• 대한소아치과학회지
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• 제33권2호
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• pp.290-303
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• 2006

치아의 맹출은 치아기 (dental organ)와 치조골의 세포와 연관된 매우 복잡한 과정이다. 우선 치아 맹출이 일어나기 전에 파골세포가 치낭으로 집결하게 된다. 이러한 치낭의 역할은 파골세포와 조골세포의 상호작용으로 이루어지는 골개조와 밀접한 관련이 있는데 이는 치아 맹출과 연관된 많은 유전자들이 치낭에서 발현되기 때문이다. RANKL는 TNF ligand family로써 조골세포에 존재하며 파골세포의 형성 및 전구세포로 부터의 활성화를 유도한다. 이러한 RANKL는 OPG에 의해 그 작용이 억제되며 RANKL와 OPG의 상대적인 비율이 파골세포의 형성에 영향을 미친다. 또한 Runx2 유전자의 변이는 조골세포의 분화와 활성 에 차질을 가져오고 결국 RANKL/OPG pathway를 통해 파골세포 형성에 영향을 줄 수 있다. 치아의 발육 및 맹출에 미치는 RANKL및 OPG의 영향을 알아보고 Runx2와의 연관성을 알아보기 위해 in situ hybridization방법으로 태생 1, 3, 5, 7, 9, 11일된 쥐의 하악 및 제1대구치를 사용하여 실험을 실시한 결과 RANKL, OPG, Runx2의 mRNA가 태생 1일부터 11일까지 치낭 및 치아주위조직에 특성 있게 나타났다. 이중 태생 5일에서 9일 사이에 RANKL 및 Runx2는 치아의 교합면측과 하방 치조골 부위의 발현이 강하게 나타난 반면 OPG는 약한 발현을 보였다. 이는 또한 파골세포의 활성부위를 알아보기 위해 TRAP염색을 실시하여 태생 5일에서 9일 사이에 최대의 활성화를 나타낸 결과와 연관성 있게 나타났다. RANKL, OPG, Runx2의 특성 있는 발현양상들을 종합해 볼 때, 치아 맹출은 치낭, 치아기, 치조골 사이의 상호 작용을 통해 이루어지며, 이는 치낭이 치아 맹출에 있어서 매우 중요하다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 유전자들 (RANKL, OPG, Runx2) 이 치아의 맹출에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
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• 제38권6호
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• pp.548-561
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• 2015

By combining conventional single cell analysis with flow cytometry and public database searches with bioinformatics tools, we extended the expression profiling of thymic stromal cotransporter (TSCOT), Slc46A2/Ly110, that was shown to be expressed in bipotent precursor and cortical thymic epithelial cells. Genome scale analysis verified TSCOT expression in thymic tissue- and cell type- specific fashion and is also expressed in some other epithelial tissues including skin and lung. Coexpression profiling with genes, Foxn1 and Hoxa3, revealed the role of TSCOT during the organogenesis. TSCOT expression was detected in all thymic epithelial cells (TECs), but not in the $CD31^+$endothelial cell lineage in fetal thymus. In addition, ABC transporter-dependent side population and Sca-$1^+$ fetal TEC populations both contain TSCOT-expressing cells, indicating TEC stem cells express TSCOT. TSCOT expression was identified as early as in differentiating embryonic stem cells. TSCOT expression is not under the control of Foxn1 since TSCOT is present in the thymic rudiment of nude mice. By searching variations in the expression levels, TSCOT is positively associated with Grhl3 and Irf6. Cytokines such as IL1b, IL22 and IL24 are the potential regulators of the TSCOT expression. Surprisingly, we found TSCOT expression in the lung is diminished in lung cancers, suggesting TSCOT may be involved in the suppression of lung tumor development. Based on these results, a model for TEC differentiation from the stem cells was proposed in context of multiple epithelial organ formation.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제34권2호
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• pp.103-109
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• 2010

Functional regulation of a specific tissue or organ is controlled by a number of ways, including local cell-cell interaction. Of several forms of cell-cell junctional complexes, gap junctions are caught a great attention due to a formation of direct linkage between neighboring cells. Gap junctions are consisted of connexin (Cx) isoforms. In the present study, we evaluated expressional profiling of Cx isoforms in the rat initial segment (IS) of the male reproductive tract at different postnatal ages. The presence and expression of 13 Cx isoform mRNAs were determined by semi-quantitative real-time PCR analyses. A total of 8 Cx isoform mRNAs were detected in the IS of the male rats during postnatal development. The highest level of Cx30.3 mRNA was found at 5 months of age, while abundance of Cx31 mRNA was the highest at 1 year of age. Expression of Cx31.1 gene was relatively consistent during the postnatal development. Fluctuation of Cx32 and 37 gene expression was observed during the postnatal period. Significant elevation of Cx40 mRNA abundance was detected at 25 days of age and older ages. Expression patterns of Cx43 and 45 genes were similar with the highest level at 2 weeks of age, followed by gradual decreases at older ages. These results indicate differential regulation on expression of Cx isoforms in the rat IS during postnatal development. A complicated regulation of gene expression of Cx isoforms in the IS at different postnatal ages is suggested.

• Molecules and Cells
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• 제37권4호
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• pp.330-336
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• 2014

Thymosin beta4 (TB4) has multiple functions in cellular response in processes as diverse as embryonic organ development and the pathogeneses of disease, especially those associated with cardiac coronary vessels. However, the specific roles played by TB4 during heart valve development in vertebrates are largely unknown. Here, we identified a novel function of TB4 in endothelial-mesenchymal transformation (EMT) in cardiac valve endocardial cushions in zebrafish. The expressions of thymosin family members in developing zebrafish embryos were determined by whole mount in situ hybridization. Of the thymosin family members only zTB4 was expressed in the developing heart region. Cardiac valve development at 48 h post fertilization was defected in zebrafish TB4 (zTB4) morpholino-injected embryos (morphants). In zTB4 morphants, abnormal linear heart tube development was observed. The expressions of bone morphogenetic protein (BMP) 4, notch1b, and hyaluronic acid synthase (HAS) 2 genes were also markedly reduced in atrio-ventricular canal (AVC). Endocardial cells in the AVC region were stained with anti-Zn5 antibody reactive against Dm-grasp (an EMT marker) to observe EMT in developing cardiac valves in zTB4 morphants. EMT marker expression in valve endothelial cells was confirmed after transfection with TB4 siRNA in the presence of transforming growth factor ${\beta}$ ($TGF{\beta}$) by RT-PCR and immunofluorescent assay. Zn5-positive endocardial AVC cells were not observed in zTB4 morphants, and knockdown of TB4 suppressed TGF-${\beta}$-induced EMT in ovine valve endothelial cells. Taken together, our results demonstrate that TB4 plays a pivotal role in cardiac valve formation by increasing EMT.

• Molecules and Cells
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• 제41권7호
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• pp.695-702
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• 2018

The inner ear is a complex sensory organ responsible for hearing and balance. Formation of the inner ear is dependent on tight regulation of spatial and temporal expression of genes that direct a series of developmental processes. Recently, epigenetic regulation has emerged as a crucial regulator of the development of various organs. However, what roles higher-order chromatin organization and its regulator molecules play in inner ear development are unclear. CCCTC-binding factor (CTCF) is a highly conserved 11-zinc finger protein that regulates the three-dimensional architecture of chromatin, and is involved in various gene regulation processes. To delineate the role of CTCF in inner ear development, the present study investigated inner ear-specific Ctcf knockout mouse embryos (Pax2-Cre; $Ctcf^{fl/fl}$). The loss of Ctcf resulted in multiple defects of inner ear development and severely compromised otic neurogenesis, which was partly due to a loss of Neurog1 expression. Furthermore, reduced Neurog1 gene expression by CTCF knockdown was found to be associated with changes in histone modification at the gene's promoter, as well as its upstream enhancer. The results of the present study demonstrate that CTCF plays an essential role in otic neurogenesis by modulating histone modification in the Neurog1 locus.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제22권4호
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• pp.341-350
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• 2018

Chemokines is a small protein that plays a major role in inflammatory reactions and viral infections as a chemotactic factor of cytokines involved in innate immunity. Most of the chemokines belong to the chemokine groups CC and CXC. To investigate the immune system of the olive flounder (Paralichthys olivaceus), an expression pattern specifically induced in the early developmental stages of analysis is examined using qRT-PCR. We also examined tissue-specific expression of both CC and CXC chemokine in healthy olive flounder samples. CC and CXC chemokine shows increased expression after immune-related organs are formed compared to expression during early development. CC chemokine was more highly expressed in the fin, but CXC chemokine showed higher expression in the gills, spleen, intestines, and stomach. Spatial and temporal expression analysis of CC and CXC chemokine were performed following viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV) infection. CC chemokine showed high expression in the gills, which are respiratory organs, whereas CXC chemokine was more highly expressed in the kidneys, an immune-related organ. These results suggest that CC and CXC chemokine play an important role in the immune response of the olive flounder, and may be used as basic data for the immunological activity and gene analysis of it as well as other fish.

• 한국동물생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.2-11
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• 2024

Background: The small intestine plays a crucial role in animals in maintaining homeostasis as well as a series of physiological events such as nutrient uptake and immune function to improve productivity. Research on intestinal organoids has recently garnered interest, aiming to study various functions of the intestinal epithelium as a potential alternative to an in vivo system. These technologies have created new possibilities and opportunities for substituting animals for testing with an in vitro model. Methods: Here, we report the establishment and characterisation of intestinal organoids derived from jejunum tissues of adult pigs. Intestinal crypts, including intestinal stem cells from the jejunum tissue of adult pigs (10 months old), were sequentially isolated and cultivated over several passages without losing their proliferation and differentiation using the scaffold-based and three-dimensional method, which indicated the recapitulating capacity. Results: Porcine jejunum-derived intestinal organoids showed the specific expression of several genes related to intestinal stem cells and the epithelium. Furthermore, they showed high permeability when exposed to FITC-dextran 4 kDa, representing a barrier function similar to that of in vivo tissues. Collectively, these results demonstrate the efficient cultivation and characteristics of porcine jejunum-derived intestinal organoids. Conclusions: In this study, using a 3D culture system, we successfully established porcine jejunum-derived intestinal organoids. They show potential for various applications, such as for nutrient absorption as an in vitro model of the intestinal epithelium fused with organ-on-a-chip technology to improve productivity in animal biotechnology in future studies.

• 대한의생명과학회지
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• 제4권1호
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• pp.11-25
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• 1998

HLA 유전자군은 인간의 유전자 중에서 가장 높은 유전적 다형성을 보이며, 분석방법에 따라 판정할 수 있는 대립유전자의 수에 많은 차이가 있다. 현재까지 혈청학적 방법을 이용하여 HLA항원형 구분을 하였으나, 최근 골수이식 등 여러 HLA활용분야에서 HLA유전자형 분석이 요구되고 있어, 많은 수의 HLA유전자형을 쉽고 정확하게 구분할 수 있는 HLA DNA typing 방법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 HLA-A, B, C, DRBI 유전자형 구분은 PCR-SSP 방법을, HLA-DQAl, DQBl, DPBl 유전자형 구분은 PCR-RFLP 방법을 사용한 HLA DNA typing 방법으로 한국인에서 HLA 유전자형을 구분하고자 하였다. 본 방법을 이용하여 HLA형이 규명된 B-임파아구 표준세포에서 DNA typing을 실시하였을 때, 11차 국제 조직적 합성학회에서 발표된 결과와 모두 일치하였다. 한국인에서 HLA-A, -B, -C 대 립 유전자는 17종, 23종, 16종이 확인되었으며, HLA-DQAl, -DQBl, -DPBl, -DRBl 대립유전자는 8종, 16종, 13종, 37종이 확인되었다. 한국인에서 빈도가 높은 HLA-class I 유전자는 HLA-A 유전자에서 $A^*$02가 27.0%였으며 HLA-B 유전자에서 는 $B^*$40이 17.6%를 나타내 었고 HLA-C 유전자에서는 Cw$^*$0101이 19.2%로 가장 높은 빈도를 나타내었다. 한국인에서 가장 빈도가 높은 HLA-class II 유전자는 DQAl 유전자에서 DQAl$^*$0301이 32.1%였고, DQBl 유전자에서는 DQBl$^*$0303이 12.9%를 나타내었으며, DPBl 유전자에서는 DPBl$^*$0501이 31.3%였고 DRBl 유전자에서는 DRBl$^*$1501이 9.2%를 나타내었다. 본 연구에서 실시한 HLA DNA typing 방법은 비교적 빠른 시간 내에 많은 종류의 HLA 대립 유전자형을 정확하게 구분할 수 있으므로 앞으로 tissue typing 실험실에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 또한 DNA typing방법을 이용하여 분석한 한국인의 HLA-class I, II 유전자군의 유전자형 빈도는 골수이식을 비롯한 각종 이식검사, 특수 질환 관련검사나 인류유전학연구 등 HLA 유전자의 임상적 활용을 위한 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권2호
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• pp.217-228
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• 2003

뇌와 두개골의 조화로운 성장 발육은 성장 중인 두개골과 이 뼈들을 연결하는 두개봉합부들 그리고 발육중인 뇌사이의 일련의 상호작용에 의해 이루어진다. 두개봉합부의 조기융합으로 알려진 craniosynostosis는 이러한 상호균형적인 관계가 파괴될 때 야기될 수 있다. Bone morphogenetic protein의 하나인 Bmp2는 골 각각의 형태와 골격의 상대적인 비례성을 조절하는데 관여하고 있으며, Bmp의 하부 유전자로 알려져 있는 Msx2 homeobox 유전자의 돌연변이는 Boston-type craniosynostosis를 야기한다 이와 함께 Dlx5 homozygote mutant mouse의 표현형은 두개골 골화의 지연을 포함한 다양한 두개안면의 이상을 나타낸다. 이러한 사실들은 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들이 두개봉합부의 형태발생과정에 중요하게 작용할 수 있음을 시사하고 있다. Mouse 두개봉합부의 초기형태발생과정에 위 유전자들의 기능을 알아보기 위해, 태생기 동안의 시상봉합부에서의 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들의 발현양상을 in situ hybridization 방법을 이용하여 분석하였다. Bmp2 mRNA는 osteogenic front에서 강하게 발현되었으며, parietal bone의 골막에서도 관찰되었다. Msx2 mRNA는 시상봉합부의 미분화 간엽조직에서 강하게 발현되었으며, osteogenie front 및 dura mater에서도 관찰되었다. Dlx5 mRNA는 osteogenic front와 parietal bone에서 강하게 발현되었다. 두개봉합부에서의 Bmp signaling의 역할을 알아보기 위해 태생 15.5일 mouse의 두개골을 이용하여 in vitro 실험을 시행하였다. Bmp2-soaked beads를 osteogenic fronts에 올려놓고 48시간 기관배양한 결과 BSA 대조군에 비해 Bmp2 beads 주위 조직의 두께와 세포수가 증가하였으며 Msx2와 Dlx5 유전자들의 발현을 유도하였다. 그러나 FGF2 beads주위로는 이들 유전자들의 발현이 관찰되지 않았다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, Bmp2 유전자는 두개골 성장과 두개봉합부의 초기 형태발생을 조절하는데 중요한 역할을 담당하고 있으며, Bmp signaling은 Msx2, Dlx5 유전자들을 조절함으로써 두개골의 골화와 두개봉합부의 유지에 관여하고 있음을 제시해 주고 있다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권3호
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• pp.391-405
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• 2003

두개봉합부의 조기융합으로 일컬어지는 craniosynostosis는 두개봉합부에서의 골아세포의 조기분화 및 석회화의 결과로 나타나는 선천성 발육이상이다. 최근 유전학적 연구에 의하면 homeobox gene인 Msx2의 변이에 의해 Boston-type craniosynostosis가 야기되며, 또한 Dlx5 homozygote mutant mouse의 표현형에서 두개골의 골화지연을 포함한 다양한 두개안면부위의 이상을 발견하였다는 보고가 있었다. 게다가 Msx2와 Dlx5 homeodomain protein의 상호작용에 의해 성숙골아세포의 표지자인 osteocalcin의 전사를 조절할 수 있다는 사실이 알려져 있다. 이러한 일련의 결과들은 Msx2 Dlx5 및 osteocalcin 유전자들이 두개골의 골화과정과 두개봉합부의 형태발생에 중요한 역할을 담당하고 있음을 제시해주고 있다. 두개골의 성장과 두개봉합부의 형태발생시 이러한 유전자들의 기능을 알아보기위해 mouse의 태생기 (E15-E18) 동안 osteocalcin, Msx2, 및 Dlx5 유전자들의 발현양상을 조사하였다. Osteocalcin은 E15부터 두정골의 골막에서 관찰되었으며, 발생시기가 후기일수록 강한 발현양상을 나타내었다. Msx2는 시상봉합부의 미분화간엽조직과 osteogenic front에서 강하게 발현되었으며 경막과 hair follicle에서도 관찰되었다. Dlx5는 osteogenic front를 포함한 두정골의 골막에서 강하게 발현되었으나 시상봉합부의 미분화간엽조직 에서는 발현되지 않아, Msx2와는 발현양상의 차이를 나타내었다. 두개골과 두개봉합부의 발육과정에서의 Msx2와 Dlx5의 기능을 좀더 심도깊게 분석하기위해, 여러 가지 signaling molecule들의 protein을 사용하여 in vitro 실험을 시행하였다. BMP-2, -4 protein의 overexpression은 bead 주위로 Msx2 유전자의 발현을 유도하였으나, 다른 $TGF{\beta}$ superfamily인 $TGF{\beta}1$, GDF-6, -7 bead들 주위로는 Msx2를 관찰할 수 없었다. 또한 FGF, Shh protein 역시 bead주위로 Msx2의 발현을 유도하지않았다. 흥미롭게도 BMP-2, -4 protein의 overexpression은 bead 주위로 Dlx5 유전자의 발현을 유도하였으나, 다른 $TGF{\beta}$ superfamily, FGF, Shh bead주위로는 Dlx5를 관찰할 수 없어, Msx2와 동일한 결과를 나타내었다 이 결과들을 종합해볼 때, Msx2와 Dlx5 유전자는 두개골과 두개봉합부의 성장발육과정에 중요한 역할을 담당하고 있으며, BMP signaling은 이 두 전사조절인자들을 조절하므로써 두개골의 골화과정과 두개봉합부의 형태발생 및 유지에 관여하고 있음을 제시해주고 있다. 특히 BMP signaling에 specific downstream gene인 Msx2 및 Dlx5의 발현양상의 차이는 골아세포의 분화시 이들 유전자가 각각의 독특한 기능을 가지고 있음을 시사해주고 있다.