Mesenchymal stem cells (MSCs) have been widely used as cellular therapeutic agents. They have their own characteristic stemness, and thus, they can be used in the treatment of many chronic diseases and in anticancer therapy. MSC therapy has many advantages over chemical therapy. MSC therapy is based on self or homogeneous origin; as such, it is expected to be effective in the treatment of various diseases. In addition, microRNAs in particular have been studied for their structure and function, and they are also expected to prove effective for use as therapeutic agents in cancer or chronic diseases. MicroRNAs are largely associated with metabolism and homeostasis. Therefore, over- or under-expression of microRNAs leads to chronic diseases. Conversely, effective control of the expression of specific microRNAs reduces the risk of many chronic diseases. However, there have been no reports thus far on the synergistic effects of MSCs and microRNAs. Therefore, in this study, we examined the relationship between MSCs and microRNAs using placenta-derived MSCs (PDSCs), bone marrow-derived MSCs (BM-MSCs), and fibroblast (WI-38) cells. We studied the expression of some microRNAs in MSCs and compared the expression in each cell line and cell passage. As a result, we found that the expression of microRNA-34a was higher in PDSCs than in BM-MSCs and that the expression of microRNA-27a, 33a, 33b, and 211 was higher in BM-MSCs than in PDSCs. Therefore, we expect that each MSC line will be used as cell therapy, considering its expressed functional microRNA.
Choi, Kwang-Hwan;Yoon, Ji Won;Kim, Minsu;Jeong, Jinsol;Ryu, Minkyung;Park, Sungkwon;Jo, Cheorun;Lee, Chang-Kyu
Food Science of Animal Resources
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v.40
no.4
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pp.659-667
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2020
Muscle stem cells isolated from domestic animals, including cows and pigs, were recently spotlighted as candidates for the production of alternative protein resources, so-called cultured meat or lab-grown meat. In the present study, we aimed to optimize the in vitro culture conditions for the long-term expansion of pig muscle stem cells via the screening of various signaling molecules. Pig muscle stem cells were collected from the biceps femoris muscles of 3-d-old crossbred pigs (Landrace×Yorkshire×Duroc, LYD) and cultured in minimum essential medium-based growth media. However, the pig muscle stem cells gradually lost their proliferation ability and featured morphologies during the long-term culture over two weeks. To find suitable in vitro culture conditions for an extended period, skeletal muscle growth medium-2, including epidermal growth factor (EGF), dexamethasone, and a p38 inhibitor (SB203580), was used to support the stemness of the pig muscle stem cells. Interestingly, pig muscle stem cells were stably maintained in a long-term culture without loss of the expression of myogenic marker genes as determined by PCR analysis. Immunostaining analysis showed that the stem cells were capable of myogenic differentiation after multiple passaging. Therefore, we found that basal culture conditions containing EGF, dexamethasone, and a p38 inhibitor were suitable for maintaining pig muscle stem cells during expanded culture in vitro. This culture method may be applied for the production of cultured meat and further basic research on muscle development in the pig.
Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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v.45
no.4
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pp.415-422
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2019
Human epidermal stem cells(ESCs) residing in the basement membrane of the skin have an important role in maintenance of skin homeostasis of epidermal layer. Although, ESCs provide new cells to repair damaged tissue in response to tissue injury, subsets of stem cells remain in the quiescent state protected from differentiation and senescence for prolonged survivals. In this perspective, the stem cell niche, which is specific microenvironment composed of niche cells and an extracellular matrix(ECM), supplies the relevant signal to save stem cells from microenvironmental damages. The expression of stemness marker on the surface of ESCs contributes to the attachment on their ECM of the basement membrane, which lead to growth potential and apoptotic resistance against environmental stimuli. In this study, we observed that UV irradiation, a major factor of environmental stimuli, reduced the expression of α2, β1 and α6 integrin in ESCs. Rhus Semialata M extract(RSE) showed inhibitory effect on the UVB-induced reduction of integrin expression. Furthermore, RSE could upregulate the expression of Col-IV and Laminin, which contribute to the attachment of ESCs. These results indicated that RSE could be a potent ingredient for the protection of ESCs from UV irradiation by increasing the expression of integrin and substrate ECM components at their niche.
Despite recent groundbreaking advances in multiple myeloma (MM) treatment, most MM patients ultimately experience relapse, and the relapse biology is not entirely understood. To define altered gene expression in MM relapse, gene expression profiles were examined and compared among 16 MM patients grouped by 12 months progression-free survival (PFS) after autologous stem cell transplantation. To maximize the difference between prognostic groups, patients at each end of the PFS spectrum (the four with the shortest PFS and four with the longest PFS) were chosen for additional analyses. We discovered that integrin-${\alpha}8$ (ITGA8) is highly expressed in MM patients with early relapse. The integrin family is well known to be involved in MM progression; however, the role of integrin-${\alpha}8$ is largely unknown. We functionally overexpressed integrin-${\alpha}8$ in MM cell lines, and surprisingly, stemness features including $HIF1{\alpha}$, VEGF, OCT4, and Nanog, as well as epithelial mesenchymal transition (EMT)-related phenotypes, including N-cadherin, Slug, Snail and CXCR4, were induced. These, consequently, enhanced migration and invasion abilities, which are crucial to MM pathogenesis. Moreover, the gain of integrin-${\alpha}8$ expression mediated drug resistance against melphalan and bortezomib, which are the main therapeutic agents in MM. The cBioPortal genomic database revealed that ITGA8 have significant tendency to co-occur with PDGFRA and PDGFRB and their mRNA expression were up-regulated in ITGA8 overexpressed MM cells. In summary, integrin-${\alpha}8$, which was up-regulated in MM of early relapse, mediates EMT-like phenotype, enhancing migration and invasion; therefore, it could serve as a potential marker of MM relapse and be a new therapeutic target.
Kim, Do Hyung;Kim, Hyo Jin;Yeo, Hyerin;Lee, Cheon Goo;Lee, Sang Hwa
Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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v.42
no.2
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pp.145-152
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2016
Epidermis is continuously regenerated by keratinocyte stem cells (KSCs) residing in basement membrane, which is critical to the survival of an organism. KSCs are believed to persist during the whole lifetime and generate an enormous number of keratinocytes, required for the maintenance of epidermis, through transit amplifying cells dividing definite times until they become differentiated. In this report, we have developed a phenolic compound, paeonol, purified from Moutan Cortex, as a KSC proliferation activator, by screening about 350 herbal compounds. The cell proliferation activation by paeonol is specific for KSC not for keratinocyte, and no significant difference in the expression of p63 protein, a KSC marker, in KSCs treated with paeonol was observed in FACS analysis with anti-p63 antibody. In the colony forming assay, paeonol-treated KSC showed improved colony forming activity more than 1.3 fold. In addition, the result of PCR array shows that the activity of paeonol is through several signal pathways involving stem cell functions. These results suggest that paeonol could enhance KSC proliferation activity without reduction in stemness and could be applied to cosmetics as a KSC activating ingredient.
Background: Lung cancer has a high incidence worldwide, and most lung cancer-associated deaths are attributable to cancer metastasis. Although several medicinal properties of Panax ginseng Meyer have been reported, the effect of ginsenosides Rk1 and Rg5 on epithelial-mesenchymal transition (EMT) stimulated by transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) and self-renewal in A549 cells is relatively unknown. Methods: We treated TGF-β1 or alternatively Rk1 and Rg5 in A549 cells. We used western blot analysis, real-time polymerase chain reaction (qPCR), wound healing assay, Matrigel invasion assay, and anoikis assays to determine the effect of Rk1 and Rg5 on TGF-mediated EMT in lung cancer cell. In addition, we performed tumorsphere formation assays and real-time PCR to evaluate the stem-like properties. Results: EMT is induced by TGF-β1 in A549 cells causing the development of cancer stem-like features. Expression of E-cadherin, an epithelial marker, decreased and an increase in vimentin expression was noted. Cell mobility, invasiveness, and anoikis resistance were enhanced with TGF-β1 treatment. In addition, the expression of stem cell markers, CD44, and CD133, was also increased. Treatment with Rk1 and Rg5 suppressed EMT by TGF-β1 and the development of stemness in a dose-dependent manner. Additionally, Rk1 and Rg5 markedly suppressed TGF-β1-induced metalloproteinase-2/9 (MMP2/9) activity, and activation of Smad2/3 and nuclear factor kappa B/extra-cellular signal regulated kinases (NF-kB/ERK) pathways in lung cancer cells. Conclusions: Rk1 and Rg5 regulate the EMT inducing TGF-β1 by suppressing the Smad and NF-κB/ERK pathways (non-Smad pathway).
Kim, Jong-Myung;Yu, Ji-Min;Bae, Yong-Chan;Jung, Jin-Sup
Journal of Life Science
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v.21
no.5
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pp.631-646
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2011
Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent and can be isolated from diverse human tissues including bone marrow, fat, placenta, dental pulp, synovium, tonsil, and the thymus. They function as regulators of tissue homeostasis. Because of their various advantages such as plasticity, easy isolation and manipulation, chemotaxis to cancer, and immune regulatory function, MSCs have been considered to be a potent cell source for regenerative medicine, cancer treatment and other cell based therapy such as GVHD. However, relating to its supportive feature for surrounding cell and tissue, it has been frequently reported that MSCs accelerate tumor growth by modulating cancer microenvironment through promoting angiogenesis, secreting growth factors, and suppressing anti-tumorigenic immune reaction. Thus, clinical application of MSCs has been limited. To understand the underlying mechanism which modulates MSCs to function as tumor supportive cells, we co-cultured human adipose tissue derived mesenchymal stem cells (ASC) with cancer cell lines H460 and U87MG. Then, expression data of ASCs co-cultured with cancer cells and cultured alone were obtained via microarray. Comparative expression analysis was carried out using DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery) and PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships) in divers aspects including biological process, molecular function, cellular component, protein class, disease, tissue expression, and signal pathway. We found that cancer cells alter the expression profile of MSCs to cancer associated fibroblast like cells by modulating its energy metabolism, stemness, cell structure components, and paracrine effect in a variety of levels. These findings will improve the clinical efficacy and safety of MSCs based cell therapy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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