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Differentiation of Rat Immature Crypt Cells into Insulin-Expressing Cell by PDX-1 Expression Using RevTet-On System : RevTet On System을 이용한 PDX-1 발현으로 쥐 미성숙 장선양 세포의 인슐린 발현세포로의 분화 원문보기

  • 저자

    남희

  • 학위수여기관

    Graduate School, Korea University

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    Department of Biotechnology and Genetic Engineering

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    vii, 69p.

  • 키워드

    Insulin-Expressing Cell PDX-1 Immature Crypt Cells RevTet-On System;

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10042576&outLink=K  

  • 초록

    비 베다세포에서 인위적으로 유도된 베다세포를 만들어 당뇨병의 유전자 및 세포치료에 이용하는 연구가 최근에 주목 받고 있다. 비 베타세포의 베타세포로의 분화유도에 유용한 인자 중 하나가 췌장과 베다 세포 문화 발달에 필수적인 전사인자인 pdx-1 이다. 그러나 pdx-1 단독으로는 베타세포로의 문화를 유도 시킬 수 없으며 NeuroD/Beta2, Pax6, Pax4, Nkx6.1 Isl-1 등의 다른 많은 전사인자들의 발현과 상호 관련되어있다. 본 연구에서 사용된 미성숙 장 상피양 세포(IEC-6 cell)는 인위적으로 pdx-1을 발현시켰을 때 다른 여러 가지 전사인자들이 발현되는 장내분비(enteroendocrine)나 췌장 내분비세포(pancreatic endocrine cell)로 분화될 수 있을 것이라 가정하였다. RevTet-On System을 사용해 pdx-1을 주입한 IEC-6 세포(lEC-6-ret-tet-pdx-1)는 doxycycline 첨가 시에 안정적으로 인슐린을 발현하였고, 면역염색을 통해서도 확인하였다. RevTet-On SyStem을 적용한 IEC-6 세포는 doxycycline 의 첨가 시에 외인성으로 유도된 pdx-1에 반응하여 IAPP, Glucokinase, Glut2, PP와 같은 다양한 베타세포 특이 유전자와 NeuroD, Nkx6.1, Isl-1, HNF3B 같은 다른 전사인자의 발현이 유도되는 것을 확인하였다. 또한, IEC-6 세포를 Betacellulin이나 Isl-1 을 주입하지 않고도 RevTet-On System을 이용하여 전사인자인 pdx-1 단독 발현으로도 인슐린 분비세포로 분화 될 수 있다는 것을 증명하였다. 결과적으로, pdx-1 은 비 베타세포에서 베타세포와 유사한 세포로 재구성하는데 있어서 유용하게 사용될 수 있으며, 당뇨병 세포요법 및 유전자요법에 적용될 수 있을 것으로 사료 된다.


    Gene or cell therapy of diabetes mellitus using anihcially prepared non-β-cel1-derived β-cells has obtained attention. Among potentially useful factors for induction of non-β-cells differentiation into β-cell is the pdx-1, which is a critical transcription factor in the deve1opment of pancreatic and β-cell diffbrentiation. Although the induction needs pdx-1, it alone is not sufficient to induce the difFbrentiation. Differentiation into the enteroendocrine cells is associated with expression of many other transcription factors, including NeuroD/Beta2, Pax6, Pax4, Nkx6.1, and Isl-1. It was hypothesized that an immature intestinal crypt cell may be induced to differentiate into either enteroendocrine or pancreatic endocrine cells with the ability to express exogenous pdx-1 since other factors could be expressd within the cells. IEC-6 cell was transfected with pdx-1 gene using RevTet-on System and the resulting pdx-1 transfected IEC-6 (IEC-6-ret-tet-pdx-1) were induced to stably express insulin upon exposure to doxycycline. The expression of insulin and pdx-1 gene was missing initially even in the pdx-1 transfectd IEC-6, became detectable when the cells were treatment with doxycycline. These data was also confirmed by immunocytochemical stainning. These results indicate that intestinal crypt 1ike IEC-6 cells have the potency to induce expression of multiple β-cell specific genes such as IAPP, Glucokinase, Glut2, pancreatic polyurpeptide(PP) and many transcription factors including NeuroD, Nkx6.1, Isl-1, hepatocyte nuclear factor 3β (HNF3β) in response to exogenously induced pdx-1 expression by doxycycline addition on to the RevTet-On System. These results are different from earlier reports in the fact that, even without Betacellulin or islet factor-1 treatment, immature intestinal stem cells can differentiate into insulin-expressing cells when they have the ability to express the only transcription factor pdx-1 using RevTet-On System. The present results also indicate potential usefulness of pdx-1 as a factor for reprogramming of non-β-cells into β-cell-like cells and possible application of the current system to diabetes cell/gene therapy.


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