• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권2호
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• pp.99-111
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• 2011

본 실험은 transforming growth factor-${\beta}1$(TGF-${\beta}1$)이 첨가된 chondrogenic induction medium(CIM)을 이용하여 인간지방조직에서 유래된 중간엽 줄기세포(human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, ATMSCs)의 연골형성능과 gelatin-chondroitin-glucosamine scaffold(GCG-scaffold)에 접종시킨 ATMSCs의 연골형성능을 알아보고자 수행하였다. ATMSCs와 생쥐 chondrocyte를 기본배양액과 TGF-${\beta}1$이 첨가되지 않은 CIM1 및 TGF-${\beta}1$이 첨가된 CIM2에서 배양하여 연골형성능을 비교하였다. ATMSCs의 연골형성은 gelatin scaffold(G-scaffold)와 GCG-scaffold를 사용하여 glycosaminoglycan(GAG) 합성과 조직화학적 염색으로 연골기질형성 여부를 확인하였다. 펠렛 배양에서 ATMSCs와 chondrocyte의 GAG합성은 대조군에서 14일의 배양기간 동안 약간 증가하였으나, CIM1과 CIM2배양군은 배양 14일에 대조군에 비해크게 증가하였으며, CIM2 배양군에서 가장 높았다. 그러나 연골기질은 배양 14일에 CIM2 배양군에서만 Safranin O와trichrome에 의해 염색되었다. Well plate에서 배양된 ATMSCs의 증식은 모든 배양군에서 배양 10일까지 계속적인 세포증식이 일어났으며, 대조군에 비해 CIM 배양군이 높았다. ATMSCs 접종 후 플라스크나 scaffold의 세포부착률은 배양시간이 길어짐에 따라 모든 배양군에서 증가하였고, 플라스크에 비해 scaffold에서 더욱 높게 나타났다. Scaffold에 ATMSCs 접종후 GAG 합성은 28일의 배양기간 동안 대조군에서는 별 변화가 없었으나, CIM1, CIM2 배양군은 대조군보다 GAG합성이 증가되었다. CIM2 배양군에서 GAG 합성이 매우 높게 나타났다. 또한 G-scaffold보다 GCG-scaffold에서 GAG 합성이 약간 높게 나타났다. 조직화학적으로 관찰한 ATMSCs의 연골기질형성도 CIM2 배양군의 GCG-scaffold에서 가장높게 나타났다. 본 실험의 결과들을 종합해 볼 때, 펠렛 배양에서 ATMSCs는 생쥐 chondrocyte보다 낮은 연골형성능을 보였고, CIM2 배양군에서만 연골기질이 형성된 것으로 보아 TGF-${\beta}1$이 연골분화에 중요한 요소로 작용한 것이라 사료된다. G-scaffold는 효과적인 연골분화 환경을 제공해 줌으로써 ATMSCs의 세포부착률과 GAG 합성을 증가시키는 것으로보여지며, G-scaffold보다 GCG-scaffold에서 많은 연골기질이 형성된 것은 GCG-scaffold에 첨가된 chondroitin과 glucosamine이연골기질 형성을 촉진시키는 물질로 작용한 것으로 사료된다.

• 한국임상수의학회지
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• 제26권6호
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• pp.528-533
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• 2009

본 연구에서는 사람 제대혈로부터 간엽줄기세포를 분리하고, 이들을 체외에서 다량 증식시키며, 나아가 이들 간엽줄기세포를 특정한 세포로 분화시키고자 하였다. 사람의 제대혈로부터 단핵세포를 Ficoll-density gradient 법으로 분리하고, 이를 10% 우태아혈청, L-glutamnie, 및 항생제가 첨가된 DMEM 배양액과 Keratinocyte 배양액으로 $37^{\circ}C$ 5% $CO_2$ 배양조건에서 계대배양으로 증식시키고 현미경으로 줄기세포의 발달과 형태학적 성상을 확인하였으며, PAS 염색 및 PACS 분석으로 간엽줄기세포임을 확인하였다. 이들은 체외에서 연골세포로 분화를 유도하였고, 이들 분화된 줄기세포는 면역조직화학적 검사법으로 연골세포 특이 물질에 대한 Safranin O 염색법 및 Type II collagen 염색법을 실시하여 이들의 발현을 확인하였으며 RT-PCR을 실시하여 특이 mRNA 발현을 확인함으로서 연골세포로 분화된 것임을 확인하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권1호
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• pp.91-97
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• 2003

본 연구를 통해 X선에 의한 연골세포 분화 억제 작용경로를 조사하고자 하였다. 계배 limb bud 간충직세포를 배양하면서 여러 가지 선량(1-10Gy)의 X선을 조사하고 연골분화도를 조사한 결과, X선은 연골세포에 특이하게 발현되어 분화척도로 이용되는 typeII collagen의 발현과 proteoglycan의 축적을 저해하였다. 또한 세포내 신호전달 과정에서 중요한 매개자 역할을 하는 것으로 알려진 PKC 동위효소중 $PKC{\alpha}$의 발현을 저해하였다. 그러나 $PKC{\lambda}({\iota}),\;{\varepsilon}$ 등 다른 동위효소의 발현에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. X선 조사에 의한 연골세포 분화 억제가 $PKC{\alpha}$의 downstream으로 알려져 있는 Erk-1을 통하여 이루어지는지 알아보기 위하여 Erk-1의 발현 및 인산화를 조사한 결과 X선은 그 발현에는 영향을 미치지 못했으나 인산화는 증가시켰다. 연골세포 분화 저해 효과가 Erk-1의 활성 변화에 의한 것인가를 확인하기 위하여 Erk-1을 인산화하는 MEK의 저해제인 PD98059를 처리하여 Erk-1의 인산화를 저해한 결과 X선 조사에 의한 연골분화 억제효과를 극복하는 것으로 나타났다. 또한 X선 조사가 분화 초기의 세포응집 과정에 어떤 영향을 미치는 지 알아보기 위하여 PNA 염색으로 조사한 결과 보선 조사는 세포응집을 저해하였다. 본 연구 결과를 종합하면 X선 조사는 분화 초기에 세포 응집을 억제하며 $PKC{\alpha}$의 발현을 저해하고 Erk-1의 인산화를 촉진하여 연골세포 분화를 억제하는 것으로 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제47권3호
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• pp.117-124
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• 2015

중간엽줄기세포는 손상된 관절연골 치유능력을 가지고 있어 줄기세포 치료 분야에서 대표적인 성체줄기세포로 알려져 있다. 자외선이 조사된 생체 친화성 필름 조성물인 DTOPV (S-triazine bridged p-phenylenevinylene)는 친수성 특성의 표면을 가진 형광 화합물이다. 이전의연구에서 물질표면의 습윤성과 친수성이 세포부착 및 증식에 중요한 역할을 하는 것이 확인 되었으며, 이번 연구에서는 DTOPV를 이용하여 중간엽줄기세포의 연골분화능을 향상시키고자 하였다. 일반 배양용기로 사용하고 있는 TCPS (tissue culture polystyrene)와 자외선이 조사된 패턴된 DTOPV 필름을 이 실험에 사용하였고 TGF (transforming growth factor)-${\beta}3$가 포함된연골분화배지로 중간엽줄기세포를 2주동안 분화유도를 하였다. TCPS에서 배양된 중간엽줄기세포는 단층으로 자라면서 분화가 유도된 반면, 자외선이 조사된 DTOPV 필름 위에서 배양된 세포는덩어리진 구형으로 형태가 변하였으며, 연골세포에 특이적으로 염색되는 Safranine O 염색으로 DTOPV 조건에서 더 붉게 염색됨을 관찰하였다. 또한 연골세포 특이적인 유전자인 Type II collage이 DTOPV 조건에서 더 강하게 발현되는 것을 확인함으로써 TCPS보다 DTOPV에서 연골세포로 분화가 향상된 것을 알 수 있었다. 따라서 자외선이 조사된 생체 친화성 필름 조성물인 DTOPV을 이용한 경우에 일반 배양용기보다 빠르게 연골분화가 이루어짐을 알 수 있었다. 결론적으로 향후 조직공학 분야에서 DTOPV가 중간엽줄기세포의 효과적인 연골분화 물질로서 활용될 수 있는 가능성을 확인 하였으며, 더 나아가 약물 스크리닝과 같은 진단분야에 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제4C권4호
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• pp.176-180
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• 2004

This paper presents the fabrication and test of a micro cell exciter actuated by an electromagnetic force for the study on the chondrogenic differentiation of rabbit mesenchymal stem cells (MSCs). The micro cell exciter is designed to apply compressive loading to the alginate gel mixed with the MSCs. The magnetic cell exciter consists of an actuator component and a cartridge-type chamber component. An actuator is composed of a permanent magnet, a core and a coil. The chamber has seven PMMA wells and a cell culture Petri dish. Two types of alginate gels were stimulated by the cell exciters for 10 minutes every 12 hours for 7 days. In order to determine the expression of these matrix components during differentiation, RT-PCR analysis was performed. Collagen type II was expressed in the MSCs subjected to the compressive stimulation.

• 대한치과교정학회지
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• 제25권6호
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• pp.723-731
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• 1995

Type I and type II collagens are considered the major collagens of bone and cartilage respectively. Monitoring the patterns of those gene and protein expressions during development will provide a basis for the understanding of the normal and abnormal growths. This study was undertaken to investigate the expression of collagen genes and proteins involved in the developing human mandible. Fifty embryos and fetuses were studied with Alcian blue-PAS, Masson's Trichrome, reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), Western blot analysis, and Southern blot analysis. Our results showed that $pro-{\alpha}1(II)$ collagen gene expression begins in the 5th week. Type II collagen is synthesized in mesenchymal cells in advance: of overt chondrogenesis. The gene expression for type II collagen was highest during the appearance of Meckel's cartilage. There was a switch in collagen protein expression from type I to type II during the appearance stage of Meckel's cartilage. The distribution of the mRNA for type II collagen corresponded well with the pattern of type II collagen protein. The endochondral ossification was observed where there was direct replacement of cartilage by bone.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.421-424
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• 2000

Cartilage injuries are frequent nowadays. The previous surgical treatment of cartilage defect was limited. Another approach in the treatment of cartilage injuries is the use of reconstitute cartilage consisting of chondrocytes cultured in suitable biodegradable scaffolds. Current studies have demonstrated the compatibility of chondrocytes with different biomaterials and the chondrogenesis in various types of porous scaffolds. The cell ingrowth into the porous scaffolds is modulated by initial cell loading efficiency. Therefore, well-interconnected pore structure and even pore distribution of the scaffolds are essential for efficient cell seeding. According to our previous work, well-interconnected macroporous scaffolds can be prepared by gas-foaming/salt-leaching method using ammonium bicarbonate salt as porogen additives. In this work, primary chondrocytes were cultured in PLGA 65/35 scaffolds fabricated by using our method. Cells seeded in the scaffolds showed well distribution by agitated seeding method. Histochemical staining of proteoglycans present in the scaffolds was used to visualize the chondrocyte ingrowth in the scaffolds. At 3 weeks, the population of chondrocytes was increased for the most part of the scaffolds, and extra cellular matrix (ECM) secretion was increased as culture periods progressed.

• 대한물리의학회지
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• 제8권1호
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• pp.111-116
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• 2013

연구목적: 본 연구는 흰쥐를 대상으로 정강뼈의 관절연골에 적용한 맥동전자장과 맥동초음파가 HSP70(Heat shock protein 70)의 발현을 통한 연골 형성에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 연구방법: 36마리의 200~250g의 Sprague-Dawley 흰쥐를 대조군, 맥동전자장 적용군, 맥동초음파 적용군으로 각 집단별로 12마리씩 무작위 배정하여 실험을 진행하였다. 맥동전자장은 27.12 MHz의 주파수, 5가우스의 강도, 450 W의 출력으로 10분간 적용하였고, 맥동초음파는 20%의 맥동비, 1MHz의 주파수, $1.5W/cm^2$의 강도로 10분간 적용하였다. 연구결과: 맥동전자장 적용군과 맥동초음파 적용군의 관절연골 조직에서 유의한 수준의 HSP70 발현량을 나타냈다. 또한 맥동전자장 적용군과 맥동초음파 적용군에서는 Akt, Erk1, CREB의 높은 활성도를 나타내었고, 맥동초음파 적용군에 비해서 맥동전자장 적용군의 더 높은 수준의 활성도를 보였다. 결론: 맥동전자장과 맥동초음파는 HSP70의 과발현을 유발하고, 이를 통해 연골형성을 증가시키는 것으로 나타나, 향후 관절연골의 손상에 대한 임상적 적용을 위한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권4호
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• pp.568-574
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• 2010

This study introduced a chick embryos’ infection model to elucidate the pathogenesis mechanism of Pseudomonas aeruginosa, which causes serious diseases in human after ingestion of P. aeruginosa-contaminated animal originated foods. The embryonic chick model is able to give a rapid and relatively inexpensive method to assess bacterial pathogenicity compared to embryos of other vertebrates. Embryos were infected with P. aeruginosa and elastase-deficient P. aeruginosa. After infection with P. aeruginosa cells, total bacterial cell numbers and gelatinase activities in the embryos were compared. Thereafter, precartilage condensation and chondrogenesis were assessed by peanut agglutinin (PNA) binding on day 3 and by Alcian blue staining for sulfated proteoglycans on day 5, respectively. P. aeruginosa significantly increased in embryos, resulting in abnormal limb development, whereas P. aeruginosa defective in elastase activity partly impaired proliferation. In addition, P. aeruginosa-infected chick embryos significantly stimulated the production of matrix metalloproteinases. Several analyses showed that elevated proteases suppressed the proliferation and survival of chondrogenic cells. The results show that this infection model was a useful assay to determine the virulence mechanism of P. aeruginosa in human after intake of microbiologically contaminated foods.

• 대한수의학회지
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• 제37권1호
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• pp.15-24
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• 1997

This study was undertaken to obtain basic data on the histological changes in the tracheal cartilage of the embryos and fetuses of the Korean native cattle. Twenty-two embryos and fetuses of the Korean native cattle, ranging from 30mm(peesumptive fetal age 44 days) to 440mm(presumptive fetal age 168 days) in crown-nump(C-R) length, were used for present study. The results were summerized an follows; 1. Mesenchymal cells differentiated as chondroblasts were condensed into tracheal cartilage in the CRL 30mm of the Korean native cattle embryo, and the chondrocytes begun to appear in the tracheal cartilage in the CRL 40mm fetus. 2. The tracheal cartilage in the CRL 70mm fetus was composed of the large number of chondrocytes. The histochemi8cal reactions for glycosaminoglycans showed strong positive reaction in the CRL 380mm, and for collagen substance showed mildly in the 6th experimental group.