• International Journal of Stem Cells
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• 제16권1호
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• pp.52-65
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• 2023

Background and Objectives: Epithelial-Mesenchymal transition (EMT) is one of the origins of myofibroblasts in renal interstitial fibrosis. Mesenchymal stem cells (MSCs) alleviating EMT has been proved, but the concrete mechanism is unclear. To explore the mechanism, serum-free MSCs conditioned medium (SF-MSCs-CM) was used to treat rat renal tubular epithelial cells (NRK-52E) fibrosis induced by transforming growth factor-β1 (TGF-β1) which ameliorated EMT. Methods and Results: Galectin-3 knockdown (Gal-3 KD) and overexpression (Gal-3 OE) lentiviral vectors were established and transfected into NRK-52E. NRK-52E fibrosis model was induced by TGF-β1 and treated with the SF-MSCs-CM for 24 h after modelling. Fibrosis and autophagy related indexes were detected by western blot and immunocytochemistry. In model group, the expressions of α-smooth muscle actin (α-SMA), fibronectin (FN), Galectin-3, Snail, Kim-1, and the ratios of P-Akt/Akt, P-GSK3β/GSK3β, P-PI3K/PI3K, P-mTOR/mTOR, TIMP1/MMP9, and LC3B-II/I were obviously increased, and E-Cadherin (E-cad) and P62 decreased significantly compared with control group. SF-MSCs-CM showed an opposite trend after treatment compared with model group. Whether in Gal-3 KD or Gal-3 OE NRK-52E cells, SF-MSCs-CM also showed similar trends. However, the effects of anti-fibrosis and enhanced autophagy in Gal-3 KD cells were more obvious than those in Gal-3 OE cells. Conclusions: SF-MSCs-CM probably alleviated the EMT via inhibiting Galectin-3/Akt/GSK3β/Snail pathway. Meanwhile, Gal-3 KD possibly enhanced autophagy via inhibiting Galectin-3/Akt/mTOR pathway, which synergistically ameliorated renal fibrosis. Targeting galectin-3 may be a potential target for the treatment of renal fibrosis.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제58권2호
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• pp.101-106
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• 2015

Objective : The aim of this study was to explore the immunity in rats transplanted with adipose-derived mesenchymal stem cells (ADSCs) and acellular nerve (ACN) for repairing sciatic nerve defects. Methods : ADSCs were isolated from the adipose tissues of Wistar rats. Sprague-Dawley rats were used to establish a sciatic nerve defect model and then divided into four groups, according to the following methods : Group A, allogenic nerve graft; Group B, allograft with ACN; Group C, allograft ADSCs+ACN, and Group D, nerve autograft. Results : At the day before transplantation and 3, 7, 14, and 28 days after transplantation, orbital venous blood of the Sprague-Dawley rats in each group was collected to detect the proportion of $CD3^+$, $CD4^+$, and $CD8^+$ subsets using flow cytometry and to determine the serum concentration of interleukin-2 (IL-2), tumor necrosis $factor-{\alpha}$ ($TNF-{\alpha}$) and $interferon-{\gamma}$ ($IFN-{\gamma}$) using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). At each postoperative time point, the proportion of $CD3^+$, $CD4^+$, and $CD8^+$ subsets and the serum concentration of IL-2, $TNF-{\alpha}$, and $IFN-{\gamma}$ in group C were all near to those in group B and group D, in which no statistically significant difference was observed. As compared with group A, the proportion of $CD3^+$, $CD4^+$, and $CD8^+$ subsets and the serum concentration of IL-2, $TNF-{\alpha}$, and $IFN-{\gamma}$ were significantly reduced in group C (p<0.05). Conclusion : The artificial nerve established with ADSCs and ACN has no obvious allograft rejection for repairing rat nerve defects.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권18호
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• pp.8271-8279
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• 2016

Background: Hepato-carcinogenesis is multifaceted in its molecular aspects. Among the interplaying agents are altered gap junctions, the proteasome/autophagy system, and mitochondria. The present experimental study was designed to outline the roles of these players and to investigate the tumor suppressive effects of curcumin with or without mesenchymal stem cells (MSCs) in hepatocellular carcinoma (HCC). Materials and Methods: Adult female albino rats were divided into normal controls and animals with HCC induced by diethyl-nitrosamine (DENA) and $CCl_4$. Additional groups treated after HCC induction were: Cur/HCC which received curcumin; MSCs/HCC which received MSCs; and Cur+MSCs/HCC which received both curcumin and MSCs. For all groups there were histopathological examination and assessment of gene expression of connexin43 (Cx43), ubiquitin ligase-E3 (UCP-3), the autophagy marker LC3 and coenzyme-Q10 (Mito.Q10) mRNA by real time, reverse transcription-polymerase chain reaction, along with measurement of LC3II/LC3I ratio for estimation of autophagosome formation in the rat liver tissue. In addition, the serum levels of ALT, AST and alpha fetoprotein (AFP), together with the proinflammatory cytokines $TNF{\alpha}$ and IL-6, were determined in all groups. Results: Histopathological examination of liver tissue from animals which received DENA-$CCl_4$ only revealed the presence of anaplastic carcinoma cells and macro-regenerative nodules. Administration of curcumin, MSCs; each alone or combined into rats after induction of HCC improved the histopathological picture. This was accompanied by significant reduction in ${\alpha}$-fetoprotein together with proinflammatory cytokines and significant decrease of various liver enzymes, in addition to upregulation of Cx43, UCP-3, LC3 and Mito.Q10 mRNA. Conclusions: Improvement of Cx43 expression, nonapoptotic cell death and mitochondrial function can repress tumor growth in HCC. Administration of curcumin and/or MSCs have tumor suppressive effects as they can target these mechanisms. However, further research is still needed to verify their effectiveness.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.710-718
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• 2021

태반유래 중간엽줄기세포(PD-MSCs)는 재생의학에서 세포기반치료제로 잘 알려진 세포군이다. PD-MSCs의 손상된 부위로의 이동과 호밍 기능은 MSC 생착의 중요한 특성이다. miRNA는 최근 MSC의 증식, 생존 이동과 같은 중요한 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 담관결찰(BDL) 쥐 모델에서 PD-MSCs 호밍에 관련된 miRNA 및 표적 유전자를 동정하는 것으로, 마이크로어레이 분석을 이용하여 PD-MSCs 호밍에 관여하는 유전자 표적 miRNA를 선별하였다. BDL 쥐모델에 PD-MSCs을 이식한 일주일 후 간 조직에서 PD-MSCs 생착여 부는 면역형광분석법과 qRT-PCR에 의한 인간 Alu유전자 발현으로 확인되었다. 저산소 및 정상조건(Hyp/Nor)에서 이동한 PD-MSC에 비하여, PD-MSCs 이식한 BDL군 간 조직에서 miRNAs 발현의 차이가 크게 나타났으며, PD-MSCs 호밍 관련 miRNA와 표적유전자를 검증하였다. miR199a-5p 및 miR-148a-3p에 대한 표적 유전자 인테그린 α4 (ITGA4)와 α5 (ITGA5)의 발현은 이식(Tx)그룹에서(p<0.05) 유의하게 상향 조절되었다. 또한 인테그린 β1 (ITGB1)과 β8 (ITGB8)의 발현은 miR-183-5p 및 miR-145-5p억제에 의하여 크게 증가되었다. 따라서 이러한 결과는 BDL에 의해 손상된 쥐간에서 PD-MSCs가 호밍효과을 위해 인테그린 그룹과 관련된 miRNA 발현 조절에 관여함을 나타내었다. 본 연구결과는 miRNA에 의한 인테그린 그룹 조절기능이 BDL에 의해 유도된 간섬유증 쥐모델에서 PD-MSCs의 치료효과에 기여할 수 있음을 시사한다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.71-71
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• 2003

Human umbilical cord blood cells(HUCBC) are rich in mesenchymal progenitor cells, endothelial cell precursors and hematopoietic cells. HUCBC have been used as a source of transplantable stem and progenitor cells. However, little is known about survival and development of HUCBC transplantation in the CNS. Estrogen has a neuroprotective potential against oxidative stress-induced cell death so has an effect on reducing infarct size of ischemic brain. We investigated the potential use of HUCBC as donor cells and tested whether estrogen mediates intravenously infused HUCBC enter and survive in ischemic brain. PKH26 labeled mononuclear fraction of HUCBC were injected into the tail vein of ischemic OVX rat brain with or without $17\beta$-estradiol valerate(EV). Under fluorescence microscopy, labeled cells were observed in the brain section. Significantly more cells were found in the ischemic brain than in the non-ischemic brain. HUCBC transplanted into ischemic brain could migrate and survive. Some of cells have shown neuronal like cells in hippocampus, striatum and cortex tissues. These result suggest that estrogen reduces ischemic damage and increases the migration of human umbilical cord blood cells. This Study was supported by the Korea Science and Engineering Foundation(KOSEF) though the Biohealth Products Research Center(BPRC), Inje University, Korea.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제32권1호
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• pp.9-15
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• 2010

Aim of the study: As an injectable scaffold, MPEG-PCL diblock copolymer was applied in bone tissue engineering. In vivo bone formation was evaluated by soft X-ray, histology based on the rat calvarial critical size defect model. Materials and Methods: New bone formation was evaluated with MPEG-PCL diblock copolymer in rat calvarial critical size bone defect. No graft was served as control. 4, 8 weeks after implantation, gross evidence of bone regeneration was evaluated by histology and soft X-ray analysis. Results: The improved and effective bone regeneration was achieved with the BMP-2 and osteoblasts loaded MPEG-PCL diblock copolymer. Conclusion: It was confirmed that MPEG-PCL temperature sensitive hydrogels was useful as an injectable scaffold in bone regeneration.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제53권1호
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• pp.20-37
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• 2023

Purpose: Our pilot study showed that a 3-dimensional dual drug delivery scaffold (DDDS) loaded with Chinese herbs significantly increased the regenerated bone volume fraction. This study aimed to confirm the synergistic anti-inflammatory and osteogenic preclinical effects of this system. Methods: The targets and pathways of parthenolide and naringin were predicted. Three cell models were used to assess the anti-inflammatory effects of parthenolide and the osteogenic effects of naringin. First, the distance between the cementoenamel junction and alveolar bone crest (CEJ-ABC) and the bone mineral density (BMD) of surgical defects were measured in a rat model of periodontitis with periodontal fenestration defects. Additionally, the mRNA expression levels of matrix metallopeptidase 9 (MMP9) and alkaline phosphatase (ALP) were measured. Furthermore, the number of inflammatory cells and osteoclasts, as well as the protein expression levels of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and levels of ALP were determined. Results: Target prediction suggested prostaglandin peroxidase synthase (PTGS2) as a potential target of parthenolide, while cytochrome P450 family 19 subfamily A1 (CYP19A1) and taste 2 receptor member 31 (TAS2R31) were potential targets of naringin. Parthenolide mainly targeted inflammation-related pathways, while naringin participated in steroid hormone synthesis and taste transduction. In vitro experiments revealed significant antiinflammatory effects of parthenolide on RAW264.7 cells, and significant osteogenic effects of naringin on bone marrow mesenchymal stem cells and MC3T3-E1 cells. DDDS loaded with parthenolide and naringin decreased the CEJ-ABC distance and increased BMD and ALP levels in a time-dependent manner. Inflammation was significantly alleviated after 14 days of DDDS treatment. Additionally, after 56 days, the DDDS group exhibited the highest BMD and ALP levels. Conclusions: DDDS loaded with parthenolide and naringin in a rat model achieved significant synergistic anti-inflammatory and osteogenic effects, providing powerful preclinical evidence.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권7호
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• pp.824-831
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• 2009

목 적 : HIE의 치료법으로 줄기 세포가 대안으로 떠오르고 있다. mMSC가 성인 동물 모델에서의 뇌졸중 및 퇴행성 뇌질환에 유의한 기능 회복을 보인다는 보고가 많이 있으나 미성숙 동물 모델에서의 연구 보고는 거의 없는 상태이다. 이에 HIE가 유발된 미성숙뇌에 mMSC를 투여하여 기능 회복에 대한 효과를 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 생후 7일된 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐를 sham 대조군, 뇌 손상 대조군, 고용량 mMSC 이식군 및 저용량 mMSC 이식군으로 나누었으며 저산소 허혈 뇌 손상 유도 2주 후에 mMSC를 병변부 국소 이식을 시행하였다. 세포 이식 2, 4, 6 및 8주째에 개방장 시험을 시행하여 운동 기능 회복 정도를 평가하였고, 이후 1주일 동안 Morris 수중 미로 시험을 3개 부문으로 시행하여 학습 및 기억력 회복 정도를 평가하였다. 결 과 : 개방장 시험 결과 네 군간에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다(F=0.412, P=0.745). 공간 획득 검사에서 네 군간 평균 탈출 시간에 서로 차이가 있었고(F=380.319, P<0.01), 고용량 mMSC 이식군 및 sham 대조군은 뇌 손상 대조군에 비해 검사 2일째부터 5일째까지 각각 평균 탈출 시간이 감소하였으며(P<0.05), 시간이 갈수록 더 유의하게 차이를 보였다(F=16.034, P<0.01). 참조 기억 검사에서는 네 군간 차이는 없었으며 시각 검사에서는 다섯번째 시행 검사에서만 고용량 mMSC 이식군과 뇌 손상 대조군간에 통계적으로 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 결 론 : 일부 검사에서만 고용량 mMSC 이식의 효과가 뚜렷하였고 그 외의 검사에는 통계적으로 유의한 결과는 보이지는 않았으나 산술적인 호전을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 향후 최적의 효과를 보이는 줄기 세포의 농도와 이식 시기를 결정하는 연구가 필요할 것으로 보이며 HIE에서 mMSC가 대안적인 치료 수단으로 이용될 수 있다고 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권7호
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• pp.511-519
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• 2006

배경: 허혈성 심근손상으로 인한 심근경색이나 심근병증으로 인한 심근의 비가역적인 손상은 관상동맥 중재술이나 관상동맥 우회로술 등의 치료로 손상 받은 조직의 손상 정도를 경감시키고 추가적인 손상을 방지할 수 있으나, 괴사된 심근세포를 재생할 수는 없다. 결국 중증의 심부전증이 발생한 경우 심근성형술을 시행하거나 심실보조장치 또는 인공심장 등의 한시적 치료 방법이 시도되기도 하지만, 최종적으로 심장이식 이외의 방법은 현재로서는 제시되지 못하고 있다. 심장 공여자의 부족으로 인한 한계를 극복하기 위해서 세포이식을 통한 치료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 세포치료에서 가장 넓게 시도되고 이용된 장기는 골수이며, 현재까지 골격근아세포, 평활근 세포, 그리고 심근 세포 등 다양한 세포의 이식이 시도되고 있다. 그러나 이러한 골수는 채취하는 과정이 침습적이어서 환자에게 과다한 통증을 주며, 추출된 세포의 수가 부족한 단점이 있어서, 이러한 문제를 해결하기 위해서 상대적으로 접근이 용이하며, 다량의 조직을 확보할 수 있는 지방조직에서의 성체 줄기세포의 추출이 제시되었다. 대상 및 방법: 본 연구에서는 백서의 지방조직을 복부 피하지방 조직과 복강 내 지방조직으로 나누어 각각 분리 추출하여 두 조직에 동일한 과정의 세포 추출 과정을 거친 후, 5-azacytidine을 이용한 심근세포로의 분화 유도를 시도하였다. 심근 분화유도에 적합한 환경을 찾기 위해서 5-azacytidine을 각각 다른 농도로 사용하였고, 지방에서 추출한 성체 중간엽 줄기세포의 심장질환에서의 임상적용의 가능성과 지방조직의 부위에 따른 분화 유도의 차이 가 있는지 관찰하고자 하였다. 백서의 복부 피하지방 조직을 적출하여 실험조직 1로 정하였고, 복강 내 대망(omentum)과 후복막 지방조직을 적출하여 실험조직 2로 정하였다. 적출된 조직에서 collagenase, $NH_4Cl$ 등을 이용하여 세포를 추출하였고, 이를 10% FBS를 함유한 DMEM solution에서 배양하였으며, 1차 또는 2차 계대배양을 거쳐서 5-azacytine을 각각 none, $3{\mu}mol/L,\;6{\mu}mol/L,\;9{\mu}mol/L$의 농도로 첨가하여 심근세포로의 분화를 유도하였다. 4주간의 배양이 끝난 후 각 실험 조직군의 세포들을 cell blocks으로 만든 후에, CD34, heavy myosin chain, troponin T, SMA에 대한 항체를 이용하여 면역형광염색을 시행하였고, 형광염색에 반응을 보인 세포들의 대략적 비율을 비교하였다. 결과: CD34, heavy myosin chain에 대하여는 모두 음성이었으나, SMA에 대해서는 $3{\mu}mol/L,\;6{\mu}mol/L$의 복강 내 지방조직에서 $5{\sim}10%$ 정도의 양성반응을 보였고, troponin T에 대하여는 피하지방조직과 복강 내 지방조직 모두에서 $6{\mu}mol/L$와 $9{\mu}mol/L$에서 $10{\sim}15%$ 정도의 양성 반응을 보였다. 결론: 본 연구 결과, 지방조직에서 추출한 중간엽 줄기세포는 심근세포로 분화할 수 있는 가능성이 충분히 있는 것이 확인되었으나, 분화유도 비율면에서는 만족할 수준이 되지 못하였으며, 심근세포로의 분화는 복부 피하지방과 복강 내 지방조직에서 모두 가능한 것으로 판단되었다.

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.403-408
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• 2008

케라틴은 울, 머리카락, 손톱 등을 형성하는 섬유단백질의 주요성분으로 유용한 생체재료이다. 골수간염 줄기세포를 이용한 조직공학 적용을 위해 Poly(4-lactide-co-glycolide) (PLGA)에 함량별로 케라틴을 함유한 지지체를 용매 캐스팅/염 추출법을 이용하여 제조하였다. 제조된 지지체의 표면과 단면의 형태를 전자현미경(SEM)으로 관찰하고 특성분석을 위해 다공도, 표면 적심성, 물 흡수성, 그리고 열적성질을 분석하였다. 이 후 쥐에서 분리한 골수간엽줄기세포를 지지체에 파종하여 세포의 증식율을 (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT) 분석방법을 이용하여 측정하였다. 천연/합성 하이브리드 담체인 케라틴/PLGA 지지체는 PLGA 단독으로 제조된 지지체와 비교 시 골수간엽줄기세포의 생장에 유익한 환경을 제공함을 확인하였다.