초록 ▼

연구목표
생체 내에 존재하는 근육줄기세포의 생리적 특징과, 근육줄기세포의 생성, 유지 및 분화를 결정하는 미세환경의 조절을 통해 골격근 질환이나 심장근 재생에 적용할 수 있는 근육줄기세포 유지 분화 조절 기술 개발

연구내용
I. 생체 내 근육줄기세포의 명확한 동정
근육의 재생 기능을 담당하는 성체 줄기세포로서 위성세포라는 전통적, 해부학적 개념을 탈피하여, 위성세포 내 하위 세포 그룹 가운데 실제 생리적 환경에서 최상위 hierarchy를 가진 근육줄기세포를 동정하고 분화에 따른 그 계통 변화 및 기능적

연구목표
생체 내에 존재하는 근육줄기세포의 생리적 특징과, 근육줄기세포의 생성, 유지 및 분화를 결정하는 미세환경의 조절을 통해 골격근 질환이나 심장근 재생에 적용할 수 있는 근육줄기세포 유지 분화 조절 기술 개발

연구내용
I. 생체 내 근육줄기세포의 명확한 동정
근육의 재생 기능을 담당하는 성체 줄기세포로서 위성세포라는 전통적, 해부학적 개념을 탈피하여, 위성세포 내 하위 세포 그룹 가운데 실제 생리적 환경에서 최상위 hierarchy를 가진 근육줄기세포를 동정하고 분화에 따른 그 계통 변화 및 기능적 특성을 규명하고자 함
1. 유세포분석(flowcytometry)을 통해 위성세포에서 줄기세포의 기능과 관련된 여러 가지 표지 단백질의 발현 양상 분석
2. 표지 단백질 발현 패턴에 따른 위성세포 하위 세포 그룹 동정 및 sorting
3. 위성세포 하위 세포 그룹에서 quantitative realtime RT-PCR 및 microarray를 이용한 유전자 발현 분석
4. in vitro 및 in vivo에서 위성세포 하위 세포 그룹의 근육 재생 능력 규명(제 5세부과제와 공동 연구)
5. 근육 재생 능력을 기준으로 최상위 hierarchy의 근육줄기세포 동정
6. 위성세포 하위 세포 그룹 간의 분화 계통 및 상호 연관성 기작 정립

II. 근육줄기세포의 생성, 유지 및 분화 조절 기반기술 확립
배아발달 과정에서 근육줄기세포의 생성을 조절하는 메커니즘은 배아줄기세포나 역분화줄기세포로부터 임상적 응용이 가능한 근육줄기세포를 확보하는데 활용될 수 있는 기반 기술이며, 유지 및 분화 과정에 중요한 유전자 발현 정보 및 생체 내 조절 미세환경에 대한 연구를 통해 실제 임상 활용 효율을 극대화할 수 있음
1. 배아줄기세포, 역분화줄기세포의 in vitro 배양 과정에서 근육줄기세포로의 분화 유도 기작 규명(제 2세부과제와 공동연구)
2. 면역염색과 다양한 조직 특이적 유전자 적중 마우스 모델을 이용하여 근섬유 및 골수 유래 세포와 근육 재생 과정의 연관성 확인
3. 근육줄기세포의 분화 과정에서 나타나는 유전자 발현 정보 분석
4. 근육줄기세포의 유지 및 분화를 결정하는 전사인자 및 신호전달 체계 규명
5. 개체수준에서 미세환경에 의한 근육줄기세포 조절 기작 규명

III. 근육줄기세포의 생리적 기능과 미세환경의 조절을 통해 골격근 질환 및 심장근 재생에의 적용 방안모색
명확한 근육줄기세포의 동정 및 분자적, 환경적 조절 메커니즘 규명을 통해 임상에서의 활용 효율극대화 전략을 구상할 수 있음
1. 근육줄기세포의 투여시 분화 및 정착을 이롭게 할 수 있는 유전자/단백질/화학물질 후보군 확립
2. 동물모델을 이용한 개체수준에서의 이식 치료 효과 분석(제 1세부과제와 공동연구)

기대효과
- 근육줄기세포의 특성 및 분화기작을 이해하는 새로운 기준 제시
- 근이영양증, 근육소실 등의 질환 및 심장근 손상을 치료할 수 있는 새롭고 안전한 치료법 개발이 기대됨
- 근육줄기세포를 이용한 치료에 부작용을 최소화할 수 있는 기술 개발 가능

(출처 : 한글요약문 3p)

Abstract ▼

Purpose
To develop muscle stem cell maintenance and differentiation regulating techniques appliable to skeletal and cardiac muscle treatment, by means of regulating microenvironments that determine in vivo muscle stem cell physiology, generation, maintenance and differentiation.

Contents

Purpose
To develop muscle stem cell maintenance and differentiation regulating techniques appliable to skeletal and cardiac muscle treatment, by means of regulating microenvironments that determine in vivo muscle stem cell physiology, generation, maintenance and differentiation.

Contents
I. Precise identification of in vivo muscle stem cells
Circumventing the traditional and anatomical concept of satellite cells, we seek to identify satellite cell subgroup muscle stem cells of the highest hierarchy in vivo, and also examine the differentiation lineage transformation and functional properties.
1. Analyzing expression aspects of marker proteins related to functions of stem cells
2. Identification and sorting of satellite cell subgroups referring marker protein expression patterns
3. Gene expression analysis of satellite cell subgroups using quantitative realtime RT-PCR and microarray.
4. Examination of in vitro and in vivo muscle regeneration capacity of satellite cell subgroups (collaboration with specific research Unit.5)
5. Identification of highest hierarchy muscle stem cells sorted by muscle regeneration capacity
6. Establishing satellite cell subgroups' differentiation lineage and reciprocal corelation mechanisms

II. Establishing muscle stem cell generation, maintenance and differentiation basis techniques Muscle stem cell generation regulating mechanisms are the basic techniques capable of obtaining clinically appliable muscle stem cells from embryonic stem cells (ES) or induced pluripotent stem cells (iPS); research of gene expression information important to stem cell maintenance and differentiation and in vivo regulating microenvironments can maximize efficiency of clinical application

1. Clarifying ES and iPS to muscle stem cell induction mechanisms of in vitro culture(collaboration with specific Unit.2)
2. Verifying relations between muscle fiber, bone marrow-derived cells and muscle regeneration, using immunostaining and various tissue-specific knock-out mouse models
3. Analysis of gene expression information of muscle stem cell differentiation process
4. Clarifying muscle stem cell maintenance and differentiation determining transcription factor and signaling pathways
5. Examination of muscle stem cell regulation mechanisms by microenvironments of whole organism

III. Seeking appliable methods to skeletal and cardiac muscle regeneration by means of muscle stem cell physiology and microenvironment regulation

To maximize clinical application efficiency, by identifying precise muscle stem cells and by clarifying molecular and environmental regulation mechanisms
1. Establishing gene/protein/chemical candidates beneficient to differentiation and settling of administrated muscle stem cells
2. Analyzing whole-organismal transplantation remedy effect, using animal models

Expected Contribution
- It will offer the novel criteria for understanding the nature and differentiation mechanism of muscle stem cell
- It will be a novel and largely applicable stem cell therapy for therapeutic muscle atrophy, myopathy and cardiac regeneration
- It will take an advantage to expand for developing the minimizing side effect MSCl therapy

(출처 : Summary 4p)