Purpose: The object of this study is to develop a novel BMP-2 delivery system for continuous osteogenic differentiation and to induce osteogenesis of stem cells using a bi-phase alginate carrier in vitro. Methods: Alginate nanoparticle loaded BMP-2 was prepared by the reverse emulsification-diffusion technique. Physical properties and release profiles of alginate carriers were measured by Instron and ELISA kit, respectively. Cell viability and alkaline phosphate activity of hBMSCs differentiation was also evaluated by MTS and Metra BAP assays, respectively. Results: Optimal concentration for bi-phase alginate carrier was determined as 2 wt% by evaluating mechanical and biological properties, and differentiation of BMSCs for bone regeneration. The 2% bi-phase alginate carrier had the lowest initial and final release ratio. In addition, the 2% bi-phase alginate carrier had a little higher ALP activity than the homogeneous carrier. An improved controlled release profile was obtained by combining alginate hydrogel with lyophilized particles. Conclusion: Bi-phase alginate carrier has many advantages such as biocompatibility and controlled release capability. It is expected to be effective as a scaffold and carrier in bone tissue engineering.
기내에서 성장한 배추의 자엽, 하배축과 계대배양한 지 2~3주 되는 어린잎이 원형질체 분리재료로 사용되었다. 배추의 원형질체 분리에 가장 적합한 효소의 조합은 0.4M mannitol 을 삼투조절제로 한 1% Cellulysin과 0.5% Macerozyme의 효소조합이 배추 원형질체 분리에 가장 적합한 것으로 나타났으며, 잎조직을 27$\pm$1$^{\circ}C$에서 30rpm의 속도로 12~16시간 동안 효소와 반응시켰을 때 7.6$\times$$10^{5}$ protoplast/g의 가장 많은 원형질체를 얻었다. 세포분열을 유기시키기 위하여 K8p 배지에 5 mg/L 2,4-D와 2 mg/L에 첨가하였을 때 배양 7~10일에 자엽과 하배축에서 분리한 원형질체에서 세포군들이 형성되었다. 분열한 세포가 8~10 세포크기 단계에 이르면 0.2% agarose 반고체 배지에 고정시켜 배양하였다. 얻어진 calli들을 100가지 다양한 재분화 배지에 옮겼으나 식물체의 재분화는= 이뤄지지 않았지만, 간혹 캘러스에서 뿌리가 분화되는 것은 관찰할 수 있었다.
E. coli K-12 균주에서 ${\gamma}-Glutamylcysteine$ synthetase를 정제하고 효소적 방법에 의한 글루타치온 합성에 관련된 특성을 검사하였다. 정제한 효소의 활성은 L-glutamate의 농도가 60 mM 까지 증가와 더불어 증가하였으나, 60 mM L-cysteine 에서는 50% 그리고 45 mM glycine 에서는 40%의 효소활성이 감소되었다. 효소의 활성은 반응산물 중의 하나인 ADP 뿐만 아니라 환원형 글루타치온에 의해서 감소되었다. 그러므로 환원형 글루타치온 뿐만 아니라 glutathione synthetase의 기질인 glycine은 ${\gamma}-glutamylcysteine$ synthetase 활성을 저해하므로 글루타치온 생산을 위해서는 ${\gamma}-glutamylcysteine$ synthetase 반응과 glutathione synthetase의 두 분리된 반응으로 이루어진 생반응계를 고안하는 것이 바람직하다. 또한 글루타치온 합성반응으로 부터 생성되는 ADP는 ${\gamma}-glutamylcysteine$ synthetase의 활성을 감소시키므로 글루타치온 합성을 위해서 ATP 재생계의 도입이 필요하다.
In bone tissue engineering, polycaprolactone (PCL) is one of the most widely used biomaterials to manufacture scaffolds as a synthetic polymer with biodegradability and biocompatibility. The polymer deposition system (PDS) with four axis heads, which can dispense bio-polymers, has been used in scaffold fabrication for tissue engineering applications. A dual-head deposition technology of PDS is an effective technique to fabricate 3D scaffolds. The electrospinning technology has been widely used to fabricate porous and highly interconnected polymer fibers. Thus, PDS can fabricate nanofiber-combined hybrid scaffolds using fused deposition modeling (FDM) and electrospinning methods. This study aims to fabricate nanofiber-combined scaffolds with uniform nanofibers using PDS. The PCL nanofibers were fabricated and evaluated according to the fabrication process parameters. PCL nanofibers were successfully fabricated when the applied voltage, tip-to-collector distance, flow rate, and solution concentration were 5 kV, 1 cm, 0.1 ml/h, and 8 wt%, respectively. The cell proliferation was evaluated according to the electrospinning time. Scanning electron microscopy was used to acquire images of the cross-sectioned hybrid scaffolds. The cell proliferation test of the PCL and nanofiber-combined hybrid scaffolds was performed using a CCK-8 assay according to the electrospinning time. The result of in-vitro cell proliferation using osteosarcoma MG-63 cells shows that the hybrid scaffold has good potential for bone regeneration.
Ferritin light heavy chain (FLHC) gene는 일부 중금속과 결합, 저장 및 운반하여 무독화 시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. Fe 관련 유전자인 FLHC유전자를 식물 발현용 promoter인 35S promoter와 Tnos를 사용하여 식물 형질전환용 vector를 재조합하였다. 식물세포형질전환용 binary vector는 상기 cassette vector가 조립이 매우 양호하며 border sequence를 가지고 있는 pRD400 binary vector를 사용하여 최종적으로 가나마이신 내성 유전자 (NPT II gene)와 tadpole ferritin heavy chain gene 및 human ferritin light chain gene를 함유하고 있는 binary vector를 재조합하였다. Binary vector의 아그로박테리움에 도입은 triparental mating 방법에 의하여 수행하여 AB배지 및 가나마이신 함유 배지에서 disarmed Ti-vector를 가지고 있는 Agrobacterium tumefaciens MP90/FLHC을 선발하였다. FLHC 유전자 도입된 식물형질전환용 binary vector를 이용하여 형질전환방법을 변형하여 많은 embryo를 유도하였으며 유도된 embryo들은 GA 10mg/L가 첨가된 배지에 지상부를 유도하였다. 형질전환체식물체의 정상적인 생장을 유도하기 위해 최적의 배양조건을 조사하였던 바, 비교적 1/3 MS배지에서 뿌리의 생장과 지상부의 생장이 균일하게 생장하는 경향을 보였으며, 뿌리와 줄기가 잘 발달된 약 7cm의 유식물체를 대량으로 증식하여, 모래와 흙이 1:1로 혼합된 토양에 옮겼다.
In vitro high-frequency plant regeneration of Muscari comosum var. plumosum through somatic embryogenesis was obtained via two developmental pathways: direct embryos and multiple shoots regenerated from embryogenic callus. Flower bud with pedicel, receptacle, petal and ovary wall, floral stalk and leaf as explants were cultured in MS medium supplemented with various plant growth regulators. Embryos formed directly from pedicel, receptacle and floral stalk. Depending on explant sources, the optimal medium was MS medium supplemented with 0.2 mg/L IBA and 0.3 mg/L BA, 3.0 mg/L IBA and 3.0 mg/L BA, and MS-free medium for pedicel, receptacle, and floral stalk, respectively. Multiple shoots regenerated from embryogenic cal]i which was initiated from petal, ovary and leaf were observed in MS medium with different concentrations and combinations of hormone. The most suitable medium for each type of explant was 3.0 mg/L IBA and 3.0 mg/L BA(petal and ovary) and 5.0 mg/L IBA and 5.0 mg/L BA (leaf) Furthermore, the combination of 0.1 mg/L 2,4-D and 1.0 mg/L BA was also good for all sources of explants not only for direct embryo formation, but also, for embryogenic callus induction.
체세포배 유도를 통해 두릅나무 역병 저항성 개체인 '자오'의 효율적인 재분화가 가능하였다. 절편에 따라 배발생 캘러스에 요구되는 생장조절제의 종류가 다르게 나타났다. 잎의 경우 MS 배지에 2,4-D와 TDZ, L-glutamine이 처리된 배지에서 캘러스와 체세포배의 유도가 양호하였으며, 엽병과 뿌리는 2,4-D 단독처리 시 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 적정 배양조건하에서 배발생캘러스 유도율은 잎, 엽병, 뿌리로부터 각각 75%, 67% 및 83%를 나타냈다. 삼투압제 처리에 따른 체세포배의 발아율은 sucrose, glucose, maltose모두 90% 이상의 발아율을 보였으나, 식물체 형성은 2% sucrose에서 72%로 가장 좋았다. 어린 식물체는 생장조절제를 첨가하지 않은 1/2MS 배지에서 정상 식물체로 생장하였고, 인공상토에 이식하여 95% 이상 순화하였다. 본 실험결과는 두릅나무 역병 저항성 개체 '자오'의 체세포 배발생을 통한 기내 대량증식이 가능함을 보여주었다.
An efficient in vitro protocol has been established for somatic embryogenesis and plantlet conversion of Korean wild ginseng (Panax ginseng Meyer). Wild-type and mutant adventitious roots derived from the ginseng produced calluses on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 0.5 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 0.3 mg/L kinetin; 53.3% of the explants formed callus. Embryogenic callus proliferation and somatic embryo induction occurred on MS medium containing 0.5 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid. The induced somatic embryos further developed to maturity on MS medium with 5 mg/L gibberellic acid, and 85% of them germinated. The germinated embryos were developed to shoots and elongated on MS medium with 5 mg/L gibberellic acid. The shoots developed into plants with well-developed taproots on one-third strength Schenk and Hildebrandt basal medium supplemented with 0.25 mg/L 1-naphthaleneacetic acid. When the plants were transferred to soil, about 30% of the regenerated plants developed into normal plants.
내한성이 강하여 수원지역에서 재배가 가능한 참다래$\times$다래 교잡종의 기내번식은 액아배양과 캘러스 배양으로 증식이 가능한 것으로 나타났다. 액아에서 줄기유도는 St 배지에 0.2 mg/L BA, 3.0 mg/L GA$_3$처리로 4주마다 약 3배의 증식이 가능했다. 줄기의 발근은 기내발근보다 기외삽목이 매우 효과적이었으며 환경순화 후 포지에서 95% 이상 활착되었다. 한편 캘러스 유도는 엽육을 절편으로 MS및 B$_{5}$배지에 2,4-D 및 NAA 처리로 100%가능하였으며 처리 농도에 따른 차이는 없었다. 캘러스에서 줄기의 재분화는 NAA 처리로 유도된 캘러스에서만 가능하였다. 줄기의 재분화는 MS 배지에 3.0 mg/L. zeatin 처리로 평균 64% 가능했으며 정상적인 생장이 가능했다. 이상의 결과로 볼 때 새로운 키위 교잡종은 기내배양으로 대량번식이 가능할 것으로 사료된다.다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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