• 생약학회지
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• 제46권1호
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• pp.52-58
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• 2015

Neural stem cells (NSCs), with self-renewal and neuronal differentiation capacity, are a feasible resource in cell-based therapies for various neurodegenerative diseases and neural tissue injuries. In this study, we investigated the effects of Schisandrae Fructus (SF) on proliferation and differentiation of human embryonic NSCs. Treatment with 70% ethanol extract of SF increased the viability of NSCs derived from human embryonic stem cells, which was accompanied by increased mRNA expression of cyclin D1. Whereas 70% ethanol extract of SF also decreased the mRNA expression of nestin, it increased class III ${\beta}$-tublin (Tuj-1) and MAP2 in both growth and differentiation media. Lastly, we found increased mRNA expression of BDNF in SF-treated NSCs. In conclusion, our study demonstrates for the first time that SF induced proliferation and neuronal differentiation of NSCs and increased mRNA expression of BDNF, suggesting its potential as a regulator of NSC fate in NSC-based therapy for neuronal injuries from various diseases.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제37권2호
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• pp.97-108
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• 2011

Cancer stem cells have stem cell-like features, such as the ability for self-renewal and differentiation but show unlimited growth because they have the lost normal regulation of cell growth. Cancer stem cells and normal stem cells have similar features. They show high motility, diversity of progeny, robust proliferative potential, association with blood vessels, immature expression profiles, nestin expression, epidermal growth factor (EGF)-receptor expression, phosphatase and tensin homolog (PTEN) expression, hedgehog pathway activity, telomerase activity, and Wnt pathway activity. On the other hand, with cancer cells, some of these signaling pathways are abnormally modified. In 1875, Cohnheim suggested the concept of cancer stem cells. Recently, evidence for the existence of cancer stem cells was identified. In 1994, the cancer stem cells' specific cell surface marker for leukemia was identified. Since then, other specific cell surface markers for cancer stem cells in solid tumors (e.g. breast and colon cancer) have been identified. In oral cancer, studies on cancer stem cells have been performed mainly with squamous cell carcinomas. Oral cancer specific cell surface markers, which are genes strongly expressed in oral cancer and cancer stem cell specific side populations, have been identified. Cancer stem cells are resistant to radiotherapy and chemotherapy. Therefore, to eliminate malignant tumors efficiently and reduce the recurrence rate, therapy targeting cancer stem cells needs to be performed. Currently, studies targeting the cancer stem cells' specific signaling pathways, telomerase and tumor vasculatures are being done.

• Molecules and Cells
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• 제37권6호
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• pp.497-502
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• 2014

Microfluidics can provide unique experimental tools to visualize the development of neural structures within a microscale device, which is followed by guidance of neurite growth in the axonal isolation compartment. We utilized microfluidics technology to monitor the differentiation and migration of neural cells derived from human embryonic stem cells (hESCs). We co-cultured hESCs with PA6 stromal cells, and isolated neural rosette-like structures, which subsequently formed neurospheres in suspension culture. Tuj1-positive neural cells, but not nestin-positive neural precursor cells (NPCs), were able to enter the microfluidics grooves (microchannels), suggesting that neural cell-migratory capacity was dependent upon neuronal differentiation stage. We also showed that bundles of axons formed and extended into the microchannels. Taken together, these results demonstrated that microfluidics technology can provide useful tools to study neurite outgrowth and axon guidance of neural cells, which are derived from human embryonic stem cells.

• 한국어류학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2008

제브라피쉬 배아로부터 확보한 세포주로부터 외부형태와 세포 크기에 따라 3종류의 동형세포주를 확립하였다. 활발하게 증식하는 안정된 세포주 및 이들로부터 확립된 동형세포주의 세포특성은 변하지 않고 지속적으로 유지되었으며, 안정된 세포주로부터 총 18개의 콜로니를 확보하여 배양한 다음 3종류의 동형세포주를 선별하여 세포 특성을 분석하였다. 대부분의 동형세포주는 약 80% 정도 정상적인 염색체(2N=50)를 가지고 있었으며 FACs 분석과 일치하였다. 배아로부터 확립된 동형세포주에 항체테스트 결과, vimentin에서 양성을 보이는 결과로 볼 때 확립된 세포주는 분화된 섬유세포임이 확인되었다. 이러한 결과는, 확립된 동형세포주를 이용한 유전자조작과 어류복제에의 활용도를 높일 수 있음을 시사한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제36권1호
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• pp.86-92
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• 2012

The glioblastoma multiforme (GBM) is the most common malignant brain tumor in adults. Despite combination treatments of radiation and chemotherapy, the survival periods are very short. Therefore, this study was conducted to assess the potential of ginsenoside $F_2$ (F2) to treat GBM. In in vitro experiments with glioblastoma cells U373MG, F2 showed the cytotoxic effect with $IC_{50}$ of 50 ${\mu}g/mL$ through apoptosis, confirmed by DNA condensation and fragmentation. The cell population of cell cycle sub-G1 as indicative of apoptosis was also increased. In xenograft model in SD rats, F2 at dosage of 35 mg/kg weight was intravenously injected every two days. This reduced the tumor growth in magnetic resonance imaging images. The immunohistochemistry revealed that the anticancer activity might be mediated through inhibition of proliferation judged by Ki67 and apoptosis induced by activation of caspase-3 and -8. And the lowered expression of CD31 showed the reduction in blood vessel densities. The expression of matrix metalloproteinase-9 for invasion of cancer was also inhibited. The cell populations with cancer stem cell markers of CD133 and nestin were reduced. The results of this study suggested that F2 could be a new potential chemotherapeutic drug for GBM treatment by inhibiting the growth and invasion of cancer.

• 한국동물생명공학회지
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• 제35권1호
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• pp.42-49
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• 2020

As a preclinical study, many researchers have been attempted to convert the porcine PSCs into several differentiated cells with transplantation of the differentiated cells into the pigs. Here, we attempted to derive neuronal progenitor cells from pig embryonic germ cells (EGCs). As a result, neuronal progenitor cells could be derived directly from pig embryonic germ cells through the serum-free floating culture of EB-like aggregates (SFEB) method. Treating retinoic acid was more efficient for inducing neuronal lineages from EGCs rather than inhibiting SMAD signaling. The differentiated cells expressed neuronal markers such as PAX6, NESTIN, and SOX1 as determined by qRT-PCR and immunostaining. These data indicated that pig EGCs could provide valid models for human therapy. Finally, it is suggested that developing transgenic pig for disease models as well as differentiation methods will provide basic preclinical data for human regenerative medicine and lead to the success of stem cell therapy.

• International Journal of Oral Biology
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• 제45권4호
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• pp.190-196
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• 2020

Several factors, including genetic and environmental insults, impede protein folding and secretion in the endoplasmic reticulum (ER). Accumulation of unfolded or mis-folded protein in the ER manifests as ER stress. To cope with this morbid condition of the ER, recent data has suggested that the intracellular event of an unfolded protein response plays a critical role in managing the secretory load and maintaining proteostasis in the ER. Tauroursodeoxycholic acid (TUDCA) is a chemical chaperone and hydrophilic bile acid that is known to inhibit apoptosis by attenuating ER stress. Numerous studies have revealed that TUDCA affects hepatic diseases, obesity, and inflammatory illnesses. Recently, molecular regulation of ER stress in tooth development, especially during the secretory stage, has been studied. Therefore, in this study, we examined the developmental role of ER stress regulation in tooth morphogenesis using in vitro organ cultivation methods with a chemical chaperone treatment, TUDCA. Altered cellular events including proliferation, apoptosis, and dentinogenesis were examined using immunostaining and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling assay. In addition, altered localization patterns of the formation of hard tissue matrices related to molecules, including amelogenin and nestin, were examined to assess their morphological changes. Based on our findings, modulating the role of the chemical chaperone TUDCA in tooth morphogenesis, especially through the modulation of cellular proliferation and apoptosis, could be applied as a supporting data for tooth regeneration for future studies.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권3호
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• pp.221-229
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• 2008

줄기세포를 임상에 적용하기 위해서는 체외에서 증식 과정이 필수적이다. 그러나 배아줄기세포와는 달리 성체줄기세포는 체외에서 증식할 경우 일정시간이 지나면 줄기세포의 특성을 잃기 때문에 임상사용에 있어 제한점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 줄기세포의 특성을 잃지 않게 세포를 보존하는 방법이 필요하며, 본 연구에서는 탯줄 유래 줄기세포를 동결 보존한 후 해동시켜 줄기세포의 특성을 분석하였다. 사람의 탯줄 유래 세포를 분리하여 체외에서 배양한 후 2번째 또는 3번째 계대의 세포를 25% FBS와 10% DMSO가 첨가된 냉동배양액에 넣어 $-196^{\circ}C$에서 동결보존한 후, 6개월 뒤에 해동시켜 세포의 성장 속도와 유전자 및 단백질 발현을 살펴보았다. 냉동 보존한 후 세포를 해동시킨 결과 74%의 생존율을 보였으며, 이 세포를 체외에서 배양하였을 경우, 냉동보존하기 전의 세포와 유사하게 방추사 모양의 섬유 아세포의 형태를 나타냈다. 또한, 성장 속도 역시 냉동보존하기 전의 세포와 똑같이 10번째 계대까지 배양되었으며, 42번 분열 능력을 나타냈다. RT-PCR 결과, 냉동 전후 세포 모두에서 Oct-4, nanog, SCF, NCAM, nestin, GATA4, BMP4, HLA-1 유전자는 모두 발현하였으며, Brachyury와 HLA-DR은 발현하지 않았다. 면역세포 화학 염색 결과, 배아줄기세포 단백질로 알려진 SSEA-3, -4, Oct-4 그리고 중간엽줄기세포 단백질인 Thy-1은 모두 발현하였으며, vimentin, fibronectin, HLA-1, HCAM, ICAM 모두 발현하였다. 그러나 SSEA-4과 Thy-1, vimentin, fibronectin, HLA-1는 냉동보존한 후 배양된 탯줄질의 발현은 냉동보존하기 전후의 탯줄 유래 세포에서 큰 차이가 없었다. 냉동 보존된 탯줄 유래 세포는 세포의 분열능력과 유전자 및 단백질의 발현이 냉동 보존 전 세포와 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 냉동보존법이 임상적으로 세포 치료 시 적절한 세포의 수나 시간을 맞추는데 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제33권3호
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• pp.171-178
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• 2006

목 적: 인간 배아줄기세포는 재생 의학이나 조직공학에 있어서 큰 잠재적인 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이들은 다양한 growth factors 처리나 유전자 발현을 변화시켜 특정 세포로 유도 분화 및 분리가 가능하지만 그 효율성은 아직까지 낮은 상태이다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포로부터 비특이적으로 분화된 세포들을 특정 세포 표면 항체를 이용한 magnetic cell sorting (MACS) 방법으로 분리, 배양하여 그들의 특성을 살펴보았다. 연구방법: 미분화 배아줄기세포주(Miz-hESC4)를 물리적인 방법으로 계대 배양하였으며, 부유 배양법으로 배아체 형성을 유도하였다. 배아체의 자발적인 분화를 위해 DMEM에 10% FBS를 첨가하여 2주 동안 배양하였다. 이렇게 분화된 세포들을 CD34, human epithelial antigen (HEA), human fibroblast (HFB)에 대한 항체를 이용한 MACS system으로 각각의 항체에 대한 양성 또는 음성 세포를 분리하였다. 이러한 MACS 분리 세포를 4주 동안 배양하면서 형태적인 변화를 관찰하고 특이 유전자의 발현 양상을 분석하였다. 결 과: 분리 배양한 CD34 양성 세포들은 배양 초기에는 둥근 형태를 나타내다가 배양 후기에는 작은 다각형의 형태로 관찰되었으며, HEA 양성 세포들은 큰 다각형의 형태를 나타내었고, HFB 양성 세포들은 전형적인 방추체 형태로 관찰되었다. 특이 유전자에 대한 RT-PCR 결과에서, CD34 양성 세포들과 HFB양성 세포들에서는 내배엽과 중배엽 관련 유전자의 발현하는 것을 확인할 수 있었고, HEA 양성 세포들에서는 외배엽 관련 유전자인 NESTIN과 NF68KD의 발현을 관찰할 수 있었다. 배양기간이 경과함에 따라 CD34 양성 세포의 특이 유전자 발현 양상이 변화되었다. 결 론: 이상의 결과는 비특이적으로 분화된 인간 배아줄기세포로부터 특이 세포를 MACS 방법을 이용하여 성공적으로 분리할 수 있음을 보여주었다. 따라서, MACS 방법과 특이 세포에 대한 항체는 인간 배아줄기세포의 유도 분화와 특이 세포의 분리에 매우 유용할 것으로 생각된다.

• 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.