최근 골수와 혈액으로 유래된 중간엽 줄기세포와 비슷한 능력을 가지는 것으로 알려진 지방 유래 중간엽줄기세포가 새로운 세포 치료제로 떠오르고 있다. 하지만 줄기세포를 이용하여 치료하려는 질병은 나이가 들어감에 따라 발병하는 퇴행성 질환들이 대부분인데, 노화가 진행됨에 따라 줄기세포의 능력이 차이가 있다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 노화가 일어남에 따라 발생되는 신경성 질환을 자가 유래 지방 중간엽 줄기세포를 이용하여 치료함에 있어서 노화가 진행됨에 따라 얻어진 지방줄기세포가 세포학적으로 변화는 없는지에 대해 줄기세포 성장능, 생존율과 신경세포로의 분화유도 능력을 비교하였다. 30대, 40대, 50대에서 사람 지방 유래 줄기세포를 분리 배양하여 연령별 계대에 따른 세포수와 생존율을 측정하고, 줄기세포 성장능력을 비교 분석하였고, 지방 줄기세포를 신경세포 배양 조건 하에서 10일 동안 배양하여 신경 분화능력을 연령별로 비교하였다. 실험결과, 세포수와 생존율, 세포 모양이 연령과 계대별에 의해 차이가 없다는 것을 확인하였다. 신경 분화 후 면역형광염색법을 통해 분석한 결과, 연령에 따른 신경 분화능력의 차이가 관찰되지 않았다. 분자 유전적학으로 신경세포 마커의 발현을 mRNA 수준에서 분석한 결과, 연령별 간의 차이가 몇 개의 유전자 발현을 제외하고는 차이가 발견되지 못했다. 하지만 계대가 진행될수록 50대군의 줄기세포에서 MAP2와 Sox2의 mRNA 발현이 30대군의 줄기세포에 비해 상대적으로 낮게 발현됨이 확인되었다. 결론적으로 자가 지방 중간엽 줄기세포의 신경세포 분화능력이 연령에 상관없이 차이가 없음이 관찰되었으며, 이는 나이 든 사람으로부터 얻어진 지방 줄기세포도 젊은 사람에서 얻어진 세포와 마찬가지 능력으로 자가 세포 치료제로 사용될 수 있다는 점을 말해주고 있다.
본 연구는 스테로이드 성호르몬 즉 에스트로겐, 테스토스테론 및 노르테스토스테론이 돼지 지방전구세포의 분화와 증식에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행하였다. 지방전구세포는 갓난 암퇘지의 등지방조직을 떼어내어 coll- agenase를 처리해서 분리해서 배양했다. 세포 배양중에 10-8M과 10-7M의 스테로이드 성호르몬을 처리했다. 세포배양 전기에 스테로이드 성호르몬을 처리했을 때 지방전구세포의 분화나 증식에 아무런 영향을 미치지 않았고, 세포배양 후기에 처리했을 때는 테스토스테론과 노르테스토스테론이 세포분화를 촉진시켰다.
치주질환의 치유에 있어서 치주인대 세포의 증식과 분화는 매우 중요하다. 몇몇 학자들에 의해 치주인대 세포의 증식과 분화에 영향을 주는 platelet derived growth나 fibronectin과 같은 growth factor에 대한 연구가 있었다. 이 연구는 홍삼 총사포닌이 치주인대 세포에 미치는 세포독성과 세포의 성장 및 분화에 미치는 영향을 규명하고자 사람의 치주인대 세포를 분리, 배양하여 실험하였다. 총사포닌이 치주인대 세포에 미치는 세포독성을 특정하기 위해 여러가지 농도의 총사포닌을 세포배양액에 첨가하여 1주일 배양후의 결과와 단일 농도($1{\mu}g/ml$})하에서의 세포 성장을 혈구계산반을 사용하여 관찰하였다. 치주인대 세포가 조골세포양세포로의 분화과정에 사포닌이 영향을 미치는 것을 관찰하기 위해 개개의 총사포닌 농도)0.1,1,$10{\mu}g/ml}$)를 세포배양액에 첨가하여 배양하였다. 치주인대 세포가 조골세포의 표현형으로 분화되는데 미치는 총사포닌의 영향을 알아보기 위하여 총사포닌의 단일 농도($1{\mu}g/ml$)하에서 $50{\mu}g/ml$ ascorbic acid와 10mM ${\beta}-glycerophosphate$를 배양액에 첨가하여 배양후 von Kossa's staining을 시행하여 생성된 골결절을 관찰하였다. 이상의 실험에서 얻어진 결과는 아래와 같다. 1. 각각의 농도를 투여한 결과, $1{\mu}g/ml$의 총사포닌에 의해서 세포독성이 유의성있게 증가하였다. 2. 0.01,0.01,1,$10{\mu}g/ml$의 총사포닌을 세포배양액에 첨가한 다음 7일 후의 고나찰시 cell viability가 실험농도 모두에서 유의성있게 증가하였다. 3. 0.1,1,10,$100{\mu}g/ml$의 농도에서 유외성있는 세포 증식이 있었다. 4. $1{\mu}g/ml$의 총사포닌을 세포배양액에 첨가한 다음 1,3,5,7,9일의 관찰시 시간경과에 따라 유의성있는 세포 증식이 있었다. 5. $10{\mu}g/ml$의 총사포닌을 세포배양액에 첨가시 ALP activity가 대조군에 비해 유외성있게 증가하였다. 6. $1{\mu}g/ml$의 총사포닌으로 배양된 치주인대 세포내에서 ALP positive cell이 관찰되었다. 7. $1{\mu}g/ml$의 총사포닌으로 배양된 치주인대 세포내에서 골결절 형성이 관찰되었다.
배경 :폐포내 fibronectin(FN)의 분포와 역할은 많은 연구자에 의하여 연구되어왔다. 흰주에서 폐의 분화시 FN은 태자에서 폐포의 기저막에 주로 분포되고 간엽조직에서도 관찰되면 분화가 진행되면 폐포막의 간질조직에 FN의 함량이 높아진다. 또 FN은 일반적으로 폐포대식세포(alveolar macrophage)에서 분비되고 폐에 질병이 발생하였을 때 다량의 FN이 폐포대식세포에서 분비된다고 보고되어 있다(Schoenberger 등 1984: Ozaki 등 1990; Rom 등 1987 ; Cordier 등 1990) 저자는 흰쥐의 폐포발생이 진행중인 폐포기 후반에서의 폐포막내 정상적인 FN이니 분포의 변화와폐포를 구성하는 큰 폐포세포(type II pneumocyte)에서의 FN의 분비여부를 면역조직염색법과 전자현미경을 이용하여 추적하고자하였다 실험대상 및 방법: 청정동물실에서 사육한 SPF 흰쥐(Sprague-Dawley 계)를 임신시켜 질도말법을 이용하여 태령을 정한 뒤 태아제 17일 및 20일 출생 제 1일, 2일, 3일, 5일, 및 7일의 신생흰쥐를 실험동물로 사용하였으며 대조군의 흰쥐는 체중 200ㅎ의 건강한 수컷을 사용하였다 흰쥐의 폐조직은 면역조직염색을 위해 rabbit anti rat fibronectin polyclonal antibody를 일차항체로 biotinylated goat anti rabbit IgG를 이차항체로 사용하여 폐실질세포내 FN의 분포를 LM으로 관찰하였고 한편 폐포막을 구성하는 세포 중 큰폐포세포가 FN을 분비하는 세포인지를 추적하기 위해 금과립을 첨가한 항체를 사용하여 큰 폐포세포내 FN의 분포를 EM을 이용해서 추적한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다 결과 : 제 17일 및 20일 태아시기의 폐에서의 혈관주위에 강한 FN반응이 관찰되었다 출생후 폐포막의 FN의 활성은 출생후 5일 및 7일에 최고주에 달했다. 출생직후 1-2일경에 혈관의 조직내 FN의 활성이 양성을 나타내지만 3일이후 활성이감소되었다. 폐포대식세포내 FN의 활성은 출생후 증가되었다. 폐조직내 소기관지의 FN의 활성은 출생후 완만하게 상승되었다. 큰 폐포세포는 출생 1-3일에 일정량의 FN 반응이 세포질과 미세융모내에 관찰되었다. 결론 : 이상과 같은 결과로 흰쥐의 폐포의 분화과정이 계속되는 출생후 폐에서 FN의 분비는 7일이내에 성숙흰쥐의 폐포내 반응과 비슷한 반응으르 보이며 이때 폐의 실질조직은 분화가 거의 완료되었을 것으로 사료되었고 큰 폐포세포에서도 FN이 분비되는 것으로 결론지울수 있다.
비쑥(Atermisia scoparia)은 국화과에 속하는 한해살이 풀로서 유라시아 지역 분포하며, 염생습지에 자생하는 염생식물의 일종이다. 비쑥은 민간요법에서 이뇨제, 소염제, 간염치료제로 사용되어 왔으며, 비쑥에서 분리한 플라보노이드, 쿠마린 화합물의 항산화, 항염증 등의 생리활성이 보고되어 있다. 본 연구에서는 비쑥 추출물이 3T3-L1 지방전구세포 모델에서 지방세포 내에서의 중성지방 생성 및 지방세포 분화조절 인자 발현에 미치는 영향을 검토하였다. 지방전구세포 3T3-L1을 지방세포로 분화하여 Oil Red O 염색법으로 지방세포 분화 정도를 측정한 결과, 비쑥 추출물 처리군에서 농도 의존적으로 지방세포 형성이 억제되었다. 또한 지방세포 분화 관련 인자인 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$, SREBP-1c의 발현을 mRNA 및 단백질 수준에서 확인한 결과, 비쑥 추출물을 처리한 군에서 지방세포분화 인자 발현이 감소하는 것으로 나타났다. 지방세포 분화 및 증식에 관여하는 것으로 알려져 있는 MAPK 신호전달 경로를 확인한 결과 비쑥 추출물을 처리한 군에서 p38, ERK, JNK의 인산화가 억제되었다. 이를 통해 비쑥 추출물은 MAPK 신호전달 경로를 통한 지방세포 분화 인자 조절을 통해 지방 생성과 합성을 억제하는 것으로 사료된다. 따라서 본 연구 결과로부터 비쑥 추출물의 MAPK 신호전달 경로 억제를 통한 항비만 효과를 확인하였으며, 나아가 건강 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 기대된다.
본 연구에서는 영지버섯 균사체 발효 꾸지뽕 잔가지 추출물의 지방세포 분화 억제 및 염증 억제 효과를 확인하고자 하였다. 세포독성을 확인한 결과, 최대 1,000 ㎍/mL 농도까지 세포에 처리하여도 세포 생존율이 감소하지 않음을 확인되었다. 분화과정 동안 발효 꾸지뽕 잔가지 추출물을 처리하였을 때, 세포 내 지방 축적이 감소되었다. 분화과정에 관여하는 대표적인 adipokine인 leptin과 adiponectin의 생성량을 확인한 결과, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물에 의해 adiponectin의 생성 증가와 leptin의 생성 감소를 확인하였다. 지방세포 분화 관련 유전자의 발현은 분화 유도인자만 처리한 군에 비해 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물이 함께 처리된 군에서 추출물의 농도가 높아질수록 지방분화 전사인자인 PPARγ와 C/EBPα의 발현량이 감소하는 것을 확인하였다. 분화된 3T3-L1 세포에서 LPS에 의해 분비되는 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, MCP-1)의 생성량 변화를 측정한 결과, LPS 처리로 증가된 염증성 사이토카인의 생성을 억제하였으며 염증 관련 유전자인 iNOS, COX-2의 발현도 감소되었다. 또한, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물과 발효되지 않은 꾸지뽕나무 잔가지 추출물을 비교하였을 때, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물이 지방세포 분화 및 염증 억제 효과에서 더 높은 활성을 보였으며, 이들 결과를 종합적으로 볼 때, 영지버섯 균사체를 이용한 발효가 꾸지뽕나무 잔가지의 활성 증가에 기여하는 것으로 보인다. 따라서 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물은 항비만, 항염증 소재로서 비만뿐만 아니라 대사성 질환 개선을 위한 기능성 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단되며, 향후 발효 꾸지뽕나무 추출물의 명확한 항비만, 항염증 효능을 확인하기 위해서는 유용 물질 분리 및 작용기전 등 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
상처치유과정중 관상어류 피부 색소체계의 재분화경로를 규명하기 위하여 외부 색채가 화려한 담수산 금붕어 (Carassius auratus L.)를 실험재료로 하여 피부의 일정부위에 인위적인 상처를 유도한 후, 시간 경과에 따른 조직과 색소 체계의 치유과정을 고배율의 투과 전자현미경으로 관찰하였다. 금붕어 피부 색소세포는 정상조직에서 황색소세포, 백색소세포 그리고 혹색소세포 등 세 종류의 진피성 색소세포로 이루어져 있었다. 황색소세포에는 pterinosome과 carotenoid vesicle 등 두 종류의 색소과립이 분포되어 있었고, 백색소세포와 혹색소세포에는 무정형 색소결정인 leucosome과 전자밀도가 높은 구형의 색소과립인 melamosome이 각각 함유되어 있었다. 초기 상처치유반응은 상처 유도직 후에 표면 손상부위로 전이되는 상피세포와 혈구세포에 의하여 수행되었다. 상처 유도후 $5\sim7$일이 경과된 조직의 표본에서는 조면소포체가 특이하게 발달되어 진피성 색소세포의 공통 원기로 추정되는 세포의 출현이 확인되었다. 또한 재생된 조직내에서 재분화된 색소세포는 상처유도 후 3주가 경과된 표본에서 처음 관찰되었다. 색소과립의 재분화 경로는 세포 내에서의 색소과립 형성 과정과 마찬가지로 색소세포내에 잘 발달된 조면소포체와 골지체를 경유한 후, 분비소포의 형태로 생성림이 확인되었다. 그리고 재분화된 색소세포로 유입되는 색소 원기물질은 음세포과립을 통하여 수송되었는데, 특히 조면소포체가 풍부한 원기세포와 연접된 색소세포의 원형질막에서 매우 활발한 물질의 수송이 관찰되었다. 한편, 각 색소세포의 일차적인 재분화과정은 상처 유도후 4주가 경과되어 피부 상처가 치유되는 시점을 전후하여 완료되었으나, 재분화된 색소세포의 수나 분포밀도는 충분한 체색발현을 위한 상태에 비해 크게 미달되는 것으로 분석되었다. 따라서 특별한 환경의 변화가 없는 한, 상처유도 이전의 색소체계와 동일한 상태로의 복구에는 적어도 3개월 이상이 소요되는 것으로 확인되었다.
Adefovir dipivoxil (ADV)은 간염 바이러스 및 에이즈 치료제로 사용되고 있으나 장기간 복용 시 부작용으로 골다공증을 유발할 수 있다. 골다공증은 골밀도 감소를 특징으로 하는 질환으로 ADV와 골 분화 억제의 상관성에 대한 연구가 필요하다. 이에 대한 연구를 위해, 미분화 세포인 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells. MSCs)와 골아세포(MG63)를 이용하여 ADV가 미분화 세포 수준에서 골세포 성숙과정에 미치는 영향력을 평가하였다. 먼저, MSCs와 MG63 세포에 ADV를 농도별로 처리한 후 각 세포의 증식에 미치는 영향을 확인하기 위해 Cell Counting Kit-8 분석을 시행하였다. 또한 각 세포와 핵의 형태학적 분석을 위해 crystal violet과 Hoechst 염색을 시행하였다. 세포의 비대 현상의 원인을 규명하기 위해 TGF-β 발현을 조사하였고, 이에 따른 MSCs와 MG63 세포의 성숙한 골세포로의 분화도를 확인하고자 ALP 염색과 활성도를 측정하였다. 그 결과, ADV는 MSCs와 MG63 세포에서 핵과 세포질의 비대 현상, 세포의 증식능 억제, 성숙 골세포로의 분화 능력의 감소를 유발 할 수 있음을 확인하였다. 이러한 현상은 ADV가 TGF-β 발현을 증가시키는 것과 관련이 있었고, TGF-β의 증가는 MSCs와 MG63 세포부터 성숙한 골세포로의 분화 억제에 관여하고 있음을 시사하고 있다. 결론적으로, ADV 약물은 MSCs와 MG63 세포의 TGF-β 발현을 증가하여 세포 형태와 핵의 비대증을 유발하며, 세포의 증식억제 및 성숙한 골세포 분화능에 영향을 주어 골다공증을 유발할 수 있음을 확인하였다. 따라서 ADV 복용에 따른 부작용을 규명하기 위해 세포학적 수준에서 골다공증 유발에 미치는 생물학적 상관성과 원인을 이해하기 위한 근거자료로서 기초의학과 임상연구에 이용 될 수 있을 것으로 사료된다.
신경세포의 분화에 미치는 insulin의 영향을 알아보기 위하여 계배의 단뇌 신경아세포를 serum-free defined medium에서 배양하였다. Immunofluorescence실험을 통하여 신경특이단백질인 MAP-2는 신경아세포의 세포체와 신경돌기에 존재하는 것으로 나타났다. 또한, 배양액내에 insulin의 농도를 증가하면 신경아세포의 신경돌기 형성이 증가할 뿐 아니라 MAP-2의 합성도 증가하였다. 따라서, 신경아세포의 형태적분화와 생화학적 분화는 서로 밀접하게 연관되어 일어나는 것으로 추측되며, insulin은 신경특이단백질의 합성을 촉진시킴으로써 신경아세포가 신경돌기를 형성하며 분화되어 가는데 결정적인 역할을 하는 것으로 보인다.
Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포의 현탁 배양에서 세포의 성장과 flavonoid glycosides 생산에 관한 구조적 성장 모텔 을 제안하였다 제안된 모델식은 현탁 배양의 형광을 측정함으 써 결정될 수 있는 세포 생존도와 세포 활동도 등플 세포의 생리학적 변수로서 고려하였다. 제안된 모델식에서는 세포의 상태에 따라 세포블 크게 생존 세포와 비생존 세포로 나누고 생존 세포를 분화 가능한 생존 세포와 비분화 생존 세포로 나누어 각 각의 모델을 구성하였다. 이 중 생존 세포 중량은 광섬유 형광 센서로 측정한 상대 형광 세가로부터 결정될 수 있었다. Flavonoid 배당체의 생산 속도는 분화 가능한 생존 세포와 바 분화 생존 세포에 의해 지배되며, 배양액의 삼투압에 의한 서l포 팽창과 세포내 생성불절의 방출은 비생존 세포에 의해 이루어진다고 가정하였다. 종속변수는 가칠농도(포도당), 세포 중량(건조 세포중량과 생체중량), 대사산물농도(flavone glycosides), 활동도와 생존도플 포함한다 Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포 의 푹라스크 배양으로부터 모델과 실험결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 제시된 모델은 세포의 성장, flavone glycosides 및 중간매개체 합성을 예측할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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