최근, 발전한 줄기세포 기술은 재생의학의 주요 자원으로 여겨지고 있으며, 특히 유도만능줄기세포 유래 면역세포는 사람의 체내에 존재하는 여러 면역세포들 (NK세포, T세포, ...
최근, 발전한 줄기세포 기술은 재생의학의 주요 자원으로 여겨지고 있으며, 특히 유도만능줄기세포 유래 면역세포는 사람의 체내에 존재하는 여러 면역세포들 (NK세포, T세포, 대식세포)을 대체할 수 있을 거라 기대 되고 있다. 그 중 유도만능줄기세포 유래 대식세포는 세포 치료를 위한 재생 가능한 공급원으로 여겨지고 있지만 분화된 세포 간의 기능적 차이가 있어 치료를 위한 활용에 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실험은 유도만능줄기세포의 기원인 체세포의 미토콘드리아 기능과 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능 사이의 상관관계에 대해 연구하고자 하였고 체세포의 미토콘드리아 기능이 높을수록 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능이 높을 것이라 가정하였다. 이를 증명하기 위해, 본 실험은 체세포의 미토콘드리아의 에너지 대사를 측정하여 미토콘드리아 기능을 평가하고 미토콘드리아 에너지 수준이 다른 체세포 6라인을 선별한 후 유도만능줄기세포 6라인을 생성하였다.또한, 유도만능줄기세포 유래 대식세포를 생성하기 위해 대식세포 분화법을 확립하여 유도만능줄기세포 6라인에 적용시켰다. 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 분화 및 기능을 평가하기 위해 대식세포 관련 단백질의 발현과 식세포기능을 확인하였다. 그 결과, 같은 종류의 체세포일지라도 미토콘드리아의 에너지 대사 능력이 서로 다름을 확인할 수 있었다. 또한 체세포에서 생성된 유도만능줄기세포가 다분화능을 나타내며 유도만능줄기세포 유래 대식세포가 단백질 수준에서 대식세포와 유사한 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 각 유도만능줄기세포 유래 대식세포는 식세포기능에서 뚜렷한 차이를 나타냈으며 유도만능줄기세포의 기원인 체세포의 미토콘드리아 기능이 높을수록 유도만능줄기세포 유래 대식세포가 더 향상된 식세포기능을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 실험은 체세포의 미토콘드리아 기능이 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능적 수준에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었고, 따라서 체세포의 미토콘드리아 기능 검사가 세포치료를 위한 고기능성 유도만능줄기세포 유래 분화세포 선택에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
최근, 발전한 줄기세포 기술은 재생의학의 주요 자원으로 여겨지고 있으며, 특히 유도만능줄기세포 유래 면역세포는 사람의 체내에 존재하는 여러 면역세포들 (NK세포, T세포, 대식세포)을 대체할 수 있을 거라 기대 되고 있다. 그 중 유도만능줄기세포 유래 대식세포는 세포 치료를 위한 재생 가능한 공급원으로 여겨지고 있지만 분화된 세포 간의 기능적 차이가 있어 치료를 위한 활용에 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실험은 유도만능줄기세포의 기원인 체세포의 미토콘드리아 기능과 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능 사이의 상관관계에 대해 연구하고자 하였고 체세포의 미토콘드리아 기능이 높을수록 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능이 높을 것이라 가정하였다. 이를 증명하기 위해, 본 실험은 체세포의 미토콘드리아의 에너지 대사를 측정하여 미토콘드리아 기능을 평가하고 미토콘드리아 에너지 수준이 다른 체세포 6라인을 선별한 후 유도만능줄기세포 6라인을 생성하였다.또한, 유도만능줄기세포 유래 대식세포를 생성하기 위해 대식세포 분화법을 확립하여 유도만능줄기세포 6라인에 적용시켰다. 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 분화 및 기능을 평가하기 위해 대식세포 관련 단백질의 발현과 식세포기능을 확인하였다. 그 결과, 같은 종류의 체세포일지라도 미토콘드리아의 에너지 대사 능력이 서로 다름을 확인할 수 있었다. 또한 체세포에서 생성된 유도만능줄기세포가 다분화능을 나타내며 유도만능줄기세포 유래 대식세포가 단백질 수준에서 대식세포와 유사한 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 각 유도만능줄기세포 유래 대식세포는 식세포기능에서 뚜렷한 차이를 나타냈으며 유도만능줄기세포의 기원인 체세포의 미토콘드리아 기능이 높을수록 유도만능줄기세포 유래 대식세포가 더 향상된 식세포기능을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 실험은 체세포의 미토콘드리아 기능이 유도만능줄기세포 유래 대식세포의 기능적 수준에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었고, 따라서 체세포의 미토콘드리아 기능 검사가 세포치료를 위한 고기능성 유도만능줄기세포 유래 분화세포 선택에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
Recently, advanced stem cell technologies have provided the resources for regenerative medicine. Particularly, human induced pluripotent stem cells (hiPSC)-derived immune cells are expected to replace human-derived primary immune cells, such as T cells, natural killer (NK) cells, and macrophages. Th...
Recently, advanced stem cell technologies have provided the resources for regenerative medicine. Particularly, human induced pluripotent stem cells (hiPSC)-derived immune cells are expected to replace human-derived primary immune cells, such as T cells, natural killer (NK) cells, and macrophages. The hiPSCs-derived macrophages (iMacs) are considered a renewable source for cell therapy. However, there are problems with their application due to variations in the function of differentiated cells. To overcome the issue, we focused on the correlation between mitochondria function in fibroblasts, which are the origin of hiPSCs, and the phagocytosis of iMacs. We hypothesized that the high functional mitochondria in fibroblast can induce better function of iMacs. For this purpose, we assessed the mitochondrial function in fibroblasts by measuring the metabolic fluxes of mitochondria, and the hiPSCs were generated from fibroblasts having different mitochondrial respiratory functions. Furthermore, to generate the iMacs, we established the modified macrophage differentiation protocol and applied it to hiPSCs. We confirmed surface markers of the iMacs and measured the function of the iMacs with the phagocytosis assay. As a result, we identified that mitochondria in fibroblasts have different metabolic abilities from each other. Generated hiPSCs from fibroblasts displayed pluripotent characteristics and were differentiated into macrophage-like cells. And then, we confirmed that the iMacs have similar properties to macrophages in aspects of protein levels. But each iMac presented different levels of phagocytic function. Finally, we showed that the higher the mitochondria function in the fibroblasts from which hiPSCs were derived, the more enhanced the phagocytic function in the iMacs. In conclusion, our study suggests that the mitochondrial function in fibroblasts affects the functional ability of iMacs. Therefore, we are expected that the mitochondria function test in fibroblasts will contribute to select of high-functional hiPSCs-derived differentiated cells for cell therapy.
Recently, advanced stem cell technologies have provided the resources for regenerative medicine. Particularly, human induced pluripotent stem cells (hiPSC)-derived immune cells are expected to replace human-derived primary immune cells, such as T cells, natural killer (NK) cells, and macrophages. The hiPSCs-derived macrophages (iMacs) are considered a renewable source for cell therapy. However, there are problems with their application due to variations in the function of differentiated cells. To overcome the issue, we focused on the correlation between mitochondria function in fibroblasts, which are the origin of hiPSCs, and the phagocytosis of iMacs. We hypothesized that the high functional mitochondria in fibroblast can induce better function of iMacs. For this purpose, we assessed the mitochondrial function in fibroblasts by measuring the metabolic fluxes of mitochondria, and the hiPSCs were generated from fibroblasts having different mitochondrial respiratory functions. Furthermore, to generate the iMacs, we established the modified macrophage differentiation protocol and applied it to hiPSCs. We confirmed surface markers of the iMacs and measured the function of the iMacs with the phagocytosis assay. As a result, we identified that mitochondria in fibroblasts have different metabolic abilities from each other. Generated hiPSCs from fibroblasts displayed pluripotent characteristics and were differentiated into macrophage-like cells. And then, we confirmed that the iMacs have similar properties to macrophages in aspects of protein levels. But each iMac presented different levels of phagocytic function. Finally, we showed that the higher the mitochondria function in the fibroblasts from which hiPSCs were derived, the more enhanced the phagocytic function in the iMacs. In conclusion, our study suggests that the mitochondrial function in fibroblasts affects the functional ability of iMacs. Therefore, we are expected that the mitochondria function test in fibroblasts will contribute to select of high-functional hiPSCs-derived differentiated cells for cell therapy.
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