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ROCK 억제제를 통한 사람 치유두 조직 유래 단일 사람 유도만능줄기세포의 생존성 향상

Improvement of Cell Viability Using a Rho-associated Protein Kinase (ROCK) Inhibitor in Human Dental Papilla derived Single-induced Pluripotent Stem Cells

Journal of Life Science 2019년 29권 8호 p.895 ~ 903
심유진 ( Shim Yoo-Jin ) - 경상대학교 생물교육과

강영훈 ( Kang Young-Hoon ) - 경상대학교 치과학교실
김현지 ( Kim Hyeon-Ji ) - 경상대학교 생물교육과
김미정 ( Kim Mi-Jeong ) - 경상대학교 생물교육과
이현정 ( Lee Hyeon-Jeong ) - 경상대학교 수의학과
손영범 ( Son Young-Bum ) - 경상대학교 수의학과
이성호 ( Lee Sung-Ho ) - 경상대학교 생명과학부
전병균 ( Jeon Byeong-Gyun ) - 경상대학교 생물교육과

Abstract

이 연구는 단일 세포로 분리된 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPSCs)에 anoikis 세포사멸을 억제할 수 있는 Rho-associated protein kinase (ROCK)의 억제제를 처리하여 iPSCs의 세포 생존성을 향상하고자 하였다. Episomal plasmid 방법으로 확립된 iPSCs를 단일세포로 분리한 후, ROCK 억제제 Y-27632 dihydrochloride (Y-27632)를 0 uM, 0.5 uM, 1 uM, 2.5 uM, 5 uM, 7.5 uM 및 10 uM 농도별로 5주일 동안 각각 처리하였을 때, 5 uM 이상의 농도에서 세포의 생존율이 유의적으로 향상되었고, 10 uM의 Y-27632을 0일, 1일, 2일, 3일, 4일 및 5일 동안 처리하였을 때, Y-27632의 노출 기간이 길어질수록 세포의 생존율이 유의적으로 향상되는 것을 관찰하였다. 그러나, Y-27632의 노출 후, iPSCs의 형태학적 분화가 관찰되어 10 uM의 Y-27632에서 5일 동안 iPSCs에 처리 한 후, 줄기세포학적인 특성을 비교 조사하였다. 우선, octamer-binding transcription factor 4 (OCT-4), homeobox protein NANOG (NONOG) 및 SRY-box 2 (SOX-2) 줄기세포 특이 유전자의 발현은 Y-27632를 처리한 실험군은 Y-27632를 처리하지 않은 대조군에서 서로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 또한, Y-27632를 처리한 실험군은 Y-27632를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 telomerase 활성과 이것의 활성과 관련된 telomerase reverse transcriptase (TERT) 및 telomerase RNA component (TERC)의 유전자 발현에는 유의적인 차이가 없었다. 이상의 결과로 보아, iPSCs에 Y-27632를 처리하였을 때, iPSCs의 줄기세포의 특정을 유지하면서 anoikis에 의한 세포사멸을 감소시켜 세포 생존율이 증가한다는 것을 알 수 있었다.

The aim of the present study was to improve the cell viability of human dental papilla derived single-induced pluripotent stem cells (iPSCs) using a Rho-associated protein kinase (ROCK) inhibitor, Y-27632. The iPSCs were produced using an episomal plasmid-based reprogramming method. After cell separation using trypsin, the iPSCs were treated with 0, 0.5, 1, 2.5, 5, 7.5, or 10 μM Y-27632 for 5 d. Cell viability increased significantly following the 5 μM Y-27632 treatment (p<0.05). When the iPSCs were exposed to medium containing 10 μM Y-27632 for 0, 1, 2, 3, 4, and 5 d, the cell viability rate increased significantly in accordance with the cell viability rate (p<0.05). To evaluate the effect of the Y-27632 treatment on stemness characteristics, the expression of stem cell-specific transcripts and telomerase activity were investigated in the iPSCs treated with 10 μM Y-27632 for 5 d. The expression levels of stem cell-specific transcripts, such as OCT-4, NONOG, and SOX-2, and telomerase activity were not significantly different in the iPSCs treated with 10 μM Y-27632 as compared with those of untreated control iPSCs (p>0.05). Taken together, the results demonstrated that cell viability can be improved by treatment with the ROCK inhibitor Y-27632, without losing iPSC stemness characteristics.

키워드

Anoikis; human; iPSCs; stem cells; Y-27632
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KCI