• 제목/요약/키워드: Gene and cell therapy

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Transferrine peptide ligand로 개량된 아데노바이러스를 이용한 신경전구세포로의 유전자 전달 효율 조사 (Modified Adenovirus Mediated Gene Transfer to Neuronal Precursor Cells)

  • 정인실
    • 미생물학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.73-76
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    • 2006
  • 신정전구세포를 이용한 퇴행성 뇌질환의 세포치료나 유전자치료에서 효율적인 유전자 전달을 목적으로 개량된 아데노바이러스 벡터의 실용 가능성을 쥐의 해마에서 유래된 신정전구세포를 이용하여 조사하였다. 외피단백질을 조작한 개략 아데노바이러스벡터는 분화전과 후의 신정전구세포로 1세대 아데노바이러스 벡터에 비해 6배 정도 유전자를 효율적으로 전달하였다. 또한 바이러스의 감염은 신정전구세포가 신경세포나 신정 아교세포로 분화하는데 영향을 미치는 않았다. 따라서 신정전구세포를 이용한 신정질환의 세포치료나 유전자 치료에서 개량된 아데노바이러스로 유전자를 전달하면 치료의 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.

Suppression of CDK2 expression by siRNA induces cell cycle arrest and cell proliferation inhibition in human cancer cells

  • Long, Xiang-E.;Gong, Zhao-Hui;Pan, Lin;Zhong, Zhi-Wei;Le, Yan-Ping;Liu, Qiong;Guo, Jun-Ming;Zhong, Jiu-Chang
    • BMB Reports
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    • 제43권4호
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    • pp.291-296
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    • 2010
  • Cyclin-dependent kinase 2 (CDK2) is a member of serine/threonine protein kinases, which initiates the principal transitions of the eukaryotic cell cycle and is a promising target for cancer therapy. The present study was designed to inhibit cdk2 gene expression to induce cell cycle arrest and cell proliferation suppression. Here, we constructed a series of RNA interference (RNAi) plasmids which can successfully express small interference RNA (siRNA) in the transfected human cells. The results showed that the RNAi plasmids containing the coding sequences for siRNAs down-regulated the cdk2 gene expression in human cancer cells at the mRNA and the protein levels. Furthermore, we found that the cell cycle was arrested at G0G1 phases and the cell proliferation was inhibited by different siRNAs. These results demonstrate that suppression of CDK2 activity by RNAi may be an effective strategy for gene therapy in human cancers.

폐암세포주에 대한 p53 및 $p16^{INK4a}$의 복합종양억제유전자요법의 효과 (Enhanced Growth Inhibition by Combined Gene Transfer of p53 and $p16^{INK4a}$ in Adenoviral Vectors to Lung Cancer Cell Lines)

  • 최승호;박경호;설자영;유철규;이춘택;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제50권1호
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    • pp.67-75
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    • 2001
  • 배경 : 대표적인 종양억제유전자인 p53 및 p16은 세포주기 조절 및 자연괴멸 유도에서 서로 다른 역할을 하고 있으며 폐암에서는 동시에 비활성화 되어 있는 경우가 흔하다. 이 종양억제유전자들 동시에 이입시 서로 상호작용을 통해 효과가 증진되리라 기대되고 있다. 방법 : 본 연구에서는 p53 및 p16을 아데노바이러스 벡터를 이용하여 폐암세포주에 동시에 이입하여 그 상호작용을 관찰하였다. 복합투여시 세포성장곡선을 분석하여 isobologra을 이용한 상호작용을 검증하고 세포주기의 변화 및 체외종양형성능의 변화도 관찰하였다. 결과 : Isobologram을 이용한 분석에서 adeno-virus-p53와 adenovirus-p16의 복합투여는 NCI H358에서는 상승적인 성장억제를, NCI H23에서는 부가적인 성장 억제를 보였다. 유세포분석기를 이용한 세포주기의 분석 및 체외종양형성능 검사에서도 p53 및 p16의 복합투여시 단독 투여보다 강한 억제효과를 보였다. 결론 : 이러한 상승적인 p53 및 p16의 상호작용은 이 복합요법이 새로운 유전자치료법으로 발전할 수 있는 가능성을 보였다.

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Preparation and Characterization of Genetically Engineered Mesenchymal Stem Cell Aggregates for Regenerative Medicine

  • Kim, Sun-Hwa;Moon, Hyung-Ho;Chung, Bong-Genn;Choi, Dong-Hoon
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제40권6호
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    • pp.333-337
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    • 2010
  • Combining cell- and gene-based therapy is a promising therapeutic strategy in regenerative medicine. The aim of this study was to develop genetically modified mesenchymal stem cell (MSC) aggregates using a poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel micro-well array technique. Stable PEG hydrogel micro-well arrays with diameters of 200 to $500\;{\mu}m$ were fabricated and used to generate genetically engineered MSC aggregates. Rat bone marrow-derived MSCs were transfected with a green fluorescent protein (GFP) plasmid as a reporter gene, and aggregated by culturing in the PEG hydrogel micro-well arrays. The resultant cell aggregates had a mean diameter of less than $200\;{\mu}m$, and maintained the mesenchymal phenotype even after genetic modification and cell aggregation. Transplantation of MSC aggregates that are genetically modified to express therapeutic or cell-survival genes may be a potential therapeutic approach for regenerative medicine.

조직 특이 발현 Sodium Iodide Symporter 유전자 이입에 의한 방사성옥소 간암세포 치료와 광학영상을 이용한 치료효과 평가 (Radioiodine Therapy of Liver Cancer Cell Following Tissue Specific Sodium Iodide Symporter Gene Transfer and Assessment of Therapeutic Efficacy with Optical Imaging)

  • 장병국;이유라;이용진;안손주;류민정;윤선미;이상우;유정수;조제열;이재태;안병철
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제42권5호
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    • pp.383-393
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    • 2008
  • 목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

폐암세포주에서 아데노바이러스 매개 p16 유전자 전달로 인한 유전자 발현의 변화 (Differential Gene Expression after Adenovirus-Mediated p16 Gene Transfer in Human Non-Small Cell Lung Cancer Cells)

  • 박미선;김옥희;박현신;지승완;엄미옥;염태경;강호일
    • Toxicological Research
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    • 제20권2호
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    • pp.109-116
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    • 2004
  • For the safety evaluation of adenovirus-mediated gene transfer, we investigated differential gene expressions after transfecting adenoviral vector containing p16 tumor suppressor gene (Ad5CMV-p16) into human non-small cell lung cancer cells. In the previous study, we showed adenovirus-mediated $p16^{INK4a}$ gene transfer resulted in significant inhibition of cancer cell growth. We investigated gene expression changes after transfecting Ad5CMV-p16, Ad5CMV (null type, a mock vector) into A549 cells by using cDNA chip and oligonucleotide microarray chip (1200 genes) which carries genes related with signal transduction pathways, cell cycle regulations, oncogenes and tumor suppressor genes. We found that $p16^{INK4a}$ gene transfer down regulated 5 genes (cdc2, cyclin D3, cyclin B, cyclin E, cdk2) among 26 genes involved in cell cycle regulations. Compared with serum-free medium treated cells, Ad5CMV-p16 changed 27 gene expressions, two fold or more on oligonucleotide chip. In addition, Ad5CMV-p16 did not seem to increase the tumorigenicity-related gene expression in A549 cells. Further studies will be needed to investigate the effect of Ad5CMV-p16 on normal human cells and tissues for safety evaluation.

Adenovirus-mediated Double Suicide Gene Selectively Kills Gastric Cancer Cells

  • Luo, Xian-Run;Li, Jian-Sheng;Niu, Ying;Miao, Li
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제13권3호
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    • pp.781-784
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    • 2012
  • The aim of this study was to evaluate the effect of the adenovirus-mediated double suicide gene (CD/TK) for selective killing of gastric cancer cells. Gastric cancer cells SCG7901 and normal gastric epithelial cell lines were infected by adenoviruses Ad-survivin/GFP and Ad-survivin/CD/TK. GFP expression and CD-TK were detected by fluorescence microscopy and reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), respectively. After treatment of the infected cells with the pro-drugs ganciclovir (GCV) and/or 5-FC, the cell growth status was evaluated by methyl thiazolyl tetrazolium assay. Cell cycle changes were detected using flow cytometry. In nude mice bearing human gastric cancer, the recombinant adenovirus vector was injected directly into the tumor followed by an intraperitoneal injection of GCV and/or 5-FC. The subsequent tumor growth was then observed. The GFP gene driven by survivin could be expressed within the gastric cancer line SCG7901, but not in normal gastric epithelial cells. RT-PCR demonstrated the presence of the CD/TK gene product in the infected SCG7901 cells, but not in the infected normal gastric epithelial cells. The infected gastric cancer SCG7901, but not the gastric cells, was highly sensitive to the pro-drugs. The CD/TK fusion gene system showed significantly greater efficiency than either of the single suicide genes in killing the target cells (P<0.01). Treatment of the infected cells with the pro-drugs resulted in increased cell percentage in G0-Gl phase and decreased percentage in S phase. In nude mice bearing SCG7901 cells, treatment with the double suicide gene system significantly inhibited tumor growth, showing much stronger effects than either of the single suicide genes (P<0.01). The adenovirus-mediated CD/TK double suicide gene driven by survivin promoter combined with GCV an 5-FC treatment could be an effective therapy against experimental gastric cancer with much greater efficacy than the single suicide gene CD/TK combined with GCV or 5-FC.

Advances in research to restore vision

  • Kun Do Rhee
    • 한국동물생명공학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.2-9
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    • 2023
  • Mammalian eyes have a limited ability to regenerate once neurons degenerate. This results in visual impairment that impacts the quality of life among adult populations as well as in young children leading to lifelong consequences. Various therapies are in development to restore vision, and these include gene therapy, stem cell therapy, in-vivo transdifferentiation, and transplantation of a patient's whole eye obtained from interspecies blastocyst complementation. This review discusses advances in the research as well as hurdles that need to be resolved to have a successful restoration of vision.

Structural Characterization of Mouse HAUSP, a Proteolysis Regulator of p53

  • Lee, Hye-Jin;Yoo, Kyong-Jai;Baek, Kwang-Hyun
    • Animal cells and systems
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    • 제8권3호
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    • pp.205-212
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    • 2004
  • The tumor suppressor protein p53 is stabilized by the herpes-virus-associated ubiquitin-specific protease (HAUSP), a deubiquitinating enzyme. We previously isolated and characterized a mouse orthologue of HAUSP, mHAUSP. mHAUSP cDNA consisted of 3,312 bp encodes 1,103 amino acids with a molecular weight of approximately 135 kDa containing highly conserved Cys, Asp (I), His, and Asn/Asp (II) domains. In this study, we carried out site-directed mutagenesis of 6 conserved amino acids (Cys224, Gln231, Asp296, His457, His465, and Asp482) in Cys box, QQD box, and His box. Interestingly, the conserved Gln 231 was not essential for the catalytic activity of mHAUSP. However, the other conserved amino acids were required for deubiquitinating activity of mHAUSP. We performed isopeptidase assay and confirmed that mHAUSP is able to remove ubiquitin from ubiquitinated substrates. In addition, we observed that mHAUSP induces apoptosis in HeLa cells.