Our previous study showed that transgenic (TG) pigs harboring human EPO (hEPO) gene have been shown to have reproductive disorders, including low pregnancy rates, irregular estrus cycle and low little size. To investigate these reasons, we assessed estrus behavior (standing response) and plasma 17B-estradiol (E2) level, which partly reflect reproductive function, during the estrus cycles after synchronization and superovulation by hormone treatments. Then, we analysed blood composition and expression of hEPO gene in TG pigs. Pigs were injected with PG600. After 10 days, pigs were fed with Regumate porcine for 6 days. Blood samples were collected from jugular vein. Analysis of blood composition and E2 level were measured by Hemavet 950 and E2 ELISA kit, respectively. And, the expression of hEPO gene in reproductive organs was quantitated by real-time RT-PCR. The percentage of estrus behavior in TG was significantly decreased. Hematocrit (HCT), hemoglobin (Hb) concentration and red blood cell (RBC) number were significantly higher in TG than wild type (WT). On the other hand, high expression of hEPO gene in TG was observed in the mammary gland as well as in the uterus. Moreover, plasma E2 level was significantly higher in TG than WT. These results suggest that nonspecific expression of hEPO gene in the other organs of TG may affect blood composition and plasma E2 level, thereby causing reproductive disorders.

조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 전달은 유전자 치료의 새로운 가능성을 제시할 수 있다. 레트로바이러스를 이용한 유전자 전달 기술은 많은 기초 연구와 임상 시도가 이루어진 대표적인 바이러스이다. 그러나 현재 사용되고 있는 in vitro에서의 조혈 줄기 세포에의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포의 분화 유도, 자기 복제 능력과homing 능력의 저하 등 많은 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로서 마우스의 대퇴골에 직접 레트로바이러스를 이식하는 IBM (Intra-Bone Marrow) 방법을 이용하여 조혈 줄기 세포에의 효과적인 유전자 도입을 시도하였다. IBM 이식 2주 후 마우스의 각 조직을 분석한 결과, 골수뿐 아니라 림파절, 비장, 간장 세포 등에서 유전자가 안정적으로 발현하는 것을 관찰하였다. 또한, 6.4+-2.7%의 골수조직 존재 조혈줄기/전구세포에서 도입된 유전자가 안정적으로 발현하고 있는 사실을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 IBM 이식 방법을 이용한 생체 조직 내 레트로바이러스의 유전자 도입은 조혈 줄기 세포를 이용한 유전자 치료에 매우 효과적인 방법이라는 사실을 시사해주고 있다.

본 연구는 돼지 골수에서 존재하는 조혈 줄기 세포 및 전구 세포를 이용해 이종 동물 모델인 태아 마우스 복강 생체 이식을 통하여 돼지 조혈 세포의 이종 조혈 조직에서의 증식과 분화 특성을 규명하였다. 선천성 면역 부전 마우스인 NOD/SCID 마우스 태아 조혈 환경에 돼지 골수 유래 조혈 줄기 세포 및 전구 세포를 이식하고, 이식 후 5주령에 마우스 조혈기관에서의 돼지 조혈 세포의 증식과 분화 특성을 돼지 특이적 항체 면역 염색으로 유세포 분석을 실시한 결과, 마우스 조혈 조직인 골수, 흉선, 간장, 비장 및 림파절에서 돼지 조혈 세포의 분화 및 증식이 관찰되었다. 특히 돼지의 T 면역세포가 골수계 세포에 비해서 높은 chimerism이 관찰되어 태생 초기의 NOD/SCID 조혈 환경에 의한 특이적 T 면역세포의 증식에 적합한 조혈 환경을 제공하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 본 마우스 신생 NOSD/SCID 복강 이식 동물 모델을 이용해 돼지 T 면역세포의 분화 발달 연구 및 이종 장기 이식 기전 연구에 좋은 모델로서 활용이 기대된다.

During early embryo development, Oct-4 is an important transcription factor for the early differentiation. The present study was first examined methylation status in distal enhancer and promoter region of Oct-4 during mouse pre-implantation embryo development. In oocyte and sperm, high methylation was observed in both distal and proximal of promoter in Oct-4. Following fertilization, relatively high methylation level remained until 8-cell stage embryos, but decreased at the morula and blastocyst stage. Specific gene knock down of Oct-4 by siRNA injection into zygote induced higher methylation rates of both distal and proximal region ofpromoter of Oct-4. These results suggest a functional link between the DNA methylation status of distal and promoter region in the Oct-4 gene and the gene sequence-specific transcriptional silencing by exogenous siRNA injection during mouse pre- implantation embryos.

NOD/SCID 마우스는 선천성 면역결핍을 지닌 마우스로서 이종 세포 및 조직 이식을 위한 실험동물로서 가장 많이 활용되고 있다. 본 연구는 돼지의 골수조직에서 채취한 조혈줄기세포를 면역결핍마우스의 정맥 주입을 통하여 생체 내 주입을 실시한 결과, 마우스의 조혈조직에서 대단히 높은 돼지 T 면역세포의 증식이 관찰되었다. 유세포 분석기를 이용해 돼지 골수 조혈세포 생체 이식 6주의 마우스에서의 돼지 T 면역세포의 증식과 분화 특성을 분석한 결과, 마우스 조혈조직인 골수(5.4±1.9%), 비장(15.4±7.3%), 간(21.3±1.4%), 림프절(33.5±32.8%)에서 돼지 조혈줄기세포 유래 T 세포의 증식과 분화가 관찰되었고, 돼지 helper T 세포와 cytotoxic T 세포의 발달도 확인되었다. 또한 조직 면역염색을 통하여 마우스의 비장조직에 이식한 돼지 면역세포의 증식을 관찰하였다. 본 연구는 NOD/SCID 마우스를 이용해 돼지 조혈줄기세포로부터 T 면역세포로의 분화 및 발달과정을 생체 내에서 분석할 수 있는 유용한 동물모델로서 이용할 수 있음을 보여준다.

Transforming growth factor-β (TGF-β) has been shown to have a positive effect on in vitro fertilization (IVF) and has been reported to stimulate meiosis at follicular level in variety of species. The study was designed to determine the expression patterns of TGF-β1, TGF-β receptors type Ⅰ, Ⅱ and Smads gene in bovine oocytes and embryos. TGF-β1 and their receptors were observed in the unfertilized oocytes. TGF-β1 and type Ⅱ receptor were not expressed at the blastocyst stage, however, only type I receptor was exclusively observed at the same stage. The blastocyst stage, in particular, showed high levels of mRNA expression patterns containing a TGF-β type Ⅰ receptor. The mRNA expression pattern of Smad 2 at all stages of embryonic development was similar in all respect with TGF-β1 type I receptor. On the contrary, Smad 3 and 4 were expressed with high and low level mRNA at the blastocyst stage. In conclusion, it is suggested that TGF-β signaling may be regarded as an important entity during the preimplantation embryo development.

The Korean native pig (KNP) have been considered as animal models for animal biotechnology research because of their relatively small body size and their presumably highly inbred status due to the closed breeding program. However, little is reported about the use of KNP for animal biotechnology researches. This study was performed to establish the somatic cell nuclear transfer (SCNT) protocol for the production of swine leukocyte antigens (SLA) homotype-defined SCNT KNP. The ear fibroblast cells originated from KNP were cultured and used as donor cell. After thawing, the donor cells were cultured for 1 hour with 15 μM roscovitine prior to the nuclear transfer. The numbers of reconstructed and parthenogenetic embryos transferred were 98 ± 35.2 and 145 ± 11.2, respectively. The pregnancy and delivery rate were 3/5 (60%) and 2/5 (40%). One healthy SLA homotype-defined SCNT KNP was successfully generated. The recipient-based individual cloning efficiency ranged from 0.65 to 1.08%. Taken together, it can be postulated that the methodological establishment of the production of SLA homotype-defined cloned KNP can be applied to the generation of transgenic cloned KNP as model animals for human disease and xenotransplantation researches.