줄기세포정보 및 정책

줄기세포 R&D 동향

[국내연구자 연구] 국내연구동향 2022년 6월

관리자

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Sphingosine-1-phosphate hinders the osteogenic differentiation of dental pulp stem cells in association with AKT signaling pathways

Eun-Ju Chang (University of Ulsan College of Medicine)      

International Journal of Oral science, 2022,

https://doi.org/10.1038/s41368-022-00173-5

 

Sphingosine-1-phosphate(S1P) 조직 공학 재생 의학과 관련된 다양한 범위의 세포 세포 신호 전달 경로를 조절하는 중요한 지질 매개체임. 하지만 치수 줄기 세포(DPSC)에서 S1P 정확한 기능과 형성 분화에 미치는 영향은 명확하지 않음. 연구진은 DPSC 형성 분화에서 S1P/S1P 수용체(S1PR) 매개 세포 신호의 기능을 조사하고 기본적인 신호 경로를 명확히 밝히고자 . S1P 처리된 DPSC 골형성 관련 유전자 발현 AKT 활성화의 현저한 감소를 보여줬으며, 낮은 골형성 분화율을 나타냄을 확인 . 또한, S1PR1/S1PR3 S1PR2 작용제는 골형성 유전자의 발현을 유의하게 하향조절하고 AKT 활성화를 억제하여 DPSC 골형성 능력을 약화시키는 것을 확인함. AKT 활성제가 S1P 매개하는 골아세포 마커의 하향 조절을 완전히 없애고 골형성 동안 S1P 매개하는 감쇠 효과를 부분적으로 방지함을 확인함. 전염증성 TNF-α 사이토카인은 대식세포의 DPSC로의 침투를 촉진하고 DPSC 대식세포 모두에서 S1P 생산을 유도함. 연구결과는 염증 상태에서 S1P 상승이 재생 근관 치료를 담당하는 DPSC 형성 능력을 억제한다는 것을 나타냄.

 

p57Kip2 imposes the reserve stem cell state of gastric chief cells

Jong Kyoung Kim (Pohang University of Science and Technology)

Cell stem cell, 2022, Volume 29, Issue 5, Pages 826-839.e9

https://doi.org/10.1016/j.stem.2022.04.001

 

성체줄기세포는 조직의 항상성을 보장하기 위해 국소적 변화에 지속적으로 반응함. 위를 구성한 주요 세포는 소화 효소를 생산하고, 부상 신속한 조직 재생을 위해 빠른 분열과정을 거치게 . 연구진은 마우스 모델에서 예비줄기세포(reserve stem cell) state 유지하는데 p57Kip2 (p57) 중요한 스위치 역할을 함을 확인함. 항상성을 유지하는 상황에서 p57 지속적으로 발현하고 있지만, 손상을 입은 발현이 급속하게 감소하여 세포의 분열 증식을 촉진함. Single cell RNA-sequencing dox-induced lineage tracing 통하여 p57 순차적 손실과 주요 세포 혈통 증식의 활성화를 확인함. Corpus organoid에서 p57 과발현이 주변 환경의 변화에도 불구하고 예비줄기세포상태를 오랜시간 유지시킴을 관찰함. 또한 p57 지속적으로 발현하는In vivo 모델에서 주변조직의 손상에 따른 예비줄기세포의 늦은 반응성을 확인하였음. 연구결과는 p57 예비줄기세포의 항상성 유지에 있어 반응성을 조절하는 주요 인자임을 밝힘.

 

Dormant state of quiescent neural stem cells links Shank3 mutation to autism development

Jongpil Kim (Dongguk University)

Molecular Psychiatry, 2022, pages 2751–2765

https://doi.org/10.1038/s41380-022-01563-1

 

자폐 스펙트럼 장애(ASD) 사회적 상호 작용 의사 소통의 결핍, 제한된 관심 반복적인 행동을 특징으로 하는 일반적인 신경 발달 장애임. 광범위한 연구에도 불구하고 ASD 발달을 제어하는 ​​분자 표적은 아직 밝혀지지 않음. Shank3 결핍으로 인한 ASD 증상에 대한 치료 표적으로 휴면상태의 quiescent neural stem cells (qNSCs) 활용할 있음을 관찰함. Single cell RNA-sequencing ATAC-seq 통하여 Kmt2a 수준의 상향 조절로 인한 H3K4me3 축적을 포함한 비정상적인 후성 유전적 특징을 확인함. 또한 Shank3 없을 휴면상태의 qNSC 증가함을 확인하였으며, 이로 인하여 Shank3 결핍 마우스 뇌에서 활성 신경 발생이 감소함을 확인함. 휴면상태의 qNSC 억제하였을 성체에서의 신경발생을 복구하고, Shank3 결핍 마우스에서 사회활동의 부족이 회복됨을 확인하였음. 또한, qNSC 활동력을 회복한 경우에서 비정상적인 신경발달과 자폐증 유사 증상이 회복됨을 human neural stem cell에서 확인하였음. 이러한 연구결과는 자폐증 발병에 대한 잠재적인 치료 표적으로서 qNSC 활동을 제어하는 ​​새로운 전략이 있음을 밝힘.

 

Tomatidine-stimulated maturation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes for modeling mitochondrial dysfunction

Jae Ho Kim (Pusan national University)

Experimental & Molecular Medicine volume 54, pages 493–502 (2022)

https://doi.org/10.1038/s12276-022-00746-8

 

인간 배아 줄기 세포 유래 심근세포(hESC-CM) 미성숙 배아 또는 태아 심근세포 유사 표현형을 나타내는 것으로 보고됨. hESC-CM 성숙을 향상시키기 위해, hESC-CM 성숙을 자극하는 새로운 물질로서 천연 스테로이드 알칼로이드인 tomatidine 확인했음. 심근세포 분화 동안 tomatidine으로 인간 배아 줄기 세포를 처리하면 여러 심근세포 특이적 마커의 발현이 자극되고 T-세관의 밀도가 증가함. 또한, tomatidine 치료는 미토콘드리아의 수와 크기를 증가시키고 미토콘드리아 lamellar cristae 형성을 강화함. tomatidine 치료는 hESC-CM에서 미토콘드리아 전위, 산화적 인산화 ATP 생산을 포함한 미토콘드리아 기능을 자극함. tomatidine 처리된 hESC-CM 대조군 세포보다 독소루비신 유도 심장독성에 민감. 결론적으로, 연구는 tomatidine 미토콘드리아 생합성 성숙을 가속화함으로써 줄기세포의 성체 심근세포로의 분화를 촉진하고 tomatidine 처리된 성숙한 hESC-CM 심장독성 검사 심장 질환 모델링에 사용될 있음을 시사함.

 

BAP1 shapes the bone marrow niche for lymphopoiesis by fine-tuning epigenetic profiles in endosteal mesenchymal stromal cells

Myunggon Ko (Ulsan National Institute of Science and Technology), Rho Hyun Seong (Seoul National University)

Cell Death & Differentiation (2022)2022, April

https://doi.org/10.1038/s41418-022-01006-y

 

조혈은 다양한 미세환경, 사이토카인, 성장 인자 세포외 기질 성분으로 구성된 독특한 골수(BM) 미세 환경 내에서 발생함. 이러한 여러 구성 요소는 조혈 줄기 세포(HSC) 유지 분화를 직간접적으로 조절함. 연구에서는 BM-MSC(mesenchymal stromal cell) BAP1 HSC B 림프구 형성의 유지에 중요하다고 보고했음. MSC에서 BAP1 결핍된 마우스는 조혈 줄기 전구 세포의 비정상적인 분화, 손상된 B 림프구 분화 골수 계통의 확장을 보여줌. 기계적으로, PRX1 발현하지만 LEPR 발현하지 않는 별개의 골내 MSC에서 BAP1 손실은 BM 미세환경 기능과 관련된 유전자의 비정상적인 발현으로 이어짐. BAP1 결핍은 이러한 유전자의 프로모터 영역에서 증가된 H2AK119-ub1 H3K27-me3 수준에 의해 야기되는 Scf 같은 조혈 인자의 발현 감소로 이어짐. 한편, Csf3 비롯한 골수형성 자극인자의 발현은 프로모터의 농축된 H3K4-me3 H3K27-ac 수준에 의해 증가되어 골수 왜곡을 유발했음. 특히, BAP1 손실은 B 림프구 형성을 실질적으로 차단하고 G-CSF 중화에 의해 역전되는 시험관 골수 계통을 향한 조혈 전구체의 분화를 왜곡했음. 연구는 히스톤 변형을 통해 림프구 형성 골수 형성을 지배하는 다양한 미세환경 인자의 발현을 조절함으로써 마우스의 정상적인 조혈을 조절하는 골내 MSC에서 발현되는 BAP1 핵심 역할을 밝힘.

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