Pluripotent stem cells are cells that have a self-renewal capacity and the ability to differentiate into all lineages. These cells can be divided into naive- and primed-state pluripotent stem cells according to their pluripotent state. Only the naive state comprises a full pluripotency or ground state that contributes to germ-line transmission. Naive states are found in specific permissive strains or species, such as 129, C57BL/6 and BALB/C in mice. However, a number of attempts have been made to derive naive-state pluripotent stem cell lines from non-permissive species, including humans and pigs, using various exogenous factors including GSK3β and MEK inhibitors (2i), LIF, hypoxic conditions and up-regulation of Oct4 or Klf4. Therefore, in this study we investigated whether a naive pluripotent stem cell line could be derived from porcine embryonic fibroblasts (PEFs) via previously reported factors. Our mouse embryonic stem cell (mESC)-like cell lines expressed the pluripotency markers Oct4, Sox2 and Nanog and a stable mESC-like morphology for more than 50 passages. In addition, these cell lines could be sequentially reprogrammed into mESC-like induced pluripotent stem (iPS) cells from secondary or tertiary fibroblast-like cells differentiated from mESC-like iPS cells by addition of doxycycline (DOX), LIF and 2i. Our results suggest that, as a non-permissive species, porcine stem cells can be induced into mESC-like iPS cells from PEFs by various exogenous factors, including continuous transgene expression, 2i and LIF. However, further work that aims to effectively induce the activation of endogenous transcription factors is necessary to derive authentic naive-state pluripotent porcine stem cells.

본 논문에서는 세리신잠 실샘 가수분해물(Sericinjam Gland Hydrolysate: SJGH)을 이용하여 진피 섬유아세포에서 항산화 및 항노화 연구를 진행하였다. SJGH는 사람 섬유아세포에서 고농도의 과산화수소에 의한 세포 사멸과 세포 내 산화 증가를 효과적으로 방어하였다. 또한 SJGH는 저농도의 과산화수소에 의한 섬유아세포의 SA-β-Gal 발현과 MMP-1의 발현 증가를 억제하였고, 반대로 프로콜라겐 I의 생합성은 증가시켰다. 이러한 결과를 통해 SJGH의 항산화 및 항노화 효과가 우수함을 확인하였으며, SJGH가 항노화 화장품의 우수한 소재가 될 수 있음을 보여준다.

접촉성 피부염 유발제인 크롬(Cr)의 세포독성을 조사하기 위하여 chromium trioxide(CrO3)가 배양 인체피부 섬유모세포(Detroit 551)에 미치는 영향을 알아보았으며, 이와 동시에 CrO3에 대한 금은화(Lonicerae Flos, LF) 추출물의 영향을 항산화 측면에서 조사하였다. 본 연구에서 CrO3는 처리 농도에 의존적으로 배양 Detroit 551세포의 생존률을 유의하게 감소시킴으로서 세포독성을 나타냈으며 XTT50값인 midcytotoxicity value(MCV)는 29.4μM로 나타났다. 한편, CrO3의 세포독성에 대한 항산화제의 영향에 있어서, 항산화제의 일종인 vitamin E는 CrO3에 의하여 유도된 세포독성을 유의하게 방어하였다. CrO3의 세포독성에 대한 금은화 추출물의 영향에 있어서는, 금은화 추출물이 CrO3에 의하여 감소된 세포생존률을 유의하게 증가시킴으로서 CrO3의 독성을 효과적으로 방어하였다. 이와 동시에 금은화 추출물은 SOD-유사 활성을 비롯하여 지질과산화(lipid peroxidation, LP)억제 및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성감소를 보임으로서 항산화능을 나타냈다. 이상의 결과로부터 CrO3는 배양 Deroit 551 세포에 고독성을 나타냈으며, CrO3의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있는 것으로 나타났다. 한편, 금은화 추출물은 이의 항산화능에 의하여 CrO3의 산화적 손상과 관련된 세포독성을 효과적으로 방어하였다. 따라서 금은화 추출물과 같은 식물의 천연물은 크롬처럼 산화적 손상과 관련된 중금속들에 의하여 유도되는 알러지성 접촉성 피부염(contact dermatitis, CD)의 예방이나 치료적 접근을 위한 소재로서의 개발적 가치가 클 것으로 생각된다.

In this study, the anti-oxidant and anti-elastase activities of four abalone viscera extracts were investigated to screen the most promising extract. This extract was further studied in terms of its anti-skin-aging properties. In the DPPH-scavenging assay, the Tris-HCl extract showed a 58.60±0.88% radical-scavenging activity, which was followed closely by the ethanol extract that had a 55.40±0.62% scavenging activity. In the anti-elastase assay, however, the ethanol extract showed the significantly highest elastase inhibition activity. Furthermore, none of the extracts had a harmful effect on the human dermal fibroblast, as revealed in the MTT assay. In the cell study, the effect of the ethanol extract at various concentrations on the human dermal fibroblast was investigated. At the 10 μg/mL concentration, the ethanol extract boosted the pro-collagen type I synthesis to 705.30±3.06 ng/mL and reduced the MMP-1 to 54.30±0.80 ng/mL, which was considered the optimum concentration. This is the first study that focused on the anti-oxidant and anti-skin-aging effects of abalone viscera extract. Its results may provide fundamental data for further study.

환경오염원이면서 중금속의 일종인 카드뮴(cadmium)의 세포독성과 이에 대한 명아주(Chenopodium album var. centrorubrum, CAC) 추출물의 영향을 배양 인체피부섬유모세포(Detroit 551)를 재료로 항산화 측면에서 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Cadmium chloride(CdCl2)는 농도 의존적으로 배양 Detroit 551세포의 세포생존율(cell viability, CV)과 세포부착률(cell adhesion activity, CAA)을 유의하게 감소시킴으로써 세포독성을 나타냈다. 한편, 항산화제의 일종인 superoxide dismutase(SOD)는 CdCl2에 의해 감소된 CAA를 유의하게 증가시킴으로써 CdCl2에 의한 세포독성을 방어하였다. 한편, CdCl2의 세포독성에 대한 CAC 추출물의 영향에 있어서, CAC 추출물은 CdCl2에 의하여 감소된 CAA를 유의하게 증가시킴으로써 CdCl2에 의한 세포독성을 방어하였으며, 또한 전자공여능(electron donating activity, EDA)과 지질과산화(lipid peroxidation, LP) 억제능을 나타냈다. 이상의 결과에서 CdCl2의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며 CAC 추출물은 CdCl2에 의하여 감소된 CV 및 CAA의 증가를 비롯하여, EDA 및 지질과산화 억제능과 같은 항산화 효과(antioxidative effect)에 의하여 세포독성을 방어한 것으로 나타났다. 따라서 CAC와 같은 식물추출물 성분에 대한 항산화 측면에서의 생리활성 구명은 산화적 손상으로 매개되는 중금속 중독을 비롯한 뇌졸중 및 치매와 같은 난치성 질환의 치료적 접근을 위한 소재로서의 활용성이 클 것으로 생각된다.

본 연구에서는 전호추출물의 주름개선에 대한 효능을 측정하기 위하여 인간의 섬유아세포에 전호추출물을 처리하여 총콜라겐과 type I procollagen, MMP-1의 생합성에 미치는 영향을 조사하였다. 전호추출물을 인간 섬유아세포에 처리 시 콜라겐의 생합성은 증가시켰지만, MMP-1의 발현에 대해서는 영향을 미치지 못하였다. 이는 전호추출물이 자외선에 의해 영향을 받는 광노화보다는, 노화에 의해 콜라겐 생합성율이 감소되는 내인성노화에 훨씬 유효함을 시사한다. 전호추출물을 처리시 95% EtOH 추출물의 경우 25%까지 총콜라겐의 생합성을 증가시켰고, EtOAc층은 28%, EtOAc의 E6 소분획의 경우 50% 증가시켰으므로, 콜라겐 생합성에 영향을 미치는 유효성분은 EtOAc층에 대부분 함유되어 있을 것으로 사료되고, 이는 확인되지 않은 미지의 효능 성분이 존재하거나, 다양한 활성 성분들의 상호 작용에 의한 것으로 판단된다. 결론적으로 전호추출물은 콜라겐 생합성을 촉진함으로 내인성노화에 의한 주름생성 및 탄력저하를 개선할 수 있는 천연 유용자원으로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

The anandamide signaling plays various roles in directing reproductive processes. Mouse embryos are shown to express high levels of CB1 receptor (CB1R). It has recently been shown that an analog of anandamide induces autophagy-mediated cell death through stimulation of ER stress response in glioma cells. Since adverse effects of high levels of anandamide agonists on embryo development and implantation are well known, we hypothesized that anandamide mediates an autophagic response in embryonic cells as in cancer cells via highly abundant CB1R on embryos. We tested this hypothesis by using a stable anandamide agonist, Methanandamide (MET) in three embryonic cell systems, i.e., mouse embryonic fibroblasts (MEF), trophoblast stem (TS) cells, and preimplantation embryos from mice. RT-PCR, immunofluorescence staining, and Western blot analysis were used to examine the effects of anandamide on autophagy in these systems. In MEF cells, the conversion of LCI to LCII was heightened by methanandamide (MET), and AM251, a selective CB1 antagonist partially reversed the effects of MET. Treating MEF cells with a high level of MET induces clustering of GFP-LC3, seen as large puncta throughout the cytoplasm. At 28 nM concentration, MET also weakly increased LC3II in TS cells. When MET was injected to day 4 pregnant mice, autophagy was increased in blastocysts in utero as demonstrated by the increased number of LC3 puncta. Formation of numerous autophagic vacuoles was also confirmed by electron microscopic observation. In conclusion, this work suggests that the anandamide-CB1 signaling pathway may be one inducer of autophagy in embryonic cells.

메틸수은(MMC)에 대한 kaempferol의 영향을 항산화 측면에서 조사하기 위하여 MMC에 대한 독성효과와 kaempferol의 항산화효과를 세포생존율을 비롯한 지질과산화(lipid peroxidation)와 superoxide-dismutase (SOD)-like activity 조사하였다. 본 연구에서 MMC는 배양 인체피부섬유모세포에 고독성을 나타냈으며 kaempferol과 같은 flavonoids는 항산화효과에 의하여 MMC의 세포독성을 방어한 것으로 나타났다.

자외선에 의한 활성산소 종의 생성과 피부 광노화 촉진은 피부표면 조직의 파괴와 피부염증유발, 홍반 등을 수반하며, 일상생활에서 항상 생활 자외선에 노출되어 있는 피부는 이러한 위험 요인과 직면하고 있다. 병이소초추출물의 유해 라디칼 소거 효과 실험 결과 IC50 values가 18.2 µg/mL로 superoxide 소거 효과가 우수하게 나타났으며, 세포 내에서 ROS에 의해 형광을 띠는 물질로 전환되는 CM-DCFDA를 이용하여 ROS의 양을 측정한 결과 자외선에 의해 증가된 세포 내 ROS의 양이 병이소초 추출물을 처리함으로써 100 µg/mL 농도에서 30 % 이상의 우수한 소거효과를 나타내었다. 섬유아세포에 자외선(UVA) 6.3 J/cm2으로 조사하고 병이소초 추출물을 처리한 결과, 자외선에 의해 높아졌던 MMP-1 단백질 발현량이 농도의존적으로 감소하였으며, 50 µg/mL의 농도에서 37.7 % 정도의 MMP-1 발현 억제효과를 나타냈다. RT-PCR 실험에서는 병이소초 추출물을 10 ∼ 50 µg/mL 농도로 처리한 결과, 자외선에 의해 높아졌던 MMP-1 mRNA의 발현이 농도 의존적으로 확연히 감소함을 확인할 수 있었다. 따라서 병이소초추출물은 자외선에 의해서 발생할 수 있는 피부손상에 대하여 효과적으로 보호할 수 있는 우수한 항산화 및 피부세포 보호소재로 적용될 수 있다.

Sunlight, and in particular its UV component, is the major environmental trigger that underlies the major signs of human skin and skin cancer in general. Therefore, this study was carried out to investigate the UV protection effects of R. coreanus. R. coreanus was extracted by ultra high pressure extraction process at 500 MPa and 30℃ for 5 and 15 minutes. The cytotoxicity of the extracts extracted by ultra high pressure process on human dermal fibroblast cell CCD-986sk, human kidney normal cell HEK293, and human lung normal cell HEL299 was measured as 17.5%, 16.5% and 14.0%, respectively in adding 1.0 mg/ml of the samples, which was much lower than that from conventional water extraction method at 100℃ as 23.2%, 22.5%, 21.2%. The secretion of NO- from macrophage showed 15.9 μM on the R. coreanus extract from this process, which was higher than others. Prostaglandin E2 (PGE2) production from UV-induced human skin cells was also greatly decreased down to 510 pg/ml, compared to the control. From the results, we considered that the extracts from R. coreanus could be potent natural materials for skin anti-inflammation agent, and could be used as a potential anti-aging for the photo-damaged skin.

본 연구는 활성산소종의 일종인 hydrogen peroxide(H2O2)에 대한 산수유(Cornus fructus, CF)추출물의 영향을 배양 NIH3T3 섬유모세포를 재료로 세포부착능과 항산화 측면에서 조사하였다. 그 결과 H2O2는 농도 의존적으로 배양 세포의 세포부착능을 감소하였으며 XTT50값이 100 uM이하로 나타남으로서 Borenfreund와 Puerner(1984)의 독성판정기준에 따라 고독성인 것으로 나타났다. 한편, H2O2의 산화적 손상에 대한 CF추출물의 세포부착능에 대한 영향에 있어서 CF추출물의 처리는 H2O2의 산화적 손상으로 감소된 세포부착능을 유의하게 증가시켰다. 또한, H2O2의 산화적 손상에 의하여 유발된 지질과산화에 의한 막손상에 대하여 CF추출물의 처리는 H2O2에 의하여 증가된 LDH 활성을 유의하게 감소시켰다. 또한, CF추출물은 농도 의존적으로 superoxide dismutase(SOD) 유사활성을 나타냈다. 이상의 결과로 부터 H2O2와 같은 활성산소종은 배양 NIH3T3 섬유모세포에 대하여 세포독성을 보였으며 또한 CF추출물은 H2O2에 의한 산화적 손상을 방어함으로서 항산화 효과를 나타냈다.

노화 과정 중에 일어나는 extracellular matrix (ECM)의 변성은 피부의 주름과 탄력 감소를 유발한다. 현재까지 항노화의 주요 타겟은 metalloproteases 혹은 콜라겐이나 엘라스틴같은 구조 단백질에 집중되어 있지만, 최근 세포와 ECM 단백질(콜라겐, 피브릴린, 파이브로넥틴) 간의 상호작용이 세포의 생존과 증식, 조직의 재건에 중요한 역할을 한다고 알려졌다. 파이브로넥틴은 다른 ECM 단백질이나 인테그린 같은 세포 표면 수용체와 결합할 수 있는 부위를 가진 부착 단백질이다. 최근 보고에 따르면 세린 프로티아제들에 의해 분해된 파이프로넥틴 조각이 골아세포에서 MMPs 발현을 증가시킨다. 그러나 파이브로넥틴 조각의 사람 피부에서의 역할은 보고된 바 없다. 본 연구에서는 노인의 피부에서 파이브로넥틴 조각이 현저히 증가되어 있으며, 섬유아세포에 파이브로넥틴 조각을 처리하였을 시, MMP-1의 발현과 MMP-2의 활성이 증가한다는 것을 입증하였다. 이 결과는 파이브로넥틴 조각이 피부 노화를 유발하는 새로운 인자일 가능성을 제시하고 있다.

본 연구에서는 고려엉겅퀴 추출물의 항산화 효과, 사람섬유아세포에 자외선에 의해 유도된 MMP-1 발현에 대한 영향 및 피부탄력 개선효과에 대하여 연구하였다. 고려엉겅퀴 추출물의 DPPH radical과 superoxide anion radical 소거효과는 처리 농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 소거효과를 나타냈으며, 각각 1 mg/mL에서 87.47 %와 61.71 %로 DPPH radical과 superoxide anion radical을 소거하여 우수한 항산화 효과를 나타내었다. 고려엉겅퀴 추출물의 지질과산화 억제효과는 100 g/mL 농도에서 95.54 %의 지질과산화 저해효과를 나타내었다. 또한, 자외선 조사에 의해 사람 섬유아세포에서 증가되는 MMP-1의 단백질 발현은 고려엉겅퀴 추출물을 100 g/mL 농도로 처리하였을 때 54.69 % 감소하였다. 피부의 탄력 개선 효과를 알아보기 위해 고려엉겅퀴 추출물을 500 g/mL 함유한 O/W 에멀젼을 이용한 임상실험에서 피부의 탄력 개선 효과를 확인하였다. 본 연구를 통하여 고려엉겅퀴 추출물은 항산화 효과와 자외선으로부터 생성되는 MMP-1의 발현을 저해하고 피부의 탄력을 개선함으로써 항노화 소재로서의 응용가능성을 확인하였다.

Research has been in progress for more than a decade to production of useful proteins by genetic modification in cattle. However, the levels of protein production in transgenic cattle have been reported very low. To enhance protein production in transgenic animal, we tried homologous recombination to donor cells for production of transgenic clone cattle through nuclear transfer procedure. Thus, we constructed the two targeting vectors of human thrombopoietin (TPO) at bovine -casein locus using homologous recombination with 13.6 kb and 9.6 kb homology. In two targeting vectors, positive selection was through the neomycin resistance gene and negative selection was by the diphtheria toxin (DT). Gene targeting was attempted in bovine embryonic fibroblasts (bEF) and bovine ear skin fibroblasts (bESF). To determine the most appropriate concentration of neomycin for bEF and bESF, G4l8 resistance was confirmed by culturing the cells in various concentrations of the drug and both of the cells were optimally selected at of neomycin. The transfected bEF and bESF by the targeting vectors were colonized efficiently at the ratio of DNA to transfection reagent such as :2 and :. Comparing number of healthy clones from passage 4 to passage 8, bESF (17%) persist in culture for much longer than bEF (6%). The two gene-targeted bESF clones of 30 random-integrated clones with 9.6 kb homology length were confirmed, however, nothing was out of 72 random integration clones with 13.6 kb homology length, The DT also worked more efficiently in clones transfected with the vector of 9.6 kb homology length. Our data suggests that the choice of donor cell for long culture period should be considered to obtain targeted cell clone, and the gene-targeting frequency and the DT working efficiency are dependent on the length of target homology.