• 한국수정란이식학회지
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• 제14권1호
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• pp.6-15
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• 1999

ES cell의 수립으로 특히 mouse를 중심으로 한 발생학, 유전학 연구의 획기적 발전과 형질변환 동물의 생산 및 동물 체내에서 유전자 기능의 탐구에 매우 큰 변혁을 가져오게 되었다. 또한 ES cell과 embryoid body는 체외 분화능의 연구에 있어 새로운 cytokine의 발견 및 세포 수준에서의 유전자 기능 해석의 강력한 연구수단으로서 폭 넓게 이용되어 질 수 있는 가능성을 시사하고 있다. 이는 ES cell line이 지닌 두 가지 장점, 즉, 유전자 조작의 용이함과, 거의 모든 종류의 성체 구성세포로 분화할 수 있는 성질 때문이다. 이러한 ES cell technology를 실제로 제반 학문과 특히, 인간에게 적용하기 위해서는 반드시 해결해야 할 중요한 문제점이 있다. 첫째로, ES cell을 대상으로 하는 형질변환 방법의 편의성 및 효율개선이 이루어 wu야 하며, 두 번째로 인간의 유전자 및 세포 이식 치료 등을 비롯한 제반 연구에 직접 적용 가능한 ES cell line의 수립과 체외에서 목적으로 하는 분화 세포를 얻기 위한 배양조건이 확립되어져야 한다. 이러한 목표를 달성하기 위해 ES cell의 발생, 분화과정에 있어서의 분자조절기구, 세포 특이적 promotor, 유도 signal등에 대한 연구가 활발히 진행되어져야 할 것이다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제71권2호
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• pp.223-233
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• 2020

The embryoid body test (EBT) is a developmental toxicity test method that measures the size of embryoid bodies (EBs) and the viability of mouse embryonic stem cells (mESCs) and fibroblasts (3T3 cells). The previous pre-validation study confirmed the high accuracy (above 80%) of EBT using 26 coded test chemicals. This second-phase validation study assessed the inter-laboratory reproducibility (5 chemicals in common) and predictive capacity (10 chemicals in each laboratory) test using the coded test chemicals at three laboratories. For the prediction model, the accuracy is increased when more data is accumulated. Therefore, we updated the prediction model and analyzed the results of the second year with the newly created-prediction model. Statistical analysis of the inter-laboratory reproducibility test results indicated that accuracy, sensitivity, and specificity were 87%, 78%, and 100%, respectively. The results of the statistical analysis of the predictive capacity test showed an accuracy of 80%, sensitivity of 78%, and specificity of 81%. In conclusion, the EBT can accurately classify various embryotoxicants within a short period and with relatively little effort. Therefore, EBT can be used as a good way to test developmental toxicity.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제31권4호
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• pp.221-226
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• 2007

Embryonic stem (ES) cells are known to have an infinite proliferation and pluripotency that are associated with complex processes. The objective of this study was to examine expression of genes differentially regulated during differentiation of human ES cells by suppression subtractive hybridization (SSH). Human ES cells were induced to differentiate into neural precursor cells via embryoid body. Neural precursor cells were isolated physically based on morphological criteria. Immunocytochemical analysis showed expression of pax6 in neural precursor cells, confirming that the isolated cells were neural precursor cells. Undifferentiated human ES cells and neural precursor cells were subject to the SSH. TPX2 (Targeting Protein for Xklp2 (Xenopus centrosomal kinesin-like protein 2)) was identified, cloned and analyzed during differentiation of human ES cells into neural lineages. Expression of TPX2 was gradually down-regulated in embryoid bodies and neural precursor cells relative to undifferentiated ES cells. Targeting Protein for Xklp2 has been shown to be involved in cell division by interaction with microtubule development in cancer cells. Taken together, result of this study suggests that TPX2 may be involved in proliferation and differentiation of human ES cells.

• Toxicological Research
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• 제29권4호
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• pp.221-227
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• 2013

Embryonic stem (ES) cells have potential for use in evaluation of developmental toxicity because they are generated in large numbers and differentiate into three germ layers following formation of embryoid bodies (EBs). In earlier study, embryonic stem cell test (EST) was established for assessment of the embryotoxic potential of compounds. Using EBs indicating the onset of differentiation of mouse ES cells, many toxicologists have refined the developmental toxicity of a variety of compounds. However, due to some limitation of the EST method resulting from species-specific differences between humans and mouse, it is an incomplete approach. In this regard, we examined the effects of several developmental toxic chemicals on formation of EBs using human ES cells. Although human ES cells are fastidious in culture and differentiation, we concluded that the relevancy of our experimental method is more accurate than that of EST using mouse ES cells. These types of studies could extend our understanding of how human ES cells could be used for monitoring developmental toxicity and its relevance in relation to its differentiation progress. In addition, this concept will be used as a model system for screening for developmental toxicity of various chemicals. This article might update new information about the usage of embryonic stem cells in the context of their possible ability in the toxicological fields.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제35권1호
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• pp.1-8
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• 2011

Techniques to evaluate gene expression profiling, such as sufficiently sensitive cDNA microarrays or real-time quantitative PCR, are efficient methods for monitoring human pluripotent stem cell (hESC/iPSC) cultures. However, most of these high-throughput tests have a limited use due to high cost, extended turn-around time, and the involvement of highly specialized technical expertise. Hence, there is an urgency of rapid, cost-effective, robust, yet sensitive method development for routine screening of hESCs/hiPSCs. A critical requirement in hESC/hiPSC cultures is to maintain a uniform undifferentiated state and to determine their differentiation capacity by showing the expression of gene markers representing all three germ layers, including ectoderm, mesoderm, and endoderm. To quantify the modulation of gene expression in hESCs/hiPSC during their propagation, expansion, and differentiation via embryoid body (EB) formation, we developed a simple, rapid, inexpensive, and definitive multimarker, semiquantitative multiplex RT-PCR platform technology. Among the 9 gene primers tested, 5 were pluripotent markers comprising set 1, and 3 lineage-specific markers were combined as set 2, respectively. We found that these 2 sets were not only effective in determining the relative differentiation in hESCs/hiPSCs, but were easily reproducible. In this study, we used the hES/hiPS cell lines to standardize the technique. This multiplex RT-PCR assay is flexible and, by selecting appropriate reporter genes, can be designed for characterization of different hESC/hiPSC lines during routine maintenance and directed differentiation.

• 한국가축번식학회지
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• 제25권3호
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• pp.219-225
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• 2001

토끼 배아세포(Embryonic Stem Cell)를 분리하기 위해 토끼 1-cell embryo를 채란하여 in vitro에서 blastocyst까지 배양한 후 mouse embryonic fibroblasts(MEF), rabbit embryonic fibroblasts(REF) 및 STO cell expressing Leukemia Inhibition Factor gene(SNL) feeder cell과 공배양하였다. 외관상 충실한 토끼 배아세포 8 개를 확보하였고 분리된 토끼 ES cell의 모양은 주위에 분화된 세포가 없는 전형적인 colony모양으로 성장하고 액체질소에 동결보존 및 3∼5차례의 계대배양 후에도 이러한 모양은 계속 유지되었다. 충분히 자란 dish를 1 : 2로 계대배양을 한 후 다시 confluent하게 자라는 데에 걸리는 시간(doubling time)은 빠른 경우 84시간으로 나타났다. 분리 된 토끼 ES cell은 gelatin이 coating되지 않은 culture dish에 이식 배양하였을 때 부유상태로 증식하면서 내부에 강이 생기고 외배엽과 내배엽이 형성하는 전형적인 Embryoid body 모양을 나타내어 분리된 ES cell이 미분화상태의 stem cell임이 확인되었다. 본 연구를 통해 토끼에서의 수정란 배양을 통해 토끼 배아세포를 분리하여 특성을 규명하였다 현재까지의 연구성과로는 토끼 수정란의 배양기술을 완벽하게 개발했다는 점과 토끼에서 ES cell을 분리하여 앞으로 유전자 조작의 가능성을 열어 놓은 것이다. 토끼 ES cell system이 완벽히 확립되도록 분리된 ES cell에 대한 미분화상태의 연구 및 미분화상태를 식별할 수 있는 marker등에 대한 연구에 이용될 것이고 복제토끼 및 형질전환토끼의 생산 등을 위한 연구에 이용될 수 있다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제3권1호
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• pp.45-51
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• 1999

소 배반포로부터 배아주 (embryonic stem, ES) 유사세포를 분리하기 위해서는 영양외배엽 (trophectoderm, TE) 세포를 제거하는 것이 효과적이다. 따라서 본 실험은 효과적으로 TE를 제거하기 위한 calcium ionophore A23187 (CIPA) 처리조건을 확립하고, 분리해낸 ES 유사세포의 in vitro 다능성 (pluripotency)을 검증하고자 수행하였다. CIPA 농도 및 처리시간을 달리 하였을 때 50 $\mu$M에서 25분간 처리한 군이 colony 형성율 (51%)및 10 passage 까지의 배양성적 (4.8%)에서 가장 좋은 결과를 나타내었다. 또한 CIPA를 처리하지 않은 군과의 비교에서도 약 5배의 높은 결과를 보임으로서 본 실험에서 확립된 CIPA 처리조건은 가시적인 toxicity 없이 ES 유사세포의 확립에 이용될 수 있음을 시사하였다. 확립된 ES 유사세포는 heterogeneous한 alkaline phosphatase (AP) 활성을 보여 소 ES 유사세포에 대한 타 보고들과 유사한 결과를 보였다. In vitro 부양배양 (suspension culture)에서는 embryoid body로 분화가 가능하였으며, 약 70% 정도의 euploidism을 보였다. 따라서 본 실험에서 확립된 CIPA의 처리조건이 소 배반포로부터 ES 유사세포를 확립하는데 효과적으로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 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.

• Molecules and Cells
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• 제23권1호
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• pp.49-56
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• 2007

One of the goals of stem cell technology is to control the differentiation of human embryonic stem cells (hESCs), thereby generating large numbers of specific cell types for many applications including cell replacement therapy. Although individual hESC lines resemble each other in expressing pluripotency markers and telomerase activity, it is not clear whether they are equivalent in their developmental potential in vitro. We compared the developmental competence of three hESC lines (HSF6, Miz-hES4, and Miz-hES6). All three generated the three embryonic germ layers, extraembryonic tissues, and primordial germ cells during embryoid body (EB) formation. However, HSF6 and Miz-hES6 readily formed neuroectoderm, whereas Miz-hES4 differentiated preferentially into mesoderm and endoderm. Upon terminal differentiation, HSF6 and Miz-hES6 produced mainly neuronal cells whereas Miz-hES4 mainly formed mesendodermal derivatives, including endothelial cells, leukocyte progenitors, hepatocytes, and pancreatic cells. Our observations suggest that independently-derived hESCs may differ in their developmental potential.

• 한국동물학회지
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• 제39권3호
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• pp.239-247
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• 1996

현탁 배양액에서 생쥐 배아주 세포를 배아체(embryoid body. EB)로 분화시키는 간단한 시험내 모델 체계가 초기 적혈구 분화 분석에 유용한 지의 여부를 조사하였다. 분화중인 배아체로부터 각 혈구계열 세포 유형이 만들어지는 지(분화능)의 여부는 혈도형성, benzidine 염색법 및 2단계 콜로니 분석법을 조사하였고, 발생과 분화시기에 바ㅈ추어 적혈구 표시 유전자들이 발현되는 지(발현능)의 여부는 각 분화시기별 배아체로 부터 추출한 RNA를 RT-PCR 방법으로 조사하였다. 분석 결과, 다른 기존의 복잡한 분화 방법에 의한 것과 마찬가지로 모든 혈구계열 세포 유형이 반복성 있게 유도되었다. 더군다나, 분화중인 배아주 세포에서의 글로빈 유전자 발현 전환은 생쥐 배아에서와 유사하게 진행되었으며, 글로빈 유전자의 발현은 적혈구-특이 전사인자인 GATA-1과 Tal-1보다 적어도 12시간 늦게 활성화되었다. 이와같이 간단한 분화 체계에서도 적혈구 분화과정이 효율적으로 반복성 있게 나타나는 것으로 보아, 간단한 현탁배양에서의 분화는 초기 적혈구 분화과정이 분자적 기작을 분석하는데 유용하게 이용될 수 있으리라 본다.