인간 배아줄기세포로부터 분화된 세포에서 MACS 방법을 이용하여 분리한 세포의 특성에 대한 연구
Characterization of MACS Isolated Cells from Differentiated Human ES Cells
조재원, 임천규, 신미라, 방경희, 궁미경, 전진현,
소속 상세정보
조재원 ( Cho Jae-Won )
제일병원 생식생물학 및 불임연구실
임천규 ( Lim Chun-Kyu )
제일병원 생식생물학 및 불임연구실
신미라 ( Shin Mi-Ra )
제일병원 생식생물학 및 불임연구실
방경희 ( Bang Kyoung-Hee )
제일병원 생식생물학 및 불임연구실
궁미경 ( Koong Mi-Kyoung )
성균관대학교 의과대학 제일병원 산부인과
전진현 ( Jun Jin-Hyun )
제일병원 생식생물학 및 불임연구실
KMID : 0358220060330030171
Abstract
목 적: 인간 배아줄기세포는 재생 의학이나 조직공학에 있어서 큰 잠재적인 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이들은 다양한 growth factors 처리나 유전자 발현을 변화시켜 특정 세포로 유도 분화 및 분리가 가능하지만 그 효율성은 아직까지 낮은 상태이다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포로부터 비특이적으로 분화된 세포들을 특정 세포 표면 항체를 이용한 magnetic activated cell sorting (MACS) 방법으로 분리, 배양하여 그들의 특성을 살펴보았다.
연구방법: 미분화 배아줄기세포주 (Miz-hESC4)를 물리적인 방법으로 계대 배양하였으며, 부유 배양법으로 배아체 형성을 유도하였다. 배아체의 자발적인 분화를 위해 DMEM에 10% FBS를 첨가하여 2주 동안 배양하였다. 이렇게 분화된 세포들을 CD34, human epithelial antigen (HEA),human fibroblast (HFB)에 대한 항체를 이용한 MACS system으로 각각의 항체에 대한 양성 또는 음성 세포를 분리하였다. 이러한 MACS 분리 세포를 4주 동안 배양하면서 형태적인 변화를 관찰하고 특이 유전자의 발현 양상을 분석하였다.
결 과: 분리 배양한 CD34 양성 세포들은 배양 초기에는 둥근 형태를 나타내다가 배양 후기에는 작은 다각형의 형태로 관찰되었으며, HEA 양성 세포들은 큰 다각형의 형태를 나타내었고,HFB 양성 세포들은 전형적인 방추체 형태로 관찰되었다. 특이 유전자에 대한 RT-PCR 결과에서,
CD34 양성 세포들과 HFB 양성 세포들에서는 내배엽과 중배엽 관련 유전자의 발현하는 것을 확인할 수 있었고, HEA 양성 세포들에서는 외배엽 관련 유전자인 NESTIN과 NF68KD의 발현을 관찰할 수 있었다. 배양기간이 경과함에 따라 CD34 양성 세포의 특이 유전자 발현 양상이 변화되었다.
결 론: 이상의 결과는 비특이적으로 분화된 인간 배아줄기세포로부터 특이 세포를 MACS 방법을 이용하여 성공적으로 분리할 수 있음을 보여주었다. 따라서, MACS 방법과 특이 세포에 대한 항체는 인간 배아줄기세포의 유도 분화와 특이 세포의 분리에 매우 유용할 것으로 생각된다.
Objective: Human embryonic stem (ES) cells have a great potential in regenerative medicine and tissue engineering. The human ES cells could be differentiated into specific cell types by treatments of growth factors and alterations of gene expressions. However, the efficacy of guided differentiation and isolation of specific cells are still low. In this study,we characterized isolated cells from differentiated human ES cells by magnetic activated cell sorting (MACS) system using specific antibodies to cell surface markers.
Methods: The undifferentiated hES cells (Miz-hESC4) were sub-cultured by mechanical isolation of colonies and embryoid bodies were spontaneously differentiated with DMEM containing 10% FBS for 2 weeks. The differentiated cells were isolated to positive and negative cells with MACS system using CD34, human epithelial antigen (HEA) and human fibroblast (HFB) antibodies, respectively. Observation of morphological changes and analysis of marker genes expression were performed during further culture of MACS isolated cells for 4 weeks.
Results: Morphology of the CD34 positive cells was firstly round, and then it was changed to small polygonal shape after further culture. The HEA positive cells showed large polygonal, and the HFB positive spindle shape. In RT-PCR analysis of marker genes, the CD34 and HFB positive cells expressed endodermal and mesodermal genes, and HEA positive cells expressed ectodermal genes such as NESTIN and NF68KD. The marker genes expression pattern of CD34 positive cells changed during the extension of culture time.
Conclusion: Our results showed the possibility of successful isolation of specific cells by MACS system from undirected differentiated human ES cells. Thus, MACS system and marker antibodies for specific cell types might be useful for guided differentiation and isolation of specific cells from human ES cells.
키워드
인간 배아줄기세포;분화;MACS 방법;항체
Human embryonic stem cells; Differentiation; MACS system; Antibody
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