• 제목/요약/키워드: Growth morphology

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체외수정 생쥐 배아에서의 배아 줄기세포 확립 (Establishment of Mouse Embryonic Stem Cell-like Cells from In Vitro Fertilized Embryos)

  • 문신용;박용빈;김희선;오선경;천대우;서창석;최영민;김정구;이진용;김석현
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제29권1호
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    • pp.1-12
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    • 2002
  • 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.

뱀장어 부레에 기생(寄生)하는 선충(線虫), Anguillicola crassa에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on a Nematode, Anguillicola crassa Parasitic in the Air Bladder of the Eel)

  • 김영길;김을배;김종연;전세규
    • 한국어병학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.1-18
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    • 1989
  • 지금까지 조사보고(調査報告)된 바 없는 한국산(韓國産) 양식(養殖) 뱀장어의 부레에 기생(寄生)한 선충에 의(依)한 피해여부(被害與否)와 예방대책(豫防對策)을 수립할 목적(目的)으로 기생(寄生)한 선충의 종(種)과 기생율(寄生率), 병해성(病害性) 그리고 생활사(生活史)를 조사(調査)하였다. 1. 성숙(成熟)한 충란의 크기는 $80{\sim}92(86.7){\times}62}\sim}71(67.4){\mu}m$였고, 자충의 크기는 $210{\sim}240(225){\times}18{\sim}23(20.6){\mu}m$였다. 2. 본충의 중간숙주(中間宿主)는 Thermocyclops hyalinus이며, 이것의 복강(腹腔)에 침입(侵入)한 유충은 4일후(日後)에 감염력(感染力)을 가졌고 이때의 유충 크기는 $360{\sim}420(390){\times}28{\sim}35(31)\;{\mu}m$였다. 3. 감염력(感染力)을 갖는 Thermocyclops hyalinus를 뱀장어가 섭취(攝取)한 뒤 50일(日) 경과(經過)되어 뱀장어 부레내에서 성충으로 발육(發育)되었다. 4. 검출(檢出)된 성충의 크기는 female$7.3{\sim}31.0(16.5){\times}0.5{\sim}2.2(1.2)mm$, male$4.9{\sim}13.3(8.3){\times}0.3{\sim}0.9(0.4)mm$로서 내외부(內外部) 형웅(形熊)를 비교(比較)한 바 Anguillicola crassa로 동정(同定)하였다. 5. 뱀장어에서의 월별기생율(月別奇生率)은 6, 9, 12월(月)에 높았고, 1~3월(月)에 비교적(比較的) 낮았다. 6. 감염(感染)되지 않은 정상어(正常魚)와 감염어(感染魚)의 비만도(肥滿度)를 월별(月別), 체장별(體長別)로 그 유의성(有意性)을 검정(檢定)한 결과(結果) 유의성(有意性)을 인정(認定)할 수 없었으며 본충 감염(感染)으로 인(因)한 뱀장어 성장(成長)에는 영향(影響)이 없는 것 같았다. 7. 본충의 기생(寄生)에 의한 뱀장어 부레조직(組織)의 이상(異狀)은 보이지 않았다. 8. 수온(水溫) $25.0{\sim}26.7^{\circ}C$ 때 masoten을 처리(處理)한 농도별(濃度別) Thermocyclops hyalonus의 사망시간(死亡時間)은 0.5ppm 14시간(時間), 0.4ppm 20시간(時間), 0.3ppm 22시간(時間), 0.2ppm 30시간(時間), 0.1ppm 42시간(時間)이었다.

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올미와 벗풀 지방수집종(地方蒐集種)들의 생태적(生態的) 특성(特性) 및 그들의 지리적(地理的) 분화(分化)에 관한 연구(硏究) (Ecological Characteristics of Local Collections of Sagittaria pygmaea Miq. and Sagittaria trifolia L. and Their Geographical Differentiation)

  • 성기영;권용웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.129-136
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    • 1983
  • 전국적(全國的)으로 많이 발생(發生)하는 최근(最近) 논의 5대(大) 문제다년생(問題多年生) 잡초(雜草)중 올미, 벗풀에 대해 생태적(生態的) 특성(特性)을 밝히고자 1981년에 올미는 수원, 이리, 전주에서, 벗풀은 춘천, 수원, 밀양에서 영양번식체(營養繁殖體)를 수집(蒐集)하여 서울대 농대 실험답(實驗畓)에서 증식(增殖)한 후(後), 1982년(年)에 5월(月)20일(日), 6월(月)20일(日), 7월(月)5일(日)의 4 시기(時期)에 각각 재식(栽植)하여 재식시기(栽植時期)에 따른 형태(形態), 개화(開花), 생장(生長) 및 번식반응(繁殖反應)을 관찰(觀察), 조사(調査)하였던 바, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생태적(生態的) 특성(特性) 1) 올미 : 개화기(開花期)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 6월(月) 20일(日)~6월(月)23일(日), 7월(月) 5일(日) 재식시(栽植時) 7월(月)31일(日)~8월(月)9일(日)이었고 초장(草長), 분주수(分株數)는 각각 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 8.5 - 11 cm, 625-875 본(本)/$m^2$, 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 8-11.5cm, 250-625 본(本)/$m^2$이었고 주당(株當) 지하경수(地下莖數)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 1.26-1.79개(個), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 1.76-2.67개(個)이었다. 2) 벗풀 : 개화기(開花期)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 7월(月)13일(日)-7월(月)17일(日), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 8월(月)20일(日)-9월(月)6일(日)이었으며 초장(草長)은 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 65-70cm. 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 30-40cm 지하경수(地下莖數)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 15-40개(個), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 5-20개(個)이었 다. 2. 형태적(形態的) 특성(特性) 올미는 화서(花序)가 3단으로 형성(形成)된 것이 발견(發見)되었다, 벗풀에서 엽폭은 보풀과 갈이 좁았으며 그 정도는 1.0-2.5cm 이었다. 또한 춘천, 수원의 것이 밀양의 것보다 넓었다. 암꽃 화경(花梗)의 길이와 초장(草長)은 춘천의 것이 밀양, 수원의 것에 비해 작았다. 3. 생장(生長) 및 번식능력(繁殖能力) 차이(差異) 1) 올미 : 이리, 전주의 것이 수원의 것보다 분주수(分株數)가 많았으며 주당지하경수(主當地下莖數)는 수원의 것이 이리, 전주의 것에 비해 많았다. 또한 이러한 능력(能力)은 재식시기(栽植時期) 지연에 따라 감소(減少)하고 있다. 2) 벗풀 : 춘천의 것이 수원, 밀양의 것에 비해 초장(草長)이 작았으며 지하경수(地下莖數)는 밀양의 것이 춘천, 수원의 것보다 적었다. 또한 이러한 능력(能力)은 재식시기(栽植時期) 지연에 따라 감소(減少)하고 있다. 4. 올마, 벗풀의 지방수집종(地方蒐集種)들은 형태(形態) 및 생태적(生態的) 특성(特性)의 차이(差異)가 현저하여 각각(各各) 다른 새태종(生態種)으로 간주되며 초장(草長), 지상부(地上部) 생체중(生體中), 주당지하경수(主當地下莖數) 등 생육량(生育量)에서 작물(作物_에 대한 경합능력(競合能力)이 서로 다르므로 금후 그의 실용적(實用的)에 관한 연구(硏究)가 필요(必要)하다.

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세 종류 줄기세포의 특성 분석과 지방유래 줄기세포의 심근세포로의 분화 (Characterization Analysis for Cardiogenic Potential of Three Human Adult Stem Cells)

  • 박세아;강현미;김은수;김진영;김해권
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제11권3호
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    • pp.167-177
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    • 2007
  • 본 연구에서는 사람의 지방조직(human adipose tissue-derived stem cells, HAD), 탯줄(human umbilical cordderived stem cells, HUC), 그리고 양막(human amnion-derived stem cells, HAM)유래 줄기세포를 분리하여 세포의 형태 및 성장속도를 비교하고, 역전사 중합효소 연쇄반응과 면역세포화학 염색법을 이용하여 유전자와 단백질 발현을 비교 분석하였다. 또한 지방유래 줄기세포를 이용하여 심장근육세포로의 분화를 유도하였다. 본 연구 결과, 탯줄과 양막유래 줄기세포의 형태는 매우 유사하였으며, 지방유래 줄기세포의 형태는 다른 것으로 나타났다. 분열시간은 탯줄유래 줄기세포가 가장 빨랐으나 총 분열 횟수는 양막유래 줄기세포와 같았으며, 지방유래 줄기세포의 총 분열횟수가 가장 많았다. 세 종류 줄기세포의 유전자와 단백질 발현은 비슷한 양상을 나타냈다. 지방세포, 골세포, 연골세포로의 분화 유도 결과 세 종류의 줄기세포 모두 분화 유도되었다. 또한, 심장세포 특이 유전자의 발현 분석 결과 세 종류의 줄기세포에서 유사한 발현 양상을 나타냈다. 이 중 지방유래 줄기세포를 24시간 동안 $10\;{\mu}M$ 5-azacytidine 처리 후 기본 배양액에서 4주 동안 배양하거나 또는 5-azacytidine 처리 후 bone morphogenic protein-2(BMP-2)와 fibroblast growth factor-10(FGF-10) 또는 BMP-4와 FGF-4 또는 BMP-4와 FGF-8이 첨가된 배양액으로 4주 동안 배양하여 심근세포로의 분화를 유도하였다. 분화 유도 후 심장세포 특이 유전자 발현을 분석 결과 cardiac myosin light chain-1(Cmlc-1)과 L-type calcium channel ${\alpha}1C$ subunit(${\alpha}1C$) 유전자의 발현이 증가하였다. 그러나 troponin T(TnT), troponin I(TnI) 그리고 potassium channel Kv4.3 subunit (Kv4.3) 유전자의 발현은 증가하지 않았다. 본 연구 결과, 지방, 탯줄 및 양막유래 줄기세포는 특성이 매우 유사한 것으로 나타났으며, 심장 질환 치료를 목적으로 하는 세포 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 적절한 배양조건 하에서 성장인자와 cytokine들을 처리하여 심장세포로의 분화 유도가 이루어진다면 임상적용에 유용한 세포로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

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한반도 남서부, 황해 대륙붕에서 자생하는 해록석의 지구화학적 변화 (Geochemical Variation of Authigenic Glauconite from Continental Shelf of the Yellow Sea, off the SW Korea)

  • 이찬희;이성록;이치원;최석원
    • 자원환경지질
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    • 제30권4호
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    • pp.303-312
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    • 1997
  • 황해 대륙붕의 준고화된 표층퇴적물에서 자생하는 해록석들을 산출상태와 외부조직에 따라 괴상형, 균열형 및 다공질형으로 분류하였다. 이 해록석은 현세의 해침에 의하여 퇴적된 표층의 사질퇴적물내에 산포상으로 산출되며, 보통 0.1~1 mm 크기의 직경을 갖는다. x-선 회절분석 결과로 계산된, 해록석의 단위포와 크기는 $a=5.242{\AA}$, $b=9.059{\AA}$, $c=10.163{\AA}$, ${\beta}=100.5^{\circ}$, $V=474.53{\AA}^3$ 이고, 화학조성과 단위포의 크기로 계산된 밀도는 $2.60{\pm}0.45gm/cc$ 이다. 이 광물은 가열실험시 $10{\AA}$의 회절선이 증가하는 것으로 볼때 일정한 팽윤층을 갖는 것으로 보인다. $O_{10}(OH)_2$를 기준으로 평균조성을 구하면, 팔면체 자리의 Fe 함량은 1.19~2.06 이고, Al 함량은 0.18~0.76 이다. Fe와 Al은 서로 치환관계를 보이며 다공질형에서 괴상형으로 갈수록 Fe의 함량은 증가하고 Al은 감소한다. Mg의 함량은 0.35~0.54로서 Al이 높을수록 Mg의 양도 증가한다. K의 함량은 0.34~0.71의 범위를 보이며 다공질형에서 괴상형으로 갈수록 증가한다. 괴상형 또는 균열형 해록석은 질서/무질서의 혼합층 운모이며, 다공질형의 해록석은 혼합층 일라이트/스멕타이트로서 7~27%의 팽윤층을 포함한다. 이 광물은 표층 퇴적물이 퇴적된후에 극미립의 퇴적입자를 핵으로, 환원환경하에서 발생하는 퇴적물의 분해 및 생물체 파편과의 반응에 따라 자생한 것으로 추정된다.

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철제유물 부식인자에 대한 부식양상 및 부식화합물 실험 연구 (An Experimental Study of Corrosion Characteristics and Compounds by Corrosion Factors in Iron Artifacts)

  • 박형호;이재성;유재은
    • 보존과학연구
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    • 통권33호
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    • pp.33-43
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    • 2012
  • 본 연구는 부식인자에 따른 부식현상을 관찰하고 구성성분과 결정구조 분석을 통하여 철제유물에 영향을 미치는 부식위험인자를 확인하고자 하였다. 부식인자가 녹아있는 HCl, $HNO_3$, $H_2SO_4$, $H_2O$ 용액에 순수한 Fe powder(99%)를 침적시켜 부식화합물을 채취하였다. 채취된 부식화합물의 색상과 형태를 파악하기 위하여 실체 현미경 관찰을 실시하였으며 부식인자와 성장성을 확인하기 위하여 SEM-EDS분석을 실시하였다. 생성된 부식화합물의 결정구조와 조성을 알아보기 위하여 XRD, Raman 분석을 실시하였다. 실험결과 산성환경에서의 부식 속도가 빠르며 HCl, $H_2SO_4$의 부식이 $HNO_3$보다 크게 나타났다. HCl의 부식화합물은 $Cl^-$이온의 영향을 받아 침상형, 밤송이형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Goethite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $H_2SO_4$의 부식화합물은 S이온의 영향을 받아 가느다란 침상형, 원기둥형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Goethite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $HNO_3$의 부식화합물은 O이온의 영향을 받아 구상형, 판상형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Magnetite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $H_2O$의 부식화합물은 O이온의 영향을 받아 구상형, 판상형태로 성장하였지만 대부분 구상형으로 관찰되며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 부식화합물이 검출되지 않았다. 부식인자에 따른 부식양상과 부식화합물이 다양하게 나타난다는 사실을 알게 되었다.

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한국산 번데기동충하초의 RAPD 분석에 의한 종내 그룹의 유전적 유연관계 분석 (Analysis of Genetic Relationship of Cordyceps militaris in Korea by Random Amplified Polymorphic DNA)

  • 성재모;김상희;윤철식;성기호;김용욱
    • 한국균학회지
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    • 제27권4호통권91호
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    • pp.256-273
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    • 1999
  • ATCC(American Type Culture Collection)에서 분양 받은 2균주를 포함하여 1989년부터 1995년 사이에 국내 11개 장소에서 채집된 번데기동충하초(Cordyceps militaris) 72균주를 대상으로 기주적 지리적 근연관계에 따른 균주간 변이도를 관찰하고자 균사체의 배양적 특징 및 불완전세대 관찰과 DNA 분석에 의해 분류동정을 행하였다. 균사의 배양특성을 조사한 결과 균사의 자라는 모양, 속도, 색택 등에 있어서 균주간에 차이가 나타남이 관찰되었다. 번데기동충하초의 불완전 세대를 관찰한 결과 분생자경이 분지하며 윤생으로 형성되는 Verticillium속으로 동정되었으며 포자의 모양은 구형을 띠는 것으로 나타나 형태적으로는 각 균주간의 별 다른 차이를 발견할 수 없었다. 공시균주 중 인공자실체 형성이 우수하였던 두 균주(C18, C738)를 선택하여 단포자분리를 행하였으며 여기서 분리된 단포자균주 56균주와 공시균주 72균주를 대상으로 RAPD를 행하였다. RAPD에서 나타난 균주간 변이도를 NTSYS program을 사용하여 UPGMA 분석방법으로 phonogram을 작성한 결과 단포자 균주내의 평균 유전적 거리는 0.207로 나타났으며 단포자 분리를 행하였던 두 균주에 따라 각각 A그룹(C18)과 B그룹(C738)으로 나누어짐이 확인되었다. 두 그룹의 평균 유전적 거리는 각각 0.150(A group)과 0.163(B group)으로 나타났으며 그룹간 평균 유전적 거리는 0.221로 나타났다. 공시균주간에는 크게 그룹으로 나누어지는 경향이 관찰되지 않았으며 이들의 평균 유전적 거리는 0.330으로 나타나 본 실험에서 사용된 번데기동충하초(C. militaris)의 균주 간에는 33%의 유전적 변이가 있음이 확인되었다.고, SF4와 LF4는 처리군 중에 유의적으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 총균수와 젖산균수의 변화는 용존 $CO_{2}$함량 변화와 유사한 경향을 나타내었다. SF4, LF4, SF15는 관능검사 결과 발효가 지연되어 풋내와 짠맛이 높게 평가되었고 탄산미는 낮게 평가되었다. LF25는 관능검사 결과 다른 처리군에 비해 신맛과 이취가 유의적으로 높게 평가되었다. $15^{\circ}C$에서 24시간 발효시킨 나박김치 (LF15)와 $25^{\circ}C$에서 12시간 발효시킨 나박김치(SF25)는 탄산미와 관계가 있는 용존 $CO_{2}$함량이 저장 12일까지 지속적으로 증가하였으며, 관능검사 결과 저장 기간 동안 다른 처리군에 비해 풋내와 이취가 적으면서 탄산미가 높게 평가되어 $15^{\circ}C$에서 24시간 발효(LF15)와 $25^{\circ}C$에서 12시간 발효(SF25)가 적합한 초기 발효 조건으로 생각된다. 이러한 연구 결과를 통해 물김치류인 동치미나 열무 물김치도 초기 발효 조건에 따라 이화학적, 미생물학적 및 관능적 특성에 많은 차이가 있을 것이므로 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.화점에서 시판되고 있는 계란 총 446개에 대해서도 동일한 절차와 방법으로 조사하였던바, 재래시장에서 구입했던 계란의 난각부분(Egg-shell)에서만 가금티푸스(fowl Typhoid)의 병원체인 S. gallinarum이 1주$(0.2\%)$만이 분리되었고, 기타 세균으로서는 대장균군이 역시 난각에서 가장 높은 빈도로 분리되었고, 난황(Yolk)에서는 극히 낮은 수준의 세균오염도를 보였다. 다양한 동물종유래 S. aureus

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임플란트 표면의 Ca-P 코팅 방법이 MG63 골모유사세포 반응에 미치는 영향에 대한 in vitro 연구 (The effect of Ca-P coatings of anodized implant surface on response of osteoblast-like cells in vitro)

  • 김일연;정성민;황순정;신상완
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.376-384
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    • 2009
  • 연구목적: 본 연구에서는 양극산화 임플란트 표면에 서로 다른 두 가지 방법, Ion beam-assisted deposition (IBAD)법과 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 임플란트 시편에 골모세포를 배양하였을 때 세포의 증식, 분화, 형태에 어떠한 영향을 미치는지 조사하고자 한다. 연구재료 및 방법: 지름 10 mm, 두께 2 mm 인 상업용 순수 titanium grade IV 재질의 디스크를 제작하였고, 모든 시편은 acetone, 70% ethanol, 증류수에서 각각 10분씩 세척 후 건조하였다. 모든 표면은 300 V의 constant voltage하에서 양극 산화 (anodized)시킨다. 실험군은 양극산화 임플란트 표면에 각각 IBAD법과 Solgel법으로 Ca-P 코팅하였다. 각 표면의 미세표면 거칠기(Ra)를 측정하였고, SEM을 통해 표면의 형상을 관찰하였다. 골모세포을 배양한 후 각 표면군의 세포 증식, ALP 활성도 및 RT-PCR를 통한 골세포 분화 능력 검증을 하였으며, SEM을 통해 세포의 형상도 확인하였다. 통계분석은 SPSS (version 12.0) 프로그램을 이용하여 Kruskal-Wallis Test로 각 군의 유의성을 검증하였다 ($\alpha$=0.05). 결과: IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면보다 표면 거칠기 (Ra) 값이 더 크게 나타났다 (P<.05). IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면 보다 세포 증식이 더 활발하고 골세포 조기 분화 정도를 확인 할 수 있는ALP 활성도 또한 더 높게 나타났다 (P<.05). SEM 관찰 결과IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면에 골모세포들이 친화성을 띄면서 안정적으로 부착되었다. 결론: IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면보다 더 우수한 세포 반응을 보였다. IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면의 세포들은 증식이 잘 이루어지고 잘 분화된 골모세포 형상을 보이고 ALP 활성도 또한 높아 골 형성을 증가시켜 높은 골-임플란트 접촉을 보일 것이다.

AGS 위암세포에서 Akt/GSK-3β/p53 신호경로 조절을 통한 벌사상자 에탄올 추출물의 G1 Cell Cycle Arrest 유도 효과 (Ethanol Extract from Cnidium monnieri (L.) Cusson Induces G1 Cell Cycle Arrest by Regulating Akt/GSK-3β/p53 Signaling Pathways in AGS Gastric Cancer Cells)

  • 임은경;김은지;김보민;김상용;하성호;김영민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.417-425
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    • 2017
  • 벌사상자는 여성의 생식기 질환이나 화농성 피부염에 주로 사용되어온 한약재로, 최근 들어 암과 관련된 연구가 많이 이루어짐에 따라 벌사상자의 항암 효과에 대한 관심이 높아지고 있다. 벌사상자의 대표적인 성분인 osthole, xanthotoxol 등은 벤젠고리 화합물로 에탄올과 같은 유기용매에 잘 용해된다. 이에 따라 본 연구에서는 AGS 위암세포에서 벌사상자 에탄올 추출물(CME)에 대한 세포주기 정지 유도 효과를 확인하고자 하였다. CME 처리에 의한 AGS 위암세포의 증식 억제 유도 효과 및 세포독성 효과를 확인하기 위하여 MTT assay와 LDH release assay를 실시한 결과, 농도 및 시간 의존적으로 세포생존율이 감소하였으며, 농도 의존적인 세포독성 효과를 확인하였다. 또한, CME의 농도가 증가할수록 AGS 위암세포의 형태학적 변화가 관찰되었다. 이러한 세포증식 억제 유도 효과가 세포주기 정지에 의한 것인지 확인하기 위하여 CME를 농도별로 24시간 동안 처리한 후 세포주기를 측정하였다. 그 결과 G1기의 세포가 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. 그리고 CME의 처리가 세포주기와 관련된 단백질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 western blot analysis를 실시하여 G1기 세포주기 정지와 관련된 신호 단백질들의 발현 변화를 확인하였다. 그 결과 CME의 처리가 세포 증식과 분열에 중요한 역할을 하는 p-Akt와 p-GSK-$3{\beta}$의 발현을 저해하는 것을 확인하였고, 이에 따라 p53의 발현과 활성이 증가하여 p21의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한, p21의 증가에 따른 cyclin E의 발현 감소와 CDK2의 비활성화 상태인 p-CDK(T14), p-CDK(Y15)의 발현 증가를 확인하였다. 이와 같은 CME의 세포주기 억제 유도 효과가 일어나는 신호경로를 확인하기 위하여 LY294002(PI3K/Akt 저해제), BIO(GSK-$3{\beta}$ 저해제), Pifithrin-${\alpha}$(p53 저해제)를 CME와 각각 또는 병행 처리한 후 MTT assay, 세포주기 측정, western blot analysis를 진행하였다. 그 결과 LY294002의 처리는 CME 처리군과 유사하게 세포생존율을 저해시키고 G1기 정지를 유도했으며, 세포주기 단백질을 조절하였다. 또한, GSK-$3{\beta}$와 p53 저해제를 처리하였을 때 CME를 병행 처리했음에도 불구하고 세포증식 억제나 G1기 정지와 같은 항암 효과가 나타나지 않았으며, 관련 신호경로 단백질의 변화도 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 CME의 처리가 Akt/GSK-$3{\beta}$/p53 신호경로를 조절하여 cyclin E의 발현을 감소시키고 CDK2의 활성을 억제함으로써 G1기 세포주기 정지를 유도함을 확인하였다.

세포분열에 관여하는 인간의 CIP29/Hcc1 유전자와 상동성을 가지는 분열형 효모의 새로운 유전자 mas1+의 특성분석 (Isolation and Characterization of mas1+ of Schizosaccharomyces pombe, a Homologue of Human CIP29/Hcc-1 Involved in the Regulation of Cell Division)

  • 차재영;신상민;하세은;이정섭;박종군
    • 생명과학회지
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    • 제21권12호
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    • pp.1666-1677
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    • 2011
  • 세포주기조절에서 유전자 발현의 조절은 매우 중요한 부분이다. 본 연구에서는 인간의 유전자인 CIP29/Hcc1과 상동성을 가지는 분열형 효모의 새로운 유전자 mas1+을 분리하였다. 중합효소연쇄반응을 수행하여 cDNA를 얻고 이 cDNA의 염기서열을 분석한 결과 mas1+의 전체 염기서열은 735 bp로서, 245개의 아미노산을 암호화하고 있다. mas1+의 프로모터에서는 M-G1에 특이적인 전사를 보이는 유전자들에 보존되어 있는 PCB 서열이 발견되었다. 세포주기별 mas1+의 전사 수준을 분석한 결과 격막이 형성된 세포수의 빈도를 나타내는 격막 세포지표 의 양상과 유사하게 발현하는 것을 확인하였다. mas1+ 결손 돌연변이를 $25^{\circ}C$$36^{\circ}C$에서 배양한 결과, 세포질 분열과정이 늦어진 다중격막 세포의 빈도가 증가하였다. 이를 FACS로 분석하여 DNA 함량이 2C, 4C와 6C등이 형성됨을 확인하였다. mas1+결손 돌연변이 세포를 질소 결핍 배양액에서 배양한 결과 다중격막 세포의 형성이 확연히 증가하였는데 이는 질소 결핍에 따른 세포분열의 가속화 단계에서 mas1+의 결손이 특히 부정적 영향을 초래함을 시사한다. mas1+ 유전자 결손 돌연변이 세포에 mas1+을 포함한 plasmid를 형질전환한 후 mas1+의 발현을 유도한 결과 정상의 세포 형태로 전환됨을 확인하였다. Mas1 단백질에 EGFP를 융합시켜 발현을 유도한 결과 핵내에서 위치함을 분열형 효모와 인간 배양세포인 HeLa에서 확인하였다. 또한, mas1+ 결손 돌연변이에서 상동성을 가지는 인간 유전자 CIP29/Hcc1을 발현시킨 결과 multi-septate 세포가 줄어들었다. 한편, 생쥐의 배발달 단계에 따른 CIP29 유전자의 전사체 수준은 세포 분열이 활발한 시기에 증가하였다. 이상의 결과들은 Mas1은 인간의 핵단백질인 유전자 CIP29/Hcc1과 구조 기능적으로 상동성을 가지며, 세포주기 중 M-G1에 속하는 세포질 분열에 연관되어 있음을 시사한다.