• 대한소아치과학회지
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• 제46권2호
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• pp.219-225
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• 2019

이 연구의 목적은 과잉치 치수 유래 줄기세포의 계대 배양 속도에 대한 상아모세포 연관 유전자의 발현을 비교하는 것이다. 줄기세포는 다른 여러 형태의 세포로 분화할 수 있는 미 분화된 세포이다. 이는 환경이나 특정 자극에 의해 세포 분열이 일어나며 근육이나 골 같은 특정 장기의 조직으로 분화할 수 있다. 20명의 어린이에서 발거한 과잉치에서 과잉치 치수 유래 줄기세포가 얻어졌다. 10계대까지 배양하는 동안 가장 빠른 속도로 계대 배양된 세포와 가장 느린 속도로 계대 배양된 세포 각 3계대와 10계대 세포를 얻어 실험을 진행하였다. 각 세포는 분화제를 처리한 군과 처리하지 않은 군으로 나누었다. 이 실험에서 발현도를 살펴본 유전자는 Osteonectin (ONT), Osteocalcin (OCN), Alkaline Phosphatase (ALP), Dentin matrix acidic phosphoprotein 1 (DMP-1), Dentin sialophosphoprotein (DSPP)이다. 분화가 된 세포가 전반적으로 더 높은 유전자 발현도를 보였으며, 미분화 세포는 10계대에서, 분화된 세포는 3계대에서 더 높은 유전자 발현도를 보였다. 빠른 계대 배양 속도를 보인 세포가 OCN과 DSPP를 제외하고 상대적으로 더 낮은 유전자 발현도를 보였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권1호
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• pp.23-28
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• 2017

본 연구에서는 초과 에탄올 추출물을 이용하여 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포로의 분화 연구를 통해 항비만 활성을 확인하고자 하였다. 초과 에탄올 추출물에 의한 지방세포 분화 억제 활성 및 지방형성에 미치는 영향을 확인하기 위해 3T3-L1 지방전구세포에 분화를 유도하면서 추출물을 농도별로 처리하였고, 그 결과 초과 에탄올 추출물은 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포로의 분화를 농도에 의존적으로 감소시켰다. 이 같은 활성에 대한 작용기전을 알아보기 위해 지방세포 분화에 중요한 역할을 담당하고 있는 peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$)와 CCAAT-enhancer-binding protein ${\alpha}$ ($C/EBP{\alpha}$), 그리고 지방세포 분화에 관여하는 유전자들의 활성을 확인해 보았다. 실험 결과 초과 에탄올 추출물은 $PPAR{\gamma}$와 $C/EBP{\alpha}$의 유전자 및 단백질 발현을 유의적으로 감소시켰고 지방세포 분화에 관여하는 adipogenesis marker 유전자들의 발현을 억제 시켰다. 따라서 초과 에탄올 추출물은 지방분화 및 adipogenesis 억제 활성을 통해 항비만 소재로의 가능성이 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.299-306
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• 2015

구절초(Chrysanthemum zawadskii)는 국화과에 속하는 다년생 초본으로 일본, 중국 등에 분포하고 있으며 항산 화, 항염증, 항균 등의 생리활성이 알려져 있으나 항비만 활성에 대해서는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 구절초 메탄올 추출물(CZME)의 항비만 활성을 췌장 lipase 효소 활성 억제능과 지방세포분화 및 지방 생성에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 CZME는 농도 의존적으로 lipase 효소 활성을 억제시켰으며, insulin, dexamethasone, 3-isobutyl-1-methylxanthine (MDI)로 분화를 유도한 3T3-L1 preadipocyte를 이용하여 지방세포 분화 및 지방생성에 미치는 영향을 분석한 결과 지방세포 분화, 세포 내 지방 축적, TG 함량 등을 독성 없이 농도의존적으로 억제 하였다. 이러한 구절초의 지방세포 분화 억제능은 핵심 작용 인자인 C/EBPα, C/EBPβ, 그리고 PPARγ의 유전자 및 단백질 발현조절에서 기인함을 확인하였다. 뿐만 아니라 MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 preadipocyte에서 생성된 지방의 분해능을 분석한 결과 지방세포 분화 억제뿐만 아니라 지방세포 내 중성지방 또한 유의적으로 분해시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 구절초가 보유한 췌장 lipase 활성 저해능, 지방세포 분화 억제능, 지방세포내 지방 분해능을 통한 항비만 활성을 처음으로 밝혀낸 것이며 추후 계속적인 연구를 통해 활성 물질의 규명이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.364-373
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• 2011

인간배아줄기세포는 인간배아줄기세포가 가지는 전 분화능 등의 특이적 특성으로 인해 재생의학 분야에서 세포 치료제의 근원으로 널리 각광받고 있다. 그러나, 미분화 상태의 인간배아줄기세포를 세포치료제로 이용하기 위해서는 인간배아줄기세포 주 유래 기능성 세포를 확립이 반드시 요구된다. 본 연구에서는, 미분화 상태의 인간배아줄기세포주로부터 기능성 세포의 확립을 위해, 혈관계통의 세포로 분화를 유도하였으며, 분화 유도 후 세포의 크기 차이를 이용하여 특정 세포군 만을 분리하여 그 기능성을 비교 분석하였다. 그 결과, VEGF를 이용하여 분화 시킨 세포군에서 약 10%의 PECAM 양성 세포군을 확인할 수 있었으며, 분리 및 세포 이식을 위해 세포를 단일 세포군으로 만들었다. 단일 세포군의 형성 후, 유세포 분석기를 이용한 세포 분리 기법을 이용하여 FCS를 기준으로 한 세포 크기의 차이를 이용하여 특정 세포군 만을 분리하여, 하지 허혈 동물 모델로의 이식을 통해, 비 분리 세포군과 치료 효능을 비교 분석을 실시하였다. 세포 이식 4주 후, 혈류량 복구율이 FSC 기준 분리 군의 경우 54%, 비 분리군의 경우 17%를 보이는 것을 확인하였다. 이 결과는, 초기 분화 유도 후 세포 크기차이를 이용한 세포 분리법이 기능성 세포 획득에 이용될 수 있음을 시사한다. 이와 같은 방법을 통해 다양한 종류의 기능성 세포 분리에 이용될 수 있을 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.137-147
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• 2014

유근피(Cortex ulmi pumilae)는 항산화, 항염증, 항균, 항암 등 다양한 생리활성이 보고되어 있으며, 뛰어난 소염효과로 예로부터 약재로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 유근피 추출물의 지방세포 분화에 미치는 영향과 그 기전을 검토하였다. 유근피 추출물을 분화유도제와 동시에 처리한 결과, 3T3-L1 지방전구세포의 세포질 내 triglyceride 생성을 농도의존적으로 감소시켰으며, 지방세포분화 관련 전사인자인 $C/EBP{\alpha}$, $C/EBP{\beta}$ 및 $PPAR{\gamma}$의 발현을 유의적으로 저하시켰다. 다음으로 유근피 추출물을 지방세포 분화 유도 단계별로 처리한 결과, 분화유도제와 동시에 처리한 경우 즉 분화 초기에 처리한 경우가 가장 효과적인 지방세포 분화 억제효능을 보였으며, 이 때 분화초기에 발현되는 $C/EBP{\beta}$의 발현량은 현저하게 감소되었다. 또한 유근피 추출물에 의해 mitotic clonal expansion 단계의 세포증식이 농도의존적으로 억제되는 것을 확인하였으며, 세포주기분석을 통해 G1 arrest를 유발함으로써 증식이 억제 된다는 것을 확인하였다. 또한, G1 arrest는 G1/S 전이 관련 단백질인 p21의 발현 증가, cyclin E의 발현 감소 및 Rb의 인산화 감소에 의한 것임을 확인하였다. 이러한 연구결과들로부터 유근피 추출물은 지방세포 분화 초기 단계에 작용하여 지방세포 분화 관련 전사인자의 발현을 억제하고 mitotic clonal expansion을 저해하여, 지방전구세포의 지방세포로의 분화를 억제하는 항비만 효능을 가지는 천연소재임을 확인하였으며, 따라서 본 연구는 향후 이를 활용한 지속적인 연구를 위한 기초자료로 그 가치가 매우 높을 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1355-1359
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• 2016

인간 중간엽 줄기세포(hMSCs)는 신경세포(neuron-like cells)를 포함한 다양한 세포로 분화할 수 있는 능력을 지닌 성체 줄기세포(adult stem cells)이다. 본 연구에서는 인간의 골수유래-중간엽 줄기세포(bone marrow-mesenchymal stem cells; hBM-MSCs)를 이용한 신경분화에서 신경세포 표지자(neuronal marker)인 NF-M, Tuj-1 뿐만 아니라 성상세포 표지자(glial marker)인 GFAP의 발현 역시 의미 있게 증가함을 real-time PCR, Western blot, and immunocytochemical staining법을 통하여 관찰하였다. 이를 개선하기 위하여, 신경분화에 중요한 신호전달자(signal intermediator)인 PDE4를 억제한 후 신경분화를 유도하였다. PDE4 억제자인 rolipram 혹은 resveratrol를 각각 처리하여 신경분화한 줄기세포(Roli- or RSV-dMSCs)에서 NF-M, Tuj-1의 발현이 증가하였고 반면, GFAP의 발현은 감소함을 real-time PCR, Western blot, and immunocytochemical staining법을 통하여 관찰하였다. 본 연구를 통하여, PDE4를 조절하며 줄기세포의 신경분화를 개선할 수 있음을 보였다.

• 한국동물학회지
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• 제33권2호
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• pp.158-165
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• 1990

Calpain은 $Ca^2$+-의존성 단백질 분해요소로서, 세포 골격단백질이나 근수축성 단백질을 분해하는 것으로 알려져있다. 한편, 배양 근원세포의 분화는 세포융합이라는 뚜렷한 형태적인 변화를 겪는데, 이때 근원세포의 세포막과 세포골격에 많은 변화가 일어난다고 알려져 있다. 본 실험에서는 근원세포 융합과정에서의 calpain의 역할을 알아보기 위하여 배양근원세포의 융합에 따른 calpain의 활성과 양적 변화를 조사하였다. 배양시간이 경과할 수록 calpain의 활성은 증가하여 세포융합이 왕성히 일어나고 있는 배양 60시간에 최대치를 이루었다. 또한, 닭골격근으로 부터 순수분리된 calpain에 대한 항체를 만들어서 배양 근원세포의 분화에 따른 calpain의 양적 변화를 immunoblot으로 조사하여 본 결과, calpain은 배양 24시간에서 48시간 사이에 그 양이 급격히 증가하여, 세포융합이 시작되는 배양 48시간 사이에 최다량으로 존재하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 calpain의 단백질 분해활성이 세포 융합과정에 관련된 있음을 암시해준다.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.948-955
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• 2007

생체 면역반응에 중요한 역할을 하는 호중구의 세포사멸은 자연적으로 일어나거나 여러 외부자극에 의한 신호의 전달에 의해 증가하거나 지연된다. 또한 사이토카인과 같은 분화제에 의해 세포사멸이 지연되고 항원 제시 기능을 가진 수지상 세포로 분화되기도 한다. 본 연구에서는 세포사멸 억제제와 사이토카인을 이용한 시스템에서 호중구가 수지상 세포로 분화되는가를 조사하였다. Pancaspase와 serine protease의 억제제인 zVAD-fmk와 AEBSF를 처리하였을 때 호중구의 세포사멸은 현저히 감소되며 AEBSF는 caspase-3와 serine protease활성을 모두 억제하였다. 호중구의 세포사멸을 효과적으로 억제하는 AEBSF와 함께 분화제로 널리 쓰이는 CM-CSF를 같이 처리하여 3일 동안 배양하면 수지상 세포에서 높이 발현되는 CD8O, CD83 및 MHC class ll의 세포표면 마커의 발현이 증가하였다. AEBSF와 CM-CSF를 처리한 호중구를 T-세포와 함께 배양하였을 때 SEB가 존재할 경우 T-세포가 증식되었으며 SEB가 없이도 $IFN{\gamma}$는 생성되었다. 이들 결과들로 부터 serine protease 억제제인 AEBSF를 호중구에 처리하여 세포사멸을 효과적으로 억제하는 것과 수지상 세포로의 분화를 촉진하는 사이토카인인 CM-CSF의작용을 나타내게 하는 조건과는 서로 상호적으로 연관되어 작용할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권6호
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• pp.997-1004
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• 2005

여러 천연물 추출물 140종의 파골세포 분화처제효과 검색은 파골세포의 마커 enzyme인 TRAP활성으로 확인하였다. 그 결과 파고지$^{3}$, 지각$^{13}$, 금령자$^{6}$, 시호$^{9}$, 황연$^{69}$, 배양인삼$^{98}$, 구맥$^{26}$, 등 대부분의 추출물이 $100{\mu}g/mL$ 농도 이상에서는 높은 세포 독성을 보여서 파골분화 억제 정도를 확인 할 수 없었고 세포독성이 없는 농도를 선정하여 파골세포 분화억제 정도를 재검색한 결과는 천연물 중 파고지$^{3}$, 호두$^{21}$, 용안육씨$^{77}$, 황금$^{78}$, 정공등$^{37}$ 메탄올 추출물과 생대추과육$^{128}$, 콩나물$^{70}$ 열수 추출물은 비교적 낮은 농도에서도 30% 이하의 TRAP 활성을 보여 파골분화 억제 효과가 우수하게 나타났다. 이 중 전통 한약재인 황금$^{78}$ 메탄올 추출물과 과일류인 생대추과육$^{128}$ 열수 추출물이 $10{\mu}g/mL$의 낮은 농도에서도 가장 좋은 파골분화 억제 효과가 나타났다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
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• pp.195-205
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• 2001

태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.