초록 ▼

연구의 목적 및 내용
고영양식 수유는 소 유방 조직의 생산 효율을 높이기 위하여 낙농산업에서 일반적으로 행해져 왔던 일이다. 그러나, prepubertal heifers기 고영양식이는 조기 유방 발들을 일으키며, 유방상피와 전상피세포의 유방 지방 패드의 증가와 함께, 혈관형성의 감소 및 에팝토시스를 일으켜 경제적 손실을 유발시킨다는 보고가 있어왔다. 이러한 유방관련세포들은 전구세포에 의해 조절되기 때문에, 상피세포와 전상피세포의 전구세포들은 확실히 유방발달에 영향을 미치는 고영양식이에 의해 영향을 받을 것이라는 가설을 세웠다.

연구의 목적 및 내용
고영양식 수유는 소 유방 조직의 생산 효율을 높이기 위하여 낙농산업에서 일반적으로 행해져 왔던 일이다. 그러나, prepubertal heifers기 고영양식이는 조기 유방 발들을 일으키며, 유방상피와 전상피세포의 유방 지방 패드의 증가와 함께, 혈관형성의 감소 및 에팝토시스를 일으켜 경제적 손실을 유발시킨다는 보고가 있어왔다. 이러한 유방관련세포들은 전구세포에 의해 조절되기 때문에, 상피세포와 전상피세포의 전구세포들은 확실히 유방발달에 영향을 미치는 고영양식이에 의해 영향을 받을 것이라는 가설을 세웠다. 그러나, 이러한 세포가 어떻게 영향을 받는지, 유방 지방 패드가 형성되는 동안 혈관 형성과 지방 형성을 담당하고 있는 전구 세포들에 영향을 주는지 등의 기본적인 세포적 메커니즘을 알려져 있지 않다. 반면, 마이오제닉 위성세포들은 신혈관형성과 세포 생존에 있어서 역할을 담당하고 있고, 마이오제닉이 될 전상피세포로의 분화 잠재성을 가지고 있으며, 소의 유방 장애에 있어서 중요한 치료제로서 부각되어질 수 있다. 이 가설은 지금까지 세포수준에서 연구된 것이 없기 때문에 새로운 것이다. 또한, 골격근, 지방조직, 상피 혹은 근상피 조직 등에서 유래된 줄기세포나 여러 전구세포들의 상호작용을 이해함으로써 여러 유선장애를 해결 하기 위한 치료전략으로 만들어 질수 있을것이다.

연구결과
본 연구는 유방 발달에 관여하는 여러 전구 물질들의 기본적 메커니즘과 이러한 전구물질들이 고영양 수준에서 어떻게 작용할 것인지에 대한 이해를 넓혀줄 것이다. 본 연구자는 염소에서 이러한 연구를 수행하고 이 결과를 젖소에서의 연구결과와 비교하고자 한다. 염소는 낮은 비용뿐만 아니라 젖소와 유사한 높은 우유 생산능력을 가지고 있으며, 이러한 이유때문에 유즙분비연구에 있어 젖소 대신 실험동물로서 사용되어져 왔다.
1차년도에는 ◆ 정상 또는 고영양식이를 하는 염소로부터 사춘기 전후에 존재하는 유방 상피 혹은 전상피 전구세포/줄기세포를 분리하고 이에 대한 특성 규명 및 배양과 분화 시스템을 확립하고자 한다. ◆ 유방에 관여하는 여러 성장인자와 호르몬의 영향하에 있는 유방 상피와 전상피 전구세포/줄기세포의 증식, 분화와 특성규명과 일반 혹은 고영양 식이에 있는 염소의 유방 펫 패드 유래 지방조직 전구/줄기세포의 체외 분화 유도시 혈관신생/전혈관신생인자의 분리, 증식 및 특성을 규명하고자 한다.
제 2차년도에는 공배양 상태에서 VEGF와 에스트로겐의 영향하에 있는 유방 지방 조직과 상피, 전상피세포의 여러 혈관형성 뿐만 아니라, 여러 성장인자와 호르몬의 영향하에 있는 지방 조직 전구세포의 증식, 분화 특성규명과 유방 상피, 전상피, 내피세포로의 교차분화에 대한 연구를 수행하고자 한다. ◆ 유선이 발달되는 동안 유방 상피세포 및 전상피세포와 상호작용하는 지방 스트로마셀의 특성규명은 일반 혹은 고영양식이를 하고 잇는 염소의 사춘기 전후 지방 스트로마셀과 상피와 전상피세포의 공배양을 통해 수행되어 질 것이다.
3차년도에는 고영양식이 중에 있는 염소에서의 마이오제닉 위성세포의 분리, 배양 증식 분화와 특성 규명을 하고, 유선 장애를 극복하기 위한 치료전략의 개발을 위한 염소 유방 상피 혹은 전상피 전구/줄기세포의 마이오제닉 위성세포의 교차분화의 잠재성 결정할 것이다.
◆ 마지막으로, 사춘기 전후 유방 발달에 있어 고영양식이의 효과에 대한 관심을 이끌어내고, 유선 전구세포의 상호작용에서 얻어진 결과들에 착안된 치료법을 개발하고자 한다.

연구결과의 활용계획
본 연구결과는 유선발달에 있어서의 여러 전구세포의 세포학적 기전의 이해, 지방조직의 혈관신생과 전혈신행성 신호 또는 인자들에 대한 이해, 소에 있어서 유두 손실에 관련된 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있는 전상피세포로의 위성세포의 분화 잠재성에 대한 이해, 낙농축의 여러 유선 장애를 치료할 수 있는 치료법의 개발, 그리고 여러 줄기/전구세포의 공배양 프로토콜의 개발등에 있어서 도움이 될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
Feeding high nutrient diets has been the regular practice in dairy industry to increase the productive efficiency of the bovine mammary tissues. However, it is noted as economical setback as it has been reported that high nutrient intake in prepubertal heifers though causes mamma

Purpose&contents
Feeding high nutrient diets has been the regular practice in dairy industry to increase the productive efficiency of the bovine mammary tissues. However, it is noted as economical setback as it has been reported that high nutrient intake in prepubertal heifers though causes mammary development faster but leads to increase in mammary fat pad, decrease vasculariziation and apoptosis of mammary epithelial and myoepithelial cells. As these cells are regulated by their Purpose& progenitors, it IS therefore, hypothesized that epithelial and myoepithelial progenitors are certainly affected by high nutrition which finally affects the udder development. However, contents underlying cellular mechanism is not known as how these cells are affected and whether it also affects the progenitors responsible for vascularization and adipogenesis during the formation as mammary fat pad, On the other hand, myogeneic satellite cells have also been documented earlier to have role In neovascularization and cell viability and assumed to have potential to differentiate to myoepithelial cells being myogenic in nature and could have therapeutic importance in udder disorders of bovine

Result
The present research will highlight and unfurl the underlying mechanism followed by various progenitors involved in the mammary development and how do they behave with high nutrition levels.
The present study is therefore designed to determine the following objectives:
First Year:
◆ Isolation and characterization, proliferation and differentiation of mammary epithelial and myoepithelial progenitors/stem cells before and after the puberty from dairy goats fed on normal and high rich diets. ◆ Proliferation, differentiation and characterization of mammary epithelial and myoepithelial progenitors/stem cells under the influence of various growth factors and hormones of udder. ◆ Isolation, proliferation, determination of angiogenic/pro-angiogenic factors during invitro differentiation of adipose tissue progenitors/stems from Mammary fad pad of dairy goats fed on normal and the high rich nutrient.
Second Year:
◆ Deterimination of different vascularization phenonmenon of mammary adipose tissues and epithelial and myoepithelial cells under the effect of VEGF and Estrogen in coculture condition.
◆ Proliferation, differentiation genomic characterization of adipose tissue progenitors under the influence of various growth factors and hormones and determination of its transdifferentiation to either mammary epithelial and myoepithelial cells or endothelial cells.
◆ Coculture of epithelial and myoepithelial cells with adipose stromal cells before and after the puberty from dairy goats fed normal and high rich diets to understand the adipose stromal cells interaction with mammary epithelial and myoepithelial cells during mammary gland development.
Third Year:
◆ Isolation, culture, proliferation and differentiation and characterization of myogenic satellite cells from dairy goat fed on high rich diet.
◆ Determination of transdifferentiation potential of myogelllc satellite cells from goat to mammary epithelial and myoepithelial progenitors/stem cells to develop therapeutic strategies to overcome mammary gland disorders.
◆ Development of conclusion of the study to develop therapeutic strategies with the inferences obtained from the interactions of these progenitors of mammary gland and to draw attention on the effects of high rich diets in the development of mammary glands before and after puberty.

Expected Contribution
◆ Development of understanding the cellular mechanism of various progenitors in the mammary gland development.
◆ Development of understanding about angiogenesis and proangiogenic signals or factors of adipose tissue.
◆ Development of therapeutic strategies with the differentiation potential of satellite cells to myoepithelials might help to tackle problems related to loss of teat spinchters in cattles.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종보고서 양식 ... 1
• 목 차 ... 4
• 연구 계획 요약문 ... 5
• 연구 결과 요약문 ... 7
• 한글요약문 ... 7
• SUMMARY ... 9
• 연구내용 및 결과 ... 10
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 11
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 34
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 35
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구 실적 ... 36
• 8. 참고 문헌 ... 37
• 9. 연구 성과 ... 38
• 10. 기타사항(중요 연구 변경사항 등) ... 38
• 끝페이지 ... 45