인간배아줄기세포의 전분화능은 신체의 각 장기와 조직을 구성하는 삼배엽성의 세포로 분화할 수 있는 능력을 의미하며, 이러한 전분화능을 이용하여 인간배아줄기세포는 오늘날의 세포치료를 위한 중요한 공급원으로 인식되어지고 있다. 인간배아줄기세포가 가지는 분화능과 유사한 능력을 가진 성체줄기세포들 중 간엽줄기세포(mesenchymal stem cells)는 삼배엽성 중 중배엽성 그리고 비중배엽성세포 계통으로의 다분화능을 가지는 ...
인간배아줄기세포의 전분화능은 신체의 각 장기와 조직을 구성하는 삼배엽성의 세포로 분화할 수 있는 능력을 의미하며, 이러한 전분화능을 이용하여 인간배아줄기세포는 오늘날의 세포치료를 위한 중요한 공급원으로 인식되어지고 있다. 인간배아줄기세포가 가지는 분화능과 유사한 능력을 가진 성체줄기세포들 중 간엽줄기세포(mesenchymal stem cells)는 삼배엽성 중 중배엽성 그리고 비중배엽성세포 계통으로의 다분화능을 가지는 줄기세포로서 손상된 조직의 재생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 이러한 간엽줄기세포는 제대혈과 골수 등 성체줄기세포에서 용이하게 분리 할 수 있으나 그 양이 한정적인 한계점을 지닌다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 무한 증식능력과 전분화능을 가진 인간배아줄기세포를 이용하여 중간엽세포로의 분화는 현재 문제점으로 인식되고 있는것을 극복 할 수 있다고 생각되어 지며, 세포치료제로서의 공급에 문제가 없을 것이라 판단되어 진다. 본 연구에서 우리는 feeder free상태에서 배양된 인간배아줄기세포를(hESCs)이용하여 2D direct 분화방법을 이용하여 MSCs(mesenchymal stem cells)-like population cell로의 분화를 유도 하였다. Feeder free 상태에서 유지 배양 후 간엽줄기세포로의 분화를 위해 EBM(endothelial basal medium)에 2% FBS만을 넣어 분화를 유도 하였다. Flow cytometry analysis (FACS)를 이용하여 BM-MSCs 양성마커인 CD90, CD105, CD73, CD44, 음성마커인 CD34, CD31, CD45 마커들의 발현 양상을 분석 하였다. hESC-MSCs like cell은 계대 배양 할수록 양성마커들이 증가하는 것을 알 수 있었다. BM-MSCs 와 hESC-MSCs like cell을 함께 adipocytes, osteoblasts로의 분화를 유도 하였다. BM-MSC와 hESC-MSCs like cell의 characterized 비교하였을 때 FACS결과에서는 비슷한 양상을 보였으나, 지방세포와 골아세포의 분화능력에 있어서는 BM-MSCs와 hESCs-MSCs의 분화능의 속도에서 차이가 나는 것을 확인하였다. 2DE를 통해 단백체학을 이용하여 유전자의 차이를 알 수 있었다. 몇 가지의 gene들에 의해 분화능의 속도가 차이가 있는 것으로 보여진다. 단백체학을 통해 동정화된 단백질들은 인간배아 줄기세포에서 중간엽세포로의 분화 유도 시 동정화된 단백질을 이용한다면 보다 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이라 생각되어진다. 본 연구 결과를 기반으로 인간배아줄기세포로부터 확립된 간엽줄기세포는 임상 적용을 위한 안전성과 충분한 세포 수를 확보 할 수 있는 분화방법과 간엽세포로의 분화가 용의하며, 이에 따른 질환치료에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
인간배아줄기세포의 전분화능은 신체의 각 장기와 조직을 구성하는 삼배엽성의 세포로 분화할 수 있는 능력을 의미하며, 이러한 전분화능을 이용하여 인간배아줄기세포는 오늘날의 세포치료를 위한 중요한 공급원으로 인식되어지고 있다. 인간배아줄기세포가 가지는 분화능과 유사한 능력을 가진 성체줄기세포들 중 간엽줄기세포(mesenchymal stem cells)는 삼배엽성 중 중배엽성 그리고 비중배엽성세포 계통으로의 다분화능을 가지는 줄기세포로서 손상된 조직의 재생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 이러한 간엽줄기세포는 제대혈과 골수 등 성체줄기세포에서 용이하게 분리 할 수 있으나 그 양이 한정적인 한계점을 지닌다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 무한 증식능력과 전분화능을 가진 인간배아줄기세포를 이용하여 중간엽세포로의 분화는 현재 문제점으로 인식되고 있는것을 극복 할 수 있다고 생각되어 지며, 세포치료제로서의 공급에 문제가 없을 것이라 판단되어 진다. 본 연구에서 우리는 feeder free상태에서 배양된 인간배아줄기세포를(hESCs)이용하여 2D direct 분화방법을 이용하여 MSCs(mesenchymal stem cells)-like population cell로의 분화를 유도 하였다. Feeder free 상태에서 유지 배양 후 간엽줄기세포로의 분화를 위해 EBM(endothelial basal medium)에 2% FBS만을 넣어 분화를 유도 하였다. Flow cytometry analysis (FACS)를 이용하여 BM-MSCs 양성마커인 CD90, CD105, CD73, CD44, 음성마커인 CD34, CD31, CD45 마커들의 발현 양상을 분석 하였다. hESC-MSCs like cell은 계대 배양 할수록 양성마커들이 증가하는 것을 알 수 있었다. BM-MSCs 와 hESC-MSCs like cell을 함께 adipocytes, osteoblasts로의 분화를 유도 하였다. BM-MSC와 hESC-MSCs like cell의 characterized 비교하였을 때 FACS결과에서는 비슷한 양상을 보였으나, 지방세포와 골아세포의 분화능력에 있어서는 BM-MSCs와 hESCs-MSCs의 분화능의 속도에서 차이가 나는 것을 확인하였다. 2DE를 통해 단백체학을 이용하여 유전자의 차이를 알 수 있었다. 몇 가지의 gene들에 의해 분화능의 속도가 차이가 있는 것으로 보여진다. 단백체학을 통해 동정화된 단백질들은 인간배아 줄기세포에서 중간엽세포로의 분화 유도 시 동정화된 단백질을 이용한다면 보다 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이라 생각되어진다. 본 연구 결과를 기반으로 인간배아줄기세포로부터 확립된 간엽줄기세포는 임상 적용을 위한 안전성과 충분한 세포 수를 확보 할 수 있는 분화방법과 간엽세포로의 분화가 용의하며, 이에 따른 질환치료에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
Pluripotency of human embryonic stem cells (hESCs) 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 cells (MSCs) which retains similar differentia...
Pluripotency of human embryonic stem cells (hESCs) 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 cells (MSCs) which retains similar differentiation ability, they do not form teratoma in vivo, but there exist limitation of cellular source supply. Accordingly, differentiation of hESCs into MSCs will be promising cellular source with strong points of both hESCs and MSCs line. In this study, we described the derivation of MSC like cell population from feeder free cultured hESCs (hESCs-MSCs) using direct differentiation system. Cells population, hESCs-MSCs and bone marrow derived MSCs (BM-MSCs) retained similar characteristics in vitro, such as morphology, MSCs specific marker expression and differentiation capacity. At the point of differentiation of both cell populations, differentiation rate was slower in hESCs-MSCsthan BM-MSCs. 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 hESCs-MSCs and BM-MSCsusing 2-D proteomic analysis tool. In the proteomic analysis, we identified 49 differentially expressed proteins in hESCs-MSCsand BM-MSC, and they involved in different biological process such as positive regulation of molecular function, biological process, cellularmetabolic process, nitrogen compound metabolic process, macromolecule metabolic process, metabolic process, molecularfunction, 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 hESCs-MSCs and BM-MSCs, could give to us further evidence for hESCs differentiation into the mesenchymal stem cell is associated with a differentiation factor. As the initial step to understand fundamental difference of hESCs-MSCs and BM-MSCs, we sought to investigate different protein expression profile. And the grafting of hESCs differentiation into MSCs and their comparative proteomic analysis will be positively contributeto cell therapy without cellular source limitation, also with exact background of their molecular condition.
Pluripotency of human embryonic stem cells (hESCs) 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 cells (MSCs) which retains similar differentiation ability, they do not form teratoma in vivo, but there exist limitation of cellular source supply. Accordingly, differentiation of hESCs into MSCs will be promising cellular source with strong points of both hESCs and MSCs line. In this study, we described the derivation of MSC like cell population from feeder free cultured hESCs (hESCs-MSCs) using direct differentiation system. Cells population, hESCs-MSCs and bone marrow derived MSCs (BM-MSCs) retained similar characteristics in vitro, such as morphology, MSCs specific marker expression and differentiation capacity. At the point of differentiation of both cell populations, differentiation rate was slower in hESCs-MSCsthan BM-MSCs. 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 hESCs-MSCs and BM-MSCsusing 2-D proteomic analysis tool. In the proteomic analysis, we identified 49 differentially expressed proteins in hESCs-MSCsand BM-MSC, and they involved in different biological process such as positive regulation of molecular function, biological process, cellularmetabolic process, nitrogen compound metabolic process, macromolecule metabolic process, metabolic process, molecularfunction, 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 hESCs-MSCs and BM-MSCs, could give to us further evidence for hESCs differentiation into the mesenchymal stem cell is associated with a differentiation factor. As the initial step to understand fundamental difference of hESCs-MSCs and BM-MSCs, we sought to investigate different protein expression profile. And the grafting of hESCs differentiation into MSCs and their comparative proteomic analysis will be positively contributeto cell therapy without cellular source limitation, also with exact background of their molecular condition.
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