• 생명과학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.468-475
• /
• 2022

줄기세포와 전구세포 사이의 기능 분석은 여러 조직 특히 혈액에서 잘 확립되어 있다. 특히 조혈줄기세포는 골수 니쉬에서 자가재생능 및 재구성능을 가지고 있으며, 골수 내 기질세포는 조직 기능 조절에 큰 영향을 미친다. 최근 연구에서는 포유동물 줄기세포의 기능은 니쉬 세포 내에서 실험적으로 처음 증명되었고, 특히 미세환경에 의해 종양발생이 가능하다는 증거를 나타내고 있다. 고대에서부터 뼈와 피의 관계는 생체 내 필수불가결인 관계로 진화 과정을 거쳐 포유류의 줄기세포에 대해 최초로 제안되었고, 실험적으로 증명된 니쉬세포를 포함한 미세환경과의 복잡한 상호 관계를 규명하였다. 여러 골수 기질세포는 조혈줄기세포의 기능 조절을 하며, 일부의 기능장애는 골수 이형성 및 백혈병을 유발할 수 있다. 현재까지 여러 기질세포에 대한 맵핑이 되지 않아 현재 많은 연구자들이 단일 분자 수준에서 개개의 기질세포 유형을 파악하는 데이터가 필요하다고 주장하고 있으며 이를 바탕으로 골수 내 조혈줄기세포의 특정 기능을 파악할 수 있다고 볼 수 있다. 따라서 본 총설을 통해 조혈줄기세포 및 미세환경에 대한 이전 연구들의 흥미로운 문제를 논의하고, 조혈줄기세포와 골수 니쉬에 대한 현재 및 새로운 개념을 요약하고자 한다.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제32권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2008

조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 전달은 유전자 치료의 새로운 가능성을 제시할 수 있다. 레트로바이러스를 이용한 유전자 전달 기술은 많은 기초 연구와 임상 시도가 이루어진 대표적인 바이러스이다. 그러나 현재 사용되고 있는 in vitro에서의 조혈 줄기 세포에의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포의 분화 유도, 자기 복제 능력과homing 능력의 저하 등 많은 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로서 마우스의 대퇴골에 직접 레트로바이러스를 이식하는 IBM (Intra-Bone Marrow) 방법을 이용하여 조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 도입을 시도하였다. IBM 이식 2주 후 마우스의 각 조직을 분석한 결과, 골수뿐 아니라 림파절, 비장, 간장 세포 등에서 유전자가 안정적으로 발현하는 것을 관찰하였다. 또한, $6.4{\pm}2.7%$의 골수조직 존재 조혈줄기/전구세포에서 도입된 유전자가 안정적으로 발현하고 있는 사실을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 IBM 이식 방법을 이용한 생체 조직 내 레트로바이러스의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포를 이용한 유전자 치료에 매우 효과적인 방법이라는 사실을 시사해주고 있다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.775-778
• /
• 2001

Pichia pastoris에서 생산된 rtLkn-1 은 농도에 따라 CFU의 colony 형성을 억제하였으며, 마우스와 인간 골수 세포에서 항암제에 의한 stem cell 및 progenitor cell의 사멸을 억제하였고 이것은 항암제가 작용하는 동안 세포 주기를 일시적으로 휴지기로 유도하였기 때문으로 사료된다.

• IMMUNE NETWORK
• /
• 제2권3호
• /
• pp.166-174
• /
• 2002

Background: Human umbilical cord bloods, which could be taken during the delivery are utilized as a source of hematopoietic stem cells. Also in cord blood, there are several kinds of stem cells such as endothelial and mesenchymal stem cells. Methods: We isolated the mesenchymal stem cells from human umbilical cord bloods and confirmed the differentiation of these cells into osteoblast progenitor cells. The mesenchymal stem cells derived from umbilical cord blood have the ability to differentiate into specific tissue cells, which is one of characteristics of stem cells. These cells were originated from the multipolar shaped cells out of adherent cells of the umbilical cord blood mononuclear cell culture. Results: The mesenchymal stem cells expressed cell surface antigen CD13, CD90, CD102, CD105, ${\alpha}$-smooth muscle actin and cytoplasmic antigen vimentine. Having cultrued these cells in bone formation media, we observed the formation of extracellular matrix and the expression of alkaline phosphatase and of mRNA of cbfa-1, ostoecalcin and type I collagen. Conclusion: From these results we concluded that the cells isolated from the umbilical cord blood were mesenchymal stem cells, which we could differentiate into osteoblast when cultured in bone formation media. In short, it is suggested that these cells could be used as a new source of stem cells, which has the probability to alternate the embryonic stem cells.

• BMB Reports
• /
• 제56권9호
• /
• pp.482-487
• /
• 2023

Hematopoiesis is regulated by crosstalk between long-term repopulating hematopoietic stem cells (LT-HSCs) and supporting niche cells in the bone marrow (BM). Here, we describe the role of KAI1, which is mainly expressed on LT-HSCs and rarely on other hematopoietic stem-progenitor cells (HSPCs), in niche-mediated LT-HSC maintenance. KAI1 activates TGF-β1/Smad3 signal in LT-HSCs, leading to the induction of CDK inhibitors and inhibition of the cell cycle. The KAI1-binding partner DARC is expressed on macrophages and stabilizes KAI1 on LT-HSCs, promoting their quiescence. Conversely, when DARC+ BM macrophages were absent, the level of surface KAI1 on LT-HSCs decreases, leading to cell-cycle entry, proliferation, and differentiation. Thus, KAI1 acts as a functional surface marker of LT-HSCs that regulates dormancy through interaction with DARC-expressing macrophages in the BM stem cell niche. Recently, we showed very special and rare macrophages expressing α-SMA+ COX2+ & DARC+ induce not only dormancy of LT-HSC through interaction of KAI1-DARC but also protect HSCs by down-regulating ROS through COX2 signaling. In the near future, the strategy to combine KAI1-positive LT-HSCs and α-SMA/Cox2/DARC triple-positive macrophages will improve the efficacy of stem cell transplantation after the ablative chemo-therapy for hematological disorders including leukemia.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제9권1호
• /
• pp.7-11
• /
• 2004

Leukotactin-1 (Lkn-1), a human CC chemokine, has been demonstrated to induce chemotaxis of neutrophils, monocytes, eosinophils and Iym phocytes and has been shown to suppress colony formation of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) in vitro and in vivo. The temporal suppression of HSPC by chemokines could potentially be applicable for various indications, such as the protection of HSPC from the several anti-proliferating chemotherapeutics in cancer treatments. In order to evaluate the protective effects on myeloid progenitor cells, the recombinant Lkn-1 was produced by Pichia pastoris and tested with cyclophosphamide, cytotoxic chemotherapeutics. The pretreatment of Lkn-1 increased the number of HSPC in bone marrow as well as the potency of resulting progenitor cells after the treatment of cyclophosphamide. Af-ter the first cycle of cyclophosphamide treatment these protections of HSPC correlated with the increased number of white blood cells and neutrophils in the peripheral blood. In lethal conditions created by the repeated administration of cyclophosphamide, the treatment of Lkn-1 enhanced the survival of mice, suggesting the potential use of Lkn-1 as the protective agent for HSPC from various cytotoxic insults.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제32권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

본 연구는 돼지 골수에서 존재하는 조혈 줄기 세포 및 전구 세포를 이용해 이종 동물 모델인 태아 마우스 복강 생체 이식을 통하여 돼지 조혈 세포의 이종 조혈 조직에서의 증식과 분화 특성을 규명하였다. 선천성 면역 부전 마우스인 NOD/SCID 마우스 태아 조혈 환경에 돼지 골수 유래 조혈 줄기 세포 및 전구 세포를 이식하고, 이식 후 5주령에 마우스 조혈기관에서의 돼지 조혈 세포의 증식과 분화 특성을 돼지 특이적 항체 면역 염색으로 유세포 분석을 실시한 결과, 마우스 조혈 조직인 골수, 흉선, 간장, 비장 및 림파절에서 돼지 조혈 세포의 분화 및 증식이 관찰되었다. 특히 돼지의 T 면역세포가 골수계 세포에 비해서 높은 chimerism이 관찰되어 태생 초기의 NOD/SCID 조혈 환경에 의한 특이적 T 면역세포의 증식에 적합한 조혈 환경을 제공하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 본 마우스 신생 NOSD/SCID 복강 이식 동물 모델을 이용해 돼지 T 면역세포의 분화 발달 연구 및 이종 장기 이식 기전 연구에 좋은 모델로서 활용이 기대된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
• /
• 제9권2호
• /
• pp.105-114
• /
• 2005

배아 줄기세포는 세포 치료 목적을 위한 재료로써 매우 큰 잠재력을 가지고 있으며, 이러한 잠재력의 실현을 위해서 세포의 운명에 결정적인 역할을 하는 요소들을 확인하고 특정 세포의 대량 생산을 위한 방법을 개발하여야 한다. 조혈과정은 폭넓게 연구되어 왔으며, 배아 줄기세포로부터 조혈세포의 분화는 lineage commitment에 관한 연구에 좋은 모델이 된다. 본 연구에서는, 두 종류의 마우스 배아 줄기세포주 TC-1과 B6-1를 이용하여 그 특성과 조혈세포 분화능을 비교하여 보았다. 두 세포주는 작은 차이는 있으나 줄기세포로서의 특성을 공통적으로 가지고 있었다. 그러나 methylcellulose 배양 system을 사용하여 embryonic body 형성능을 확인한 결과 TC-1이 B6-1에 비해 월등함을 확인하였다. 조혈세포 분화의 추적을 위해 blast colony의 형성, progenitor assay, RT-PCR을 통한 조혈세포 분화 관련 marker의 발현 분석을 수행한 결과, TC-1은 정상적으로 조혈세포를 생성해 내지만, B6-1은 제대로 분화되지 못함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 in vitro에서 배아 줄기세포로부터 조혈세포로 분화를 유도할 때, 보다 적합한 세포주의 탐색이 요구됨을 제시하며 이는 향후 인간 배아 줄기세포주에서도 마찬가지로 적용될 수 있음을 암시한다고 사료된다.

• Molecules and Cells
• /
• 제24권3호
• /
• pp.343-350
• /
• 2007

Mesenchymal stem/progenitor cells (MPCs) were isolated from porcine umbilical cord blood (UCB) and their morphology, proliferation, cell cycle status, cell-surface antigen profile and expression of hematopoietic cytokines were characterized. Their capacity to differentiate in vitro into osteocytes, adipocytes and chondrocytes was also evaluated. Primary cultures of adherent porcine MPCs (pMPCs) exhibited a typical fibroblast-like morphology with significant renewal capacity and proliferative ability. Subsequent robust cell growth was indicated by the high percentage of quiescent (G0/G1) cells. The cells expressed the mesenchymal surface markers, CD29, CD49b and CD105, but not the hematopoietic markers, CD45 and CD133 and synthesized hematopoietic cytokines. Over 21 days of induction, the cells differentiated into osteocytes adipocytes and chondrocytes. The expression of lineage specific genes was gradually upregulated during osteogenesis, adipogenesis and chondrogenesis. We conclude that porcine umbilical cord blood contains a population of MPCs capable of self-renewal and of differentiating in vitro into three classical mesenchymal lineages.

• 생명과학회지
• /
• 제31권9호
• /
• pp.856-861
• /
• 2021

CD82/KAI1은 분자촉진제로서 암 전이억제자로 역할이 잘 알려져 있으나, 최근 줄기 전구 세포와 혈관 신생, 근육에서 다양한 역할들이 밝혀지고 있다. 이에 본 연구진은 최근에 보고된 CD82의 다양한 기능과 역할에 관하여 총설 하고자 한다. CD82는 4개의 막 통과 도메인을 가진 테트라스파닌의 한 종류로 암의 전이 과정에 관여하는 세포접착분자들과의 상호작용을 통하여 암세포의 이동 능력을 저해한다. 암 전이 억제자로의 기능 외에도 줄기세포 니쉬에서도 그 역할이 밝혀졌다. 골수에서 분화재생능력이 뛰어난 최상위 조혈모세포(LT-HSC)에서 CD82가 발현되며, DARC와의 상호결합으로 줄기세포의 휴면을 유도한다. 줄기세포의 휴면 조절 외에도, CD82는 Rac1 활성 조절을 통해 조혈모세포의 골수로의 귀환 및 생착에도 역할을 한다. 또한, CD82는 근육 줄기 세포의 분화능을 유지시키며, 혈관 내피세포에서 세포 접착 분자와 IL-6, VEGF와 같은 사이토카인의 발현을 저해하여 혈관 신생을 억제한다. CD82는 다양한 조직 및 줄기-전구 세포에서 계급을 구별할 수 있는 핵심 세포막 표면 단백질이며, 세포 자원의 증폭 및 검증에 있어 중요하다. 다양한 기관과 세포에서 CD82의 역할과 추가적인 연구들이 줄기세포치료의 임상적 적용에 있어 큰 도움이 되기를 기대한다.