The developing embryo naturally experiences relatively low oxygen conditions in vivo. Under in vitro hypoxia, mouse embryonic stem cells (mESCs) lose their self-renewal activity and display an early differentiated morphology mediated by the hypoxia-inducible factor-$1{\alpha}$ (HIF-$1{\alpha}$). Previously, we demonstrated that histone deacetylase (HDAC) is activated by hypoxia and increases the protein stability and transcriptional activity of HIF-$1{\alpha}$ in many human cancer cells. Furthermore HDAC1 and 3 mediate the differentiation of mECSs and hematopoietic stem cells. However, the role of HDACs and their inhibitors in hypoxia-induced early differentiation of mESCs remains largely unknown. Here, we examined the effects of several histone deacetylase inhibitors (HDACIs) on the self-renewal properties of mESCs under hypoxia. Inhibition of HDAC under hypoxia effectively decreased the HIF-$1{\alpha}$ protein levels and substantially improved the expression of the LIF-specific receptor (LIFR) and phosphorylated-STAT3 in mESCs. In particular, valproic acid (VPA), a pan HDACI, showed dramatic changes in HIF-$1{\alpha}$ protein levels and LIFR protein expression levels compared to other HDACIs, including sodium butyrate (SB), trichostatin A (TSA), and apicidin (AP). Importantly, our RT-PCR data and alkaline phosphatase assays indicate that VPA helps to maintain the self-renewal activity of mESCs under hypoxia. Taken together, these results suggest that VPA may block the early differentiation of mESCs under hypoxia via the destabilization of HIF-$1{\alpha}$.
Embryonic stem cells can be differentiated into various types of cells, requiring a tight regulation of transcription. Biomarkers related to each lineage of cells are used to guide the differentiation into neural or any other fates. In previous experiments, we reported the guided differentiation (GD)-specific genes by comparing profiles of random differentiation (RD). Interestingly 68% of differentially expressed genes in GD overlap with that of RD, which makes it difficult for us to separate the lineages by examining several markers. In this paper, we design a prediction model to identify the differentiation into neural fates from any other lineage. From the profiles of 11,376 genes, 203 differentially expressed genes between neural and random differentiation were selected by random variance T-test with 95% confidence and 5% false discovery rate. Based on support vector machine algorithm, we could select 79 marker genes from the 203 informative genes to construct the optimal prediction model. Here we propose a prediction model for the prediction of neural fates from random differentiation which is constructed with a perfect accuracy.
Objective: In order to acquire the technique for the establishment of human embryonic stem cells (ESe) derived from the human frozen-thawed embryos produced in IVF-ET program, this study was performed to establish mouse ESC derived from the in vitro fertilized embryos. Materials and Methods: After Fl hybrid (C57BL female $\times$ CBA mael) female mice were superovulated with PMSG and hCG treatment, their oocytes were retrieved and inseminated, and the fertilized embryos were cultured for 96-120 hours until the expected stages of blastocysts were obtained. To isolate the inner cell mass (ICM), either the blastocysts were treated with immunosurgery, or the whole embryos were cultured for 4 days. Isolated ICMs were then cultured onto STO feeder cell layer, and the resultant ICM colonies were subcultured with trypsin-EDTA treatment. During the subculture process, ESC-like cell colonies were observed with phase contrast microscopy. To identify ESC in the subcultured ESC-like cell colonies, alkaline phosphatase activity and Oct-4 (octamer-binding transcription factor-4) expression were examined by immunohistochemistry and RT-PCR, respectively. To examine the spontaneous differentiation, ESC-like cell colonies were cultured without STO feeder cell layer and leukemia inhibitory factor (LIF). Results: Seven ESC-like cell lines were established from ICMs isolated from the in vitro fertilized embryos. According to the developmental stage, the growth of ICMs isolated from the expanded blastocysts was significantly better than that of ICMs isolated from the hatched blastocysts (80.3% vs. 58.7%, p<0.05). ESC-like cell colonies were only obtained from ICMs of expanded blastocysts. However, the ICMs isolated from the embryos treated with immunosurgery were poorly grown and frequently differentiated during the culture process. The established ESC-like cell colonies were positively stained with alkaline phosphatase and expressed Oct-4, and their morphology resembled that observed in the previously reported mouse ESC. In addition, following the extended in vitro culture process, they maintained their expression of cell surface markers characteristic of the pluripotent stem cells such as alkaline phosphatase and Oct-4. When cultured without STO feeder cell layer and LIF, they were spontaneously differentiated into the various types of cells. Conclusion: The findings of this study suggest that the establishment of mouse ESC can be successfully derived from the in vitro fertilized embryos. The established ESC-like cells expressed the cell surface markers characteristic of the pluripotent stem cells and spontaneously differentiated into the various types of cells.
Background and Objectives: Osteoblasts are derived from bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) and play important role in bone remodeling. While our previous studies have investigated the cell subtypes and heterogeneity in osteoblasts and BMMSCs separately, cell-to-cell communications between osteoblasts and BMMSCs in vivo in humans have not been characterized. The aim of this study was to investigate the cellular communication between human primary osteoblasts and bone marrow mesenchymal stem cells. Methods and Results: To investigate the cell-to-cell communications between osteoblasts and BMMSCs and identify new cell subtypes, we performed a systematic integration analysis with our single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) transcriptomes data from BMMSCs and osteoblasts. We successfully identified a novel preosteoblasts subtype which highly expressed ATF3, CCL2, CXCL2 and IRF1. Biological functional annotations of the transcriptomes suggested that the novel preosteoblasts subtype may inhibit osteoblasts differentiation, maintain cells to a less differentiated status and recruit osteoclasts. Ligand-receptor interaction analysis showed strong interaction between mature osteoblasts and BMMSCs. Meanwhile, we found FZD1 was highly expressed in BMMSCs of osteogenic differentiation direction. WIF1 and SFRP4, which were highly expressed in mature osteoblasts were reported to inhibit osteogenic differentiation. We speculated that WIF1 and sFRP4 expressed in mature osteoblasts inhibited the binding of FZD1 to Wnt ligand in BMMSCs, thereby further inhibiting osteogenic differentiation of BMMSCs. Conclusions: Our study provided a more systematic and comprehensive understanding of the heterogeneity of osteogenic cells. At the single cell level, this study provided insights into the cell-to-cell communications between BMMSCs and osteoblasts and mature osteoblasts may mediate negative feedback regulation of osteogenesis process.
Epigenetic modification of the genome through DNA methylation is the key to maintaining the differentiated state of human embryonic stem cells (hESCs), and it must be reset during differentiation by retinoic acid (RA) treatment. A genome-wide methylation/gene expression assay was performed in order to identify epigenetic modifications of RA-treated hESCs. Between undifferentiated and RA-treated hESCs, 166 differentially methylated CpG sites and 2,013 differentially expressed genes were discovered. Combined analysis of methylation and expression data revealed that 19 genes (STAP2, VAMP8, C10orf26, WFIKKN1, ELF3, C1QTNF6, C10orf10, MRGPRF, ARSE, LSAMP, CENTD3, LDB2, POU5F1, GSPT2, THY1, ZNF574, MSX1, SCMH1, and RARB) were highly correlated with each other. The results provided in this study will facilitate future investigations into the interplay between DNA methylation and gene expression through further functional and biological studies.
Porcine embryonic stem (ES) cells have a great potential as tools for transgenic animal production and studies of regulation of differentiation genes. Although several studies showed successful derivation of porcine ES-like cells, these cells were not maintained long-term in culture. Therefore, this study was conducted to establish porcine pluripotent ES-like cells using in vivo fertilized embryos and to maintain these cells in long term culture. Porcine ES-like cells from in vivo embryos obtained by immunosurgery or whole explant culture were successfully cultured for over 56 passages. Morphology of porcine ES-like cells was flat-shaped with a monolayer type colony. These cells stained for alkaline phosphatase throughout the culture. Furthermore, porcine ES-like cells reacted with antibodies against Oct-4, SSEA-1, SSEA-4, Tra-1-60, and Tra-1-81, which are typical markers of undifferentiated stem cells. To characterize the ability of porcine ES-like cells to differentiate into three germ layers, embryoid body formation was induced. After plating of these cells, porcine ES-like cells were spontaneously differentiated into various cell types of all three germ layers. In addition, porcine ES-like cells were successfully derived from IVF blastocysts in media containing human recombinant basic fibroblast growth factor.
Objective: It has been recently reported that very small stem cells with pluripotency are detected in murine and human. The purposes of this study are to confirm whether very small putative stem cells (VSPSCs), which have the proper characteristics of stem cells as well as the expression of stem cell markers, are detected in human endometrium. Methods: The endometrial cells of 5 women, which were obtained by endometrial biopsy, were cultured for 2 weeks and were confirmed for the expressions of alkaline phosphatase, OCT-4 and CXCR4 by immunochemistry. Subsequently VSPSCs were separated by percoll density gradient method and were cultured. Also VSPSCs and their derived cells were confirmed for the expressions of OCT-4 and CXCR4. Results: The colonies, which is composed with VSPSCs less than 3 ${\mu}m$ and the 5~15 ${\mu}m$ sized hyperchromatic round cells, were detected in the endometrium of all of women and showed the strong expressions of alkaline phosphatase, OCT-4 and CXCR4. In culture after the separation of VSPSCs by percoll, these cells showed the morphological and functional characteristics of stem cells; self-renewal, colony formation, embryoid body-like formation and differential plasticity. VSPSCs formed gradually the 5~15 ${\mu}m$ sized hyperchromatic round cells and the 10~20 ${\mu}m$ sized sphere-shaped cells by cell-to-cell aggregation or cell fusion. Then these cells differentiated the various cells including fibroblast-like cells, nerve-like cells and endothelium-like cells. VSPSCs and their derived cells often showed the strong expressions of OCT-4 and CXCR4. Conclusion: VSPSCs less than 3 ${\mu}m$ and their derived cells are detected in human endometrium and these cells have the proper characteristics of stem cells and the expressions of stem cell markers as alkaline phosphatase, OCT-4 and CXCR4.
Mesenchymal stem cells (MSC) are pluripotent cells that can be found in umbilical cord blood from new borne babies as well as placenta, bone marrow, adipose tissue, amniotic fluid, muscle, et al. MSC are capable of renewing themselves without differentiation in long-term culture, also can be differentiated into various tissues under specific condition. Formulating a cryopreservation protocol for the MSC is required because these cells cannot survive for long periods under in vitro culture conditions and a new formulation of harmless cryoprotectant is needed for the direct injection of MSC into patients. The undifferentiated MSC were frozen with a vitrification solution of 40% ethylene glycol, 20% Ficoll-70 and 0.3M sucrose. The survival rate after thawing and their proliferation rate were examined and compared with slow rate cooling methods using dimethylsulfoxide (DMSO). The vitrification method showed high survival rate after thawing and proliferation capacity comparable to DMSO. It can be suggested that ultra-rapid cooling method by vitrification is reliable methods for long term preservation of MSC and the vitrification solution with ethylene glycol, Ficoll-70 and sucrose will be more beneficially used for direct transplantation of MSC into patients than DMSO solution.
Kim, Byeong-Yol;Jang, Hyon-Seok;Rim, Jae-Suk;Lee, Eui-Seok;Kim, Dong-Hyun
Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
/
v.30
no.4
/
pp.323-332
/
2008
Aim of the study: Scaffolds are crucial to tissue engineering/regeneration. Biodegradable polymer/ceramic composite scaffolds can overcome the limitations of conventional ceramic bone substitutes such as brittleness and difficulty in shaping. In this study, poly(L-lactide)/hydroxyapatite(PLLA/HA) composite scaffolds were fabricated for in vivo bone tissue engineering. Material & methods: In this study, PLLA/HA composite microspheres were prepared by double emulsion-solvent evaporation method, and were evaluated in vivo bone tissue engineering. Bone marrow mesenchymal stem cell from rat iliac crest was differentiated to osteoblast by adding osteogenic medium, and was mixed with PLLA/HA composite scaffold in fibrin gel and was injected immediately into rat cranial bone critical size defect(CSD:8mm in diameter). At 1. 2, 4, 8 weeks after implantation, histological analysis by H-E staining, histomorphometric analysis and radiolographic analysis were done. Results: BMP-2 loaded PLLA/HA composite scaffolds in fibrin gel delivered with osteoblasts differentiated from bone marrow mesenchymal stem cells showed rapid and much more bone regeneration in rat cranial bone defects than control group. Conclusion: This results suggest the feasibility and usefulness of this type of scaffold in bone tissue engineering.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.