Objective: This study was to examine in vitro neural cell differentiation pattern of the genetically modified human embryonic stem cells expressing tyrosine hydroxylase (TH). Materials and Methods: Human embryonic stem (hES, MB03) cell was transfected with cDNAs cording for TH. Successful transfection was confirmed by western immunoblotting. Newly transfected cell line (TH#2/MB03) was induced to differentiate by two neurogenic factors retinoic acid (RA) and b-FGF. Exp. I) Upon differentiation using RA, embryoid bodies (EB, for 4 days) derived from TH#2/MB03 cells were exposed to RA ($10^{-6}M$)/AA ($5{\times}10^{-2}mM$) for 4 days, and were allowed to differentiate in N2 medium for 7, 14 or 21 days. Exp. II) When b-FGF was used, neuronal precursor cells were expanded at the presence of b-FGF (10 ng/ml) for 6 days followed by a final differentiation in N2 medium for 7, 14 or 21 days. Neuron differentiation was examined by indirect immunocytochemistry using neuron markers (NF160 & NF200). Results: After 7 days in N2 medium, approximately 80% and 20% of the RA or b-FGF induced Th#2/MB03 cells were immunoreactive to anti-NF160 and anti-NF200 antibodies, respectively. As differentiation continued, NF200 in RA treated cells significantly increased to 73.0% on 14 days compared to that in b-FGF treated cells (53.0%, p<0.05), while the proportion of cells expressing NF160 was similarly decreased between two groups. However, throughout the differentiation, expression of TH was maintained ($\sim$90%). HPLC analyses indicated the increased levels of L-DOPA in RA treated genetically modified hES cells with longer differentiation time. Conclusion: These results suggested that a genetically modified hES cells (TH#2/MB03) could be efficiently differentiated in vitro into mature neurons by RA induction method.
배아줄기세포는 다양한 분화 유도 방법을 통해 신경계세포로 분화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 더 엄격한 선발조건을 적용함으로써 특정 종류의 신경세포만을 확보할 수도 있게 되었다. 세포사멸연구를 포함한 신경생리학적 연구의 대상으로써 중요한 요건은 이렇게 확보한 배아줄기세포 유래의 신경계세포들이 정상적인 신경생리학적 특성을 갖고 있어야 하며, 동시에 그런 신경생리학적 특성이 체외에서 일정기간 동안 이상 자연적인 세포사멸없이 유지되어야 한다는 것이다. 생쥐 배아줄기세포를 retinoic acid로 처리한 후, astrocytes monolayer 위에서 신경계세포로 분화시키면 장기간 생존이 가능한 다수의 신경계세포를 손쉽게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 면역세포화학적 방법을 통해 신경세포의 생사를 개별세포 수준에서 추적할 수 있다. 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 glutamate agonist들에 대해 수용체 특이적 흥분성 신경독성 반응을 보이며, 이 반응은 신경계세포로의 분화가 진행될수록 더욱 뚜렷해지는 양상을 보인다. 신경계세포의 발생분화, 생존에 관여하는 Neurotrophin, GDNF 계열의 신경계 작용 성장인자들의 수용체가 배아줄기세포 유래의 신경계세포에서 발현되고 있으며, 이들에 의해 신경계세포로의 분화과정에서 세포의 생존능 및 신경독성처리에 대한 세포사멸반응이 조절될 수도 있다. 따라서 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 세포손상으로부터의 보호와 같은 신경약리학적 연구를 위한 중요한 특성을 나타내고 있기에 관련 연구를 위한 새로운 연구시스템이 될 수 있는 것이다. 특히 일반적인 신경세포는 유전적 변형이 어려워 다양한 신경약리학적 연구에 많은 제약을 받아 왔으나, 이제 유전자 변형 배아줄기세포로부터 얻은 신경세포를 활용하여 연구할 수 있게 됨으로써, 보다 복합적인 신경약리학적 기초연구도 가능하게 되었다. 특히 최근 인간 배아줄기세포 유래 신경계세포도 유사한 신경독성 반응을 보이고 있음이 확인됨으로써(Schrattenholz & Klemm, 2007), 이제 배아줄기세포는 신경약리학적 기초 연구만이 아닌, 나아가 대량의 약물 스크리닝과 같은 제약산업에도 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
In mammals, major progress has recently been made with the dissection of early embryonic cell specification, the isolation of stem cells from early embryos, and the production of embryonic-like stem cells from adult cells. These studies have overcome long-standing species barriers for stem cell isolation, have revealed a deeper than expected similarity of embryo cell types across species, and have led to a better understanding of the lineage identities of embryo-derived stem cells, most notably of mouse and human embryonic stem (ES) cells. Thus, it has now become possible to propose a species-overarching classification of embryo stem cells, which are defined here as pre- to early post-implantation conceptus-derived stem cell types that maintain embryonic lineage identities in vitro. The present article gives an overview of these cells and discusses their relationships with each other and the conceptus. Consequently, it is debated whether further embryo stem cell types await isolation, and the study of the earliest extraembryonically committed stem cells is identified as a promising new research field.
귀전우(Euonymus alatus Sieb.)가 간암, 식도암, 위암, 자궁암등의 각종 암을 치료하는 방법으로 민방에서 많이 사용하고 있다. 실제 Euonymus alatus(Thumb.) Sieb의 추출물중 Eupolyphaga simensis(ES)는 HDL-C/TC ratio와 LCATactivity를 증진시킨다. Human hepatoblastoma 세포인 Hep3B 세포의 성장억제를 유도하는 factor로는 TGF-${\beta}$, Insulin 등으로 알려져 있다. 따라서 귀전우는 간에 있어 당 대사에 관여하는 plasma HDL3-C level은 낮게 유지함으로써 간에서 지방간 이행을 억제 하여 간에서의 암 발생을 억제하는 효과를 보인다. 실험에서 귀전우가 자궁암세포보다도 간암세포에 보다 높은 세포독성을 보임으로써 여러종류의 암에 모두 적용하기는 어렵다고 보여진다. 또한 귀전우가 바이러스에 의해 유도되는 간암과 hepatocellular Carcinoma 세포에서 효과가 있는지와 HCC에서 세포의 증식억제효과를 어떤 경로를 통해 이루어지는지 계속적으로 연구가 수행되어져야 될 것이다.
PARK SO-LIM;SHIN EUN-JUNG;HONG SEUNG-PYO;JEON SUNG-JONG;NAM SOO-WAN
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제15권6호
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pp.1267-1272
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2005
The effects of coexpression of GroEL/ES and DnaK/DnaJ/GrpE chaperones on the productivity of the soluble form of human granulocyte colony stimulating factor (hG-CSF) in E. coli were examined. Recombinant hG-CSF protein was coexpressed with DnaK/DnaJ/GrpE or GroEL/ES chaperones under the control of the araB or Pzt-1 promoter, respectively. The optimal concentration of L-arabinose for the expression of DnaK/DnaJ/GrpE was found to be 1 mg/ml. When L-arabinose was added at $OD_{600}$=0.2 (early-exponential phase), soluble hG-CSF production was greatly increased. In addition, it was observed that the DnaK/DnaJ/GrpE and GroEL/ES chaperones had no synergistic effects on preventing aggregation of hG-CSF protein. Consequently, by coexpression of the DnaK/DnaJ/GrpE chaperone, the signal intensity of the hG-CSF protein band in the soluble fraction of cell lysate was increased from $3.5\%\;to\;13.9\%$, and Western blot analysis also revealed about a 4-5-fold increase of production of soluble hG-CSF over the non-induction case of DnaK/DnaJ/GrpE.
최근 의약적으로 유용한 단백질을 대량 생산키 위한 실현 가능한 방법이 유전자변환 가축의 이용과 관련되어 발전되어 왔다. 이러한 유전자 변환동물은 이종의 단백질을 유즙속으로 분비시키는 생체반응기로서 이용되고 있다. 이러한 전략적 목적을 위해 현재 유전자 변환동물의 생산을 위한 이용에 있어 여러 가지 방법들이 보고되고 있다. 그러나 ES 세포의 사용이 이러한 방법들 사이에서 가장 실질적인 것으로 추정되고 있다. 본 실험에서는 유전자 구축을 위해 사람 황체 호르몬(human luteinizing hormone; hLH)의 전사를 유도하기 위해 각각 2.2 및 0.5 kb의 토끼 $\beta$-casein pronoter 단편을 이용하여 생쥐의 유선에 hLH를 발현시키도록 조절하고 발현이 thynidine kinase(TK) pronoter에 의해 좌우되는 neo 유전자를 selectable marker로서 plasnid속에 삽입하였다. 그 결과 생긴 구축 유전자는 각각 pCas 2.2와 pCas 0.5로 명명하였다. 구축된 유전자로 2$\times$107의 TT-2 ES세포를 170V, 550$\mu$F로 100$\mu$g의 선상 plasmid에 의해 electroporation 시켰다. 감염된 colony들은 250$\mu$g/$m\ell$ G418을 함유하는 ESM 배양액에서 선별 7일 이후에 회수하여 성공적으로 감염된 ES세포는 PCR 및 Southern blot에 의해 확인되었고 그들 중 나머지는 trypsin 처리 후 각각 미세조작과 공배양 기술을 사용하여 ICR 생쥐의 8세포기 수정란 속에 도입하였다. 결국 24시간 동안 37$^{\circ}C$, 5% $CO_2$에서 배양된 배반포를 chimera의 생산을 위해 위임신 유기된 G418 선발처리 이후 400 및 275개의 ES 세포 colony가 생존하였으며, 3개의 ES 세포으 colony 의 genome 속에 임의적으로 plamid가 삽입된 것을 Southern blot에 의해 확인되었다. 총 13 chimera 생쥐가 3 colony로부터 생산되었으나 germ-line chimera는 현재 조사중이다. chimera 생산빈도는 공배양 기술보다 주입방법에서 현저히 높았다.
Objective: This study was performed to evaluate the possibility of prolonged culture of human embryonic stem cells (hESC; SNUhES2) on human amniotic fluid cells (hAFC), which had been storaged after karyotyping. Method: The hAFC was prepared for feeder layer in the presence of Chang's medium and STO medium (90% DMEM, 10% FBS) at $37^{circ}C$ in a 5% $CO_2$ in air atmosphere. Prior to use as a feeder layer, hAFC was mitotically inactivated by mitomycin C. The hESCs on hAFC were passaged mechanically every seven days with ES culture medium (80% DMEM/F12, 20% SR, bFGF). Results: The hAFC feeder layer support the growth of undifferentiated state of SNUhES2 for at least 59 passages thus far. SNUhES2 colonies on hAFC feeder appeared slightly angular and flatter shape as compared with circular and thicker colonies observed with STO feeder layer and showed higher level with complete undifferentiation in seven days. Like hESC cultured on STO feeders, SNUhES2 grown on hAFC expressed normal karyotype, positive for alkaline phosphatase activity, high telomerase activity, Oct-4, SSEA-3, SSEA-4, Tra-1-60 and Tra-1-81 and formed embryoid bodies (EBs). Conclusion: The hAFC supports undifferentiated growth of hESC. Therefore, these results may help to provide a clinically practicable method for expansion of hESC for cell therapies.
Hesperidin has been shown to possess a potential inhibitory effect on vascular formation in endothelial cells. However, the fundamental mechanism for the anti-angiogenic activity of hesperidin is not fully understood. In the present study, we evaluated whether hesperidin has anti-angiogenic effects in mouse embryonic stem cell (mES)-derived endothelial-like cells, and human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs), and evaluated their mechanism via the AKT/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. The endothelial cells were treated with several doses of hesperidin (12.5, 25, 50, and $100{\mu}M$) for 24 h. Cell viability and vascular formation were analyzed using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide and tube formation assay, respectively. Alteration of the AKT/mTOR signaling in vascular formation was analyzed by western blot. In addition, a mouse aortic ring assay was used to determine the effect of hesperidin on vascular formation. There were no differences between the viability of mES-derived endothelial-like cells and HUVECs after hesperidin treatment. However, hesperidin significantly inhibited cell migration and tube formation of HUVECs (P<0.05) and suppressed sprouting of microvessels in the mouse aortic ring assay. Moreover, hesperidin suppressed the expression of AKT and mTOR in HUVECs. Taken together, these findings suggest that hesperidin inhibits vascular formation by blocking the AKT/mTOR signaling pathways.
본 연구의 목적은 유자씨와 유자씨 유지로부터 HT-29 암세포 생장 억제효과를 확인하고 주요 원인 물질을 확인하는 것이다. 유자씨, 헥산 추출 유자씨 유지, 냉압착 유자씨 유지로부터 60% 메탄올을 이용하여 추출물(각각 ES, EHO, ECO)을 얻었다. 추출물의 성분은 HPLC-MS를 이용하여 확인하였다. ES, EHO, ECO를 HT-29 세포에 처리하여 생장 억제 효과를 확인한 결과, EHO와 ECO가 유의적인 효과가 있었다(p<0.05). 반면, ES와 리모닌, 노밀린은 24시간과 48시간 처리 후에 암세포 생장 억제 효과가 없었다(p>0.05). 유자씨 유지 추출물의 암세포 생장 억제효과에 주요 역할을 하는 성분을 탐색하기 위해 제조용 LC로 EHO와 ECO를 분획하여 이 분획물의 암세포 생장 억제 효과와 조성을 확인하였다. 분획물 중에서 EHO의 3개 분획물과 ECO의 2개 분획물이 유의적인 HT-29 세포 생장 억제 효과가 있었다(p<0.05). 이 5개 분획물의 HPLC-MS 분석 결과, 아이소핌피넬린, 버갑텐, 이찬젠신이 주요 성분일 것으로 추정되었다. 아이소핌피넬린, 버갑텐, 이찬젠신을 HT-29 세포에 처리한 결과, 이찬젠신이 유의적인 생장 억제 효과가 있었고(p<0.05), 아이소핌피넬린과 버갑텐은 약간의 생장 억제 효과가 있었으나 유의적이지는 않았다(p>0.05). 따라서 아이소핌피넬린, 버갑텐, 이찬젠신이 유자씨 유지 내의 주요 암세포 생장 억제 물질이며, 이 중에서 이찬젠신이 그 활성이 가장 높은 물질인 것으로 추정한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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