본문 바로가기
HOME> 보고서 > 보고서 검색상세

보고서 상세정보

체세포 유래 역분화 줄기세포의 특성평가 비교연구
Characterization and comparison of induced pluripotent stem cells from somatic cells

  • 사업명

    안전성관리기반연구

  • 과제명

    체세포 유래 역분화 줄기세포의 특성평가 비교연구

  • 주관연구기관

    고려대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    유승권

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-02

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000014668

  • 과제고유번호

    1475004536

  • 키워드

    역분화.줄기세포.안전성.평가.dedifferentiation.stem cell.safety.evaluation.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    To induce pluripotent stem cells from human somatic cells, we established optimal reprogramming culture conditions with various s...

    To induce pluripotent stem cells from human somatic cells, we established optimal reprogramming culture conditions with various small molecules and cytokines. To evaluate the conditions for optimization, we performed RT-PCR and Real-time PCR. In addition, the partially reprogrammed cells induced by one gene (Bmi1) was established as completely reprogrammed pluripotent stem cells by treatment of natural compounds. For this purpose, we evaluated approximately 400 natural compounds whether they can induce the core pluripotent gene (Oct4) by Oct4 promoter GFP system and confirmed one of the natural compounds make possible to induce pluripotent states from somatic cells. In the result, We established optimal reprogramming protocols.
    To compare the characteristics of each iPS (induced pluripotent stem) cells, we analyzed and evaluated several iPS cells lines which induced by various combinations of genes and small molecules.(From only four genes to only small molecules without genetic manipulation.) We established four iPS cell lines. 1) induced by four factors (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc), 2) induced by Bmi1 which has a capacity for reprogramming from our previous study and Oct4, 3) induced by Oct4 and a small molecule which can replace Bmi1, and 4) induced by the small molecule and siRNA which can inhibit the expression levels of Oct4 repressor. Then we compared and analyzed each cell lines. We confirmed each of cell lines indistinguishable with mouse embryonic stem cells by comparative analysis and there were no significant differences according to reprogramming methods. Epigenetic studies of each reprogrammed cell lines showed that the iPS cells has similar properties with mouse embryonic stem cells. Moreover we proved the similarity between mouse embryonic stem cells and each of iPS cell line by several methods. (Population double time, gene expression patterns of stemness genes, telomerase activity, differentiation capacities in vitro and in vivo, epigenetic status which can determined by methylation PCR and ChIP assay) In addition, we confirmed that iPS cell lines established several methods can differentiate into endothelial cells which represent mesodermal lineage. From these result, we conclude that all of the reprogrammed cell lines including non-genetically manipulated cell line has indistinguishable properties with mouse embryonic stem cell.
    After the establishment of iPS cell lines by our methods, the cell lines rescued the animal disease model (Ischemic hindlimb model) when injected differentieted cells from iPS cells into disease mouse. There was no tumorigenesis for long periods and showing normal leg status in the injected groups, not the control groups. Injected area showed regeneration of vascular vascles. In conclusion, we proved that established cell lines can rescue the disease models without tumorigenic effects.


    역분화되지 않은 줄기세포에서 자가 재생능력이 있는 역분화 줄기세포로의 유도를 하기 위해 다양한 배양 조건 및 화학물질, 성장인자 등을 처리하여 최적의 조건을 확립함. 이 때 자가재생능력에 관련이 있는 주요 유전자들의 발현 정도를 R...

    역분화되지 않은 줄기세포에서 자가 재생능력이 있는 역분화 줄기세포로의 유도를 하기 위해 다양한 배양 조건 및 화학물질, 성장인자 등을 처리하여 최적의 조건을 확립함. 이 때 자가재생능력에 관련이 있는 주요 유전자들의 발현 정도를 RT-PCR, Real-time PCR 로정량화하여 비교 분석하여 최적의 조건을 검증함. 또한 마우스 체세포를 가지고 하나의 유전자 (Bmi1)를 통해 partially reprogrammed cells된 세포에 천연추출물을 처리하여 완전하게 역분화된 줄기세포주를 확립하였음. 이 때, Oct4 promoter GFP system을 도입하여 400여개의 천연 추출물을 스크리닝하였고, 이 중에서 하나의 추출물이 역분화된 줄기세포로의 유도를 가능하게 하는 것을 확인하여 역분화 줄기세포로의 유도 조건을 확립하였음.
    역분화된 줄기세포의 특성평가 비교 연구를 하기 위해 유전자 도입이 4개, 2개, 1개에 따라 확립된 역분화 줄기세포와 저분자 물질만으로 확립된 역분화 줄기세포주와 배아줄기세포의 특성을 분석 평가함. 이 때 기존에 보고된 유전자인 1) Oct4, Sox2, c-myc, Klf4의 4개 유전자 도입 및 선행연구 결과를 통해 역분화 줄기세포로의 유도에 관여하고 있다고 확인이 되는 2) Bmi1 유전자와 Oct4를 도입한 역분화 줄기세포주, 3) Bmi1을 화학물질로 대체한 역분화 줄기세포주와 4) Oct4를 repressor 할 수 있는 siRNA처리를 통해 확립된 역분화 줄기세포주를 비교 분석하였음. 역분화 효율 및 줄기세포성을 비교하여 확립된 역분화 줄기세포가 배아줄기세포와 유사한 특성을 가지는 것을 확인하였고, 역분화 유도의 방법의 차이에 관계없이 비슷한 특성을 지니고 있음을 특성평가 비교 연구를 통해 확인하였음. 역분화된 줄기세포의 우성유전학적 변이 비교 연구를 통해 역분화된 줄기세포가 배아줄기세포와 비슷한 특성을 가지는 것을 확인하여 비유전자 조작에 의한 역분화 줄기세포 및 유전자 조작에 의한 역분화 줄기세포가 배아줄기세포와 유사한 특성을 가지는 것을 세포의 성장 속도 비교, 주요 유전자 발현 정도, telomerase 의 활성 정도, in vitro 와 in vivo에서의 분화 능력을 비교하고. 후성 유전학적 변이 패턴을 methylation PCR, ChIP assay를 통해 비교연구를 통해 확인하였음. 또한, 삼배엽 중 대표적인 세포인 혈관 내피세포로의 분화 유도가 가능한 것을 확인하였음. 이와 같은 결과를 통해 비유전자조작에 의한 역분화 줄기세포와 유전자조작에 의한 역분화 줄기세포의 특성 평가 비교 연구를 하여 배아줄기세포와 유사한 특성을 지지는 세포군을 확립하였음.
    역분화 줄기세포주의 확립 후 이를 동물질병모델 (Ischemic hindlimb model)에 이식을 한 후에 장기간 관찰을 하였을 때 종양형성이 되지 않으면서 치료의 효과가 있는 것을 확인하였음. 세포를 주입한 그룹에서 혈관이 재생이 되어 control 그룹과는 달리 정상적인 다리의 모습을 보이고 있는 것을 확인할 수 있었음. 이와 같은 결과를 통해 역분화된 줄기세포가 in vivo에서 종양형성능을 가지지 않으면서 치료 효과를 보이고 있음을 증명하였음.


  • 목차(Contents) 

    1. 용역연구개발과제 최종보고서 ... 1
    2. 표지 ... 2
    3. 제출문 ... 5
    4. 목차 ... 6
    5. Ⅰ. 총괄연구개발과제 요약문 ... 8
    6. 1. 국문요약문 ... 8
    7. 2. 영문요약문 ... 10
    8. Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 12...
    1. 용역연구개발과제 최종보고서 ... 1
    2. 표지 ... 2
    3. 제출문 ... 5
    4. 목차 ... 6
    5. Ⅰ. 총괄연구개발과제 요약문 ... 8
    6. 1. 국문요약문 ... 8
    7. 2. 영문요약문 ... 10
    8. Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 12
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ... 12
    10. 제2장 총괄연구개발과제의 내용 및 방법 ... 22
    11. 제3장 총괄연구개발과제의 최종결과 및 고찰 ... 26
    12. 제4장 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 43
    13. 제5장 총괄참고문헌 ... 45
    14. 제6장 총괄첨부서류 ... 49
  • 참고문헌

    1. 전체(0)
    2. 논문(0)
    3. 특허(0)
    4. 보고서(0)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역