• 한국임상수의학회지
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• 제28권1호
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• pp.63-70
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• 2011

To consider the iliac fossa as the vascular anastomosis site of kidney transplantation for the short-term study of acute rejection in pigs. Twelve domestic pigs weighing 39~48 kg underwent heterotopic renal allgraft transplantation. The experimental animals were divided into 2 groups in terms of renal vascular anastomosis site; the external iliac artery and vein were used in iliac fossa model (n = 6), the abdominal aorta and the caudal vena cava inferior to the kidney were used in abdominal cavity model (n = 6). Renal function was evaluated by daily measurement of plasma creatinine and BUN concentrations. The experiments' health including postoperative complications was also assessed daily for 8 days after transplantation. After euthanazation gross and histopathologic analysis was performed. All six pigs in iliac fossa model developed neuropraxia and lameness of the ipsilateral pelvic limb. However, no necrosis was observed in any pigs. In the abdominal cavity model, durations of both the surgical operation and the vascular anastomosis were significantly longer than those in the iliac fossa model. Furthermore, ischemia injury of the transplanted kidney was increased in abdominal cavity model, which induced accelerated-acute immune response from day 4 after transplantation. Despite of pelvic limb complication, the iliac fossa model showed more advantages including not only less ischemia time related to easy vascular anastomosis, but also less immune response during the acute rejection period. The results indicate that the iliac fossa model may be appropriate to the study of acute rejection in porcine kidney transplantation.

• 한국수정란이식학회지
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• 제27권3호
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• pp.183-187
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• 2012

Adult stem cell transplantation has been increased every year, because of the lack of organ donors for regenerative medicine. Therefore, development of reliable and safety cryopreservation and bio-baking method for stem cell therapy is urgently needed. The present study investigated safety of dimethyl sulfoxide (DMSO) such as common cryoprotectant on porcine bone marrow derived mesenchymal stem cells (pBM-MSCs) by evaluating the activation of Caspase-3 and -7, apoptosis related important signal pathway. pBM-MSCs used for the present study were isolated density gradient method by Ficoll-Paque Plus and cultured in A-DMEM supplemented 10% FBS at $38.5^{\circ}C$ in 5% $CO_2$ incubator. pBM-MSCs were cryopreserved in A-DMEM supplemented either with 5%, 10% or 20% DMSO by cooling rate at $-1^{\circ}C$/min in a Kryo 360 (planner 300, Middlesex, UK) and kept into $LN_2$. Survival rate of cells after thawing did not differ between 5% and 10% DMSO but was lowest in 20% DMSO by 0.4% trypan blue exclusion. Activation of Caspase-3 and -7 by Vybrant FAM Caspase-3 and -7 Assay Assay Kit (Molecular probes, Inc.OR, USA) was analyzed with a flow cytometer. Both of cryopreserved and control groups (fresh pBM-MSCs) were observed after the activation of Caspase-3 and -7. The activation did not differ between 5% and 10% DMSO, but was observed highest in 20% DMSO. Therefore 5% DMSO can be possibly used for cell cryopreservation instead of 10% DMSO.

• 한국수정란이식학회지
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• 제27권3호
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• pp.175-181
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• 2012

The synovial tissues are a valuable MSCs source for cartilage tissue engineering because these cells are easily obtainable by the intra-articular biopsy during diagnosis. In this study, we isolated and characterized the canine MSCs derived from synovial fluid of female and male donors. Synovial fluid was flushed with saline solution from pre and post-puberty male (cM1-sMSC and cM2-sMSC) and female (cF1-sMSC and cF2-sMSC) dogs, and cells were isolated and cultured in advanced-DMEM (A-DMEM) supplemented with 10% FBS in a humidified 5% $CO_2$ atmosphere at $38.5^{\circ}C$. The cells were evaluated for the expression of the early transcriptional factors, such as Oct3/4, Nanog and Sox2 by RT-PCR. The cells were induced under conditions conductive for adipogenic, osteogenic, and chondrogenic lineages, then evaluated by specific staining (Oil red O, von Kossa, and Alcian Blue staining, respectively) and analyzed for lineage specific markers by RT-PCR. All cell types were positive for alkaline phosphatase (AP) activity and early transcriptional factors (Oct3/4 and Sox2) were also positively detected. However, Nanog were not positively detected in all cells. Further, these MSCs were observed to differentiate into mesenchymal lineages, such as adipocytes (Oil red O staining), osteocytes (von Kossa staining), and chondrocytes (Alcian Blue staining) by cell specific staining. Lineage-specific genes (osteocyte; osteonectin and Runx2, adipocytes; PRAR-${\gamma}2$, FABP and LEP, and chondrocytes; collagen type-2 and Sox9) were also detected in all cells. In this study, we successfully established synovial fluid derived mesenchymal stem cells from female and male dogs, and determined their basic biological properties and differentiation ability. These results suggested that synovial fluid is a valuable stem cell source for cartilage regeneration therapy, and it is easily accessible from osteoarthritic knee.

• 한국수정란이식학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2013

A lot of works have been dedicated to clarify the reasons why the establishment of embryonic stem cells (ESCs) from pig is more difficult than that from mouse and human. Several concomitant factors such as culture condition including feeder layer, sensitivity of cell to cell contact, definitive markers of pluripotency for evaluation of the validity and optimal timing of derivation have been suggested as the disturbing factors in the establishment of porcine ESCs Traditionally, attempts to derive stem cells from porcine embryos have depend on protocols established for mouse ESCs using inner cell mass (ICM) for the isolation and culture. And more recently, protocols used for primate ESCs were also applied. However, there is no report for the establishment of porcine ESCs. Indeed, ungulate species including pigs have crucial developmental differences unlike rodents and primates. Here we will review recent studies about issues for establishment of porcine ESCs and discuss the promise and strategies focusing on the timing for derivation and pluripotent state of porcine ESCs.

• 한국수정란이식학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-186
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• 2003

Human embryonic stem (hES) cell lines have been derived from human blastocysts and are expected to have far-reaching applications in regenerative medicine. The objective of this study is to improve freezing method with less cryo-injuries and best survival rates in hES cells by comparing various vitrification conditions. For the vitrifications, ES cells are exposed to the 4 different cryoprotectants, ethylene glycol (EG), 1,2-propanediol (PROH), EG with dime-thylsulfoxide (DMSO) and EG with PROH. We compared to types of vehicles, such as open pulled straw (OPS) or electron microscopic cooper grids (EM grids). Thawed hES cells were dipped into sequentially holding media with 0.2 M sucrose for 1 min, 0.1 M sucrose for 5 min and holding media for 5 min twice and plated onto a fresh feeder layer. Survival rates of vitrified hES cells were assessed by counting of undifferentiated colonies. It shows high survival rates of hES cells frozen with EG and DMSO (60.8％), or EG and PROH(65.8％) on EM grids better than those of OPS, compared to those frozen with EG alone (2.4％) or PROH alone (0％) alone. The hES cells vitrified with EM grid showed relatively constant colony forming efficiency and survival rates, compared to those of unverified hES cells. The vitrified hES cells retained the normal morphology, alkaline phosphates activity, and the expression of SSEA-3 and 4. Through RT-PCR analysis showed Oct-4 gene expression was down-regulated and embryonic germ layer markers were up-regulated in the vitrified hES cells during spontaneous differentiation. These results show that vitrification method by using EM grid supplemented with EG and PROH in hES cells may be most efficient at present to minimize cyto-toxicity and cellular damage derived by ice crystal formation and furthermore may be employed for clinical application.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.164-171
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• 2019

기존에는 방사선 요법은 효과에 비해 소화기 점막 궤양 등 부작용이 많다. 본 연구는 방사선의 작용을 모사하는 방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스 반응을 이용하여 방사선 치료의 한계를 대체할 기전적 방법을 모색하고자 한다. 암 치료의 평가를 위해서 대장암의 비균질적인 세포구성, 종양줄기세포 및 주위 미세환경 및 배양 기질 등의 상호작용을 고려할 수 있는 소화기암 스페로이드를 이용하였다. 대조군 대장암 스페로이드에 비해서 리보솜 스트레스하에서는 스페로이드 구조가 상대적으로 큰 군집을 형성하였다. 하지만 이는 구조 자체가 매우 섬긴 세포간 구성을 가진 스페로이드였으며 스페로이드 형성과정의 크기 수축은 대조군에 비해 매우 느리게 나타났다. 대조군은 강하게 뭉친 소규모 클러스트의 집합체가 최종적으로 스페로이드를 형성하여 물리적 손상을 받아도 단단한 소규모 클러스트는 유지되나 리보솜 스트레스 하에서는 물리적 손상에 의해 형태가 파손 후에는 스페로이드 형성이 거의 일어나지 않았다. 기전적으로 리보솜 스트레스 하에서 암세포의 군집하는 이동속도는 매우 느렸으며, 뭉치더라도 세포-세포간 접합부위가 상대적으로 적었다. 이 대장암 스페로이드를 이종 및 동종 이식을 통해 동물에서 증식 시 종양 조직 형성이 매우 억제되었으며, 형성이 되어도 세포-세포간 접합에 핵심단백질인 E-cadherin의 발현이 매우 감소 됨을 알 수 있었다. 결론적으로 방사선 모사 미생물 유래 리보솜 스트레스는 종양 스페로이드 세포 이동 및 접합을 저해하여 3차원 구조 형성 결함을 유발하였으며, 향후 방사선을 대체하여 약물적으로 방사선 항암효과를 구현하는 기반을 제공한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권2호
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• pp.87-98
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• 2011

본 실험은 bioceramic을 첨가하여 만든 다공성 poly D,L-lactic-co-glycolic acid(PLGA)-scaffold가 인간 지방조직에서 유래된 중간엽 줄기세포(human adipose tissue derived mesenchymal stem cells, ATMSCs)의 골 형성과정에 효과적인지를 알아보고자 수행하였다. ATMSCs를 well plate에 접종하여 골형성 유도(osteogenic induction, OI) 배양액으로 28일 동안 배양하였다. OI배양액군의 증식률은 세포접종 후 14일까지는 세포증식이 활발하게 진행됐지만, 21일 이후 세포의증식이 둔화되는 양상을 보였다. 반면, 기본배양액군은 꾸준한 세포 증식을 보이며 21일 이후에는 OI배양액군보다 더 높은 증식을 나타냈다. OI배양액군의 alkaline phosphatase(ALP) 활성은 세포배양 21일까지는 증가했지만, 28일에는 감소한 반면에 기본배양액군은 계속 감소하는 양상을 띠었다. OI배양액군의 세포는 배양 21일에는 뚜렷한nodule의 형성을 관찰할 수 있었고, nodule에 칼슘의 축적이 일어남을 확인하였다. ATMSCs를 scaffold에 접종하여 OI배양액으로 배양하였다. Scaffold 내 골아세포 분화에 따른 ALP 활성은 PLGA scaffold와 Bioceramic-PLGA scaffold 모두에서 세포 배양 21일에 급격히 증가하였고, Bioceramic-PLGA scaffold의 ALP 활성이 PLGA scaffold보다 크게 증가하였다. 칼슘과 인의 함량 역시 Bioceramic-PLGA scaffold에서 높게 나타났으며, Bioceramic-PLGA scaffold의 Ca/P ratio가 PLGA scaffold보다 높게 나타났다. 생체내에 이식된 scaffold의 생분해성과 광물화는 bioceramic-PLGA scaffold에서 더욱 뚜렷하게 관찰되었다. 본 실험의 결과들을 종합해 볼 때 ATMSCs의 골형성능은 well plate보다 scaffold가 더 효과적이며, bioceramic이 scaffold의 세포 부착률과 ALP 활성을 증가시켜 골형성능에 효과적으로 작용하는 것으로 생각된다. 또한 bioceramic이 ATMSCs의 골형성 분화에 따른 광물화단계의 scaffold 내 칼슘과 인의 함량을 증가시키는 것으로 사료된다.생체 내 scaffold의 생분해성은 PLGA scaffold보다 Bioceramic-PLGA scaffold가 빠른 분해를 나타내며, 광물화에 따른 칼슘 침착이 더 활발한 것은 scaffold에 포함된 bioceramic이 생체 내 세포의 부착, 증식, 분화를 증가시켜 골형성을 촉진시키는 물질로 작용한 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권7호
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• pp.651-659
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• 2020

허혈성 심혈관질환은 전 세계적으로 치사율이 높은 질병 중 하나이다. 이를 치료하기 위해 수술적 방법이 시행되고 있으나, 손상된 심근조직 회복의 어려움과 수술 후 부작용의 한계가 남아있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해, 최근 줄기세포를 기반으로 한 심혈관질환의 세포치료제가 각광받고 있는데 그 중에서도 특히 혈관내피전구세포(EPC)는 높은 증식능과 분화능을 기반으로 손상된 혈관을 재생하고, 주변 조직의 재생을 돕는다는 장점이 있다. 또, EPC는 임상적으로 안전하며, 환자의 심근 기능을 회복시켜주기에 잠재적인 심혈관질환 치료제로서의 가능성이 대두되었다. 하지만, 환자 유래 EPC를 이용한 치료법은, 고령, 흡연 여부, 기저질환 등의 이유로 환자의 EPC 기능이 저하되어 있어, 그 치료 효능을 기대하기 어렵다. 따라서, 최근에는 세포 프라이밍 기법, 오가노이드 배양법과 같이 EPC의 생리학적 활성도를 올리는 체외 배양법의 개발과 3D 바이오프린팅 기법을 이용한 EPC의 이식 효율을 높여 치료 효능을 개선시킬 수 있는 새로운 접근법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 EPC의 특징과 세포치료제로서의 임상적용 가능성에 대해 살펴보고자 한다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권4호
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• pp.219-228
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• 2003

배경: 액체질소에 의한 냉동방법은 생물학과 의학에서 세포와 조직의 장기보존으로는 성공적인 방법이다. 잘 조절된 냉동속도와 해동의 방법과 함께 글라이세롤이나 디메칠설폭사이드 같은 냉동보존제의 사용으로 얼음결정이 생기는 것을 방지하여 구조의 유지와 생존율을 모두 향상시킬 수 있으며 반영구적으로 보존할 수 있다. 여러 조직의 초저온냉동에는 조직에 맞는 냉동속도가 있다. 대상 및 방법: 가장 적합한 냉동곡선과 이를 위한 냉동챔버온도를 찾기 위해서 우리들은 조직의 열역학적 계산을 두 가지 방법으로 하였다. 하나는 직접계산방법으로 모든 냉동 대상물의 열물리학적 특성, 잠재용융열, 면적, 농도와 체적을 알아야 계산할 수 있다. 이러한 방법은 매우 복잡하고 어떠한 경우에는 실제 값을 알 수 없다. 다른 방법은 간접계산방법으로 우선 기존의 냉동곡선으로 조직을 냉동시켜 조직의 실제 냉동곡선을 얻은 다음 시간상수로 냉동곡선을 분석한 다음 온도반응을 계산하고 적합한 x차방정식을 대입시켜 냉동 시 온도상승을 막고 이것을 거꾸로 냉동챔버온도를 산출하는 방식이다. 결과: 이 냉동 프로그램을 중배엽줄기세포, 연골세포와 골아세포에 적용시켜 검사하였다. 조직의 온도는 온도상승과정 없이 이상적인 냉동곡선을 따라 감소하였다. 그러나 세포의 양과 수용액의 양이 적어 냉동곡선간의 생존력이 통계학적으로 차이가 있지는 않았다. 만약 더욱 부피가 큰 조직을 냉동시키거나 프로그램을 순차적으로 계속한다면 이상곡선에 더욱 근접하게 되어 차이가 있을 것으로 판단된다. 결론： 이 프로그램은 이상적인 냉동곡선으로 조직을 냉동시키기 위한 냉동챔버온도를 쉽게 찾을 수 있도록 도움이 될 것이다.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제22권1호
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• pp.67-73
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• 2010

Purpose: We tested whether repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) improved recovery following spinal cord injury (SCI) in rats with transplantation of adipose tissue-derived stromal cells (ATSCs). Methods: Twenty Sprague-Dawley rats (200-250 g, female) were used. Moderate spinal cord injury was induced at the T9 level by a New York University (NYU) impactor. The rat ATSCs (approximately $5{\times}10^5$ cells) were injected into the perilesional area at 9 days after SCI. Starting four days after transplantation, rTMS (25 Hz, 0.1 Tesla, pulse width=$370{\mu}s$, on/off time=3 sec/3 sec) was applied daily for 7 weeks. Functional recovery was assessed using the Basso, Beattie, and Bresnahan (BBB) locomotor rating scale as well as pain responses for thermal and cold stimuli. Results: Both groups showed similar, gradual improvement of locomotor function. rTMS stimulation decreased thermal and cold hyperalgesia after 7 weeks, but sham stimulation did not. Conclusion: rTMS after transplantation of ATSCs in an SCI model may reduce thermal hyperalgesia and cold allodynia, and may be an adjuvant therapeutic tool for pain control after stem cell therapy in SCI.