정원줄기세포의 기원이 되는 원시생식세포(primordial germ cell; PGC)의 전분화능은 이미 밝혀진 바 있다. 원시생식세포의 분화능은 배아줄기세포와 매우 유사하게 보고되고 있으며, 이는 생식세포가 세포치료를 위한 다분화능 세포로서의 잠재성을 가지고 있음을 의미한다. 본 연구는 향후 활용가능한새로운 세포치료자원으로써 생쥐의 정소로부터 다분화능 생식선 ...
정원줄기세포의 기원이 되는 원시생식세포(primordial germ cell; PGC)의 전분화능은 이미 밝혀진 바 있다. 원시생식세포의 분화능은 배아줄기세포와 매우 유사하게 보고되고 있으며, 이는 생식세포가 세포치료를 위한 다분화능 세포로서의 잠재성을 가지고 있음을 의미한다. 본 연구는 향후 활용가능한새로운 세포치료자원으로써 생쥐의 정소로부터 다분화능 생식선줄기세포의 배양기술을 확립하고, 조직특이적 분화기법확립을 목적으로 실시하였다. 본 연구를 통하여 확립된 생식선 줄기세포는 형태학적, 분자세포생물학적 특성검증을 통하여 배아줄기세포와 매우 유사할 뿐만 아니라 분화후 유전자의 발현양상 결과 각 조직특이적 분화능 또한 배아줄기세포 및 유도만능줄기세포와 매우 유사함을 밝혀냈다. 다음으로 새로운 심근세포 활용가능한 마커 시스템으로써 Platelet-derived growth factor receptor-alpha (PdgfR-α)를 이용한 심근세포 분화에 관한 연구를 진행하였다. PdgfR-α +/- 세포를 대상으로 7일간 분화후 심근세포 특이적 유전자의 발현을 분석한 결과, PdgfR-α + 세포군에서 유의적으로 높은 발현율을 보였다. 또한 ShRNA 기법을 이용한 PdgfR-α의 Knock-down 실험결과 대조군에 비하여 심근세포특이적 유전자의 발현이 감소하는 것을 관찰 할수 있었으며, 이를 통하여 PdgfR-α가 심근분화에 특이적인 마커 유전자임을 확인하였다. 또한 PdgfR-α + 세포의 기능적 활성도를 검증하기위하여 심근경색모델동물에 이식 후 분석한 결과, 이식된 세포로부터 유래된 조직재생의 결과로서 심근경색부위가 유의적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 다음으로 다분화능 생식선 줄기세포로부터 신경세포 전구세포 마커인 CD24를 발현하는 신경 전구세포 분화에 관한 연구를 진행하였다. CD24 +/- 세포를 순수도 높게 분리 후 분화를 진행하였으며 CD24+ 세포에서 신경세포 특이적 유전자의 발현율이 유의적으로 높게 나타났다. 다음으로 CD24의 발현율을 높이기 위하여 여러가지 외부 유래의 성장인자 첨가효과를 비교 분석하였다. 그 결과 retinoic acid, Noggin, fibroblast growth factor 8 (FGF8)의 병행처리를 통하여 신경세포로의 분화를 효율적으로 유도할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 다분화능 생식선 줄기세포는 향후 면역거부 반응 및 윤리적 논쟁으로부터 자유로운 새로운 세포치료제로서 그 활용가치가 높게 사료된다. 또한 조직특이적 마커 시스템을 활용한 분화기술은 향후 재생의학분야에 토대가 되는 기초 자료로써 활용가능 할 것이다.
정원줄기세포의 기원이 되는 원시생식세포(primordial germ cell; PGC)의 전분화능은 이미 밝혀진 바 있다. 원시생식세포의 분화능은 배아줄기세포와 매우 유사하게 보고되고 있으며, 이는 생식세포가 세포치료를 위한 다분화능 세포로서의 잠재성을 가지고 있음을 의미한다. 본 연구는 향후 활용가능한새로운 세포치료자원으로써 생쥐의 정소로부터 다분화능 생식선 줄기세포의 배양기술을 확립하고, 조직특이적 분화기법확립을 목적으로 실시하였다. 본 연구를 통하여 확립된 생식선 줄기세포는 형태학적, 분자세포생물학적 특성검증을 통하여 배아줄기세포와 매우 유사할 뿐만 아니라 분화후 유전자의 발현양상 결과 각 조직특이적 분화능 또한 배아줄기세포 및 유도만능줄기세포와 매우 유사함을 밝혀냈다. 다음으로 새로운 심근세포 활용가능한 마커 시스템으로써 Platelet-derived growth factor receptor-alpha (PdgfR-α)를 이용한 심근세포 분화에 관한 연구를 진행하였다. PdgfR-α +/- 세포를 대상으로 7일간 분화후 심근세포 특이적 유전자의 발현을 분석한 결과, PdgfR-α + 세포군에서 유의적으로 높은 발현율을 보였다. 또한 ShRNA 기법을 이용한 PdgfR-α의 Knock-down 실험결과 대조군에 비하여 심근세포특이적 유전자의 발현이 감소하는 것을 관찰 할수 있었으며, 이를 통하여 PdgfR-α가 심근분화에 특이적인 마커 유전자임을 확인하였다. 또한 PdgfR-α + 세포의 기능적 활성도를 검증하기위하여 심근경색모델동물에 이식 후 분석한 결과, 이식된 세포로부터 유래된 조직재생의 결과로서 심근경색부위가 유의적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 다음으로 다분화능 생식선 줄기세포로부터 신경세포 전구세포 마커인 CD24를 발현하는 신경 전구세포 분화에 관한 연구를 진행하였다. CD24 +/- 세포를 순수도 높게 분리 후 분화를 진행하였으며 CD24+ 세포에서 신경세포 특이적 유전자의 발현율이 유의적으로 높게 나타났다. 다음으로 CD24의 발현율을 높이기 위하여 여러가지 외부 유래의 성장인자 첨가효과를 비교 분석하였다. 그 결과 retinoic acid, Noggin, fibroblast growth factor 8 (FGF8)의 병행처리를 통하여 신경세포로의 분화를 효율적으로 유도할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 다분화능 생식선 줄기세포는 향후 면역거부 반응 및 윤리적 논쟁으로부터 자유로운 새로운 세포치료제로서 그 활용가치가 높게 사료된다. 또한 조직특이적 마커 시스템을 활용한 분화기술은 향후 재생의학분야에 토대가 되는 기초 자료로써 활용가능 할 것이다.
Primordial germ cells (PGCs) as well as fetal germ line stem cells (GSCs) are pluripotent cells. Their differentiation potential is similar to that of embryonic stem cells (ESCs), suggesting that germ line lineage may retain the potential to form pluripotent cells. Here we report successful establis...
Primordial germ cells (PGCs) as well as fetal germ line stem cells (GSCs) are pluripotent cells. Their differentiation potential is similar to that of embryonic stem cells (ESCs), suggesting that germ line lineage may retain the potential to form pluripotent cells. Here we report successful establishment of multipotent germ line stem cells (mGSCs) from cells obtained from adult mouse testis. The newly established mGSCs had similar morphology and growth characteristics as that of ESCs and expressed markers of pluripotency. The differentiation potential of the newly established mGSCs was comparable to that of ESCs and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Also, we reported the expression of platelet-derived growth factor receptor alpha (PdgfR-α) induces the cardiomyogenesis during in vitro differentiation. Real time RT-PCR analysis demonstrated that cells derived from PdgfR-α positive cells in vitro expressed significantly higher level of mature cardiac marker protein than PdgfR-α negative cells on day 7 after differentiation. We next used PdgfR-α shRNAs to investigate the temporal dependence of PdgfR-α on cardiomyocyte differentiation. Three to five days after induction of differentiation, real time RT-PCR based cardiac related gene expression levels showed that PdgfR-α knock down cells inhibit cardiac differentiation. Next, FACS sorted PdgfR-α positive cells were transplanted the myocardial infarction (MI) model animal. Transplantation of sorted PdgfR-α cells into MI model hearts regenerate cardiac function, as determined by reduction in fibrosis area. We generated the neural precursor cells expressing CD24, which is neural precursormarker, and demonstrate that these cells effectively differentiate into neural lineage in vitro with pluripotent stem cell (PSC) lines. Also, we report the effect of paracrine molecules based promote the CD24 expression during the neural lineage differentiation with mGSC. In conclusion, expression of CD24 enhanced by combination of retinoic acid, Noggin and fibroblast growth factor 8 (FGF8) in a serum free condition promotes neural precursordifferentiation. By using a simple cell sorting method, we were able to collect neural precursor cells that have the potential to differentiate into matured neuron and astrocyte in vitro from differentiating mGSCs. Multipotent GSCs derived from adult testes can be used for personalized cell-based therapies without the ethical and immunological problems. Also, differentiation results lay the foundation for the generation of marker systems for stem cell derived cardiac and neural progenitor transplantation and novel approaches for regenerative medicine.
Primordial germ cells (PGCs) as well as fetal germ line stem cells (GSCs) are pluripotent cells. Their differentiation potential is similar to that of embryonic stem cells (ESCs), suggesting that germ line lineage may retain the potential to form pluripotent cells. Here we report successful establishment of multipotent germ line stem cells (mGSCs) from cells obtained from adult mouse testis. The newly established mGSCs had similar morphology and growth characteristics as that of ESCs and expressed markers of pluripotency. The differentiation potential of the newly established mGSCs was comparable to that of ESCs and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Also, we reported the expression of platelet-derived growth factor receptor alpha (PdgfR-α) induces the cardiomyogenesis during in vitro differentiation. Real time RT-PCR analysis demonstrated that cells derived from PdgfR-α positive cells in vitro expressed significantly higher level of mature cardiac marker protein than PdgfR-α negative cells on day 7 after differentiation. We next used PdgfR-α shRNAs to investigate the temporal dependence of PdgfR-α on cardiomyocyte differentiation. Three to five days after induction of differentiation, real time RT-PCR based cardiac related gene expression levels showed that PdgfR-α knock down cells inhibit cardiac differentiation. Next, FACS sorted PdgfR-α positive cells were transplanted the myocardial infarction (MI) model animal. Transplantation of sorted PdgfR-α cells into MI model hearts regenerate cardiac function, as determined by reduction in fibrosis area. We generated the neural precursor cells expressing CD24, which is neural precursormarker, and demonstrate that these cells effectively differentiate into neural lineage in vitro with pluripotent stem cell (PSC) lines. Also, we report the effect of paracrine molecules based promote the CD24 expression during the neural lineage differentiation with mGSC. In conclusion, expression of CD24 enhanced by combination of retinoic acid, Noggin and fibroblast growth factor 8 (FGF8) in a serum free condition promotes neural precursordifferentiation. By using a simple cell sorting method, we were able to collect neural precursor cells that have the potential to differentiate into matured neuron and astrocyte in vitro from differentiating mGSCs. Multipotent GSCs derived from adult testes can be used for personalized cell-based therapies without the ethical and immunological problems. Also, differentiation results lay the foundation for the generation of marker systems for stem cell derived cardiac and neural progenitor transplantation and novel approaches for regenerative medicine.
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