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동결 보호제(DMSO) 농도에 따른 돼지 중간엽 줄기세포의 Caspase 3과 7 발현
Activation of Caspase-3 and -7 on Porcine Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells (pBM-MSCs) Cryopreserved with Dimethyl Sulfoxide (DMSO) 원문보기

Journal of embryo transfer = 한국수정란이식학회지, v.27 no.3, 2012년, pp.183 - 187  

옥선아 (국립축산과학원 바이오공학과) ,  노규진 (국립경상대학교 수의과대학 수의산과학연구실)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Adult stem cell transplantation has been increased every year, because of the lack of organ donors for regenerative medicine. Therefore, development of reliable and safety cryopreservation and bio-baking method for stem cell therapy is urgently needed. The present study investigated safety of dimeth...

주제어

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문제 정의

  • 세포 동결 시 가장 일반적으로 사용되는 동결 보호제인 dimethyl sulfoxide(DMSO)는 사람에서 이 동결 보호제가 첨가된 세포를 이식하였을 때 저혈압, 심장부정맥, 오심 등 각종 부작용을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다(Davis 등, 1990; Zambelli 등, 1998). 따라서 본 연구에서는 이러한 DMSO 동결 보호제의 독성을 규명하고, 이를 개선하기 위하여 apoptosis에 관여하는 주요 경로인 미토콘드리아 내에서 시토크롬 c(cytochrome c)의 방출과 동시에 세포질(cytoplasm)에 존재하는 apoptotic protease activation factor(Apaf1)와 Caspase(cysteine-aspartic acid specific proteases) 9의 결합에 의한 apoptosome의 형성에 의한 Caspase-3과 -7의 절단 활성(Thornberry 등, 1997)에 의한 핵단 백질 절단 경로를 분석함으로써 세포 사멸에 미치는 농도별 DMSO의 효과를 돼지 골수 유래 중간엽 줄기세포(porcine bone marrow derived mesenchymal stem cells(MSCs), pBM- MSCs)를 사용하여 분석하였다.
  • 줄기세포 이식 치료를 위해서는 동결 후 세포의 생존율이 매우 중요한 요소 중 하나이고 이것을 평가하기 위해 주로 apoptosis를 비교함으로써 세포의 운명을 판정하는 기준으로 삼고 있다. 따라서 이 연구는 apoptosis에 발생하는 경로 중 비교적 초기에 나타나는 상위 신호에 의해 분열로 인한 핵단백질 분해효소들(Caspase-3과 -7)의 활성을 조사하기 위해 capases의 fluorescent inhibitor를 붙임으로써 간접적으로 측정하는 방식에 의해 분석하였다(Bedner 등, 2000). 그리고 이 분석 방법은 일반적으로 많이 사용되는 후기 apoptosis에 나타나는 DNA의 절단을 관찰하는 terminal deoxynucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end labeling(TUNEL) 염색이나 세포 내막에 존재하는 phosphatidyl serine(PS)의 외부 노출을 Annexin V staining 을 통해 확인하는 방법보다 직접적으로 세포의 운명을 확인 할 수 있는 방법이라 할 수 있다(Bedner 등, 2000).
  • 이 연구는 성체줄기세포를 이용한 세포 치료을 위해서 선결조건인 안전한 동결보존 방법의 개발과 동시에 세포동결 보호 제인 DMSO와 동결 자체가 세포사 중 apoptosis에 미치는 독성 효과를 규명하는 것이었다. 이 연구는 특히 apoptosis 경로 중외부 자극에 의한 미토콘드리아 내막에 존재하는 사이토크롬 C의 방출과 최종적으로 단백질 분해효소인 Caspase-3과 -7의 활성에 의한 발현을 조사함으로써 apoptosis의 형태적 발현 정도가 아닌 실제적인 효소 발현 경로를 조사하였다, 그 결과 정상세포에도 이 효소는 일정 수준이 발현됨으로써 비정상적인 세포를 제거하는 역할을 한다는 것을 규명하였고, 동시에 동결과 동결 보호제의 독성이 이 단백질 분해 효소의 과발현으로 세포 사멸에 치명적인 효과를 나타낼 수 있음을 규명하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
줄기세포 연구가 치명적인 질환의 치료를 위한 목적으로 사용되는 이유는 무엇인가? 최근 줄기세포 연구는 가까운 미래에 치료될 수 없는 치명적인 질환 치료를 위한 목적으로 사용되고 있다. 줄기세포의 경우, 노화되거나 질병에 걸린 세포를 대체할 수 있는 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있기 때문이다(Bhandari 등, 2011; Aldahmash 등, 2012). 줄기세포는 성체 줄기세포와 배아 줄기세포로 크게 나뉘어지고 있으며, 비교적 최근에는 다양한 체세포 유래 유도 만능 줄기세포들이 Oct4, Sox2, c-Myc, Nanog, Klf4등의 유전자들이 바이러스 등을 이용하여 만들어지고 있다 (Yamanaka, 2007).
성체 줄기세포는 어떤 것에 유래해서 나누어지는가? 일반적으로 성체 줄기세포는 hematopetic-, mesenchymal-, neural-, skin-, umbilical cord- 유래로 나뉘어진다. 이중 mesenchymal stem cells(MSCs)은 비교적 분리가 수월하며, 다양한 조직(골수, 지방, 진피 등)에서 추출할 수 있는 장점을 가지고 있다(Magatti 등, 2008) 그러나 MSCs의 경우 성체에서 추출함으로써 체외에서 장기간 배양 시 세포의 특성이 변하거나 줄기세포 능이 감소할 수 있는 위험성이 있는 것으로 알려져 있다(Røsland 등, 2009).
DMSO란 무엇인가? 세포 동결 시 가장 일반적으로 사용되는 동결 보호제인 dimethyl sulfoxide(DMSO)는 사람에서 이 동결 보호제가 첨가된 세포를 이식하였을 때 저혈압, 심장부정맥, 오심 등 각종 부작용을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다(Davis 등, 1990; Zambelli 등, 1998). 따라서 본 연구에서는 이러한 DMSO 동결 보호제의 독성을 규명하고, 이를 개선하기 위하여 apoptosis에 관여하는 주요 경로인 미토콘드리아 내에서 시토크롬 c(cytochrome c)의 방출과 동시에 세포질(cytoplasm)에 존재하는 apoptotic protease activation factor(Apaf1)와 Caspase(cysteine-aspartic acid specific proteases) 9의 결합에 의한 apoptosome의 형성에 의한 Caspase-3과 -7의 절단 활성(Thornberry 등, 1997)에 의한 핵단 백질 절단 경로를 분석함으로써 세포 사멸에 미치는 농도별 DMSO의 효과를 돼지 골수 유래 중간엽 줄기세포(porcine bone marrow derived mesenchymal stem cells(MSCs), pBM- MSCs) 를 사용하여 분석하였다.
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참고문헌 (20)

  1. Aldahmash A, Zaher W, Al-Nbaheen and Kassem M. 2012. Human stromal (mesenchymal) stem cells: basic biology and current clinical use for tissue regeneration. Ann. Saudi.Med. 32:68-77. 

  2. Bedner E, Smolewski P, Amstad P and Darzynkiewicz Z. 2000. Activation of caspases measured in situ by binding of fluorochrome-labeled inhibitors of caspases (FLICA): correlation with DNA fragmentation. Exp. Cell Res. 259: 308-313. 

  3. Bhandari DR, Seo KW, Sun B, Seo MS, Kim HS, Seo YJ, Marcin J, Forraz N, Roy HL, Larry D, Colin M and Kang KS. 2011. The simplest method for in vitro $\beta$ -cell production from human adult stem cells. Differentiation 82: 144-152. 

  4. Davis J, Rowley SD and Santos GW. 1990. Toxicity of autologous bone marrow graft infusion. Prog. Clin. Biol. Res. 333:531-540. 

  5. Faast R, Harrison SJ, Beebe LF, McIlfatrick SM, Ashman R and Nottle MB. 2006. Use of adult mesenchymal stem cells isolated from bone marrow and blood for somatic cell nuclear transfer in pigs. Cloning Stem Cells 8:166-173. 

  6. Kamata M, Liang M, Liu S, Nagaoka Y and Chen IS. 2010. Live cell monitoring of hiPSC generation and differentiation using differential expression of endogenous microRNAs. PLoS One. 5:e11834. 

  7. Kim D, Kim CH, Moon JI, Chung YG, Chang MY, Han BS, Ko S, Yang E, Cha KY, Lanza R and Kim KS. 2009. Generation of human induced pluripotent stem cells by direct delivery of reprogramming proteins. Cell Stem Cel. 54:472-476 

  8. Magatti M, De Munari S, Vertua E, Gibelli L, Wengler GS and Parolini O. 2008. Human amnion mesenchyme harbors cells with allogeneic T-cell suppression and stimulation capabilities. Stem Cells 26:182-192. 

  9. Ock SA, Jeon BG and Rho GJ. 2010. Comparative characterization of porcine mesenchymal stem cells derived from bone marrow extract and skin tissues. Tissue Eng. Part C Methods. 161:481-491. 

  10. Ogawa T, Ono S, Ichikawa T, Arimitsu S, Onoda K, Tokunaga K, Sugiu K, Tomizawa K, Matsui H, and Date I. 2007. Novel protein transduction method by using 11R: an effective new drug delivery system for the treatment of cerebrovascular diseases. Stroke 38:1354-1361. 

  11. Robertson JA. 2010. Embryo stem cell research: ten years of controversy. J. Law. Med. Ethics 38:191-203. 

  12. Røsland GV, Svendsen A, Torsvik A, Sobala E, McCormack E, Immervoll H, Mysliwietz J, Tonn JC, Goldbrunner R, Lønning PE, Bjerkvig R and Schichor C. 2009. Long-term cultures of bone marrow-derived human mesenchymal stem cells frequently undergo spontaneous malignant transformation. Cancer Res. 69:5331-5339. 

  13. Sarkis C, Philippe S, Mallet J and Serguera C. 2008. Non-integrating lentiviral vectors. Curr. Gene Ther. 8:430-437. 

  14. Smolewski P, Grabarek J, Halicka H and Darzynkiewicz Z. 2002. Assay of caspase activation in situ combined with probing plasma membrane integrity to detect three distinct stages of apoptosis. J. Immunol. Methods 265:111-121. 

  15. Thornberry NA, Rano TA, Peterson EP, Rasper DM, Timkey T, Garcia-Calvo M, Houtzager VM, Nordstrom PA, Roy S, Vaillancourt JP, Chapman KT and Nicholson DW. 1997. A combinatorial approach defines specificities of members of the caspase family and granzyme B. Functional relationships established for key mediators of apoptosis. J. Biol. Chem. 272:17907-17911. 

  16. Tsukiyama T, Asano R, Kawaguchi T, Kim N, Yamada M, Minami N, Ohinata Y and Imai H. 2011. Simple and efficient method for generation of induced pluripotent stem cells using piggyBac transposition of doxycycline-inducible factors and an EOS reporter system. Genes Cells 16:815-825 

  17. Vishnubalaji R, Al-Nbaheen M, Kadalmani B, Aldahmash A and Ramesh T. 2012. Skin-derived multipotent stromal cells - an archrival for mesenchymal stem cells. Cell Tissue Res. In press. 

  18. Yamanaka S. 2007. Strategies and new developments in the generation of patient-specific pluripotent stem cells. Cell Stem Cell. 1:39-49. Review. 

  19. Zambelli A, Poggi G, Da Prada G, Pedrazzoli P, Cuomo A, Miotti D, Perotti C, Preti P and Robustelli della Cuna G. 1998. Clinical toxicity of cryopreserved circulating progenitor cells infusion. Anticancer Res. 18:4705-4708. 

  20. Zeisberger SM, Schulz JC, Mairhofer M, Ponsaerts P, Wouters G, Doerr D, Katsen-Globa A, Ehrbar M, Hescheler J, Hoerstrup SP, Zisch AH, Kolbus A and Zimmermann H. 2011.Biological and physicochemical characterization of a serumand xeno-free chemically defined cryopreservation procedure for adult human progenitor cells. Cell Transplant. 20: 1241-1257. 

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