• 생명과학회지
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• 제17권4호
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• pp.587-592
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• 2007

생쥐 유전자를 과발현 시키거나 제거하는 유전자 조작 기술의 발달은 배 발생 단계나 출생 후 특정한 세포에서의 특정 단계에서의 유전자 기능을 이해하는 많은 기여를 하고 있다. 특히, 높은 상동 재조합 활성을 가지는 생쥐 배 줄기세포를 이용한 유전자 적중 기법은 인간 질환을 이해하는데 필수적인 동물 모델 개발에 중요한 기여를 하였다. 최근에는 Cre과 Flp와 같은 염기서열 특이적 재조합 효소와 라이겐드에 의한 조절 시스템의 도입으로 좀 더 정확하고 정교한 유전자 발현 조절을 위해 개발되어 복잡한 생명현상을 지배하는 메카니즘과 시간과 공간에서 작동하는 유전자의 기능을 이해하는데 많은 기여를 하고 있다. 마우스 게놈을 세밀하게 조작할 수 있는 새로운 분자생물학적 도구의 적용으로 in vivo상에서 유전자의 다양한 기능을 좀 더 정확하게 이해할 수 있는 기회가 열릴 것으로 기대된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 착상전 생쥐 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배아줄기세포주를 확립하고 그 효용성과 특성을 살펴보고자 하였다. 연구방법: 생쥐 (C57BL/6J)의 2- 또는 4-세포기 배아에서 투명대를 제거하고 할구를 분리하여 지지세포와 공동배양한 후 할구로부터 형성된 내세포괴를 분리하여 계대배양을 실시하였다. 계대배양 중인 세포주의 특성을 확인하기 위해 alkaline phosphatase 활성도와 표지 인자 및 관련 유전자 발현을 세포면역화학적 염색과 RT-PCR 방법으로 살펴보았다. 또한, 계대배양 중인 배아줄기 세포주의 염색체 분석을 실시하였다. 결 과: 전체적으로 2-세포기에서 분리한 할구와 4-세포기에서 분리한 할구에서 각각 3.0% (1/33)와 4.0% (1/25)의 효율로 배아줄기세포주를 확립할 수 있었다. 이는 4-세포기의 배아를 사용하였을 때의 16.7% (5/30)에 비해 현저하게 낮았다. 분리된 할구로부터 확립된 배아줄기세포주에서 SSEA-l 과 Oct-4의 발현을 관찰하였고, 이들에서 분화된 배아체에서 삼배엽성 분화 관련 유전자들의 발현도 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 동물모델을 이용하여 착상전 초기 배아에서 분리한 할구를 이용하여 배이줄기세포를 확립할 수 있음을 확인하였다. 지속적인 관련 연구를 통해 인간의 체외수정 및 배아이식술에서 배아의 파괴 또는 발생 능력에 손상을 주지 않고 새로운 인간 배아줄기세포주를 생산할 수 있는 방법을 개발하고 실용화할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제18권4호
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• pp.235-244
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• 1995

생쥐 배반포기 내부세포괴를 체외에서 분리 배양하여 분화가 억제된 내부세포괴 유래 증식세포를 미분화 상태에서 무한히 증식할 수 있는 전능성을 지닌 배아간세포(embryonic stem cell : ES cell)로 확립하고자 본 연구를 실시하였다. BCF1 생쥐 배반포를 10% FCS, 0.1mM nonessential amino acid, 0.1mM sodium pyruvate, 0.1mM 2-mercaptoethanol과 1,000U/ml LIF(세포분확억제인자)가 첨가된 DMEM 기초배양액에 mitomycin-C를 처리한 STO 단층배양세포에서 배양하여 분화가 억제된 내부세포괴 유래의 배아간세포를 분리하였다. 배반포를 STO 단층배양세포에서 4일간 배양하여 내부세포괴세포를 신선한 STO 단층배양세포에서 약 5일 간격으로 반복하여 계대배양을 실시하였다. 5차 계대배양후 뚜렷한 분화 양상없이 배양된 미분화 세포군에 대한 alkaline phosphatase (AP)염색과 체외분화능 검색을 실시한 결과 적색의 미분화 AP 양성반응이 확인되었으며 체외에서 배분화 형성이 유도됨에 따라 배양된 배아간세포주의 다능성 배아간세포 특성을 확인할 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제21권5호
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• pp.745-753
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• 2008

Gene-manipulated mice were discovered for the first time about a quarter century ago. Since then, numerous sophisticated technologies have been developed and applied to answer key questions about the fundamental roles of the genes of interest. Functional genomics can be characterized into gain-of-function and loss-of-function, which are called transgenic and knock-out studies, respectively. To make transgenic mice, the most widely used technique is the microinjection of transgene-containing vectors into the embryonic pronucleus. However, there are critical drawbacks: namely position effects, integration of unknown copies of a foreign gene, and instability of the foreign DNA within the host genome. To overcome these problems, the ROSA26 locus was used for the knock-in site of a transgene. Usage of this locus is discussed for the gain of function study as well as for several brilliant approaches such as conditional/inducible transgenic system, reproducible/inducible knockdown system, specific cell ablation by Cre-mediated expression of DTA, Cre-ERTM mice as a useful tool for temporal gene regulation, MORE mice as a germ line delete and site specific recombinase system. Techniques to make null mutant mice include complicated steps: vector design and construction, colony selection of embryonic stem (ES) cells, production of chimera mice, confirmation of germ line transmission, and so forth. It is tedious and labor intensive work and difficult to approach. Thus, it is not readily accessible by most researchers. In order to overcome such limitations, technical breakthroughs such as reporter knock-in and gene knock-out system, production of homozygous mutant ES cells from a single targeting vector, and production of mutant mice from tetraploid embryos are developed. With these upcoming progresses, it is important to consider how we could develop these systems further and expand to other animal models such as pigs and monkeys that have more physiological similarities to humans.

• 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.

• 한국가축번식학회지
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• 제25권1호
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• pp.71-77
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• 2001

본 실험은 phospholipase C (PLC)-$\beta$-3 및 peroxiredoxin (Prx) II 유전자가 적중 ($\Delta$)된 J1 마우스 배아주 (embryonic stem) 세포로부터 생식선이행 카이미라 마우스생산을 위한 제반조건 및 배아주세포의 배양조건을 확립하기 위하여 수행되었다. 80% 이상의 정상핵형을 보이는 유전자 적중된 4개의 클론 ($\Delta$Pu II C3, $\Delta$Pu II C3, C10 및 15)으로부터 카이미라를 생산하였을 때 형태적으로 분화정도가 높은 클론 ($\Delta$PLC$\beta$-3 C3)의 이용은 카이미라의 생산율 (21.1%)과는 무관하게 카이미리즘 (＜ 20%)이 낮았고, 수컷 카이미라의 생산 빈도 (7/15, 46%)도 낮아지는 것으로 나타났다. 그러나 형태적으로 안정된 3개의 클론 ($\Delta$Prx II C3, C10 및 15)은 80% 이상의 높은 카이미리즘을 지닌 마우스 (9/13, 69.2%)를 생산하였고, 수컷 카이미라의 생산율 (l1/13, 84.6%)도 증대된 것으로 나타났다. 따라서 80% 이상의 정상핵형을 지닌 배아주 세포를 형태적으로 안정하게 유지하는 것이 카이미리즘이 높은 마우스를 생산하는데 결정적 요인으로 작용할 수 있는 것으로 확인되었다. 미세주입용 배반포를 효율적으로 생산하기 위해 5~10주령 사이의 C57BL/6J 암컷마우스를 교배 한 결과, 10주령 마우스가 미세주입가능한 3.5일령 배반포를 가장 많이 생산 (2.94개/마리)하였다. 또한 미세주입된 배반포를 이식하기 위해 ICR 및 ICR$\times$C57BL/6J F1 (IBF1)위임신 대리모를 사용하였을 때, IBF1이 복당 산자수 (2.8 vs. 5.6)가 많았고 카이미라 생산율 (0 vs. 35.3%)도 매우 높았다. 따라서 공여마우스의 주령 및 대리모의 선택이 카이미라 생산효율 향상에 중요한 요인으로 부각되었다. 결과적으로 핵형이 안정된 ES 세포를 동정하는 것은 물론 클로닝 과정중에 형태적으로 분화가 없도록 ES세포를 배양하는 것이 카이미리즘이 높은 마우스를 생산하고 아울러 생식선 이행 빈도를 증가시키는데 결정적인 역할을 하는 것으로 확인되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권5호
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• pp.587-594
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• 2000

At present embryonic stem (ES) cells with confirmed pluripotential properties are only available in the mouse. Recently, we were able to isolate, culture and genetically transform primordial germ cell (PGC)-derived cells from pig embryos and demonstrate their ability to contribute to chimera development in the pig. In order to determine whether the system we developed could be used to isolate embryonic germ (EG) cells from other mammalian species, we placed isolated PGCs from cattle, goats, rabbits and rats in culture. Briefly, PGCs were isolated from fetuses of cow (day 30-50), goat (day 25), rabbit (day 15-18) and rat (day 11-12), and plated on STO feeder cells in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM): Ham's F10 medium (1:1) supplemented with 0.01 mM nonessential amino acids, 2 mM L-glutamine, 0.1 mM $\beta$ - mercaptoethnol, soluble recombinant human stem cell factor (SCF; 40ng/ml), human basic fibroblast growth factor (bFGF; 20ng/ml) and human leukemia inhibitory factor (LIF; 20ng/ml). For maintenance of the cells, colonies were passed to fresh feeders every 7-10 days. In all species tested, we were able to obtain and maintain colonies with ES-like morphology. Their developmental potential was tested by alkaline phosphatase (AP) staining and in vitro differentiation assay. For genetic transformation, cells were electroporated with a construct containing the green fluorescent protein (GFP) under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. GFP-expressing colonies were detected in cattle, rabbits and rats. These results suggest that PGC-derived cells from cattle, goats, rabbits and rats can be isolated, cultured, and genetically transformed, and provide the basis for analyzing their developmental potential and their possible use for the precise genetic modification of these species.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2008

배아줄기세포는 다양한 분화 유도 방법을 통해 신경계세포로 분화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 더 엄격한 선발조건을 적용함으로써 특정 종류의 신경세포만을 확보할 수도 있게 되었다. 세포사멸연구를 포함한 신경생리학적 연구의 대상으로써 중요한 요건은 이렇게 확보한 배아줄기세포 유래의 신경계세포들이 정상적인 신경생리학적 특성을 갖고 있어야 하며, 동시에 그런 신경생리학적 특성이 체외에서 일정기간 동안 이상 자연적인 세포사멸없이 유지되어야 한다는 것이다. 생쥐 배아줄기세포를 retinoic acid로 처리한 후, astrocytes monolayer 위에서 신경계세포로 분화시키면 장기간 생존이 가능한 다수의 신경계세포를 손쉽게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 면역세포화학적 방법을 통해 신경세포의 생사를 개별세포 수준에서 추적할 수 있다. 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 glutamate agonist들에 대해 수용체 특이적 흥분성 신경독성 반응을 보이며, 이 반응은 신경계세포로의 분화가 진행될수록 더욱 뚜렷해지는 양상을 보인다. 신경계세포의 발생분화, 생존에 관여하는 Neurotrophin, GDNF 계열의 신경계 작용 성장인자들의 수용체가 배아줄기세포 유래의 신경계세포에서 발현되고 있으며, 이들에 의해 신경계세포로의 분화과정에서 세포의 생존능 및 신경독성처리에 대한 세포사멸반응이 조절될 수도 있다. 따라서 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 세포손상으로부터의 보호와 같은 신경약리학적 연구를 위한 중요한 특성을 나타내고 있기에 관련 연구를 위한 새로운 연구시스템이 될 수 있는 것이다. 특히 일반적인 신경세포는 유전적 변형이 어려워 다양한 신경약리학적 연구에 많은 제약을 받아 왔으나, 이제 유전자 변형 배아줄기세포로부터 얻은 신경세포를 활용하여 연구할 수 있게 됨으로써, 보다 복합적인 신경약리학적 기초연구도 가능하게 되었다. 특히 최근 인간 배아줄기세포 유래 신경계세포도 유사한 신경독성 반응을 보이고 있음이 확인됨으로써(Schrattenholz & Klemm, 2007), 이제 배아줄기세포는 신경약리학적 기초 연구만이 아닌, 나아가 대량의 약물 스크리닝과 같은 제약산업에도 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.

• Molecules and Cells
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• 제37권10호
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• pp.742-746
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• 2014

The epithelial cell adhesion molecule (EpCAM, also known as CD326) is a transmembrane glycoprotein that is specifically detected in most adenocarcinomas and cancer stem cells. In this study, we performed a Cell systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) experiment to isolate the aptamers against EpCAM. After seven round of Cell SELEX, we identified several aptamer candidates. Among the selected aptamers, EP166 specifically binds to cells expressing EpCAM with an equilibrium dissociation constant (Kd) in a micromolar range. On the other hand, it did not bind to negative control cells. Moreover, EP166 binds to J1ES cells, a mouse embryonic stem cell line. Therefore, the isolated aptamers against EpCAM could be used as a stem cell marker or in other applications in both stem cell and cancer studies.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권1호
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• pp.19-24
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• 2005

저밀도 리포단백질 수용체 관련 단백질 5(LRP5)는 간과 췌장을 포함하여 많은 조직에서 발현하며 아포리포단백질 E와 결합한다. 이와 같은 LRP5 유전자의 체내 기능을 규명하기 위하여 LRP5 유전자가 결손된 생쥐를 개발하였다. 먼지 LRP5 genomic DNA는 TT2 ES 세포로부터 분리하였으며 LRP5 유전자의 엑손 18에 neo 유전자를 삽입한 vector를 구축하고 TT2 ES 세포에 도입하였다. 178개의 G418 내성을 보인 세포 중 상동유전자 재조합에 의하여 targeting vector가 LRP5 유전자 위치에 삽입된 clone은 3개였다. 키메라 생쥐는 상실배기 수정을 ES 세포와 응집시켜 생산하였으며 생산된 키메라 생쥐는 C57BL/6 생쥐와 교미를 유도하여 heterozygous를 얻었다. 또한 이들 heterozygous간의 교배에 의하여 LRP5 유전자 결손 생쥐를 생산하였다. 이러한 생쥐는 LRP5 유전자의 체내 기능연구에 있어서 모델로 이용될 것으로 생각된다.