- adenylcyclase 관련 유전자 7종, kinase 13종, 전사인자 6종, 그 외 4종 등 30종의 유전자를 분석한 결과 adenylcyclase activating peptide 1 (ADCYAP1), Foxa2, Exendin-4 등의 유전자를 발굴함 - adenylcyclase activating peptide 1 (ADCYAP1) 유전자 도입시 세포내 cAMP 활성을 증가시키면서 cAMP 싸이토카인을 처리했을 때와 유사한 도파민 신경세포 분화를 증진시킴 - 내배엽 인자로 알려져 있는 Foxa2 유전자 도
- adenylcyclase 관련 유전자 7종, kinase 13종, 전사인자 6종, 그 외 4종 등 30종의 유전자를 분석한 결과 adenylcyclase activating peptide 1 (ADCYAP1), Foxa2, Exendin-4 등의 유전자를 발굴함 - adenylcyclase activating peptide 1 (ADCYAP1) 유전자 도입시 세포내 cAMP 활성을 증가시키면서 cAMP 싸이토카인을 처리했을 때와 유사한 도파민 신경세포 분화를 증진시킴 - 내배엽 인자로 알려져 있는 Foxa2 유전자 도입시 Nurr1 유전자와 상호작용하며 도파민 신경세포분화를 증진시킴 - exendin-4 유전자를 도입시키고 glucose의 농도를 증가시키면 도파민 신경세포 분화를 증진시킴. - Doxycycline 및 CRE recombinase에 의해 조절되는 레트로바이러스를 이용하여 다량의 유전자유도발현 성공 - 도파민 신경줄기세포를 이식하는 조건으로, 1) 증식중인 신경줄기세포를 이식, 2) 이식 후 내장형 pump를 통하여 분화 및 생존 향상 싸이토카인을 주입, 3) 유전자 유도발현 시스템을 이용하여, 세포를 이식하고 분화기간을 거친 후 Nurr1 유전자의 발현을 유도하여 성숙도를 향상시킴 등의 조건을 확립함 - 파킨슨병 모델동물에 Nurr1-FoxA2 유전자를 도입한 신경줄기세포를 이식하여 파킨슨 모델쥐의 암페타민-유도 로테이션 행동이 70%까지 감소하여 증상의 개선을 유도하였음 - 마우스 및 래트 태아 섬유아세포에서 기능성 도파민 신경줄기세포 교차분화에 성공하였으며, in vitro 및 동물실험에서 파킨슨병 증상 개선에 성공함
Abstract▼
In vitro differentiation of stem cells is essential for generating specific cell types for experimental and clinical use, and our understanding of developmental processes has aided manipulation of cell differentiation. Dopamine (DA) neurons in the midbrain are of particular interest because of their
In vitro differentiation of stem cells is essential for generating specific cell types for experimental and clinical use, and our understanding of developmental processes has aided manipulation of cell differentiation. Dopamine (DA) neurons in the midbrain are of particular interest because of their purported physiological and clinical significance in Parkinson’s disease (PD), schizophrenia, and drug addiction. Genes involved in these cells’ development have been manipulated in an attempt to induce differentiation of DA neurons from neural progenitor cells (NPCs) in vitro. Nurr1, a midbrain developmental gene, is regarded as the most promising candidate. Studies have shown that forced expression of Nurr1 efficiently induces the DA phenotype in differentiated NPCs; however, it yields non-neuronal or immature DA cells (Kim et al., 2003; Sakurada et al., 1999; Park et al., 2006b Kim et al., 2007; Sonntag et al., 2004). Nurr1 expression in the developing ventral midbrain (VM) is initiated during the DA progenitor stage, and is tightly controlled within set physiological limits (Ang, 2006). In previous studies, Nurr1 expression was forced in proliferating NPCs, without considering its physiological expression pattern. To date, this approach has mainly created cells with unsatisfactory phenotypes but we now generate mature dopamine (DA) neurons from rat neural progenitor cells (NPCs). Midbrain DA neurons, which are the main source of dopamine in the mammalian nervous system, are lost in Parkinson's disease. Previous attempts to induce NPCs differentiation into DA neurons through the forced expression of Nurr1, a transcription factor that is expressed during midbrain development, have induced the expression of DA-specific markers but have failed to generate mature DA neurons. Here, by using a doxycycline-inducible retroviral vector system to decrease and delay exogenous Nurr1 expression in NPCs, the researchers generate morphologically and phenotypically mature DA neurons. Adjustment of the levels and timings of the expression of cell-type-specific transcription factors to match physiological conditions, suggest the researchers, could facilitate the in-vitro generation of other useful cell types.
목차 Contents
표지 ... 1
제출문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요약문 ... 4
SUMMARY ... 14
CONTENTS ... 15
목 차 ... 16
제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
1절 연구개발의 목적 ... 17
2절 연구개발의 필요성 ... 17
제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
1. 동물 배아줄기세포를 이용한 세포치료 연구 ... 19
2. 인간 배아줄기세포를 이용한 세포치료 연구 ... 19
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
1. 도파민신경줄기세포 기능성에 미치는 유전자 2종 이상 추가발굴 ... 24
2. 발굴 유전자 확보 및 레트로바이러스 과발현에 의한 특성 규명 ... 24
3. 레트로바이러스로 기능이 확인된 유전자를 렌티바이러스 과발현으로 특성 규명 ... 26
4. L-DOPA 치료에 따른 dyskinesia 발생기전 연구(Cellular and Molecular Neurobiology 2010, Brain Research Bulletin in press) ... 27
5. 인간배아줄기세포주에 noggin 유전자 과발현 세포와의 공배양에 의한 신경줄기세포 분화 촉진 ... 30
6. 도파민신경세포 발달에 미치는 Nurr1-RXRα heterodimer의 역할 (NeuroReport 2010) ... 32
7. 줄기세포에서 작동하는 유전자 on/off system 및 recombinase를 이용한 유도발현시스템 확립 및 확립 system을 이용한 유전자 유도발현 ... 37
8. on/off system 및 recombinase를 이용한 다량 유전자의 순차적 유도발현 system 확립 ... 46
9. Chemical factor를 이용한 유전자 발현 조절 ... 48
10. Membrane permeable protein을 이용한 transcription factor 발현 ... 51
11. FoxA2 발현에 의한 sonic hedehog 조절에 관한 기전 연구 ... 58
12. 인간 도파민신경세포 발현에 미치는 인슐린의 영향 연구 ... 61
13. 도파민신경세포 발현 증가 인자 연구 ... 66
14. 섬유아세포에서 기능성 도파민신경줄기세포 유도 ... 67
15. Nurr1 유전자 titer 조절을 통한 도파민 신경세포 성숙 조절 (Development 2012) ... 73
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