• Reproductive and Developmental Biology
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• 제28권1호
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• pp.65-70
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• 2004

In mammals, male and female germline stem cells are derived from primodial germ cells. Despite many efforts to identify stem cells from gonads, there has been little successe to identify germline stem cells yet. In this study, we isolate and characterized porcine germline stem cells using only stem cell markers that are prevalently expressed in various tissues. Gonadal cells derived from both male and female formed colonies and showed AP activities and different lectin binding properties. Pluripotency of germline stem cells was also identified by positive signals against putative stem cells markers such as SSEA-1 and SSEA-3. In addition, nestin was also found in primary gonad cells that have a similar morphology to the AP-positive cells. The nestin expression suggests that the germline stem cells may have similar expression of the prevalent stem cell markers found in other tissues. The demonstration of nestin expression together with pluripotent cell markers calls further investigation of the possible differentiation of nestin-positive cells into neurons.

• 한국가금학회:학술대회논문집
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• 한국가금학회 2004년도 제21차 정기총회 및 학술발표회
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• pp.9-10
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• 2004

형질전환 가금의 생산은 생체반응기(Bioreactor)가금에 의한 고부가가치의 생의약 물질을 저비용, 고효율로 생산할 수 있으며, 배 발달과정 및 유전자 조절기작 규명을 통한 학문적 이용성 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 형질전환 가금을 생산하기 위한 방법 중 닭의 배 발생 초기에 발생하는 성세포(정자 혹은 난자)의 전구세포인 원시생식세포를 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 이를 검증할 원시생식세포 특이적 마커의 부재로 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구는 원시생식세포의 특성 분석을 위해 PAS(Periodic acid-Schiff) 염색 및 특이항체 (SSEA-1,3,4 & Integrins $\alpha$6, $\beta$l) 그리고 lectins (STA, DBA, ConA, WGA)를 이용하였다. 이번 연구결과를 통한 닭 원시생식세포의 특이적 마커의 개발은 원시생식세포를 이용한 가금의 형질전환 연구에 기여할 것이다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제18권3호
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• pp.243-248
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• 2003

1. 생쥐 고환으로부터 얻은 세포를 배양하여 군집을 형성하는 것을 관찰할 수 있었으며, AP, SSEA-1, -3, -4과 Integrin $\alpha$6, $\beta$1 및 Oct4의 발현을 확인하였다. 2. 생쥐 생식줄기세포를 3-5일정도 배양하게 되면, 여러 층으로 이루어진 군집을 이루게 되는데 이는 생쥐 배아줄기세포나 배아생식줄기세포의 형태와 같은 것이었다. 3. 생쥐 생식줄기세포를 체외에서 효과적으로 분리, 배양할 수 있는 조건을 확립하였다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제31권3호
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• pp.215-220
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• 2007

본 연구는 소 배반포의 내부 세포괴로부터 다능성(pluripotency)을 지닌 배아 줄기 세포(embryonic stem cell) 또는 그 유사 세포를 분리 및 배양함으로써 줄기 세포 관련 분야의 기반 기술을 확립하고자 하였다. 소 체외수정란을 $10{\sim}12$일간 체외배양하여 생산된 부화 배반포를 세포분열이 불활성화된 생쥐 태아 섬유아 세포(mouse embryonic fibroblast, MEF) 위에서 배양하여 콜로니 형성을 유도하였으며, 이들로부터 내부 세포괴 유래의 형태를 지닌 것만을 광학현미경 하에서 물리적으로 분리하여 약 $5{\sim}7$일 간격으로 계대배양을 실시하였다. 이러한 방법을 통하여 배아 줄기 유사 세포의 특성을 40계대 이상 유지하는 2개의 세포주를 확립하였다. 각각의 세포주들은 높은 alkaline phosphatase(AP) 활성을 지니고 있었으며, 형광 면역 염색법과 PCR 기법을 사용하여 Oct-4, Nanog, STAT3, SSEA3 및 SSEA4의 발현을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 본 연구에서는 소 배반포로부터 배아 줄기 세포주를 확립하는 제반 기술이 확립되었다고 판단되며, 향후 관련 분야 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제35권1호
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• pp.23-31
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• 2011

Two piglets and one juvenile pig were used to investigate closely what types of cells express green fluorescent protein (GFP) and if any, whether the GFP-tagged cells could be used for stem cell transplantation research as a middle-sized animal model in bone marrow cells of recloned GFP pigs. Bone marrow cells were recovered from the tibia, and further analyzed with various cell lineage markers to determine which cell lineage is concurrently expressing visible GFP in each individual animal. In the three animals, visible GFP were observed only in proportions of the plated cells immediately after collection, showing 41, 2 and 91% of bone marrow cells in clones #1, 2 and 3, respectively. The intensity of the visible GFP expression was variable even in an individual clone depending on cell sizes and types. The overall intensities of GFP expression were also different among the individual clones from very weak, weak to strong. Upon culture for 14 days in vitro (14DIV), some cell types showed intensive GFP expression throughout the cells; in particular, in cytoskeletons and the nucleus, on the other hand. Others are shown to be diffused GFP expression patterns only in the cytoplasm. Finally, characterization of stem cell lineage markers was carried out only in the clone #3 who showed intensive GFP expression. SSEA-1, SSEA-3, CD34, nestin and GFAP were expressed in proportions of the GFP expressing cells, but not all of them, suggesting that GFP expression occur in various cell lineages. These results indicate that targeted insertion of GFP gene should be pursued as in mouse approach to be useful for stem cell research. Furthermore, cell- or tissue-specific promoter should also be used if GFP pig is going to be meaningful for a model for stem cell transplantation.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권1호
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• pp.23-34
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• 2009

목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권1호
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• pp.37-44
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• 2011

Parthenogenetic embryonic stem (pES) cells could provide a valuable model for research into genomic imprinting and X-linked diseases. In this study, pES cell lines were established from oocytes of hybrid offspring of Kunming and 129/Sv mice, and pluripotency of pES cells was evaluated. The pES cells maintained in the undifferentiated state for more than 50 passages had normal karyotypes with XX sex chromosomes and exhibited high activities of alkaline phosphatase (AKP) and telomerase. Meanwhile, these cells expressed ES cell molecular markers SSEA-1, Oct-4, Nanog, and GDF3 but not SSEA-3 detected by immunohistochemistry and RT-PCR. The pES cells could be differentiated into various types of cells from three germ layers in vitro by analysis of embryoid bodies (EBs) with immunohistochemistry and RT-PCR, and in vivo by observation of pES cell-derived teratoma sections. Therefore, the established pES cell lines contained all features of mouse ES cells. This work provides a new strategy for isolating pES cells from Kunming mice, and the pES cell lines could be applied as the cell model in research into genomic imprinting and epigenetic regulation of Kunming mice.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권3호
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• pp.221-229
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• 2008

줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외에서 증식 과정이 필수적이다. 그러나 배아줄기세포와는 달리 성체줄기세포는 체외에서 증식할 경우 일정시간이 지나면 줄기세포의 특성을 잃기 때문에 임상사용에 있어 제한점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 줄기세포의 특성을 잃지 않게 세포를 보존하는 방법이 필요하며, 본 연구에서는 탯줄 유래 줄기세포를 동결 보존한 후 해동시켜 줄기세포의 특성을 분석하였다. 사람의 탯줄 유래 세포를 분리하여 체외에서 배양한 후 2번째 또는 3번째 계대의 세포를 25% FBS와 10% DMSO가 첨가된 냉동배양액에 넣어 $-196^{\circ}C$에서 동결보존한 후, 6개월 뒤에 해동시켜 세포의 성장 속도와 유전자 및 단백질 발현을 살펴보았다. 냉동 보존한 후 세포를 해동시킨 결과 74%의 생존율을 보였으며, 이 세포를 체외에서 배양하였을 경우, 냉동보존하기 전의 세포와 유사하게 방추사 모양의 섬유 아세포의 형태를 나타냈다. 또한, 성장 속도 역시 냉동보존하기 전의 세포와 똑같이 10번째 계대까지 배양되었으며, 42번 분열 능력을 나타냈다. RT-PCR 결과, 냉동 전후 세포 모두에서 Oct-4, nanog, SCF, NCAM, nestin, GATA4, BMP4, HLA-1 유전자는 모두 발현하였으며, Brachyury와 HLA-DR은 발현하지 않았다. 면역세포 화학 염색 결과, 배아줄기세포 단백질로 알려진 SSEA-3, -4, Oct-4 그리고 중간엽줄기세포 단백질인 Thy-1은 모두 발현하였으며, vimentin, fibronectin, HLA-1, HCAM, ICAM 모두 발현하였다. 그러나 SSEA-4과 Thy-1, vimentin, fibronectin, HLA-1는 냉동보존한 후 배양된 탯줄질의 발현은 냉동보존하기 전후의 탯줄 유래 세포에서 큰 차이가 없었다. 냉동 보존된 탯줄 유래 세포는 세포의 분열능력과 유전자 및 단백질의 발현이 냉동 보존 전 세포와 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 냉동보존법이 임상적으로 세포 치료 시 적절한 세포의 수나 시간을 맞추는데 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제29권2호
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• pp.129-138
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• 2002

Objective: This study was to compare the characteristics between parthenogenetic mES (P-mES) cells and in vitro fertilization mES cells. Materials and Methods: Mouse oocytes were recovered from superovulated 4 wks hybrid F1 (C57BL/6xCBA/N) female mice. For parthenogenetic activation, oocytes were treated with 7% ethanol for 5 min and $5{\mu}g$/ml cytochalasin-B for 4 h. For IVF, oocytes were inseminated with epididymal sperm of hybrid F1 male mice ($1{times}10^6/ml$). IVF and parthenogenetic embryos were cultured in M16 medium for 4 days. Cell number count of blastocysts in those two groups was taken by differential labelling using propidium iodide (red) and bisbenzimide (blue). To establish ES cells, b1astocysts in IVF and parthenogenetic groups were treated by immunosurgery and recovered inner cell mass (ICM) cells were cultured in LIF added ES culture medium. To identify ES cells, the surface markers alkaline phosphatase, SSEA-1, 3,4 and Oct4 staining were examined in rep1ated ICM colonies. Chromosome numbers in P-mES and mES were checked. Also, in vitro differentiation potential of P-mES and mES was examined. Results: Although the cleavage rate (${\geq}$2-cell) was not different between IVF (76.3%) and parthenogenetic group (67.0%), in vitro development rate was significantly low in parthenogenetic group (24.0%) than IVF group (68.4%) (p<0.05). Cell number count of ICM and total cell in parthenogenetic b1astocysts ($9.6{\pm}3.1,\;35.1{\pm}5.2$) were signficantly lower than those of IVF blastocysts ($19.5{\pm}4.7,\;63.2{\pm}13.0$) (p<0.05). Through the serial treatment procedure such as immunosurgery, plating of ICM and colony formation, two ICM colonies in IVF group (mES, 10.0%) and three ICM colonies (P-mES, 42.9%) in parthenogenetic group were able to culture for extended duration (25 and 20 passages, respectively). Using surface markers, alkaline phosphatase, SSEA-l and Oct4 in P-mES and mES colony were positively stained. The number of chromosome was normal in ES colony from two groups. Also, in vitro neural and cardiac cell differentiation derived from mES or P-mES cells was confirmed. Conclusion: This study suggested that P-mES cells can be successfully established and that those cell lines have similar characteristics to mES cells.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권2호
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• pp.85-96
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• 2007

중간엽 줄기세포(MSC)를 체외배양할 때 사용하는 소태아혈청 (FBS)의 생물학적 불안전성은 이를 임상적으로 사용하는데 있어 제한점으로 작용한다. 본 연구에서는 소태아혈청 및 인간의 제대혈청을 사용하여 인간의 양막유래 중간엽 줄기세포 (HAM)를 각각 배양한 후, 세포의 성장속도와 유전자 및 단백질의 발현 양상을 비교하였다. 제왕절개 후 얻은 양막으로부터 HAM을 분리하여 10% FBS, 5% HCS 혹은 10% HCS가 각각 첨가된 DMEM 배양액에서 배양하였으며, 초기와 후기 계대의 세포를 얻어 이들의 생물학적 특성을 비교 분석하였다. 역전자 중합효소반응 결과, 혈청의 종류에 상관없이 배양된 세포들은 모두 OCT-4, Rex-1, SCF, FGF-5, BMP-4, nestin, NCAM, GATA-4, HLA-ABC 유전자를 발현하였으며, 이러한 발현은 초기 및 후기 계대의 세포에서도 마찬가지로 나타났다. 세포면역화학 반응 결과, FBS 혹은 HCS를 첨가한 배양액에서 배양된 HAM은 4번째 계대에서 collagen I, II, III, XII, fibronectin, $\alpha$-smooth muscle actin, vimentin, CK18, CD54, FSP, TRA-1-60, SSEA-3, -4, HLA ABC 단백질을 뚜렷하게 발현하였다. 그러나 desmin 단백질은 FBS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었고 vWF 단백질은 HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM에서만 발현되었다. 결론적으로 유전자와 단백질의 발현양상을 살펴본 결과, HCS가 첨가된 배양액에서 배양된 HAM은 전형적인 인간성체줄기세포의 특징을 나타내고 있으며, FBS가 첨가된 배양액과 비교하여 동등한 성장 촉진 효과를 가지는 것으로 보인다.