• Reproductive and Developmental Biology
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• 제34권3호
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• pp.143-151
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• 2010

Pluripotency of human embryonic stem cell (hESC) is one of the most valuable ability of hESCs for applying cell therapy field, but also showing side effect, for example teratoma formation. When transplant multipotent stem cell, such as mesnchymal stem cell (MSC) which retains similar differentiation ability, they do not form teratoma in vivo, but there exist limitation of cellular source supply. Accordingly, differentiation of hESC into MSC will be promising cellular source with strong points of both hESC and MSC line. In this study, we described the derivation of MSC like cell population from feeder free cultured hESC (hESC-MSC) using direct differentiation system. Cells population, hESC-MSC and bone marrow derived MSC (BM-MSC) retained similar characteristics in vitro, such as morphology, MSC specific marker expression and differentiation capacity. At the point of differentiation of both cell populations, differentiation rate was slower in hESC-MSC than BM-MSC. As these reason, to verify differentially expressed molecular condition of both cell population which bring out different differentiation rate, we compare the molecular condition of hESC-MSC and BM-MSC using 2-D proteomic analysis tool. In the proteomic analysis, we identified 49 differentially expressed proteins in hESC-MSC and BM-MSC, and they involved in different biological process such as positive regulation of molecular function, biological process, cellular metabolic process, nitrogen compound metabolic process, macromolecule metabolic process, metabolic process, molecular function, and positive regulation of molecular function and regulation of ubiquitin protein ligase activity during mitotic cell cycle, cellular response to stress, and RNA localization. As the related function of differentially expressed proteins, we sought to these proteins were key regulators which contribute to their differentiation rate, developmental process and cell proliferation. Our results suggest that the expressions of these proteins between the hESC-MSC and BM-MSC, could give to us further evidence for hESC differentiation into the mesenchymal stem cell is associated with a differentiation factor. As the initial step to understand fundamental difference of hESC-MSC and BM-MSC, we sought to investigate different protein expression profile. And the grafting of hESC differentiation into MSC and their comparative proteomic analysis will be positively contribute to cell therapy without cellular source limitation, also with exact background of their molecular condition.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.394-400
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• 2008

목적: 줄기 세포에서 렌티바이러스와 아데노바이러스를 이용해 유전자를 전달하였을 때 유전자 발현 정도를 정량적으로 비교하는 연구는 보고되지 않았다. 저자들은 쥐의 중간엽줄기세포(이하 rMSC)에 사람 나트륨/옥소 공동수송체 (이하 hNIS) 유전자를 렌티바이러스와 아데노바이러스를 통하여 전달하고 발현 정도를 정량적으로 비교해 보았다. 대상 및 방법: hNIS를 발현하는 rMSE (lenti-hNIS-rMSC)의 생산은 hNIS유전자를 렌티바이러스 벡터인 pLenti/UbC/V5-DEST (Invitrogen)에 클로닝하여 pLenti-hNIS를 얻은 후 rMSC에 감염시켜서 3주간 blasticidin으로 선별하였다. hNIS를 발현하는 재조합 아데노바이러스(Rad-hNIS)는 homologous recombination 방법에 의하여 생산하였으며 Rad-hNIS의 rMSC에 대한 transduction efficiency는 Rad-GFP를 사용하여 MOI 1, 5, 20, 고리고 100에서 평가하였고 그 결과는 각각 $19.1{\pm}4.7%$, $54.0{\pm}6.4%$, $85.7{\pm}8.7%$, 그리고 $98.4{\pm}1.3%$이었다. 두 바이러스 전달 시스템에서 hNIS의 발현정도를 ummunocytochemistry, western blot 그리고 방사성옥소 섭취실험을 통해 평가하였다. 결과: Immunocytochemistry와 western blot으로 hNIS 단백질의 양을 비교하였을 때 lenti-hNIS-rMSC에서 발현하는 hNIS 단백질의 양은 Rad-hNIS를 rMSC에 MOI 20으로 감염시킨 경우보다는 많았으나 MOI 50 보다는 작았다. 그러나 방사성옥소 섭취실험에서 lenti-hNIS-rMSC ($29,704{\pm}6,659\;picomole/10^6\;cells$)는 MOI 100의 Rad-hNIS를 rMSE에 감염시킨 경우($6,168{\pm}2,134\;picomole/10^6\;cells)$ 보다도 높은 섭취율을 보였다. 결론: 렌티바이러스를 통하여 hNIS를 rMSC에서 발현하도록 했을 때 아데노바이러스를 전달 벡터로 사용한 경우에 비하여 단백질 발현 양은 상대적으로 적었으나 hNIS의 기능은 더 우수하였다. hNIS를 리포터 유전자로 사용한 줄기세포추적은 벡터에 따른 유전자 발현효율의 차이를 고려하고 시행되어야 할 것으로 생각한다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제64권5호
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• pp.705-715
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• 2021

Objective : Through our previous clinical trials, the demonstrated therapeutic effects of MSC in chronic spinal cord injury (SCI) were found to be not sufficient. Therefore, the need to develop stem cell agent with enhanced efficacy is increased. We transplanted enhanced Wnt3-asecreting human mesenchymal stem cells (hMSC) into injured spines at 6 weeks after SCI to improve axonal regeneration in a rat model of chronic SCI. We hypothesized that enhanced Wnt3a protein expression could augment neuro-regeneration after SCI. Methods : Thirty-six Sprague-Dawley rats were injured using an Infinite Horizon (IH) impactor at the T9-10 vertebrae and separated into five groups : 1) phosphate-buffered saline injection (injury only group, n=7); 2) hMSC transplantation (MSC, n=7); 3) hMSC transfected with pLenti vector (without Wnt3a gene) transplantation (pLenti-MSC, n=7); 4) hMSC transfected with Wnt3a gene transplantation (Wnt3a-MSC, n=7); and 5) hMSC transfected with enhanced Wnt3a gene (1.7 fold Wnt3a mRNA expression) transplantation (1.7 Wnt3a-MSC, n=8). Six weeks after SCI, each 5×10⁵ cells/15 µL at 2 points were injected using stereotactic and microsyringe pump. To evaluate functional recovery from SCI, rats underwent Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor test on the first, second, and third days post-injury and then weekly for 14 weeks. Axonal regeneration was assessed using growth-associated protein 43 (GAP43), microtubule-associated protein 2 (MAP2), and neurofilament (NF) immunostaining. Results : Fourteen weeks after injury (8 weeks after transplantation), BBB score of the 1.7 Wnt3a-MSC group (15.0±0.28) was significantly higher than that of the injury only (10.0±0.48), MSC (12.57±0.48), pLenti-MSC (12.42±0.48), and Wnt3a-MSC (13.71±0.61) groups (p<0.05). Immunostaining revealed increased expression of axonal regeneration markers GAP43, MAP2, and NF in the Wnt3a-MSC and 1.7 Wnt3a-MSC groups. Conclusion : Our results showed that enhanced gene expression of Wnt3a in hMSC can potentiate axonal regeneration and improve functional recovery in a rat model of chronic SCI.

• Molecules and Cells
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• 제45권7호
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• pp.479-494
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• 2022

Human mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent stem cells that have been intensively studied as therapeutic tools for a variety of disorders. To enhance the efficacy of MSCs, therapeutic genes are introduced using retroviral and lentiviral vectors. However, serious adverse events (SAEs) such as tumorigenesis can be induced by insertional mutagenesis. We generated lentiviral vectors encoding the wild-type herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-TK) gene and a gene containing a point mutation that results in an alanine to histidine substitution at residue 168 (TK(A168H)) and transduced expression in MSCs (MSC-TK and MSC-TK(A168H)). Transduction of lentiviral vectors encoding the TK(A168H) mutant did not alter the proliferation capacity, mesodermal differentiation potential, or surface antigenicity of MSCs. The MSC-TK(A168H) cells were genetically stable, as shown by karyotyping. MSC-TK(A168H) responded to ganciclovir (GCV) with an half maximal inhibitory concentration (IC₅₀) value 10-fold less than that of MSC-TK. Because MSC-TK(A168H) cells were found to be non-tumorigenic, a U87-TK(A168H) subcutaneous tumor was used as a SAE-like condition and we evaluated the effect of valganciclovir (vGCV), an oral prodrug for GCV. U87-TK(A168H) tumors were more efficiently ablated by 200 mg/kg vGCV than U87-TK tumors. These results indicate that MSC-TK(A168H) cells appear to be pre-clinically safe for therapeutic use. We propose that genetic modification with HSV-TK(A168H) makes allogeneic MSC-based ex vivo therapy safer by eliminating transplanted cells during SAEs such as uncontrolled cell proliferation.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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• pp.1093-1095
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• 2003

MSC(Multi-Spectral Camera) system is a remote sensing instrument to obtain high resolution ground image. MSC system includes main control unit, called SBC(Single Board Computer). SBC controls all the sub-units of MSC system and communicates with spacecraft bus. The software developed for SBC should be reliable and autonomous to support various kinds of imaging missions. It is being developed using VxWorks real-time operating system to manage all tasks for all units efficiently. In this paper, the characteristics of the embedded software on the MSC system will be presented. It covers the hardware related characteristics like the BSP(Board Support Package), device driver and code patch mechanism.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1964-1971
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• 2015

사람의 골수 또는 제대정맥에서 유래된 중간엽 줄기 세포 (hBM-MSC 또는 hUC-MSC)는 임상적 치료 적용에 매우 유용한 세포유형으로 알려져 왔다. 우리는 이러한 세포에서 two-pore 도메인 포타슘 (K2P)채널을 조사하였다. K2P 채널은 다양한 세포유형들에서 안정막 전위를 형성하는데 중요한 역할을 한다. 그들 중 TREK1은 수소, 저산소증, 다불포화 지방산, 항우울제 및 신경전달물질들의 표적이다. 우리는 RT-PCR 분석과 팻취고정기법을 이용하여 hBM-MSCs와 hUC-MSC가 기능적인 TREK1 채널을 발현하는지 조사했다. hBM-MSCs와 hUC-MSCs에서 100 pS 단일 채널 전도도를 가진 포타슘채널이 발견되었고, 그 채널은 세포막 신전 (-5 mmHg ~ -15 mmHg), 아라키도닉산 ($10{\mu}M$), 세포내 산성화 (pH 6.0)에 의해 활성화 되었다. 이러한 전기생리학적 성질은 TREK1과 유사하였다. 우리의 결과는 안정막 전위에 기여하는 TREK1 채널이 hBM-MSC와 hUC-MSC에 기능적으로 존재하고 있음을 제시한다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.371-371
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• 2001

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권4호
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• pp.227-237
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• 2009

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.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.452-455
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• 2004

MSC (Multi-Spectral Camera) system is a remote sensing instrument to obtain high resolution ground image. EOS (Electro-Optic System) for MSC mainly consists of PMA (Primary Mirror Assembly), SMA (Secondary Mirror Assembly), HSTS (High Stability Telescope Structure) and DFPA (Detector Focal Plane Assembly). High performance of EOS makes it possible for MSC system to provide high resolution and high quality ground images. Temperature of the EOS needs to be controlled to be in a specific range in order not to have any thermal distortion which can cause performance degradation. It is controlled by full redundant CPU based electronics. The validity of thermistor readings can be checked because a few thermistors are installed on each control point on EOS. Various kinds of thermal control logics are used to prevent 'Single Point Failure'. Control logic has a few set of database in order not to be corrupted by SEU (Single Event Upset). Even though the thermal control logic is working automatically, it can also be monitored and controlled by ground-station operator. In this paper, various ways of thermal control logic for EOS in MSC will be presented, which include thermal control mode and logic, redundancy design and status monitoring and reporting scheme.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제34권1호
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• pp.93-100
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• 2004

많은 연구들에서 hMSC를 얻기 위해 centrifugation, fluoroscence activated cell sorter(FACS), magnetic activated cell sorter(MACS)가 이용되어져 왔다. 그러나 centrifugation만을 이용한 경우 순도가 떨어지며 FACS나 MACS의 경우에는 비용, 시간이 많이 드는 단점이 있다. 따라서 이 연구에서는 antibody cocktail을 이용하여 hMSC를 좀더 쉽게 얻어내는 방법에 대해 알아보았다. 사람의 골반에서 12G의 바늘을 이용하여 골수를 흡입한 후 heparin이 들어있는 시험관에 넣고 처리과정을 시행하기 전에 냉장고에 보관하며 가능한 한 빨리 처리 과정을 실시한다. 얻은 골수에 적당량의 RosetteSep( Stemcell Technologies)을 첨가한 후 실온에서 20분간 반응시킨다. 그 후 적당량의 Ficoll-paque위에 골수와 RosetteSep의 혼합물을 섞이지 않게 올리고 원심분리를 이용하여 원하는 세포층을 얻어낸다. 이 세포층을 따로 분리한 뒤 배양한다. 배양 시 세포가 80%이상 차기 전에 계속 passage를 시행하며 배양한다. 이는 세포가 밀도가 높아져 원치 않는 세포로 분화되는 것을 막기 위함이다. 배양된 세포가 다양한 분화능력을 가지고 있는지 알아보기 위해 세 가지로 분화를 유도하였다. 적절한 배지와 적절한 환경에서 배양함으로써 얻어진 세포를 osteoblast, chondroblast, adipocyte로 분화를 유도하였다. 분화된 세포가 원하는 형질의 세포로 분화되었는지를 확인하기 위하여 osteoblast의 경우 alizarin red staining, alkaline phosphatase activity, chondroblast의 경우 toluidine blue staining, adipocyte의 경우 Oil-Red-O staining으로 염색하여 분화를 확인하였다. 분리해낸 세포는 각각 세 가지 세포로 분화가 되었으며 이는 RosetteSep이 hMSC를 성공적으로 분리해냈다는 것을 보여준다. 그러나 모든 세포가 분화를 보이지는 않았으며 따라서 hMSC의 순도를 높이기 위한 연구가 더 필요하다. RosetteSep을 이용하면 다른 방법들 보다 쉽게 hMSC를 얻을 수 있으나 기존의 방법과 순도의 측면에서 더 비교할 필요가 있다.