[국내연구자 연구] 국내연구동향 2020년 12월
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- Exosome and Melatonin Additively Attenuates Inflammation by Transferring miR-34a, miR-124, and miR-135b
- BioMed Research International. 2020 November
교신저자: Jungwon University, Jinkwan Kim
- 중간엽 줄기세포 (MSC)의 긍정적인 효과는 주로 paracrine으로 알려진 인자들을 통해 활성화됨. 면역 세포를 포함한 다양한 세포 유형의 기능 활성을 조절하는 증거에 관한 것으로 MSC에서 방출되는 exosome이 있지만 치료 메커니즘이 밝혀지지 않았음. 이 연구의 목적은 생성된 exosome의 잠재적인 효과를 평가하는 것임. 지방 유래 MSC와 생체 외 세포 모델의 대식세포의 M2로의 분극화에 따른 항염증 유전자의 변화를 조사하고, 분리 된 exosome을 사용하여 전 염증성 사이토카인 처리 된 섬유아세포 및 THP-1 세포의 염증 조절을 조사함. M2와 관련된 항염증성 mRNA 발현 대식세포는 IFN-γ 및 TNF-α 처리 된 염증 환경에서 exosome 처리 후 유의하게 상향 조절되었음. 또한, 멜라토닌으로 자극 된 exosome은 miRNA miR-34a, miR-124 및 miR-135b를 통해 우수한 항염증 조절을 보임. 이 연구팀의 결과는 지방 유래 MSC에서 유래하는 멜라토닌 자극 exosome은 재생 의학을 위한 안전하고 효율적인 도구로 말할 수 있음.
- Quantitative Proteomic Analysis of Primitive Neural Stem Cells from LRRK2 G2019S-Associated Parkinson’s Disease Patient-Derived iPSCs
- Life (Basel). 2020 December
교신저자: KRIBB, Young-Joo Jeon, Janghwan Kim
- 파킨슨병(PD)은 일반적인 신경 퇴행성 질환으로 움직임에 결함을 유발함. PD의 발병률은 지속적으로 증가하고 있으며, 이 질병은 여전히 치료가 불가능한 상황임. 따라서, PD 병태생리학을 이해하는 것은 PD 치료법의 개발에 중추적일 것이며, 다양한 PD 모델이 개발되어있음. 최근 reprogramming 기술의 발전을 통해 PD 환자 유도 만능 줄기세포 (iPSC)에서 파생 된 primitive 신경 줄기세포 (pNSC)는 repeat kinase 2 G2019S mutation (LK2GS)의 효과를 분석하기 위해 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 실험 시스템으로 사용될 수 있음. 여기에서는 정상 대조군 iPSC와 LK2GS를 포함하는 familial PD 환자 iPSC에서 얻은 pNSC의 정량적 단백질 분석을 통해 모델 시스템의 장점을 조사하였음. LK2GS pNSC에서 산화 스트레스, 세포 접착 및 세포 골격 관련 단백질과 같은 PD 발병에 관여하는 것으로 알려진 분자의 발현이 변경되었음을 확인했음. 또한, LK2GS pNSCs를 이용한 단백질체 분석에서 발견된 Ku80의 하향 조절이 DNA 손상 반응에 의해 유도 된 세포 사멸을 초래 함을 보여 주었음. 종합하면, 이 연구팀은 PD iPSC의 pNSC가 PD를 연구하기 위해 안정적이고 유용한 모델 시스템을 제공 할 수 있다고 제안하고 있음. 또한, 고도로 확장 가능한 pNSC는 PD 병리를 이해하고 PD에 대한 치료 표적을 발견하기 위한 다중 오믹스 접근법에 적합하다고 제안하고 있음.
- MicroRNA expression data of pluripotent and somatic cells and identification of cell type-specific MicroRNAs in pigs
- Data Brief. 2020 November
교신저자: Seoul National University, Chang-Kyu Lee.
- 다능성 줄기세포의 특성을 분석하기 위해 인간 및 마우스의 다능성의 전형적인 모델들이 사용되어 왔음. 그러나, 이러한 종은 여러 측면에서 분자 차이를 나타냄. 인간과 유사한 생리학 및 유전체학을 가진 돼지는 다능성 연구를 위한 유망한 모델임. 돼지 다능성 세포의 데이터는 인간 다능 성의 분자 네트워크를 이해하는 데 도움이 될 것임. 인간과 마우스의 만능 세포는 만능 상태를 유지하기 위해 특정 MicroRNA (miRNA) 발현 패턴을 나타냄. 돼지 다능성 세포에서 miRNA 발현에 대한 정보는 충분하지 않으므로 다능성 (blastocysts 및 ES-like) 및 체세포 샘플 (PEB 및 PFF)에서 miRNA를 분석하였음. 연구팀은 세포 유형 특정 miRNA를 스크리닝하고 표적 유전자를 확인했으며, 표적 유전자의 functional annotation도 수행되었음. 연구팀의 데이터는 돼지 세포의 다능성 상태의 miRNA 기반 유도 및 유지를 촉진하고 인간과 마우스의 다능성 네트워크 사이의 간격을 채우기 위해 제공 될 수 있음.
- Loss of miR-100 and miR-125b results in cancer stem cell properties through IGF2 upregulation in hepatocellular carcinoma
- Scientific Rep. 2020 December
교신저자: Asan Medical Center, Hyang Sook Seol, Se Jin Jang
- Stemness factors는 암 줄기세포에서 microRNA 발현을 제어함. miR-100 및 miR-125b의 하향 조절은 다양한 암의 종양 진행 및 예후와 관련이 있음. Patient-derived tumorsphere (TS)와 부착성 (2D) 간세포 암종 세포의 miRNA 프로파일링을 비교한 결과, miR-100 및 miR-125b는 stemness와 연관이 있는 것으로 확인되었음. TS 세포에서 miR-100 및 miR-125b는 2D 세포에 비해 하향 조절되었음. 이 발견은 Hep3B 세포에서 재현되었음. Hep3B 세포에 유전자 구축물의 도입에 의한 줄기 인자 NANOG, OCT4 및 SOX2의 과발현은 이 두 가지 miRNA 발현 수준을 억제하였음. IGF 신호 전달 경로 억제제인 chromeceptin 치료는 TS 수를 감소시키고 AKT / mTOR 경로를 억제하였음. miR-100 및 miR-125b 과발현의 안정한 세포주는 이종 이식 모델에서 IGF2 발현을 감소시키고 종양 성장을 억제 하였음. 결론적으로, miR-100과 miR-125b는 IGF2 발현 억제와 AKT / mTOR 경로의 활성화를 통해 간세포 암종에서 종양 억제 역할을 한다고 제안하고 있음.
- NEUROD1 Intrinsically Initiates Differentiation of Induced Pluripotent Stem Cells into Neural Progenitor Cells
- Mol Cells. 2020 December
교신저자: Yonsei University, Lark Kyun Kim, Young-Joon Kim
- Cell type specification은 모든 단계가 엄격한 규제 하에 있는 민감한 생물학적인 일임. 분자적 관점에서 세포 운명 결정은 염색질 변경으로 시작되며, 이는 세포 specification에 필요한 일련의 유전자를 시작하기 위해 혈통 결정 인자를 시작함. 몇 가지 중요한 신경세포 분화 인자가 이소성 과발현 연구에서 확인되었음. 그러나, 유도 만능 줄기 세포 (iPSC)에서 neuronal progenitor cell (NPC) 로의 분화 동안, 어떤 DNA 영역이 변형되었는지에 대한 정보가 부족하며, 접근 가능한 영역에 부착되는 시스 조절 인자 또는 초기에 발현되는 유전자에 대한 DNA 영역이 변형되는 정보는 거의 없음. 연구팀은 Transposase-Accessible Chromatin sequencing (ATAC-seq)에 대한 분석을 통해 iPSC 및 NPC의 DNA 액세스 가능 영역을 확인하였음. 신경 분화 후 어떤 염색질 영역이 수정되었는지 확인하고 enhancer 영역이 프로모터보다 더 활동적인 히스톤 수정 변화를 가짐을 발견하였음. Motif enrichment 분석을 통해 우리는 NEUROD1이 Hox 단백질과 같은 다른 요인과 협력하여 enhancer의 접근 가능한 영역에 결합함으로써 NPC에 대한 iPSC 분화를 제어한다는 것을 발견하였음. 마지막으로, Hi-C 데이터를 사용하여 iPSC에서 NPC 로의 분화 동안 NEUROD1의 제어하에 enhancer와 직접 상호 작용하는 유전자를 분류하였음.
- Improvement of stem cell-derived exosome release efficiency by surface-modified nanoparticles
- J Nanobiotechnology. 2020 December
교신저자: Yonsei University, Young Joon Seo
- 중간엽 줄기세포 (MSC)는 세포외소포 (EV)를 방출하는 다능성 stromal cell임. EV에는 주변 세포에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 다양한 성장 인자와 항산화 인자가 포함되어 있음. Exosome과 같은 나노 scale MSC 유래 EV는 생체 안정성 나노형 소재로 개발되었음. 그러나 낮은 수율 및 정량화의 어려움과 같은 일부 문제는 제한적인 것으로 다가옴. 연구팀은 나노 입자를 사용하여 exosome 생성을 향상시키는 것이 세포 내 분자의 방출을 자극 할 것이라고 가정하였음. 이 연구의 목적은 표면 개질 된 양전하를 띤 나노 입자의 내재화와 MSC로부터의 exosome 생성을 비교함으로써 exosome 생성의 분자 메커니즘을 밝히는 것임. 후기 endosome 및 auto-phagosome 마커인 Rab7이 exosome 발현 시 증가하고 auto-phagosome 형성과 관련이 있음을 확인하였음. 연구팀이 개발한 나노 입자는 clathrin 매개 endocytosis에 의해 리소좀으로 운반된다는 결론을 확인함. 또한, 들어간 나노 입자는 MSC에서 exosome을 방출하기 위해 autophagy 관련 인자를 자극하였음. 나노 입자를 사용하는 MSC 유래 exosome은 수율을 증가시키고 나노 입자 유도 유전 인자의 발견을 가능하게 할 수 있음.
- Open-label, single arm, multicenter phase II study of VIDL induction chemotherapy followed by upfront autologous stem cell transplantation in patients with advanced stage extranodal NK/T-cell lymphoma
- Bone Marrow Transplant. 2020 December
교신저자: Chonnam National University, Deok-Hwan Yang / Sungkyunkwan University, Won Seog Kim
- 기존의 화학 요법을 사용하는 진행 단계 결절 외 NK / T 세포 림프종 (ENKTL) 환자의 임상 결과는 매우 열악함. 이 연구의 목적은 non-anthracycline-based 화학 요법과 줄기세포 이식 (ASCT)으로 치료받은 진행 단계 ENKTL 환자의 결과를 조사하는 것임. 8개 기관에서 2016 년 2 월부터 2019 년 5 월까지 27 명의 환자를 모집하였음. 환자는 4주기의 VIDL 유도 화학 요법으로 치료 받았으며, 완전 반응 (CR) 또는 부분 반응 (PR)을 달성 한 환자는 선행 ASCT를 받았음. 20명의 환자 (74.1 %)가 4주기의 VIDL 유도를 완료하였으며, VIDL의 전체 반응률은 CR 17명 (63.0 %)과 PR 3명 (11.1 %)을 포함하여 74.1 %였음. 유도 요법의 1차 독성은 등급 3 또는 4 호중구 감소증이었고 치료 관련 사망률은 보고되지 않았음. 17명의 환자가 선행 ASCT를 진행했고, 9명의 환자가 ASCT 후 재발했으며, 그 중 4명은 중추 신경계 (CNS) 재발이었음. 반응 기간 중앙값은 15.2 개월 (95 % CI, 6.3-24.1 개월)이었음. 이 연구는 VIDL 유도 화학 요법에 이어 선행 ASCT가 진행된 단계 ENKTL의 치료에 실행 가능하고 효과적임을 제안하였음. 그러나, 진행 단계 ENKTL의 치료에는 CNS 재발 예방이 필요함을 시사함.
- TNF-α Priming Elicits Robust Immunomodulatory Potential of Human Tonsil-Derived Mesenchymal Stem Cells to Alleviate Murine Colitis
- Biomedicines. 2020 December
교신저자: Pusan National University, Yoojin Seo, Hyung-Sik Kim
- 중간엽 줄기세포 (MSC)는 난치성 염증성 질환의 치료를 위한 유용한 도구로 세포 치료 분야에서 각광을 받았음. 그러나, 이들의 치료 효능은 여전히 전임상 및 임상 설정 사이의 차이를 보여 주며, 특정 조직 유래 MSC의 독특한 특성과 유익한 기능을 극대화하는 확실한 방법은 아직 완전히 밝혀지지 않았음. 연구팀은 이전에 인간 구개 편도선 (TMSC)에서 고유한 MSC 개체군을 식별하고 증식 및 ROS 조절에서 우수한 특성을 밝혔음. 이러한 발견을 바탕으로 특히 면역 조절 기능에 초점을 맞춘 TMSC의 추가 특성을 연구하였음. 연구팀은 비교적 늦은 계대까지 유리한 MSC 특성을 유지하는 치료제로서 TMSC의 장점을 발견하였고, TNF-α의 전처리가 PTGS2 / PGE2 축의 상향 조절을 통해 TMSC의 면역 조절 능력을 향상시킬 수 있음을 밝혔음. TNF-α로 priming된 TMSC는 priming 되지 않은 순진한 TMSC와 비교하여 임상 및 조직 병리학적 평가를 통해 자가 면역 매개 급성 대장염의 murine 모델에서 유의한 예방 및 치료 효능을 나타냈음. 이러한 발견은 특히 염증성 장 질환 (IBD)을 표적으로 하는 MSC 기반 항염증 요법의 최적화 및 표준화에 대한 새로운 통찰력을 제공함.
- Analysis of laboratory parameters for optimal autologous peripheral blood stem cell collection from lymphoma and myeloma patients
- J Clin Apher. 2020 November
교신저자: National Cancer Center, Hyoeun Shim
- 말초 혈액 줄기세포 (PBSC) collection은 성공적인 조혈 줄기 세포 이식에 중요함. 이 연구는 림프종 및 다발성 골수종 환자로부터 자가 PBSC collection의 최적시기와 관련된 실험실 매개 변수를 조사하는 것을 목표로 함. 혈액 채취 전 HPC 및 CD34 + 세포 수는 림프종 및 multiple myeloma 환자에서 수확 된 CD34 + 세포와 관련하여 통계적으로 유의한 변수였음. 최적의 cutoff 값은 CD34 + 세포 수율 ≥을 달성하기 위한 pre-HPC 수 (66.8 % 감도, 66.4 % 특이성)의 경우 18 x 106 / L 및 pre-CD34 + 세포 수 (85.8 % 감도, 87.2 % 특이성)의 경우 11 / μL 임. 또한, 최적의 cutoff 값은 CD34 + 세포 수율을 달성하기 위한 pre-HPC 카운트 (71.0 % 민감도, 69.0 % 특이성)에 대해 23 x 106 / L 및 pre-CD34 + 세포 카운트 (87.5 % 민감도, 86.3 % 특이성)에 대해 18 / μL였음. 각 채취 절차에 대해 ≥ 2.0 × 106 / kg. HPC 수는 PBSC collection 시작 시간을 모니터링하기 위한 잠재적인 대리 마커임. HPC 및 CD34 + 세포 수에 대한 cutoff 값을 적용하면 PBSC collection 시기를 최적화하는 데 임상적으로 유용하게 적용할 수 있음을 제안함.
- Enhanced PRL-1 expression in placenta-derived mesenchymal stem cells accelerates hepatic function via mitochondrial dynamics in a cirrhotic rat model
- Stem Cell Res Ther. 2020 November
교신저자: CHA University, Gi Jin Kim
- 태반 유래 중간엽 줄기세포 (PD-MSC)는 차세대 줄기세포 치료제로 자리 잡은 대체 세포 치료제로 각광 받고 있음. Phosphatase of regenerating liver-1 (PRL-1)는 간 재생 과정에서 중요한 역할을 함. 연구팀은 lentiviral 및 nonviral 유전자 전달 시스템을 사용하여 PD-MSC (PD-MSCsPRL-1, PRL-1 +)에서 향상된 PRL-1을 생성하고 쥐 담관에서 간 기능에 대한 PD-MSCPRL-1 이식에 의한 미토콘드리아 기능을 조사하였음. PD-MSCsPRL-1은 lentiviral 및 nonviral AMAXA 시스템을 사용하여 성공적으로 생성되었으며 naive cell과 유사한 특성을 유지하였음. naive cell과 비교하여 PD-MSCsPRL-1은 미토콘드리아의 호흡 대사 상태를 개선하였음. 특히, nonviral AMAXA 시스템에 의해 생성된 PD-MSCsPRL-1의 미토콘드리아는 ATP 생성 및 미토콘드리아 biogenesis을 포함하여 호흡 대사 상태의 유의한 증가를 보였음 (* p <0.05). 또한, nonviral AMAXA 시스템을 이용한 PD-MSCsPRL-1의 이식은 rat BDL 간 경변 모델의 손상된 표적 간 조직으로의 engraftment을 촉진하고, 증가 된 mtDNA 및 ATP 생성을 통해 미토콘드리아의 대사를 향상시켜 치료 효능을 향상시켰음. 연구팀의 연구 결과는 강화 된 MSC의 치료 메커니즘에 대한 이해를 증진시키고 차세대 MSC 기반 세포 치료 및 간 질환의 재생 의학 치료 전략 개발에 유용한 데이터를 제공할 것으로 보임.