• 한국수정란이식학회지
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• 제23권2호
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• pp.67-76
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• 2008

Since the birth of Dolly using fully differentiated somatic cells as a nuclear donor, viable clones were generated successfully in many mammalian species. These achievements in animal cloning demonstrate developmental potential of terminally differentiated somatic cells. At the same time, the somatic cell nuclear transfer (SCNT) technique provides the opportunities to study basic and applied biosciences. However, the efficiency generating viable offsprings by SCNT remains extremely low. There are several explanations why cloned embryos cannot fully develop into viable animals and what factors affect developmental potency of reconstructed embryos by the SCNT technique. The most critical and persuasive explanation for inefficiency in SCNT cloning is incomplete genomic reprogramming, such as DNA methylation and histone modification. Numerous studies on genomic reprogramming demonstrated that incorrect DNA methylation and aberrant epigenetic reprogramming are considerably correlated with abnormal development of SCNT cloned embryos even though its mechanism is not fully understood. The SCNT technique is useful in cloning farm animals because pluripotent stem cells are not established in farm animal species. Therapeutic cloning combined with genetic manipulation will help to control various human diseases. Also, the SCNT technique provides a chance to overcome excessive demand for the organs by production of transgenic animals as xenotransplantation resources. Here, we describe the factors affecting the efficiency of generating cloned farm animals by the SCNT technique and discuss future directions of animal cloning by SCNT to improve the cloning efficiency.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권5호
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• pp.393-402
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• 2019

Aurora kinases inhibitors, including ZM447439 (ZM), which suppress cell division, have attracted a great deal of attention as potential novel anti-cancer drugs. Several recent studies have confirmed the anti-cancer effects of ZM in various cancer cell lines. However, there have been no studies regarding the cardiac safety of this agent. We performed several cytotoxicity, invasion and migration assays to examine the anti-cancer effects of ZM. To evaluate the potential effects of ZM on cardiac repolarisation, whole-cell patch-clamp experiments were performed with human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) and cells with heterogeneous cardiac ion channel expression. We also conducted a contractility assay with rat ventricular myocytes to determine the effects of ZM on myocardial contraction and/or relaxation. In tests to determine in vitro efficacy, ZM inhibited the proliferation of A549, H1299 (lung cancer), MCF-7 (breast cancer) and HepG2 (hepatoma) cell lines with $IC_{50}$ in the submicromolar range, and attenuated the invasive and metastatic capacity of A549 cells. In cardiac toxicity testing, ZM did not significantly affect $I_{Na}$, $I_{Ks}$ or $I_{K1}$, but decreased $I_{hERG}$ in a dose-dependent manner ($IC_{50}$: $6.53{\mu}M$). In action potential (AP) assay using hiPSC-CMs, ZM did not induce any changes in AP parameters up to $3{\mu}M$, but it at $10{\mu}M$ induced prolongation of AP duration. In summary, ZM showed potent broad-spectrum anti-tumor activity, but relatively low levels of cardiac side effects compared to the effective doses to tumor. Therefore, ZM has a potential to be a candidate as an anti-cancer with low cardiac toxicity.

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.339-355
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• 2024

폐는 생리학적 기능과 해부 조직학적 구조 측면을 통합적으로 고려하여 분석해야만 하는 매우 복잡한 조직이기 때문에 폐질환의 병리학적 연구와 흡입독성 평가에 현재까지 주로 동물모델을 사용하고 있다. 그러나 실험동물 윤리와 동물복지를 이유로 점차적으로 실험동물 수를 줄이자는 전세계적인 움직임에 맞춰 생체 외 동물실험 대체법들이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 경제협력개발기구(OECD)와 미국 환경보호청(USEPA)은 2030년대 이후, 동물실험을 금지하기로 잠정적으로 합의함에 따라 의생명공학과 제약 분야에서 생체 외 흡입 독성 및 폐질환 모델들을 확립하고 개발된 모델을 이용한 평가 법들의 표준화 연구가 활발하다. 그 모델 중에 예를 들어, 생체칩(organ-on-a-chip, OoC) 및 오가노이드(organoid) 모델은 3차원 바이오 프린터, 미세 유체 시스템, 인공지능(artificial intelligent) 기술들과 접목되어 연구되고 있다. 이러한 생체 장기를 모방한 복합 장기 생체 외 모델링 시스템은 개체 차이를 가지는 생체 내 동물 실험에 비해 복잡한 생물학적 환경을 보다 정확하게 모방할 수 있을 것으로 기대되고 있으나 생체 모방성, 재현성, 민감성, 기반 데이터베이스의 부족 등 아직은 여러 한계점도 가지고 있다. 따라서 본 리뷰 논문에서는 만능성 줄기 세포 또는 암세포를 이용한 폐포, 폐 공기액 인터페이스(air-liquid interface, ALI) 시스템, 트랜스웰 멤브레인(transwell membrane)을 포함하여 폐 OoC 및 오가노이드의 최근 생체 외 폐 시스템 연구결과들과 AI와 접목된 인실리코(in silico) 폐 모델링에 대한 결과들의 현황을 살펴보고자 한다.

• 한국가축번식학회지
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• 제18권4호
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• pp.299-307
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• 1995

전능성을 지닌 우 수정란 세포배양기술 체계 확립은 가축육종에 중요한 의의를 지닌다. 이러한 체계는 1) 핵치환에 의한 다수의 클론동물 생산에 대한 기전, 2) 형질전환세포를 선발하기 위한 marker의 사용으로 효과적인 유전자 전이체계와 3) site specific 유전자 전이에 대한 기전 또는 homologous DNA서열 재조합에 의한 결손 등에 대한 기전을 이해하는데 이용될 수 있다. 우 수정란세포의 배양은 배반포 내부 세포괴, 상실배와 16∼20세포기로부터 확립하였다. 이들 모든 세포들은 생쥐 배아간 세포형태와 유사하였으며 배양시 분화와 증식에서 다능성을 나타내었다. 배양체계는 미세소적이나 배양용기, 우 도는 설치류 섬유아 세포주를 단기간 배양 또는 장기간 배양방법을 이용하였다. 유사분열시 요구되는 배양체계나 배양액 그리고 분화 억제에 대한 괄목할만한 장점은 아직 밝혀지지 않고 있다. 현재 16∼20 세포기의 배양세포의 전능성에 대해서는 알려져 있지 않다. 배양된 ICM세포 전능성은 27일간 배양한 ICM 세포로부터 4마리의 산자 생산에 의해 입증되었다.

• KSBB Journal
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• 제25권3호
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• pp.215-222
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• 2010

Monogenic disease의 치료를 위한 하나의 전략으로 viral vector를 이용한 gene therapy에 비해 독성이 적은 gene targeting 기술을 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구의 주된 관점은 자연적인 HR의 낮은 효율을 개선하기 위한 DSB 유도 방법으로, 선택성을 높일 수 있는 긴 염기서열의 인식이 가능한 artificial endonuclease의 개발이다. 본 글에서는 이러한 artificial endonuclease 중, 가장 많이 연구 되고 있는 homing endonuclease와 zinc finger nuclease를 간략히 소개하였다. 전자와 후자 모두, 인식 서열에 대한 일정 수준의 tolerance (인식 서열 일부가 특이적이지 않아 다른 염기로 구성된 경우)가 존재하여, 일정한 비율로 다른 target을 절단할 수 있는 가능성이 존재한다. 이러한 점은, meganucleases를 치료 목적으로 이용할 때 세포 독성을 나타내는 근본원인 중 하나이다. 두 종 모두 이러한 특성을 가짐에도 불구하고, 완전한 비자연적인 후자보다는 전자의 경우가 보다 효과적이며 낮은 세포독성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 물론 실험 조건이나 적용되는 세포 종류, 인위적인 단백질의 발현 정도에 따라 세포 독성유무 또는 정도에 차이가 나타남이 확인되고 있다. 이러한 사실들에 근거할 때, gene targeting을 유도하기 위한 artificial endonuclease의 서열 특이성을 증대시키는 것이 가장 중요하나, 그 외 여러 인자들에 대한 복합적인 연구 역시 필요함을 보여준다. 현재까지 실제 치료제로 쓰인 예는 없지만, 시험관내에서 보이는 결과와 모델 개체에서 이루어진 표적화정도, 관련된 단백질 치료제들이 지닌 잠재성을 비교할 때 매우 큰 가능성을 지니고 있음은 충분히 확인할 수 있다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권9호
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• pp.3793-3797
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• 2015

Background: Chronic myeloid leukemia (CML) is a myeloproliferative disorder of pluripotent stem cells, caused by reciprocal translocation between the long arms of chromosomes 9 and 22, t(9;22)(q34;q11), known as the Philadelphia chromosome. Materials and Methods: A total of 51 CML patients were recruited in this study. Complete blood counts of all CML patients were performed to find out their total leukocytes, hemoglobin and platelets. FISH was performed for the detection of BCR-ABL fusion and cryptogenic tests using bone marrow samples were performed for the conformation of Ph (9;22)(q34;q11) and variant translocation mechanisms. Results: In cytogenetic analysis we observed that out of 51 CML patients 40 (88.9%) were Ph positive and 4 (8.88%) had Ph negative chromosomes. Mean values of WBC 134.5 $10^3/{\mu}l$, hemoglobin 10.44 mg/dl, and platelets 288.6 $10^3/{\mu}l$ were observed in this study. Conclusions: In this study, Ph positive translocation between chromosome (9:22)(q34;q11) were observed in 40 (88.9%) CML patients.

• 센서학회지
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• 제30권2호
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• pp.109-113
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• 2021

In this study, an automated culture media replacement system was developed to analyze changes in the contraction characteristics of cardiomyocytes according to the state of the culture media. For the long-term storage of culture media, a Peltier refrigerator with a temperature of 5 to 8℃ was provided and a pH of 7.4 was maintained. The cell culture media of the cardiomyocytes was continuously replaced using interlocking pumps at a flow rate of 0.83 μl/h. The cardiomyocytes in which the culture media was replaced automatically demonstrated lower heartbeats per minute compared to samples in which there was no replacement. However, these cardiomyocytes moved more uniformly and produced greater displacement in one heartbeat cycle. It was observed that the sarcomere length of the cardiomyocytes increased due to the automated culture media replacement system. These cardiomyocytes were found to demonstrate better maturation compared to the control group. The maturation of cardiomyocytes was verified through staining images. The proposed automated culture media replacement system generates a uniform heart rate and improvements in contraction force. Based on the study, patient-specific drug toxicity assessments can be conducted using differentiated cardiomyocytes in induced pluripotent stem cells.