Stem cell은 그 기초 연구 뿐만 아니라 transplantation이나 regeneration을 통한 therapeutic medicine 으로 주목 받고 있다

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Overview -ingredient - mechanism 2. Biomarker 3. In vitro study 4. In vivo study 5. Human study 6. 기능성 인정서 7.기준규격 인정서

상부 요로상피세포암종에서 Twist 발현의 의의 325 자에서 화학요법에 대한 반응을 예측하는 데 도움이 된다고 하 였다. 12 Zhang 등 13 은 Twist 발현이 방광암 진행과 관련이 있다 고 보고하였다. 그러나 Zhang 등 13 은 Twist 발현과 환자의

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슬라이드 제목 없음

책임연구기관

Abstract Background : Most hospitalized children will experience physical pain as well as psychological distress. Painful procedure can increase anxie

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Transcription:

Stem cell 은그기초연구뿐만아니라 transplantation 이나 regeneration 을통한 therapeutic medicine 으로주목받고있다. 이러한학문적, 산업적가치로인해 stem cell 에대한연구는치열한경쟁속에서진행되고있다. 특히, 1)stem cell 의 maintenance/self-renewal capacity 유지에대한 mechanism 과 2) 원하는특정 조직으로의 differentiation 을유도할수있는 method 개발등이주요연구 분야이다. Canonical Wnt signaling 은 beta-catenin 을통하여 target gene 으로알려진 cyclin D1, c-myc 등의발현을증가시킨다. 이러한 Wnt/beta-catenin signaling 은 stem cell 의 proliferation 과 cancer formation 에관여할뿐만아니라, 일부 stem cell 의 differentiation 과정에도관여한다고보고되고있다. 그리고, stem cell development 에서 Wnt5a 를비롯한 non-canonical Wnt signaling 의역할은거의알려진바가없다. 1. Human and mouse embryonic stem cell(esc) (Totipotent 하며, 모든 cell type 으로 differentiation 할수있는 unrestric stem cell) Paul Greengard 박사그룹은 human ESC 와 mouse ESC 의 gene profiling 을통해유전자발현패턴을조사한후 (25), '6-bromoindirubin-3'-oxime(BIO)' 라는 GSK3-beta inhibitor 를이용해서 activation 된 Wnt/beta-catenin signaling 이 human 과 mouse ESC 의 pluripotency 와 self-renewal capacity 를 유지시킨다는 결과를보였다 (2). 또한, 여러가지 APC mutant form 을이용해 얻어진결과는, 증가된 beta-catenin 의 intra-cellular dose 에의해 mouse ESC 의 three germ layer differentiation 이억제된다는것이다 (4). 위결과들에서보이는 Wnt signaling 의 effect 는 ESC 에서 differentiation 을억제하여 pluripotency 를

유지하고, self-renewal 즉 proliferation 을촉진시키는데관여하는것으로보인다. 이는비정상적인 Wnt signaling 의조절과관련된여러가지형태 Cancer 들의 induction 과 progression 을설명할수있는근거를제공하고있다. ( 예로 Wnt/beta-catenin signaling 은 intestinal epithelium 의 homeostasis 에필수적이며 (12), 지속적인 beta-catenin signaling activity 는 colon-carcinoma 의형성과관련이있다 (13).) 2. Tissue-specific stem cell (Multipotent 하며, adult tissue 의 homeostasis 와 repair 를담당하고, 특정조직으로만 differentiation 할수있는 restric' stem cell) 앞에서언급한것과같이 Wnt signaling 의 effect 는 embryonic stem cell 에서뿐만아니라, 각종 tissue-specific adult stem cell 에서도 proliferation 에관여한다. 그러나 cell lineage determination 과같은 differentiation 과정에도관여한다는보고들이있다. 이와같은결과는 mouse embryonic, neural, hematopoietic stem cells 의 gene information 을비교한결과 (26) 로보아, 서로다른유전자발현패턴으로인한것으로추측된다. 2-1 hematopoietic stem cell ( 대표적으로, Stanford Univ. 의 Roel Nusse 박사그룹 ) In vitro 에서 purification 한 Wnt3a protein 을처리하여 hematopoietic stem cell 의 self-renewal 에 Wnt/beta-catenin signaling 이관여한다는것 (19) 을보였다. 또한, 지속적인 activated beta-catenin 의발현과 inhibitor 인 Axin 과 mutant Fz9(CRD domain) 의발현을통하여 hematopoietic stem cell 에서 Wnt/beta-catenin

signaling 이 self-renewal capacity 를유지시킨다는 in vivo/vitro 결과들을보고하였다 (3). beta-catenin 을통하지않는 non-canonical Wnt signaling 의 stem cell 에대한연구는현재활발히진행중인것으로보인다. Murdoch, B. et al. (20) 에의하면, Wnt5a-conditioned media 를 human hematopoietic progenitor cell 을 engraft 한 mice 에 injection 한결과, reconstitution 이증가한것을관찰하였고, 이는 Wnt-5a signaling 이 hematopoietic stem cell expansion, engraftment 또는 survival 을촉진한다는것을보이고있다 2-2 intestinal stem cell ( 대표적으로, Hans Clevers 박사그룹 ) TCF-4-deficient mice 에서 fetal development 동안에 intestinal progenitor cell 이관찰되지않는결과들 (12,17) 을보였다. 더욱이, adult 에서 Wnt signaling 이 gut progenitor cell 에서 activation 된상태이고, Wnt signaling inhibitor 로알려진 Dickkopf-1(Dkk1) 를처리했을때, small intestine 과 colon 의 proliferation 이 억제되는결과들 (18) 로보아, Wnt signaling 은 intestinal stem cell 의 self-renewal 에관여한다고보여진다. 이러한결과들은 Wnt signaling activator 를이용하여 gut epithelium 의재생, 즉 homeostasis 를유지하고 (12), inflammatory bowel disease 같은질환에 adjuvant therapy 에이용될수있을것이다 (18). 2-3 skin stem cell

secreted Wnt inhibitor 인 DKK-1 을 skin specific K-14 promoter 를이용하여 epidermis basal cell 에서발현시킨 in vivo 실험결과, skin appendage 에속하는 hair follicle, teeth, mammary gland 의형성이억제된결과를얻었다 (23). Eaine Fuchs 박사그룹의연구결과는 active beta-catenin 의발현이 skin stem cell 의 population 의증가 multi potency 를유지시키고, TCf-3 과 Lef-1 와의 complex 를통하여 skin stem cell 의 lineage differentiation 에도관여한다는보고를하였다 (24). 2-5 muscle stem cell CD45+ muscle stem cell 을이용한 myogenesis 과정에서 Wnt signlaing 이 myogenic specification 을유도할수있으며, Wnt antagonist 인 sfrp2/3 을 regeneration muscle 에 injection 한결과 CD45+ stem cell 의 proliferation 과 myogenic specification 이감소한것을보였다 (21). 이러한연구는 muscle damage 즉 neuromuscular degeneratie disease 에대한 theraphy 에유용할거라여겨진다. 2-4 neural stem cell Wnt signaling 의 activation 이 embryonic stem cell 의 neuronal differentiation 을 억제하거나 (2,5), 발생과정시 neuronal precursor cell 의 expansion, 즉 proliferation 을촉진한다는연구결과들이보고들이있다 (6). 그러나 Wnt/betacatenin signaling 이 neuronal differentiation 에도관여한다는결과들도보고되고있다. Wnt signaling 의 activation 이 cortical neuron 의 differentiation 에관여한다는사실이 mouse in vivo 실험에서보고되었으며 (7), Wnt7a 가 neocortex 에서 neuronal precursor cell 의분화를유도하고 (8), Wnt/beta-catenin

signaling 이 embryonic stem cell 의 neuronal differentiation 에필요하다는결과가 보고되었다 (9). 2-5 neural crest stem cell Wnt signaling 은 neural crest stem cell 의 fate decision 에관여한다. Neural crest cell 은 peripheral nervous system(pns) 와 craniofacial, skin, heart structure 와관련된여러가지 cell type 을생성한다고알려져있다 (14), Activation 된 Wnt/beta-catenin signaling 은 early neural crest stem cell 을 sensory lineage 로 cell fate decision 을조절하지만, proliferation 에는영향을미치지않는다 (15,16).. pluripotency/ differentiation self-renewal multpotency (lineage determination) mouse embrionic stem cell o o human embrionic stem cell o o hematopoietic stem cell o o intestinal stem cell o o skin stem cell o o o muscle stem cell o o o neuronal stem cell o o o neural crest stem cell o

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