의 인자들이 이러한 결정에 관여한다. 이러한 인자들 중에서 미토콘드리아는 신경줄기세포의 운명 결정에 관여함이 보고된 바 있다. 본 저자들의 이전 논문에서, 미토콘드리아 저해제인 rotenone을 장시간 처리했을 때, 신경세포로의 분화가 거의 일어나지 않았음을 보여주었다. 이번 연구에서, rotenone을 뇌실하 영역 신경줄기세포에 단기간 처리했을 때의 영향에 대해 조사하였다. 이를 통해 다음과 같은 결과를 관찰하였다. (1) 하루 동안 rotenone을 처리하자 신경세포로의 분화가 크게 감소하였고, 특히 분화 초기 단계가 더 민감하게 억제되었다. (2) 일시적 증식세포인 Mash1+ 세포의 수가 rotenone을 하루 처리한 후 감소하였다. (3) 분화가 된 Tuj1+ 신경세포와 Olig2+ 희소 돌기 아교 세포 (oligodendrocytes) 모두 rotenone을 단기간 처리하자 감소하였다. 반면, glial fibrillary acidic protein (GFAP)+성상 세포 (astrocytes)의 수는 변화하지 않았다. (4) sulfiredoxin 1 (Srxn1) 유전자 발현이 rotenone을 하루 처리한 후 증가하였는데, 이는 nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) 신호전달 경로가 활성화 되었음을 말해준다. 이러한 실험 결과는 기능을 갖춘 미토콘드리아가 신경세포 또는 희소 돌기 아교 세포로의 분화 뿐 아니라, 이미 분화가 끝난 신경세포의 유지에도 필요함을 확인해 주었다. 또한, 이러한 결과는 rotenone과 같은 미토콘드리아의 저해제에 짧은 시간 노출 되더라도 신경줄기세포의 신경세포로의 분화 가능성에 장기적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

• 한국임상수의학회지
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• 제26권6호
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• pp.528-533
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• 2009

본 연구에서는 사람 제대혈로부터 간엽줄기세포를 분리하고, 이들을 체외에서 다량 증식시키며, 나아가 이들 간엽줄기세포를 특정한 세포로 분화시키고자 하였다. 사람의 제대혈로부터 단핵세포를 Ficoll-density gradient 법으로 분리하고, 이를 10% 우태아혈청, L-glutamnie, 및 항생제가 첨가된 DMEM 배양액과 Keratinocyte 배양액으로 $37^{\circ}C$ 5% $CO_2$ 배양조건에서 계대배양으로 증식시키고 현미경으로 줄기세포의 발달과 형태학적 성상을 확인하였으며, PAS 염색 및 PACS 분석으로 간엽줄기세포임을 확인하였다. 이들은 체외에서 연골세포로 분화를 유도하였고, 이들 분화된 줄기세포는 면역조직화학적 검사법으로 연골세포 특이 물질에 대한 Safranin O 염색법 및 Type II collagen 염색법을 실시하여 이들의 발현을 확인하였으며 RT-PCR을 실시하여 특이 mRNA 발현을 확인함으로서 연골세포로 분화된 것임을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권2호
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• pp.145-152
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• 2016

피부의 가장자리에 위치한 표피는 개체의 생존에 절대적으로 중요하며, 기저막에 위치한 표피줄기세포에 의해 평생 끊임없이 재생되고 있다. 표피줄기세포는 한정된 세포분열을 진행하고 각질세포로 분화하는 transit amplifying (TA)세포를 만들어 냄으로써 오랜 기간 재생에 필요한 많은 각질세포를 만들어 낼 수 있다. 본 연구에서는 표피줄기세포 세포분열 활성화 화합물로 목단으로부터 추출한 페오놀(paeonol)을 350여 개의 화합물들로부터 검색해 냈다. 이러한 세포분열 활성화 효능은 표피줄기세포 특이적으로 나타나며, 표피줄기세포의 지표로 알려진 p63 단백질의 발현 경향은 페오놀을 처리한 표피줄기세포에서 변화하지 않음을 유세포분석법으로 확인하였다. 콜로니형성 분석에서는 페오놀을 처리한 표피줄기세포가 1.3배 이상 더 나은 콜로니 형성능을 보여 주었다. 그리고 PCR array 분석을 통해서 페오놀의 효능은 여러 신호전달에 의해 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과들로부터 페오놀이 줄기세포성에 영향을 주지 않고 표피줄기세포의 재생능력을 향상시키므로 표피줄기세포 활성화 물질로서 화장품 소재로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제24권6호
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• pp.463-472
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• 2020

Direct reprogramming, also known as a trans-differentiation, is a technique to allow mature cells to be converted into other types of cells without inducing a pluripotent stage. It has been suggested as a major strategy to acquire the desired type of cells in cell-based therapies to repair damaged tissues. Studies related to switching the fate of cells through epigenetic modification have been progressing and they can bypass safety issues raised by the virus-based transfection methods. In this study, a protocol was established to directly convert fully differentiated fibroblasts into diverse mesenchymal-lineage cells, such as osteoblasts, adipocytes, chondrocytes, and ectodermal cells, including neurons, by means of DNA demethylation, immediately followed by culturing in various differentiating media. First, 24 h exposure of 5-azacytidine (5-aza-CN), a well-characterized DNA methyl transferase inhibitor, to NIH-3T3 murine fibroblast cells induced the expression of stem-cell markers, that is, increasing cell plasticity. Next, 5-aza-CN treated fibroblasts were cultured in osteogenic, adipogenic, chondrogenic, and neurogenic media with or without bone morphogenetic protein 2 for a designated period. Differentiation of each desired type of cell was verified by quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction/western blot assays for appropriate marker expression and by various staining methods, such as alkaline phosphatase/alizarin red S/oil red O/alcian blue. These proposed procedures allowed easier acquisition of the desired cells without any transgenic modification, using direct reprogramming technology, and thus may help make it more available in the clinical fields of regenerative medicine.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.64-72
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• 2023

심장 발생과정에 관여하는 주요 전사인자들의 기능에 대한 규명 등의 발전에도 불구하고 줄기 세포에서 매우 효율적인 심근 세포로의 분화를 촉진하는 새로운 생체 활성 분자를 찾는 것이 여전히 필요하다. 마우스배아줄기세포(mESC) 유래 심근세포의 Illumina 발현 마이크로어레이 데이터를 분석하였다. 미분화 mESCs와 비교하여 mESC 유래 심근세포에서 4배 이상 유전자 발현이 증가한 276개 유전자가 스크리닝되었다. Secreted phosphoprotein 2 (Spp2)는 후보물질 중 하나이며 bone morphogenetic protein 2 (BMP2)에 대한 슈도수용체로서 BMP2 신호 전달을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 심근 형성과의 연관성은 알려진 바 없다. 우리는 mESC 세포주인 TC-1/Kh2와 E14를 이용하여 기능성 심근세포로 분화하는 동안 Spp2 발현이 증가함을 검증하였다. 흥미롭게도, Spp2 분비는 배아체(embryoid body, EBs) 형성 후 3일차에 일시적으로 증가했는데, 이는 Spp2의 분비가 ESCs의 심근세포로의 분화에 관여함을 시사한다. Spp2의 기능을 분석하기 위해, 우리는 BMP2를 처리하면 분화 경로를 근모세포에서 골모세포로 전환되는 특성을 가진 C2C12 마우스 근모세포 세포주를 사용하여 실험을 수행하였다. mESCs의 분화와 유사하게, Spp2의 전사는 C2C12 근모세포가 근관으로 분화됨에 따라 증가하였다. 특히, 분화 초기 단계에서 Spp2의 세포외 분비가 극적으로 증가하였다. 또한, Spp2-Flag 재조합 단백질로 처리하면 C2C12 근모세포의 근관으로의 분화가 촉진되었다. 종합하면, ESCs를 심근 세포로 분화시키는 새로운 생체 활성 단백질로 Spp2를 제안한다. 이것은 심근형성의 분자 경로를 이해하고 허혈성 심장질환에 대한 줄기세포 요법의 실험적 또는 임상적 발전을 촉진하는 역할을 할 것으로 기대한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권11호
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• pp.1837-1847
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• 2020

Objective: To evaluate the pancreatic differentiation potential of α-1,3-galactosyltransferase knockout (GalTKO) pig-derived bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) using epigenetic modifiers with different pancreatic induction media. Methods: The BM-MSCs have been differentiated into pancreatic β-like cells by inducing the overexpression of key transcription regulatory factors or by exposure to specific soluble inducers/small molecules. In this study, we evaluated the pancreatic differentiation of GalTKO pig-derived BM-MSCs using epigenetic modifiers, 5-azacytidine (5-Aza) and valproic acid (VPA), and two types of pancreatic induction media - advanced Dulbecco's modified Eagle's medium (ADMEM)-based and N2B27-based media. GalTKO BM-MSCs were treated with pancreatic induction media and the expression of pancreas-islets-specific markers was evaluated by real-time quantitative polymerase chain reaction, Western blotting, and immunofluorescence. Morphological changes and changes in the 5'-C-phosphate-G-3' (CpG) island methylation patterns were also evaluated. Results: The expression of the pluripotent marker (POU class 5 homeobox 1 [OCT4]) was upregulated upon exposure to 5-Aza and/or VPA. GalTKO BM-MSCs showed increased expression of neurogenic differentiation 1 in the ADMEM-based (5-Aza) media, while the expression of NK6 homeobox 1 was elevated in cells induced with the N2B27-based (5-Aza) media. Moreover, the morphological transition and formation of islets-like cellular clusters were also prominent in the cells induced with the N2B27-based media with 5-Aza. The higher insulin expression revealed the augmented trans-differentiation ability of GalTKO BM-MSCs into pancreatic β-like cells in the N2B27-based media than in the ADMEM-based media. Conclusion: 5-Aza treated GalTKO BM-MSCs showed an enhanced demethylation pattern in the second CpG island of the OCT4 promoter region compared to that in the GalTKO BM-MSCs. The exposure of GalTKO pig-derived BM-MSCs to the N2B27-based microenvironment can significantly enhance their trans-differentiation ability into pancreatic β-like cells.

• 한국수정란이식학회:학술대회논문집
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• 한국수정란이식학회 2003년도 제3회 발생공학 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.102-102
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• 2003