• BMB Reports
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• 제52권5호
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• pp.295-303
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• 2019

Breakthroughs in stem cell technology have contributed to disease modeling and drug screening via organoid technology. Organoid are defined as three-dimensional cellular aggregations derived from adult tissues or stem cells. They recapitulate the intricate pattern and functionality of the original tissue. Insulin is secreted mainly by the pancreatic ${\beta}$ cells. Large-scale production of insulin-secreting ${\beta}$ cells is crucial for diabetes therapy. Here, we provide a brief overview of organoids and focus on recent advances in protocols for the generation of pancreatic islet organoids from pancreatic tissue or pluripotent stem cells for insulin secretion. The feasibility and limitations of organoid cultures derived from stem cells for insulin production will be described. As the pancreas and gut share the same embryological origin and produce insulin, we will also discuss the possible application of gut organoids for diabetes therapy. Better understanding of the challenges associated with the current protocols for organoid culture facilitates development of scalable organoid cultures for applications in biomedicine.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제26권5호
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• pp.39-47
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• 2009

목적 : 정상 췌장조직 속에 존재하는 췌장 소도세포들을 파괴시켜 고혈당을 유발시키고 복령 물추출물로 약침을 시술하여 췌장 조직의 보호효과와 항당뇨 효과를 살펴보고자 실험을 진행하였다. 방법 : 5주령의 Sprague-Dawley rat을 통제된 실험실 환경에 적응시킨 후 1주일간 복령약침액(125mg/kg 복령약침군 및 250mg/kg 복령약침군)을 좌우 신수($BL_{23}$)에 교대로 각각 피하에 약침하고 streptozotocin을 복강내 주사하여 3일 후 diabetes mellitus 유도 정도를 평가하고 2주일간 추가 치료를 진행 한 뒤, 혈액지표(plasma glucose, insulin, TG, TC, NEFA, sGOT, sGPT, ALP, BUN, CRE)와 췌장조직의 형태학적 분석 및 염증 관련 단백질의 발현을 평가하였다. 결과 : 복령약침군(125mg/kg 복령약침군 및 250mg/kg 복령약침군)에서 insulin과 triglyceride, NEFA 수치가 유의하게 감소하였으며 간 기능 효소수치인 sGOT가 감소하는 경향을 나타내었으나, 신장기능지수는 유의한 감소를 나타내지 않았다. 특히 250mg/kg 복령약침군에서 streptozotocin 투여로 인한 pancreatic islet의 형태학적 변성이 현저하게 개선되었다. Western blot 결과 JNK-2, P-JNK-2, P-JNK-1, ERK1/2 및 phosphorylated ERK1의 발현이 감소되었다. 결론 : 복령약침이 고인슐린혈증과 고지질질혈증을 개선시키고 streptozotocin에 의한 pancreatic islet의 파괴를 억제하며, 이는 inflammation-related transcription factor인 NF-kB와도 관련이 있는 것으로 판단된다. 향후 복령약침의 항당뇨 효과와 그 기전에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다

• 대한수의학회지
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• 제42권1호
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• pp.21-28
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• 2002

ICR 마우스 췌장에 존재하는 내분비세포의 부위별 분포 및 상대적 빈도를 4 종류의 항혈청 즉, insulin, glucagon, somatostatin 및 human pancreatic polypeptide (PP)을 사용하여 면역조직화학적 방법으로 관찰하였다. 마우스의 췌장은 췌장섬, 외분비부 및 췌관의 3 부분으로 구별되었으며, 췌장섬은 이들 면역반응세포들의 출현 부위에 따라 다시 중심부분, mantle부분 및 가장자리부분으로 다시 세분되었다. 췌장섬의 경우, insulin 면역반응세포들은 주로 췌장섬의 중심부분과 mantle 부분에서 주로 관찰되었으나, somatostatin, glucagon 및 PP 면역반응세포들은 다양한 출현빈도를 나타내며 주로 mantle부분과 가장자리부분에 걸쳐 관찰되었다. 또한 극소수의 PP 면역반응세포들은 췌장섬의 중심부분에서도 관찰되었다. 외분비부에서도 insulin, glucagon, somatostatin 및 PP 면역반응세포들 모두 관찰되었으며, 주로 외분비 샘포 세포 사이공간에서 관찰되었다. 췌관에서는 insulin 및 glucagon 면역반응세포들이 소수 또는 극소수의 빈도로 췌관 상피세포 사이공간에서 관찰되었으며, 극소수의 PP 면역반응세포들 역시 췌관상피 아래부위에서 관찰되었으나, somatostatin 면역반응세포들은 이 부위에서 관찰되지 않았다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제22권3호
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• pp.334-340
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• 2012

손바닥선인장의 한 종류인 노팔(Opuntia ficus-indica (L.) Mill)을 주재료로 하여 제조한 복합물(OF)의 항당뇨 효과를 알아보기 위해 8주령 수컷 SD-rat에게 streptozotoxin을 주사하여 당뇨를 유발하고, 사료에 OF를 첨가하여 3주간 급여하였으며, 1주일 간격으로 공복 시 혈당을, 3주 후에는 당내성과 혈장 인슐린 농도를 측정하고 췌장 조직에 면역조직화학 염색을 실시하였다. 실험동물은 정상 대조군(NC), 당뇨 대조군(DC), 2% OF 급여군(OF-2), 5% OF 급여군(OF-5)으로 구분되었으며, NC와 DC는 기초식이를, OF-2와 OF-5는 기초식이에 각각 2%와 5%의 OF를 섞어서 급여하였다. 실험 개시 후 1주마다 12시간 절식시켜 꼬리정맥에서 혈액을 채취하여 공복 혈당을 측정하였다. 실험 3주 후 12시간을 절식시켜 glucose(50 mg/kg BW)를 복강주사한 다음, 30, 60, 90, 120분 경과 후에 혈당을 측정하여 당내성을 측정하였고, 심장에서 혈액을 채취하여 혈중 인슐린 함량을 분석하였다. 또한 췌장 조직에 대해 면역조직화학 염색을 실시하여 조직학적인 변화를 알아보았다. 3주간의 공복 시 혈당은 OF-5와 OF-2 모두 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 당내성 측정 결과, OF 급여군은 DC와는 달리 혈당 농도의 변화 추이가 NC와 유사하였으며, 특히 OF-5는 OF-2에 비해서도 혈당 강하 효과가 높았던 것으로 드러났다. 췌장 조직의 면역염색에 의하면, OF의 혈당강하 기작은 췌장 Langerhans' Islet의 ${\beta}$-세포를 생성시키고, ${\beta}$-세포의 사멸을 억제시켜 인슐린의 분비를 정상화시키는 것이었으며, 이러한 결과는 혈장 인슐린 함량의 증가로 재확인할 수 있었다. 결론적으로 OF는 I형 당뇨에서 현저한 혈당 강하 효과 및 Langerhans' Islet의 ${\beta}$-세포수를 회복시켜줌으로써 I형 당뇨의 치료에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제7권5호
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• pp.261-266
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• 2003

Type 1 diabetes is an organ-specific autoimmune disease caused by the cytotoxic T cells-mediated destruction of the insulin-producing beta cells in the Langerhans pancreatic islets. Hepatocyte growth factor (HGF) is a potent mitogen and a promoter of proliferation of insulin producing beta cells of pancreatic islets. To study the role of HGF via viral vector in the development of streptozotocin (STZ)-induced diabetes in mice, we have developed an adenoviral vector genetically engineered to carry the gene for human HGF (hHGF) and evaluate the change of blood glucose, insulin level, and insulin-secreting beta cells of pancreatic islets. We demonstrate that the treatment with hHGF gene prevented the development of STZ-induced diabetes and increased serum insulin level to above normal range. Furthermore, it preserved pancreatic beta cells from destruction. These in vivo results may support previous findings that HGF is insulinotropic agent for beta cells and HGF treatment renders the cells to be resistant to the development of diabetes from STZ administration. We suggest that an adenoviral mediated hHGF gene therapy is a good candidate for the prevention and treatment of type 1 diabetes.

• IMMUNE NETWORK
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• 제13권6호
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• pp.235-239
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• 2013

Encapsulation of tissue has been an area of intense research with a myriad number of therapeutic applications as diverse as cancer, tissue regeneration, and diabetes. In the case of diabetes, transplantation of pancreatic islets of Langerhans containing insulin-producing beta cells has shown promise toward a cure. However, anti-rejection therapy that is needed to sustain the transplanted tissue has numerous adverse effects, and the islets might still be damaged by immune processes. Furthermore, the profound scarcity of healthy human donor organs restricts the availability of islets for transplant. Islet encapsulation allows the protection of this tissue without the use of toxic medications, while also expanding the donor pool to include animal sources. Before the widespread application of this therapy, there are still issues that need to be resolved. There are many materials that can be used, differing shapes and sizes of capsules, and varied sources of islets to name a few variables that need to be considered. In this review, the current options for capsule generation, past animal and human studies, and future directions in this area of research are discussed.

• Molecules and Cells
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• 제41권10호
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• pp.909-916
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• 2018

In pancreatic ${\beta}$ cells, glucose stimulates the biosynthesis of insulin at transcriptional and post-transcriptional levels. The RNA-binding protein, polypyrimidine tract-binding protein 1 (PTBP1), also named hnRNP I, acts as a critical mediator of insulin biosynthesis through binding to the pyrimidine-rich region in the 3'-untranslated region (UTR) of insulin mRNA. However, the underlying mechanism that regulates its expression in ${\beta}$ cells is unclear. Here, we report that glucose induces the expression of PTBP1 via the insulin receptor (IR) signaling pathway in ${\beta}$ cells. PTBP1 is present in ${\beta}$ cells of both mouse and monkey, where its levels are increased by glucose and insulin, but not by insulin-like growth factor 1. PTBP1 levels in immortalized ${\beta}$ cells established from wild-type (${\beta}IRWT$) mice are higher than levels in ${\beta}$ cells established from IR-null (${\beta}IRKO$) mice, and ectopic re-expression of IR-WT in ${\beta}IRKO$ cells restored PTBP1 levels. However, PTBP1 levels were not altered in ${\beta}IRKO$ cells transfected with IR-3YA, in which the Tyr1158/1162/1163 residues are substituted with Ala. Consistently, treatment with glucose or insulin elevated PTBP1 levels in ${\beta}IRWT$ cells, but not in ${\beta}IRKO$ cells. In addition, silencing Akt significantly lowered PTBP1 levels. Thus, our results identify insulin as a pivotal mediator of glucose-induced PTBP1 expression in pancreatic ${\beta}$ cells.

• 대한수의학회지
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• 제33권3호
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• pp.369-379
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• 1993

북극여우의 위장췌 내분비세포의 부위별 분포, 출현빈도 및 세포의 종류를 밝히고자 면역조직화학적으로 관찰하였던 바 위장관에서는 6종, 췌장에서는 4종의 면역반응세포가 동정되었다. 5-HT 및 somatostatin면역반응세포는 전 위장관에 다수 분포하였으나 이중 somatostatin 면역반응세포는 장관에서 소수로 관찰되었다. Gas/CCK 면역반응세포는 주로 유문부와 십이지장에 국한하여 다수 분포하였다. Glucagon 면역반응세포를 분문부와 위저부에서 다수 그리고 장관에서 소수 관찰되었다. BPP 면역반응세포는 분문부와 위저부에 중등도, 대장에 소수 분포하였다. 다수의 porcine CG 면역반응세포가 분문부와 위저부에서만 동정되었다. 한편 췌장에서는 somatostatin, glucagon, BPP 및 insulin 등 4종의 면역반응세포가 췌도 및 외분비부에서 관찰되었다. 이상의 결과는 위췌장 내분비세포의 부위별 분포와 출현빈도가 동물종에 따라 매우 상이하다는 사실을 시사한다.

• Journal of Veterinary Science
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• 제21권2호
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• pp.26.1-26.14
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• 2020

Pancreatic ductal adenocarcinoma is a lethal cancer type that is associated with multiple gene mutations in somatic cells. Genetically engineered mouse is hardly applicable for developing a pancreatic cancer model, and the xenograft model poses a limitation in the reflection of early stage pancreatic cancer. Thus, in vivo somatic cell gene engineering with clustered regularly interspaced short palindromic repeats is drawing increasing attention for generating an animal model of pancreatic cancer. In this study, we selected Kras, Trp53, Ink4a, Smad4, and Brca2 as target genes, and applied Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9) and Streptococcus pyogens Cas9 (SpCas9) for developing pancreatic cancer using adeno associated virus (AAV) transduction. After confirming multifocal and diffuse transduction of AAV2, we generated SpCas9 overexpression mice, which exhibited high double-strand DNA breakage (DSB) in target genes and pancreatic intraepithelial neoplasia (PanIN) lesions with two AAV transductions; however, wild-type (WT) mice with three AAV transductions did not develop PanIN. Furthermore, small-sized Cjcas9 was applied to WT mice with two AAV system, which, in addition, developed high extensive DSB and PanIN lesions. Histological changes and expression of cancer markers such as Ki67, cytokeratin, Mucin5a, alpha smooth muscle actin in duct and islet cells were observed. In addition, the study revealed several findings such as 1) multiple DSB potential of AAV-CjCas9, 2) peri-ductal lymphocyte infiltration, 3) multi-focal cancer marker expression, and 4) requirement of > 12 months for initiation of PanIN in AAV mediated targeting. In this study, we present a useful tool for in vivo cancer modeling that would be applicable for other disease models as well.

• 대한수의학회지
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• 제49권4호
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• pp.365-368
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• 2009

A six-year-old female cocker spaniel presented with recurring episodes of pelvic limb weakness and intermittent seizures. Laboratory analysis revealed marked hypoglycemia and an elevated serum insulin concentration. A pancreatic beta-cell tumor at stage III ($T_1N_1M_1$) was diagnosed based on serial blood glucose and insulin measurements along with diagnostic imaging. The patient survived for 140 days after diagnosis with medical management, including frequent feeding and prednisolone therapy. On necropsy, necrosis and masses in the peripancreatic omentum and liver were found; pancreatic beta-cell neoplasia with metastasis to the liver was confirmed by histopathologic examination. This case reports hyper-insulinism in a dog presenting with hypoglycemic seizures.