• Reproductive and Developmental Biology
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• 제30권2호
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• pp.143-156
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• 2006

Major characteristics of embryonic stem cells (ESCs) are sustaining of sternness and pluripotency by self-renewal. In this report, transcriptional profiles of the molecules in the developmentally important signaling pathways including Wnt, BMP4, $TGF-\beta$, RTK, Hh, Notch, and JAK/STAT signaling pathways were investigated to understand the self-renewal of mouse ESCs (mESCs), J1 line, and compared with the NIH3T3 cell line and mouse embryonic fibroblast (MEF) cells as controls. In the Wnt signaling pathway, the expression of Wnt3 was seen widely in mESCs, suggesting that the ligand may be an important regulator for self-renewal in mESCs. In the Hh signaling pathway, the expression of Gli and N-myc were observed extensively in mESCs, whereas the expression levels of in a Shh was low, suggesting that intracellular molecules may be essential for the self-renewal of mESCs. IGF-I, IGF-II, IGF-IR and IGF-IIR of RTK signaling showed a lower expression in mESCs, these molecules related to embryo development may be restrained in mESCs. The expression levels of the Delta and HESS in Notch signaling were enriched in mESCs. The expression of the molecules related to BMP and JAK-STAT signaling pathways were similar or at a slightly lower level in mESCs compared to those in MEF and NIH3T3 cells. It is suggested that the observed differences in gene expression profiles among the signaling pathways may contribute to the self-renewal and differentiation of mESCs in a signaling-specific manner.

• 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.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권4호
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• pp.265-272
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• 2006

목 적: 본 연구는 생쥐 포배기 배아로부터 내세포괴를 분리하는 방법과 지지세포의 종류와 mitomycin C 처리 시간이 내세포괴 colony 형성률에 미치는 영향을 관찰하기 위해 시행되었다. 연구방법: 일반적인 면역절제술, 주사바늘을 이용한 부분 영양막세포 절개법, 포배기 배아 공배양법으로 내세포괴를 분리한 후, 상업적으로 구입이 가능한 STO 또는 직접 제조한 생쥐 배아섬유아세포 (pMEF)를 지지세포로 이용하여 배양하였다. 또한, mitomycin C를 1, 2, 3시간 동안 처리한 각각의 지지세포에서 7일 동안 배양한 후, 내세포괴 colony 형성률을 살펴보았다. 결 과: STO 지지세포에서는 부분 영양막세포 절개법을 사용한 경우 (52%)가 면역절제술 (12%)이나 포배기 배아 공배양법 (16%)을 사용한 경우보다 내세포괴 colony 형성률이 유의하게 높았다 (p<0.05). pMEF 지지세포에서의 형성률은 부분 영양막세포 절개법을 사용한 경우 (88%)와 포배기 배아 공배양법 (82%)을 사용한 경우가 면역절제술 (16%)을 사용한 경우보다 높았다 (p<0.05). STO와 pMEF 모두에서, 2시간 mitomycin C 처리군 (52%, 88%)이 1시간 처리군 (9%, 42%)과 3시간 처리군 (18%, 76%)보다 높은 내세포괴 colony 형성률을 보여주었다 (p<0.05). 결 론: 이상의 결과는 부분 영양막세포 절개법이 생쥐 포배기 배아로부터 내세포괴를 분리하는 가장 효과적인 방법이며, 가장 적절한 mitomycin C 처리 시간은 2시간이라는 것을 보여준다. 그러나 이와 같은 부분 영양막세포 절개법의 효용성을 보다 명확하게 확인하기 위해서는 분리한 내세포괴를 계대배양하여 줄기세포주로서의 특성을 확인하는 실험이 추가적으로 필요할 것으로 생각된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제19권1호
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• pp.41-47
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• 2013

Pluripotent stem cells (PSCs) have lots of potential in biomedical sciences owing to its potential to differentiate into any kind of cells in the body. However, it is still a challenge to culture PSCs on a large scale for application to regenerative medicine. Herein, we introduce a synthetic polymer that enables large-scale suspension culture of human PSCs. By employing suspension culture, it became unnecessary to use conventional substrata such as mouse embryonic fibroblast (MEF) or Matrigel$^{TM}$, which are believed to be main causative sources of xenogeneic contamination in cultured human PSCs in vitro. Human PSCs were cultured in the medium in which elastin-like polypeptide (ELP) dissolved. The ELP in the medium became harden as temperature increases by transforming the medium into a semi-solid gel that supported growth of human PSCs in suspension. Gel-sol transition temperature of ELP can be adjusted by modifying the peptide sequence in which 5 amino acids, Val-Pro-Gly-Xaa-Gly, repeated sequentially. We constructed 3D suspension media having transition temperature around $33{\sim}35^{\circ}C$ using an ELP consisted of 40, 60, or 80 repeats of a monomer, which was Val-Pro-Gly-Val-Gly. Among the ELPs, ELP80 was chosen as the best ELP to support growth of human PSCs in suspension culture. This result suggests that the ELP80 can be a medium component for culturing human PSCs in large-scale.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제33권3호
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• pp.171-177
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• 2009

Spermatogonial stem cells(SSCs) only are responsible for the generation of progeny and for the transmission of genetic information to the next generation in male. Other in vitro studies have cultured SSCs for proliferation, differentiation, and genetic modification in mouse and rat. Currently, information regarding in vitro culture of porcine Germline Stem Cell(GSC) such as gonocyte or SSC is limited and is in need of further studies. Therefore, in this study, we report development of a successful culture system for gonocytes of neonatal porcine testes. Testis cells were extracted from $10{\sim}14$-day-old pigs. These cells were harvested using enzymatic digestion, and the harvested cells were purified with combination of percoll, laminin, and gelatin selection techniques. The most effective culture system of porcine gonocytes was established through trial experiments which made a comparison between different feeder cells, medium, serum concentrations, temperatures, and $O_2$ tensions. Taken together, the optimal condition was established using C166 or Mouse Embryonic Fibroblast(MEF) feeder cell, Rat Serum Free Medium(RSFM), 0% serum concentration, $37^{\circ}C$ temperature, and $O_2$ 20% tension. Although we discovered the optimal culture condition for proliferation of porcine gonocytes, the gonocyte colonies ceased to expand after one month. These results suggest inadequate acquirement of ingredients essential for long term culture of porcine GSCs. Consequently, further study should be conducted to establish a successful long-term culture system for porcine GSCs by introducing various growth factors or nutrients.

• 생명과학회지
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• 제21권6호
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• pp.767-774
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• 2011

세포의 이동은 많은 생리적 반응뿐만 아니라 암 세포 침윤과 전이에 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 마늘이 암세포의 이동에 미치는 영향을 확인하기 위해, 표준 마늘과 흑마늘을 준비하고 이들을 각각 물을 이용하여 추출하거나 건조하여 추출한 추출물 4 종류를 이용하여 항침윤성과 항전이성에 대해 조사하였다. 실험결과, 암세포의 이동은 건조 후 헥산으로 추출한 분획에 암세포의 이동 억제 활성이 관찰되었다. 이 분획을 박막 크로마토그래피를 이용하여 분리정제하였으며, 이를 inhibitor of cancer metastasis from garlic #27 (ICMG-27)이라 명명하였다. ICMG-27 (6 ${\mu}g/ml$)을 세포에 처리하였을 때, IGF-1에 의한 OVCAR-3와 NIH-3T3 세포의 이동을 억제함을 확인하였다. 그러나 ICMG-27은 mouse embryonic fibroblast (MEF) 세포에서 IGF-1에 의한 이동에는 영향을 주지 않았다. 이러한 ICMG-27은 OVCA-3, SKOV-3와 MDA-MB-231 세포와 같은 암세포에서 모두 IGF-1에 의한 이동을 억제함을 관찰하였다. 마지막으로 세포이동을 일으키는 인자에 따른 ICMG-27의 영향을 확인한 것으로, IGF-1, lysophosphatidic acid (LPA), sphingosine-1-phosphate (S1P), leukotriene B4 (LTB4) 그리고, angiotensinII (AngII)에 의한 OVCAR-3 세포의 이동을 모두 억제하였다. 이러한 결과를 바탕으로, ICMG-27은 암세포의 이동을 유도하는 많은 인자들에 의한 필수적인 단계를 차단함으로써, 암세포의 이동을 억제하는 것을 확인 할 수 있었으며, ICMG-27에 의한 암세포의 항 침윤 메커니즘의 규명은 암환자의 치료에 기초적인 발판을 제공할 것입니다.

• Toxicological Research
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• 제24권3호
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• pp.175-182
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• 2008

DNA-dependent protein kinase(DNA-PK) is involved in joining DNA double-strand breaks induced by ionizing radiation or V(D)J recombination and is activated by DNA ends and composed of a DNA binding subunit, Ku, and a catalytic subunit, DNA-PKcs. It has been suggested that DNA-PK might be $2^{nd}$ upstream kinase for protein kinase B(PKB). In this report, we showed that Ser473 phosphorylation in the hydrophobic-motif of PKB is blocked in DNA-PK knockout mouse embryonic fibroblast cells(MEFs) following insulin stimulation, while there is no effect on Ser473 phosphorylation in DNA-PK wild type MEF cells. The observation is further confirmed in human glioblastoma cells expressing a mutant form of DNA-PK(M059J) and a wild-type of DNA-PK(M059K), indicating that DNA-PK is indeed important for PKB activation. Furthermore, the treatment of cells with doxorubicin, DNA-damage inducing agent, leads to PKB phosphorylation on Ser473 in control MEF cells while there is no response in DNA-PK knockout MEF cells. Together, these results proposed that DNA-PK has a potential role in insulin signaling as well as DNA-repair signaling pathway.

• 한국수정란이식학회지
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• 제11권2호
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• pp.111-124
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• 1996

The present study was carried out to investigate the effects of co-culture cells and growth factors on in vitro culture of Korean native cattle(KNC) embryos fertilized in vitro. Two-eight cell embryos were cultured in vitro using 4 types of co-culture cells and 3 growth factors singly or in combination. The results were as follows, In the co-culture of 2~8 cell embryos with bovine oviductal epithelial cell(BOEC), granulosa cell(BGC), uterine epithelial cell(BUEC) and mouse embryonic fibroblast (MEF) monolayers, the developing rate to blastocysts was significantly(P<0.05) higher with BUEC(32.1%) than with MEF(15.3%), BGC(13.2%) and non co-culture control(11.6%). When the morula co-cultured with BOEC for 5 days following in vitro fertilization were co-cultured with BOEC continuously or with BUEC, respectively, the developing rate to blastocysts was higher with BUEC(73.9%) than with BOEC(56.0%). To examine the effects of growth factors on in vitro development of 2~8 cell embryos, epidermal growth factor(EGF), transforming growth factor-$\beta$l(TGF-$\beta$l) and insulin-like growth factor-1(IGF-1) were added singly or in combination to TCM 199 maturation medium with respective concentration. In a addition of each 10, 30 and SOng /rnl EGF, the developing rate to blastocysts was the highest in lOng /ml EGF(25.3%). In addition of each 1, 2 and Sng /mi TGF-$\beta$1, the developing rate to blastocysts was the highest in lng /ml TGF-$\beta$1(28.8%). In addition of each 50, 100ng/ml JGF-l, the developing rate to blastocysts was higher in 100ng/ml IGF-l(16.5%) than in SOng/mi IGF-1(12.9%). When lOng /ml EGF and lng /ml TGF-$\beta$l was added singly or in combination, the developing rate to blastocysts was similar in groups added singly or in combination with EGF and TGF-$\beta$l (23.l~24.6%), although higher than in control(16.7%). In the co-culture of 2~8 cell embryos Wth BOEC + each 10, 30 and 5Ong /rnl EGF, the developing rate to blastocysts was significantly(p<0.05) higher in BOEC + long /ml EGF(32.3%) than in BOEC + 3Ong /ml EGF(18.9%) and BOEC + song /ml EGF(9.7%). In the co-culture of 2~8 cell embryos with BOEC + each 1, 2, Sng /ml TGF-$\beta$l the developing rate to blastocysts was higher in BOEC + Sng/rnl TGF-$\beta$l(28.2%) than in BOEC + lng /ml TGF-$\beta$l(21.7%) and BOEC + 2ng/ml TGF-$\beta$l(21.4%). In summary, higher developing rate to blastocysts were obtained with co-culture of BUEC for co-culture system, with addition of lOng /ml EGF or lng /ml TGF-$\beta$l for growth factor culture system, and with co-culture of BOEC + lOng /ml EGF or BOEC + Sng /ml TGF-$\beta$l for co-culture + growth factor culture system.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.542-547
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• 2005

시스플래틴이나 마이토마이신 C (MMC)와 같은 DNA 사슬간 교차결합 (interstrand cross-link ; ICL) 물질에 대해 Brca1 결손세포들이 보이는 높은 감수성은 Brca1 단백질이 세포의 ICL복구반응에 중요한 역할을 담당하고 있음을 암시하고 있다. Brca1 단백질은 재조합 의존성 또는 재조합 비의존성 경로를 통한 DNA 이중사슬 절단(double-strand break ; DSB) 복구에 필수적인 역할을 담당한다. 최근 본인이 속한 연구그룹에서 재조합 의존성 경로를 통한 세포의 ICL복구반응에 Brca1이 관여한다는 것을 밝혀 보고한바 있다. 본 연구에서는 Brca1 단백질의 재조합 비의존성 복구반응에 대한 관여여부를 $p53^{-/-}$와 $p53^{-/-}\;Brcal^{-/-}$ 세포주를 사용하여 연구하였다. 교차결합 복구 실험에서 Brca1 결손 세포주는 Brca1 정상 세포주보다 현저히 낮은 활성을 보였다. 또한, Brca1 결손세포 주의 MMC 에 대한 감수성과 ICL복구능이 Brca1 단백질 발현을 통해 회복되는 것을 확인하였다. 흥미롭게도, Brca1의 11번 엑손 결손세포주 $(Brca1^{\Delta11})$는 높은 MMC저항성과 ICL 복구능을 보였다. 이러한 결과들을 종합하여 볼 때, Brca1 단백질은 ICL복구에 재조합 의존성 경로뿐만 아니라 재조합 비의존성 경로를 통해서도 관여하며, 이러한 활성에는 엑손 11 부분이 아닌 N 말단의 RING 핑거 도메인이나 C 말단의 BRCT도메인이 중요하다는 것을 알 수 있다.

• 분석과학
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• 제31권5호
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• pp.208-218
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• 2018

자가소화작용은 세포 내 물질들을 이중막 구조의 자가포식체를 형성하여 라이소좀(lysosome)과 융합한 후 이들을 분해시키는 과정이다. 자가소화작용은 유전적, 세포적, 생화학 수준에서 연구가 진행되어왔지만, 자가포식체의 미세구조 분석 및 정량적 분석은 체계적으로 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 먼저, 기초 자가소화작용이 진행되는 환경과 기아상태로 자가소화작용을 유도한 환경의 세포에서 각각 자가포식체 막 형성에 중요한 역할을 하는 ATG5가 결핍된 섬유아세포와 정상 섬유아세포에서의 자가포식체의 미세구조를 비교 관찰 하였다. 정상 섬유아세포에서는 초기 패고포어, 초기 및 후기 자가포식체, 오토라이소좀과 같은 자가포식체의 단계별 미세구조를 확인한 반면, ATG5가 제거된 섬유아세포에서는 이중막 구조가 완성되지 않은 자가포식체 구조가 증가한 것을 확인하여 ATG5가 자가포식체 성숙에 중요한 역할을 함을 다시 한번 검증할 수 있었다. 본 연구를 통해 구축한 자가포식체 미세구조 분석법을 활용하여 확장된 폴리글루타민을 가지는 N-말단 헌팅틴 유전자를 발현시키는 헌팅턴병의 세포학적 모델에서 단계별 자가포식체를 분석하였다. 그 결과, 흥미롭게도 헌팅틴 단백질이 발현된 세포에서 후기 자가포식체가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 헌팅틴 돌연변이 단백질 응집체 제거에 필요한 자가소화작용 활성화를 위해서 자가포식체와 라이소좀의 결합 단계를 촉진하는 것이 효과적일 가능성에 대해서 유추할 수 있었다. 결론적으로 전자현미경을 활용한 자가포식체의 단계별 미세구조 관찰 및 정량 분석이 다양한 인간 질병모델에 적용되고, 자가소화작용과 연관된 병리 메커니즘 연구에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.