• Molecules and Cells
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• 제40권6호
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• pp.386-392
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• 2017

Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) are multipotent stem cells derived from periodontium and have mesenchymal stem cell (MSC)-like characteristics. Recently, the perivascular region was recognized as the developmental origin of MSCs, which suggests the in vivo angiogenic potential of PDLSCs. In this study, we investigated whether PDLSCs could be a potential source of perivascular cells, which could contribute to in vivo angiogenesis. PDLSCs exhibited typical MSC-like characteristics such as the expression pattern of surface markers (CD29, CD44, CD73, and CD105) and differentiation potentials (osteogenic and adipogenic differentiation). Moreover, PDLSCs expressed perivascular cell markers such as NG2, ${\alpha}-smooth$ muscle actin, platelet-derived growth factor receptor ${\beta}$, and CD146. We conducted an in vivo Matrigel plug assay to confirm the in vivo angiogenic potential of PDLSCs. We could not observe significant vessel-like structures with PDLSCs alone or human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) alone at day 7 after injection. However, when PDLSCs and HUVECs were co-injected, there were vessel-like structures containing red blood cells in the lumens, which suggested that anastomosis occurred between newly formed vessels and host circulatory system. To block the $SDF-1{\alpha}$ and CXCR4 axis between PDLSCs and HUVECs, AMD3100, a CXCR4 antagonist, was added into the Matrigel plug. After day 3 and day 7 after injection, there were no significant vessel-like structures. In conclusion, we demonstrated the perivascular characteristics of PDLSCs and their contribution to in vivo angiogenesis, which might imply potential application of PDLSCs into the neovascularization of tissue engineering and vascular diseases.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권4호
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• pp.233-241
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• 2010

사람의지방줄기세포는지방조직내에존재하는 줄기세포로 얻기 쉽고, 골수줄기세포와 유사한 특징을 가지고 있다. 그러나 지방을 추출하는 과정, 공여자의 나이, 체질량, 추출 부위에 따라 세포의 특성이 달라지며, 이질적인 세포군을 얻게 된다. 따라서 본 연구에서는 허벅지 지방에서 유래한 줄기세포 특성 분석 및 중배엽, 내배엽성 세포로의 분화능을 알아보았다. 허벅지 유래 줄기세포는 골수줄기세포와 유사한 섬유아세포와 유사한 모양을 보였으며, 체외에서 56.5번의 분열을 하였고, 약 $5{\times}10^{22}$개의 세포를 얻을 수 있었다. 이들은 SCF, Oct4, nanog, vimentin, CK18, FGF5, NCAM, Pax6, BMP4, HNF4a, nestin, GATA4, HLA-ABC, HLA-DR과 같은 유전자를 발현하였으며, Oct4, Thy-1, FSP, vWF, vimentin, desmin, CK18, CD54, CD4, CD106, CD31, a-SMA, HLA-ABC 등과 같은 단백질을 발현하였다. 또한 이들은 지방, 골, 연골 세포와 같은 중배엽성 세포로 분화하였고, 더욱이 인슐린 분비세포와 같은 내배엽성 세포로도 분화하였다. 결론적으로, 사람의 허벅지 유래 줄기세포는 골수 줄기세포와 유사하게 체외에서 증식이 가능하였으며, 유전자 및 단백질 발현 패턴을 가지고 있었으며, 다양한 세포로 분화 가능하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 허벅지 지방유래 줄기세포는 골수 줄기세포를 대체할 수 있는 세포치료제의 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제2권1호
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• pp.21-27
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• 1998

본 연구에서는 흰쥐 자궁에서 pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP)과 그 수용체 유전자들이 발현되는가와 각각 어떠한 유형의 transcript들이 발현되는가를 조사하였고, 이를 위해 역전사 중합효소 연쇄반응 (RT-PCR)을 시행하였다. 시상하부와 정소에서 공통적으로 존재함이 알려진 PACAP common exon 부위에 해당되는 primer를 사용하여 PCR을 시행한 결과 자궁을 포함한 모든 조직에서 에상대로 297 bp의 band가 확인되었다. 흰쥐 자궁에서 발현되는 PACAP mRNA에 정소 특이적인 exon 1이 포함되는가를 조사하기 위해 정소 특이적인 primer를 사용하여 PCR을 시행한 결과, 정소에서만 예상대로 586 bp의 band가 검출되었고 자궁을 포함한 다른 조직에서는 발견되지 않았다. 흰쥐의 PACAP 수용체 PCR에서는 자궁에서 923 bp와 839 bp크기의 band를 확인할 수 있었으며, 이는 알려진 PACAP type I수용체의 splicing variant 들 가운데 hip-hop (923bp)과 hip- 또는 nop-type (839bp)의 예상 크기와 일치하였다. 인위적으로 성적인 성숙을 유도한 PMSG 주사모델하에서 자궁내 PACAP transcript 수준은 주사 24 시간 후 실험군에서 증가하여 생식주기상 proestus 시기에 해당되는 주사 48 시간까지 증가하였다가 72 시간후에는 control 보다 낮은 수준을 보였는데, 이는 자궁의 PACAP 유전자발현이 생리적으로 조절됨을 나타내는 것이다. 본 연구는 흰쥐의 자궁에서 PACAP과 그 수용체 isoform들의 유전자가 발현됨을 최초로 보고한 것으로 자궁 자체에서 발현되는 PACAP이 autocrine 또는 paracrine하게 자궁의 생리 및 기능 조절을 담당함을 시사한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권3호
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• pp.173-181
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• 2009

One of the most extensively studied populations of multipotent adult stem cells are mesenchymal stem cells (MSCs). MSCs derived from the human umbilical cord vein (HUC-MSCs) are morphologically and immunophenotypically similar to MSCs isolated from bone marrow. HUC-MSCs are multipotent stem cells, differ from hematopoietic stem cells and can be differentiated into neural cells. Since neural tissue has limited intrinsic capacity of repair after injury, the identification of alternate sources of neural stem cells has broad clinical potential. We isolated mesenchymal-like stem cells from the human umbilical cord vein, and studied transdifferentiation-promoting conditions in neural cells. Dopaminergic neuronal differentiation of HUC-MSCs was also studied. Neural differentiation was induced by adding bFGF, EGF, dimethyl sulfoxide (DMSO) and butylated hydroxyanisole (BHA) in N2 medium and N2 supplement. The immunoreactive cells for $\beta$-tubulin III, a neuron-specific marker, GFAP, an astrocyte marker, or Gal-C, an oligodendrocyte marker, were found. HUC-MSCs treated with bFGF, SHH and FGF8 were differentiated into dopaminergic neurons that were immunopositive for tyrosine hydroxylase (TH) antibody. HUC-MSCs treated with DMSO and BHA rapidly showed the morphology of multipolar neurons. Both immunocytochemistry and RT-PCR analysis indicated that the expression of a number of neural markers including NeuroD1, $\beta$-tubulin III, GFAP and nestin was markedly elevated during this acute differentiation. While the stem cell markers such as SCF, C-kit, and Stat-3 were not expressed after neural differentiation, we confirmed the differentiation of dopaminergic neurons by TH/$\beta$-tubulin III positive cells. In conclusion, HUC-MSCs can be differentiated into dopaminergic neurons and these findings suggest that HUC-MSCs are alternative cell source of therapeutic treatment for neurodegenerative diseases.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제21권2호
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• pp.157-165
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• 2017

One of the reasons to causing blood coagulation in the tissue of xenografted organs was known to incompatibility of the blood coagulation and anti-coagulation regulatory system between TG pigs and primates. Thus, overexpression of human CD73 (hCD73) in the pig endothelial cells is considered as a method to reduce coagulopathy after pig-to-non-human-primate xenotransplantation. This study was performed to produce and breed transgenic pigs expressing hCD73 for the studies immune rejection responses and could provide a successful application of xenotransplantation. The transgenic cells were constructed an hCD73 expression vector under control porcine Icam2 promoter (pIcam2-hCD73) and established donor cell lines expressing hCD73. The numbers of transferred reconstructed embryos were $127{\pm}18.9$. The pregnancy and delivery rate of surrogates were 8/18 (44%) and 3/18 (16%). The total number of delivered cloned pigs were 10 (2 alive, 7 mummy, and 1 died after birth). Among them, three live hCD73-pigs were successfully delivered by Caesarean section, but one was dead after birth. The two hCD73 TG cloned pigs had normal reproductive ability. They mated with wild type (WT) MGH (Massachusetts General Hospital) female sows and produced totally 16 piglets. Among them, 5 piglets were identified as hCD73 TG pigs. In conclusion, we successfully generated the hCD73 transgenic cloned pigs and produced their litters by natural mating. It can be possible to use a mate for the production of multiple transgenic pigs such as ${\alpha}-1,3-galactosyltransferase$ knock-out /hCD46 for xenotransplantation.

• Bioinformatics and Biosystems
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• 제1권2호
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• pp.99-102
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• 2006

BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)는 서열 데이터베이스 탐색을 위하여 가장 많이 사용되는 프로그램이다. 전체 서열간의 최적 글로벌 정렬을 수행하는 대신에 지역적 유사성이 있는 부분을 찾아 서열 짝짓기를 수행하는 특징을 갖는다. 일반적인 연구자들은 서열 상동성 검색을 위해 NCBI에 접속하여 웹 브라우저를 통해 온라인으로 BLAST를 수행하게 되는데, 이 경우 사용자 각각의 네트워크 환경이나 입력할 데이터양에 따른 검색속도의 지연 및 제한 등과 같은 여러 문제에 부딪히게 되고, 또한 보안유지가 필요한 서열 데이터의 유출 가능성이 존재한다. 그러므로 대량의 서열 데이터에 대하여 빠르고 안전하게 BLAST 상동성 검색이 가능한 Local BLAST 검색 시스템의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 NCBI의 Genbank에서 공개된 동물의 발현 유전자 단편들(ESTs)에 대한 데이터를 이용하여 소, 돼지, 닭, 등의 경제형질과 연관된 유용 유전자만을 추출하여 이들만으로 구성된 새로운 데이터베이스를 구축하였고, 또한 이들을 사용할 수 있는 새로운 검색시스템을 개발하였다 자체 제작한 Perl script를 사용하여 필요한 데이터를 축종별로 추출 하여 새로운 DB를 구축하였으며 이 속에는 소의 경우 650,046개, 돼지의 경우 368,120개, 닭의 경우 693,005개의 발현 유전자 단편들(ESTs)이 포함된다. 또한 이들 DB 분석이 가능한 Local Animal BLAST Web 검색시스템(http://bioinfo.kohost.net)을 고성능 병렬 PC Cluster 시스템과 연동하도록 자체 구축함으로써 본 시스템이 보다 효율적인 생물정보학 연구수행이 기여할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.50-56
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• 2012

Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계는 세포의 분화와 증식, 기관의 발생과 조절을 담당하는 중요한 세포내 신호전달체계이다. 발생과정에서 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 작용이 지방세포로의 분화를 억제하고 조골세포와 신경세포로의 분화는 촉진한다는 많은 연구들이 보고되어 있으며, 현재 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 조절을 통한 여러 질병의 치료와 예방에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 연구에서는 세포를 기반으로 한 초고속 저분자 스크리닝 시스템을 이용하여 Wnt의 상승제인 silybin을 발굴하였다. silybin은 Wnt가 존재 않을 경우에는 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준에 영향을 미치지 않지만 Wnt가 존재할 경우, mRNA 발현양의 변화 없이 세포질내의 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킨다. 또한 silybin에 의해 증가된 ${\beta}$-catenin으로 인해 지방세포분화에 중요한 전사인자라고 알려진 PPAR-${\gamma}$와 C/EBP-${\alpha}$의 발현을 억제한다. 따라서 이 연구에서는 silybin이 세포질내 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킴으로써 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계를 활성한다는 사실을 제시하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권2호
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• pp.127-133
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• 2006

스테로이드 합성효소 중 $17\;{\alpha}-hydroxylase/17,20-lyase(P450_{C17})$는 progesterone을 $17\;{\alpha}-hydroxyprogesterone$을 거쳐 androstenedione으로 변환을 담당하는 효소이다. 양서류 난소에서 스테로이드 합성의 분자적 조절과정의 연구에 사용할 목적으로 북방산 개구리(Rana dybowskii) 난소에서 $P450_{C17}$ cDNA를 클로닝 하였다. 북방산 개구리 난포세포의 cDNA library 검색을 통해 분리된 약 2.5kb의 cDNA는 529개의 아미노산을 가진 단일 번역틀을 가지고 있었다. 개구리 $P450_{C17}$의 아미노산 서열은 Xenopus와는 76%, 닭과는 63%, 그리고 사람과는 약 45%의 동일성을 보여 주였고, 동시에 진화적으로 척추동물에서 매우 잘 보존된 아미노산 서열을 가지고 있었다. 노던 분석에서 개구리의 $P450_{C17}$ 전사체는 난소에서만 2.5kb와 3.6kb 크기의 두 종류가 발견되었다. 그리고 개구리 Rana $P450_{C17}$ cDNA는 비스테로이드 합성 세포인 COS-1세포에서 분명한 $17\;{\alpha}-hydroxylase/17,20-lyase$ 활성을 주었다. 따라서 클로닝된 개구리 $P450_{C17}$ 유전자는 양서류의 난소에서 스테로이드 합성의 분자적 기작을 연구하는데 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권2호
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• pp.99-105
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• 2010

정세관은 매우 복잡한 조직으로 마우스의 정자 발생 과정은 12단계로 구성되어 있다. Glutathione peroxidase(GPx)는 glutathione을 이용하여 과산화물(hydroperoxide)을 환원시키는 대표적인 항산화효소로서 포유류 정자 발생 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 laser capture microdissection(LCM)을 이용하여 마우스 정소에서 발생 단계별로 정세관을 채취하여 real-time PCR로 cytosolic GPx(cGPx), gastrointestinal GPx(GI-GPx), plasma GPx(pGPx) 및 phospholipid hydroperoxide GPx(PHGPx)와 같은 GPx family 유전자의 발현 정도를 비교분석하였다. 동결절편(10 ${\mu}m$)은 정상 성숙 마우스의 정소를 사용하였다. LCM 방법으로 정세관의 단면을 I~V, VII~VIII, IX~XI 단계로 구별하여 채취하였다. PHGPx mRNA의 발현은 다른 GPx mRNA보다 정소에서 현저하게 높게 발현되었다. 정자 발생 단계에서 GI-GPx, pGPx 및 PHGPx의 mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고 XI 단계 이후에 감소되었으며, I~V 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 그러나, cGPx mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고, XI~XI 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 본 연구 결과, GPx family 유전자는 정자 발생 단계에서 서로 다르게 조절되며, LCM 방법은 정소세포의 정량 분석에서 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권3호
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• pp.251-259
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• 2008

플라스틱 가소제인 di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)는 매우 잘 알려진 내분비계 장애물질(endocrine disrupting chemicals; EDCs) 중 하나로, 수컷 설취류와 인간의 생식과 발생 과정에 있어 강력한 항안드로겐성 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 사춘기 이전에 수컷 흰쥐를 DEHP에 노출시킴으로써 부속 성기관의 성숙 과정 동안 나타나는 변화를 조사한 것이다. 결과로, DEHP 투여에 의한 체중, 혈중 T 수준, 저정낭과 전립선을 제외한 조직의 무게는 대조군과 비교하여 유의적인 변화가 없었다. 저정낭의 경우, 고농도(200 mg/kg)의 DEHP를 처리한 투여군의 무게가 대조군에 비해 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 전립선의 경우, 저농도(20 mg/kg)와 고농도의 DEHP를 처리한 모든 투여군에서 대조군에 비해 유의한 무게의 감소를 나타내었다(p<0.05). 조직학적 연구 결과, DEHP 투여군의 저정낭은 대조군에 비해 점막층의 면적이 감소하였다. 또한, 전립선의 경우 대조군에서는 분비상피세포들이 입방형인데 비해 DEHP 투여군에서는 위중층상피세포 형태가 관찰되었다. 정량적 RT-PCR 연구에서, 저정낭에서의 ER-$\alpha$ 발현은 고농도 DEHP 투여에 의해 유의한 발현증가가 나타났으며(p<0.05), ER-$\beta$의 경우 저농도 DEHP 투여에 의해 유의한 발현 감소가 나타났다(p<0.05). 전립선에서의 ER-$\beta$ 수준은 저농도 DEHP 투여에 의해 유의하게 감소하나(p<0.05), 고농도 DEHP 투여에 의해서는 유의한 발현증가가 나타났다(p<0.01). 그러나 AR 발현의 경우, 저정낭과 전립선 모두에서 DEHP에 의해 유의한 차이가 나타나지않았다. 결론적으로, 본 연구는 (i) DEHP의 유해한 작용이 사춘기 이전 시기의 성적인 성숙을 교란할 수 있으며, (ii) 저정낭과 전립선이 사춘기 이전 시기 DEHP 노출에 대한 민감한 표적이 될 수 있고, (iii) DEHP의 유해한 작용이 ER과 연관된 기작을 통해 매개될 수 있음을 시사한다.