Objective: This study was to examine the in vitro neural cell differentiation patterns of human embryonic stem (hES) cells following treatment of various neurotrophic factors [basic fibroblast growth factor (bFGF), retinoic acid (RA), brain derived neurotrophic factor (BDNF) and transforming growth factor (TGF)-$\alpha$], particulary in dopaminergic neuron formation. Methods: The hES cells were induced to differentiate by bFGF and RA. Group I) In bFGF induction method, embryoid bodies (EBs, for 4 days) derived from hES were plated onto gelatin dish, selected for 8 days in ITSFn medium and expanded at the presence of bFGF (10 ng/ml) for another 6 days followed by a final differentiation in N2 medium for 7, 14 and 21 days. Group II) For RA induction, EBs were exposed of RA ($10^{-6}M$) for 4 days and allowed to differentiate in N2 medium for 7, 14 and 21 days. Group III) To examine the effects of additional neurotrophic factors, bFGF or RA induced cells were exposed to either BDNF (10 ng/ml) or TGF-$\alpha$ (10 ng/ml) during the 21 days of final differentiation. Neuron differentiation and dopamine secretion were examined by indirect immunocytochemistry and HPLC, respectively. Results: The bFGF or RA treated hES cells were resulted in similar neural cell differentiation patterns at the terminal differentiation stage, specifically, 75% neurons and 11% glial cells. Additionally, treatment of hES cells with BDNF or TGF-$\alpha$ during the terminal differentiation stage led to significantly increased tyrosine hydroxylase (TH) expression of a dopaminergic neuron marker, compared to control (p<0.05). In contrast, no effect was observed on the rate of mature neuron (NF-200) or glutamic acid decarboxylase-positive neurons. Immunocytochemistry and HPLC analyses revealed the higher levels of TH expression (20.3%) and dopamine secretion (265.5 $\pm$ 62.8 pmol/mg) in bFGF and TGF-sequentially treated hES cells than those in $\alpha$ RA or BDNF treated hES cells. Conclusion: These results indicate that the generation of dopamine secretory neurons from in vitro differentiated hES cells can be improved by TGF-$\alpha$ addition in the bFGF induction protocol.
Objective: This study was to investigate the generation of the functional neuron derived from human embryonic stem (hES, MB03) cells on in vitro neural cell differentiation system. Methods: For neural progenitor cell formation derived from hES cells, we produced embryoid bodies (EB: for 5 days, without mitogen) from hES cells and then neurospheres (for $7{\sim}10$ days, 20 ng/ml of bFGF added N2 medium) from EB. And then finally for the differentiation into mature neuron, neural progenitor cells were cultured in i) N2 medium only (without bFGF), ii) N2 supplemented with 20 ng/ml platelet derived growth factor-bb (PDGF-bb) or iii) N2 supplemented with 5 ng/ml brain derived neurotrophic factor (BDNF) for 2 weeks. Identification of neural cell differentiation was carried out by immunocytochemistry using $\beta_{III}$-tubulin (1:250), MAP-2 (1:100) and GFAP (1:500). Also, generation of functional neuron was identified using anti-glutamate (Sigma, 1:1000), anti-GABA (Sigma, 1:1000), anti-serotonin (Sigma, 1:1000) and anti-tyrosine hydroxylase (Sigma, 1:1000). Results: In vitro neural cell differentiation, neurotrophic factors (PDGF and BDNF) treated cell groups were high expressed MAP-2 and GFAP than non-treated cell group. The highest expression pattern of MAP-2 and $\beta_{III}$-tubulin was indicated in BDNF treated group. Also, in the presence of PDGF-bb or BDNF, most of the neural cells derived from hES cells were differentiated into glutamate and GABA neuron in vitro. Furthermore, we confirmed that there were a few serotonin and tyrosine hydroxylase positive neuron in the same culture environment. Conclusion: This results suggested that the generation of functional neuron derived from hES cells was increased by addition of neurotrophic factors such as PDGF-bb or BDNF in b-FGF induced neural cell differentiation system and especially glutamate and GABA neurons were mainly produced in the system.
The demand for the production of gene-defective mice from embryonic stem (ES) cells is increasing to clarify decisive gene function in vivo. Although blastocyst injection is widely used to generate ES cell-mediated knockout mice, coculture method has been alternatively used because of several advantages, such as low cost and simple procedure. Thus, this experiment was designed to demonstrate the feasibility of the coculture method using J1 ES cells, which are known to be efficient for blastocyst injection. Eight-cell embryos were harvested from 2.5 days post-coitum (dpc), denuded with acid tyrode's solution, and transferred onto trypsinized J1 ES cells. Aggregation was carried out following two typical methods, which are simple coculture method and aggregation in groove prepared by aggregation needle. Successfully aggregated-embryos were developed to blastocysts for 24 h and transferred into uterus of pseudo-pregnant foster mother. Chimeric offspring was judged by coat pigmentation. In this study, we could obtain chimeric mice from all the two aggregation methods, but the chimera production efficiencies in coculture using groove were three times higher at least than those in the other group. In conclusion, these observations suggest that coculture method should be available for production of knockout mice from J1 ES cells. Presently, the germ-line transmission rates of the chimeras produced from the two methods are under investigation.
Denel-Bobrowska, M.;Lukawska, M;Oszczapowicz, I;Marczak, A
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제17권9호
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pp.4223-4231
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2016
Background: Development of new apoptosis-inducing drugs is a promising trend in anticancer therapy. For this purpose several formamidinoderivatives of doxorubicin were synthesized. The aim of our study was to investigate effects of the five formamidinodoxorubicins in the ES-2 human ovarian clear cell carcinoma line, for comparison with data obtained previously for SKOV-3 human ovarian adenocarcinoma cells, to answer the question of whether and to what extent the histological cell type is a possible determinant of sensitivity to tested anthracyclines. Materials and Methods: In our experimental work the following methods were used: spectrophotometric assays with MTT; fluorimetric assays - double staining with Hoechst 33258 and propidium iodide (PI), measurement of caspase-3, -8, -9 activity, intracellular accumulation of DOX and analogues, estimation of drug uptake, mitochondrial transmembrane potential; flow cytometry - phosphatidylserine (PS) externalization with annexin V-FITC and PI fluorochromes. Results: Effects of the derivatives of doxorubicin were partially linked with the specific type of cancer cell although intracellular accumulation and cellular uptake of DOX and derivatives were similar in both. All of the investigated derivatives were considerably more cytotoxic than DOX. Formamidinodoxorubicins were able to induce caspase-dependent apoptotic cell death in both cell types. Conclusions: All new formamidine derivatives of DOX were able to induce caspase - dependent apoptosis in human ovarian cancer cell lines SKOV-3 and ES-2. Obtained results suggested that formamidine derivatives of DOX may be promising candidates for the prospective chemotherapeutic agents for the two different histological subtypes of ovarian cancer.
Eriocaulon sieboldianum (ES) is used in traditional oriental medicine for various medicinal purposes including headache, toothache, and inflammation. However, the anti-cancer effect of the ES is still not fully understood. In the present study, the human leukemia cell line HL-60 was used to characterize the apoptotic effects of ES. ES induced cytotoxicity of HL-60 cells in a dose- and time-dependent manner. ES induced the generation of reactive oxygen species, and the release of cytochrome c in a dose-dependent manner. In addition, we showed that ES-induced apoptosis was accompanied by activation of caspase-3. Taken together, our results demonstrate that ES possesses anti-cancer activity in HL-60 cells.
목 적: 인간 배아줄기세포는 재생 의학이나 조직공학에 있어서 큰 잠재적인 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이들은 다양한 growth factors 처리나 유전자 발현을 변화시켜 특정 세포로 유도 분화 및 분리가 가능하지만 그 효율성은 아직까지 낮은 상태이다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포로부터 비특이적으로 분화된 세포들을 특정 세포 표면 항체를 이용한 magnetic cell sorting (MACS) 방법으로 분리, 배양하여 그들의 특성을 살펴보았다. 연구방법: 미분화 배아줄기세포주(Miz-hESC4)를 물리적인 방법으로 계대 배양하였으며, 부유 배양법으로 배아체 형성을 유도하였다. 배아체의 자발적인 분화를 위해 DMEM에 10% FBS를 첨가하여 2주 동안 배양하였다. 이렇게 분화된 세포들을 CD34, human epithelial antigen (HEA), human fibroblast (HFB)에 대한 항체를 이용한 MACS system으로 각각의 항체에 대한 양성 또는 음성 세포를 분리하였다. 이러한 MACS 분리 세포를 4주 동안 배양하면서 형태적인 변화를 관찰하고 특이 유전자의 발현 양상을 분석하였다. 결 과: 분리 배양한 CD34 양성 세포들은 배양 초기에는 둥근 형태를 나타내다가 배양 후기에는 작은 다각형의 형태로 관찰되었으며, HEA 양성 세포들은 큰 다각형의 형태를 나타내었고, HFB 양성 세포들은 전형적인 방추체 형태로 관찰되었다. 특이 유전자에 대한 RT-PCR 결과에서, CD34 양성 세포들과 HFB양성 세포들에서는 내배엽과 중배엽 관련 유전자의 발현하는 것을 확인할 수 있었고, HEA 양성 세포들에서는 외배엽 관련 유전자인 NESTIN과 NF68KD의 발현을 관찰할 수 있었다. 배양기간이 경과함에 따라 CD34 양성 세포의 특이 유전자 발현 양상이 변화되었다. 결 론: 이상의 결과는 비특이적으로 분화된 인간 배아줄기세포로부터 특이 세포를 MACS 방법을 이용하여 성공적으로 분리할 수 있음을 보여주었다. 따라서, MACS 방법과 특이 세포에 대한 항체는 인간 배아줄기세포의 유도 분화와 특이 세포의 분리에 매우 유용할 것으로 생각된다.
Park, Young-S.;Lee, Jae-E.;Lee, Seo-H.;Lee, Hyeon-Y.
한국약용작물학회지
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제10권4호
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pp.237-242
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2002
It was found that the purified extract from A. gigas Nakai (polysaccharide, M.W., 25 kD) controled differentiating human ES cells. Its optimal supplementation concentration was decided as 0.8 $({\mu}g/ml)$ to efficiently control the differentiation. It also enhanced the cell growth, compared to the control. However, most widely used and commercially available differentiating agent, Leukemia Inhibitory Factor (LIF) negatively affected on the cell growth even though it controls the differentiation of ES cells, down to 40-50 % based on morphological observation and telomerase activity. It was presumed that the extract first affected on cell membrane and resulted in controlling signal system, then amplify gene expression of telomere, which enhanced the telomerase activity up to three times compared to the control. LIF only increased the enzyme activity up to two times. It was confirmed that the extract from A. gigas Nakai could be used for substituting currently used differentiation controlling agent, LIF from animal resources as a cheap plant resource and not affecting the cell growth. It can broaden the application of the plants not only to functional foods and their substitutes but also to fine chemicals and most cutting-edge biopharmaceutical medicine.
목 적: 본 연구에서는 착상전 생쥐 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배아줄기세포주를 확립하고 그 효용성과 특성을 살펴보고자 하였다. 연구방법: 생쥐 (C57BL/6J)의 2- 또는 4-세포기 배아에서 투명대를 제거하고 할구를 분리하여 지지세포와 공동배양한 후 할구로부터 형성된 내세포괴를 분리하여 계대배양을 실시하였다. 계대배양 중인 세포주의 특성을 확인하기 위해 alkaline phosphatase 활성도와 표지 인자 및 관련 유전자 발현을 세포면역화학적 염색과 RT-PCR 방법으로 살펴보았다. 또한, 계대배양 중인 배아줄기 세포주의 염색체 분석을 실시하였다. 결 과: 전체적으로 2-세포기에서 분리한 할구와 4-세포기에서 분리한 할구에서 각각 3.0% (1/33)와 4.0% (1/25)의 효율로 배아줄기세포주를 확립할 수 있었다. 이는 4-세포기의 배아를 사용하였을 때의 16.7% (5/30)에 비해 현저하게 낮았다. 분리된 할구로부터 확립된 배아줄기세포주에서 SSEA-l 과 Oct-4의 발현을 관찰하였고, 이들에서 분화된 배아체에서 삼배엽성 분화 관련 유전자들의 발현도 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 동물모델을 이용하여 착상전 초기 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배이줄기세포를 확립할 수 있음을 확인하였다. 지속적인 관련 연구를 통해 인간의 체외수정 및 배아이식술에서 배아의 파괴 또는 발생 능력에 손상을 주지 않고 새로운 인간 배아줄기세포주를 생산할 수 있는 방법을 개발하고 실용화할 수 있을 것으로 사료된다.
The objective of this study is to test whether human embryonic stem cells expressing Nurr1 (Nurr1-transfected hES cells) could be expressed TH according to neuronal differentiation. As an effort to direct differentiation of hES (MB03 registered in NIH) cells to dopamine-producing neuronal cells, Nurr1 was transfected using conventional transfection protocol into MB03 cell and examined the expression of tyrosine hydroxylase (TH) after differentiation induced by retinoic acid (RA) and ascorbic acid (AA). (omitted)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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