• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.87-95
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• 2008

만능성 인간 배아줄기세포로부터 확립된 신경줄기세포 또는 신경전구세포는 퇴행성 신경질환 세포치료제로 이용될 수 있는 다양한 종류의 신경세포로 분화 유도될 수 있다. 하지만, 인간 배아줄기세포로부터 신경세포를 생산하기 위한 기술은 아직 많은 장애를 가지고 있다. 인간 배아줄기세포 유래 신경전구세포에서 특징적으로 나타나는 신경관 유사로제트에 대한 이해는 인간 배아줄기세포 신경 분화의 효율을 높이는데 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다. 일반적으로 신경로제트(neural rosette)는 분화 중인 배아체를 부착 배양함으로써 유도하지만, 이 방법은 시간이 걸리고 복잡하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 신경로제트가 부착배양을 하지 않고 부유배양으로 형성될 수 있는지 조사하였다. 우선적으로, 배아체 형성 및 신경분화에 인간 배아줄기세포 클럼프(clump) 크기가 영향을 주는지를 조사하였고, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프가 신경 분화 유도에 가장 효과적임을 확인하였다. 로제트 형성을 유도하기 위해, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프를 1주일 동안 EB 배양배지에 부유 배양함으로써 균일한 크기의 배아체를 얻은 후, NES 배양 배지에서 부가적으로 $1{\sim}2$주 동안 계속 부유 배양한 결과, $7{\sim}10$일 사이에 신경관 유사 로제트가 형성됨을 확인하였다. 로제트 형성 세포의 신경전구세포로서 특성은 RT-PCR과 면역형광염색법을 이용한 신경전구세포 특이적 마커(vimentivi, nestin, MSI1, MSI2, Sox1, Tuj1) 발현을 통해 확인하였다. 또한, 성장인자를 제외한 NES 배양 배지에서 신경로제트를 $2{\sim}6$주 동안 지속적으로 배양하면 성숙 신경세포로의 말단 분화가 유도됨을 확인하였다. 신경세포 특이적 마커(Tuj1, MAP2, GABA)와 신경아교 특이적 마커($S100{\beta}$, GFAP)는 $2{\sim}3$주 또는 4주 후에 각각 발현이 유도됨을 확인하였고, 희소 돌기아교 특이적 마커(O1과 CNPase)는 $5{\sim}6$주 후에 발현이 증가함을 확인하였다. 본 연구결과는 신경로제트가 부유 배양시스템에서 성공적으로 형성됨을 보여주고 있으며, 이는 인간 배아줄기세포의 신경 분화를 이해하고, 신경전구세포 유도 과정을 단순화하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제34권4호
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• pp.239-252
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• 2007

목 적: 사람의 HAD와 HUC를 심근세포로 분화 유도하고자 하였다. 연구방법: 사람의 HAD와 HUC를 분리하여 5-azacytidine을 24시간 처리하고 여러 가지 BMP와 FGF을 첨가하여 배양하였다. 또한 HUC은 BMP와 FGF와 함께 activin A 또는 TGF-$\beta$1 또는 Wnt inhibitor를 첨가하여 배양한 후 심근세포 특이 유전자의 발현을 조사하였다. 결 과: HAD를 5-azacytidine 처리하고 기본배양액에서 4주 동안 배양하였을 때 TnT 유전자가 새로이 발현하였으며 Cmlc1과 kv4.3의 발현 양이 증가하였다. 5-azacytidine 처리 후에 BMP-4와 함께 FGF-4 (B4/F4) 또는 FGF-8 (B4/F8)을 첨가하여 배양하였을 때는 $\beta$-MHC 유전자 발현이 새로이 유도되었으며, Cmlc1, TnT, TnI 그리고 Kv4.3 유전자 발현 양이 더 많이 증가하였다. HUC은 5-azacytidine 및 BMP와 FGF 처리에 의해 유전자 발현 변화가 없었다. 그러나 BMP와 FGF와 함께 activin A 또는 TGF-$\beta$1을 첨가하여 배양하였을 때, BMP-2와 FGF-8 (B2/F8)을 첨가하여 배양한 세포에서 $\beta$-MHC 발현이 새로이 유도되었으며 $\alpha$-CA, TnT 그리고 Kv4.3 유전자의 발현이 증가하였다. 또한 BMP와 FGF와 함께 Wnt inhibitor를 처리하여 1주 동안 배양하였을 때 Cinlc1 유전자 발현이 새로이 유도되었으며 $\alpah$-CA, TnT, TnI 그리고 Kv4.3의 발현이 증가되었다. 결 론: HAD는 BMP와 FGF 처리에 의해 심근세포 특이 유전자의 발현증가를 유도할 수 있었으며 HUC는 BMP와 FGF와 함께 activin A 또는 TGF-$\beta$1 또는 Wnt inhibitor를 처리함으로써 심근세포 특이 유전자의 발현증가를 유도할 수 있었다. 따라서 HAD와 HUC는 심장질환 치료를 목적으로 하는 세포 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
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• 제19권3호
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• pp.402-407
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• 2005

Bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) have shown potential for cardiac repair following myocardial injury, but this approach is limited by their poor viability after transplantation. To reduce cell loss after transplantation, we introduced the fibroblast growth factor-2 (FGF-2) gene ex vivo before transplantation. The isolated MSCs produced colonies with a fibroblast-like morphology in 2 weeks; over 95% expressed CD71, and 28% expressed the cardiomyocyte-specific transcription factor, Nkx2.5, as well as ${\alpha}$-skeletal actin, Nkx2.5, and GATA4. In hypoxic culture, the FGF-2-transfected MSCs (FGF-2-MSCs) secreted increased levels of FGF-2 and displayed a threefold increase in viability, as well as increased expression of the anti-apoptotic gene, Bcl2, and reduced DNA laddering. They had functional adrenergic receptors, like cardiomyocytes, and exposure to norepinephrine led to phosphorylation of ERK1/2. Viable cells persisted 4 weeks after implantation of $5.0{\times}10^5$ FGF-2-MSCs into infarcted myocardia. Expression of cardiac troponin T (CTn T) and a voltage-gated $Ca^{2+}$ channel (CaV2.1) increased, and new blood vessels formed. These data suggest that genetic modification of MSCs before transplantation could be useful for treating myocardial infarction and end-stage cardiac failure.

• BMB Reports
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• 제48권4호
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• pp.223-228
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• 2015

The Drosophila lymph gland is the hematopoietic organ in which stem-like progenitors proliferate and give rise to myeloid-type blood cells. Mechanisms involved in Drosophila hematopoiesis are well established and known to be conserved in the vertebrate system. Recent studies in Drosophila lymph gland have provided novel insights into how external and internal stresses integrate into blood progenitor maintenance mechanisms and the control of blood cell fate decision. In this review, I will introduce a developmental overview of the Drosophila hematopoietic system, and recent understandings of how the system uses developmental signals not only for hematopoiesis but also as sensors for stress and environmental changes to elicit necessary blood responses. [BMB Reports 2015; 48(4): 223-228]

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2006년도 The 5th Biannual Meeting of Pacific Rim Society for Fertility and Sterility
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• pp.169.1-169.1
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• 2006

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1857-1863
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• 2013

Most of biomaterials come in direct contact with the body, making standardized methods of evaluation and validation of biocompatibility an important aspect to biomaterial development. However, biomaterial validation guidelines have not been fully established, until now. This study was to compare the in vitro behavior of osteoblasts cultured on nanomaterial $TiO_2$ surfaces to osteoblast behavior on culture plates. Comparisons were also made to cells grown in conditioned media (CM) that creates an environment similar to the in vivo environment. Comparisons were made between the different growth conditions for osteoblast adhesion, proliferation, differentiation, and functionality. We found that the in vivo-like system of growing cells in concentrated CM provided a good validation method for biomaterial development and in vivo implant therapy. The $TiO_2$ materials were biocompatible, showing similar behavior to that observed in vivo. This study provided valuable information that would aid in the creation of guidelines into standardization and evaluation of biocompatibility in $TiO_2$ biomaterials.

• Nutrition Research and Practice
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• 제4권6호
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• pp.455-461
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• 2010

The tumor microenvironment, particularly sufficient nutrition and oxygen supply, is important for tumor cell survival. Nutrition deprivation causes cancer cell death. Since apoptosis is a major mechanism of neuronal loss, we explored neuronal apoptosis in various microenvironment conditions employing neuroblastoma (NB) cells. To investigate the effects of tumor malignancy and differentiation on apoptosis, the cells were exposed to poor microenvironments characterized as serum-free, low-glucose, and hypoxia. Incubation of the cells in serum-free and low-glucose environments significantly increased apoptosis in less malignant and more differentiated N-type IMR32 cells, whereas more malignant and less differentiated I-type BE(2)C cells were not affected by those treatments. In contrast, hypoxia (1 % $O_2$) did not affect apoptosis despite cell malignancy. It is suggested that DLK1 constitutes an important stem cell pathway for regulating self-renewal, clonogenicity, and tumorigenicity. This raises questions about the role of DLK1 in the cellular resistance of cancer cells under poor microenvironments, which cancer cells normally encounter. In the present study, DLK1 overexpression resulted in marked protection from apoptosis induced by nutrient deprivation. This in vitro model demonstrated that increasing severity of nutrition deprivation and knock-down of DLK1 caused greater apoptotic death, which could be a useful strategy for targeted therapies in fighting NB as well as for evaluating how nutrient deprived cells respond to therapeutic manipulation.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제6권5호
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• pp.379-386
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• 2014

PURPOSE. These days, mesenchymal stem cells (MSCs) have received worldwide attention because of their potentiality in tissue engineering for implant dentistry. The purpose of this study was to evaluate various growth inducing factors in media for improvement of acquisition of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) and colony forming unit-fibroblast (CFU-F). MATERIALS AND METHODS. The mouse BMMSCs were freshly obtained from female C3H mouse femur and tibia. The cells seeded at the density of $10^6$/dish in media supplemented with different density of fetal bovine serum (FBS), $1{\alpha}$, 25-dihydroxyvitamin (VD3) and recombinant human epidermal growth factor (rhEGF). After 14 days, CFU-F assay was conducted to analyze the cell attachment and proliferation, and moreover for VD3, the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) assay was additionally conducted. RESULTS. The cell proliferation was increased with the increase of FBS concentration (P<.05). The cell proliferation was highest at the density of 20 ng/mL rhEGF compared with 0 ng/mL and 200 ng/mL rhEGF (P<.05). For VD3, although the colony number was increased with the increase of its concentration, the difference was not statistically significant (P>.05). CONCLUTION. FBS played the main role in cell attachment and growth, and the growth factor like rhEGF played the additional effect. However, VD3 did not have much efficacy compare with the other two factors. Improvement of the conditions could be adopted to acquire more functional MSCs to apply into bony defect around implants easily.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권1호
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• pp.23-34
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• 2009

목 적: 중간엽 줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외 배양을 통한 세포증식 과정이 필요하나, 오랜 기간 동안 체외 배양을 하게 되면 노화되어 특성이 변하고 분화 능력 또한 감소하게 된다. 따라서 현재까지는 초기 계대배양의 세포만이 임상에 적용되고 있는 실정이며 체외에서의 세포 배양이 세포의 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 함께 세포의 특성 변화 없이 체외증식이 가능하도록 하는 연구들이 골수 및 지방유래 중간엽 줄기세포에서 보고되고 있다. 그러나 현재 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양에 따른 특성 변화 분석 연구는 아직 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구의 목적은 탯줄유래 줄기세포의 체외 배양 시 계대배양 증가에 따른 줄기세포의 특성 변화를 분석하고자 하였다. 연구방법: 사람의 탯줄유래 줄기세포 (human umbilical cord-derived stem cells, HUC)를 분리하여 in vitro에서 계대배양하였다. 계대배양에 따른 세포의 형태와 population doubling time (PDT)을 조사하고 RT-PCR 방법을 이용하여 mRNA 분석을 하였으며 면역세포화학 염색법을 이용하여 단백질 발현을 분석하였다. 결 과: 탯줄유래 줄기세포는 평균 10번의 계대배양 후 senescence를 나타냈다. 세포의 형태는 7번째 계대배양 이후 세포질이 넓어지고 세포의 크기가 커지는 변화를 나타냈으며 PDT가 증가하기 시작하였다. 계대배양 4, 8, 10번째 시기의 세포의 mRNA 변화를 분석한 결과 Oct-4, HNF-4${\alpha}$, mRNA는 10번째 계대배양까지 지속적으로 발현하였으나 nestin, vimentin mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였고 SCF mRNA는 지속적으로 발현이 감소하였다. 이에 반해 HLA-DR${\alpha}$, Pax-6, BMP-2 mRNA는 모든 계대배양 시기의 세포에서 발현되지 않았다. 면역세포화학 분석법을 통한 3, 6, 9번째 계대배양 세포의 단백질 발현 분석 결과 SSEA-3와 SSEA-4는 3, 6, 9번째 계대배양 세포 모두에서 발현하였으나 ICAM-1과 HLA-ABC는 계대배양이 증가함에 따라 발현이 증가되었다. Thy-1 단백질은 p9에서 발현이 증가되었으며 이와 반대로 TRA-1-60와 VCAM-1 단백질은 p6과 p9 시기에 발현이 감소되었다. HLA-DR 단백질은 모든 계대배양 시기에 발현되지 않았다. 결 론: 본 연구결과 탯줄유래 줄기세포는 체외 배양 시 줄기세포 특성이 일부 변하는 것을 관찰하였다. 앞으로 줄기세포의 특성을 유지할 수 있는 체외 배양법의 발달을 위한 연구들이 수행 되야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1313-1319
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• 2016

암은 비균질적으로 구성된 세포집합체로 간질세포 및 세포 외 기질로 구성된 미세환경과 상호작용에 의해 발병, 전이, 심화되는 복잡한 질병이다. 하지만, 기존의 2차원 배양 세포 기반 플랫폼이 3차원적 생체 환경과 암의 비균질성을 대표하기 힘든 한계를 극복하기 위해 스페로이드 배양 세포를 비롯한 다양한 플랫폼 개발이 활발해지고 있다. 본 연구에서는 특히 감염, 염증 및 식이적 환경성 영향력에 민감한 HCT-8 대장암 세포주를 기반으로 하여 3차원 스페로이드 배양법을 보다 효과적인 방법으로 개선하고, 대장암 스페로이드 세포를 기반으로 암의 비균질적인 특질과 항암내성 연구의 간단하고 개선된 플랫폼을 제시고자 하였다. 3차원 배양법 최적화를 위해 물리적 배양환경 조성과 배양배지 구성에 따른 스페로이드 형태형성을 비교 분석하고 암 줄기세포군의 증가 양상을 확인한 결과, 필수요소로 구성된 제한 배지와 균일한 형태의 비부착성 표면 배양접시에서 배양된 스페로이드가 균일한 형태의 구형을 형성하고 암 줄기세포군이 증가함을 확인하였다. 대장암 스페로이드 세포를 기반으로 대장암 치료제인 5-Fluorouracil (5-FU)에 대한 화학적 감응성 변화를 측정한 결과, 암 줄기세포가 5-FU에 대한 화학적 감수성 저해의 원인이 되며, 최적배양 조건에서 암 줄기세포의 약제 내성의 표현이 증대되었다. 이는 암줄기세포의 항암제 내성에 대한 잠재적 위험성을 내포하는 것으로, 이 방법론은 감염, 염증 및 식이적 요인과 연관된 대장암 스페로이드 세포 기반 항암제 약물반응을 검증하기 위해 효과적이면서 간소한 시험법으로 활용될 수 있을 것이다.