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김경운 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2013 Reproductive & Developmental Biology(Supplement) Vol.37 No.2s
과학기술의 빠른 발전으로 생명공학이 이루어낸 가장 큰 성공 중의 하나가 인체치료용으로 사용할 수 있는 재조합단백질(바이오신약)을 생산할 수 있게 되었다는 것이고, 이러한 바이오신약분야는 바이오산업의 핵심분야로서 세계시장의 선점을 위한 기술 강대국들의 경쟁력이 가장 치열한 분야이다. 일반적으로 재조합체 단백질 생산에는 적합한 합성 기작을 가지고 있는 박테리아 및 세포들을 이용한 배양으로 생산하고 있으나, 이러한 목적에 잘 맞는 또 하나의 선택이 형질전환동물을 이용한 생체반응기(Bioreactor)이고, 산업적으로 이용할 수 있는 양의 재조합단백질을 세포배양이 아닌 유즙, 계란, 혈액, 오줌, 혈청 등 형질전환동물의 생체에서 생산하는 것이다. 이러한 연구개발의 첫 번째 목표는 형질전환기술을 이용하여 형질전환동물을 생산하는 것이며, 두 번째로는 개발된 형질전환동물 생체로부터 생산된 치료용 재조합단백질을 분리 정제하여 약리효능을 검증하고, 신약으로서의 유효성 평가를 하는 것이다. 지금까지 국내에서도 많은 연구자들이 이러한 목표를 향해서 형질전환동물들은 개발하였으나, 두번째 목표인 생산된 재조합체단백질을 분리 정제하는 기술이 부족하여 실용화에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구팀도 유즙에서 재조합단백질을 생산하는 형질전환동물을 개발하였으며, 두 번째 연구목표를 달성하기 위해서 분만돼지 유즙을 채취하고 가공처리하는 유즙전처리공정을 개발하여 이를 통해 유즙에 들어있는 불순물들을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 구축하였고, 재조합체 분리정제단계에서는 초기 재조합체 회수율을 높이고자 친화성 결합체를 이용한 정제방법을 선택하였다. 또한, 고전적인 이온결합 및 소수성결합 정제방법등도 활용하여 재조합체를 분리정제를 시도하였으며, 앞으로는 정제산물에 대한 유효성평가를 통하여 형질전환동물이 생산한 재조합체 단백질에 대한 약리 약효성을 분석할 계획이다. 특히, 본 연구를 통하여 형질전환동물을 활용한 바이오신약개발에 대한 연구기반을 확립하고자 한다.
임신 중인 생쥐 자궁에 있어서 아라키돈산에 특이적인 Acyl-CoA Synthetase 4의 발현
이상미,박효영,정영희,문승주,강만종 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2004 Reproductive & Developmental Biology(Supplement) Vol.28 No.2s
본 연구는 생쥐 자궁에 있어서 아라키돈산으로부터 prostaglandin의 생성에 관여하는 것으로 추측되는 acyl-CoA sytnhetase 4 유전자의 임신단계별 발현을 확인하고자 실시하였다. Acyl-CoA sytnhetase 4 유전자는 착상 전에는 발현이 증가하는 경향을 나타내었으며 착상 후에는 감소하였다. 이러한 발현의 양상은 세포막의 인질로부터 아라키돈산을 유리시키는 cPLA2의 발현과 유리된 아라키돈산으로부터 prostaglandin의 생성에 관여하는 COX1과 COX2의 발현 양상과 일치하였다. 이러한 결과는 세포막에서 유리된 아라키돈산이 무한적으로 COX1과 COX2에 의하여 prostaglandin의 생성에 이용되는 것이 아니라 acyl-CoA sytnhetase 4에 의하여 세포막의 인지질로 되돌려져 prostaglandin의 생성을 조절하는 기능을 세포가 수행하고 있는 것으로 추정된다. This study was conducted to determine expression of acyl-CoA synthetase 4(ACS4), which is involved in converts arachidonic acid to postaglandins, in the mouse uterus during pregnancy. In arachidonic acid metabolism, acyl-CoA synthetase plays a key role in the esterification of free arachidonic acid into membrane phospholipids. Following its release by the action of calcium dependent phospholipases, free arachidonic acid is believed to be rapidly converted to arachidonoyl-CoA and reesterified into phospholipids in order to prevent excessive synthesis of prostaglandins. Here we demonstrate that ACS4 gene are differentially regulated in the peri-implatation mouse uterus. During the preimplantation period(days 0.5∼3.5), the ACS4 gene was expressed in the uterus until day 3.5 after which the expression was downregulated. The expression of cPLA2, COX1, and COX2 gene was similar to that of ACS4 gene in the preimplantation periods. However expression levels of COX1 gene show much variation on the various days of pregnancy examined. These data, suggest that ACS4 expression in preimplantation period is involved in initial attachment reaction with cPLA2, COX1, and COX2 gene.
Efficient Gene Delivery into Hematopoietic Stem Cells by Intra-Bone Marrow Injection of Retrovirus
이현주,이용수,김혜선,김유경,김재환,박진기,정학재,장원경,김동구 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2008 Reproductive & developmental biology Vol.32 No.1
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. Efficient gene transfer into hematopoietic stem cells is a great tool for gene therapy of hematopoietic disease. Retrovirus have been extensively used for gene delivery and gene therapy. However, current in vitro gene transfer has some obstacles suck as induction of differentiation loss of self-renewal capacity, and down-regulation of homing efficiency for in vitro hematopoietic stem cells transplantation. To overcome these problems, we developed efficient in vitro retroviral transfer technique by direct intra-bone marrow injection (IBM). We identified effective retrovirus gene transfer in bone marrow hematopoietic cells in vitro. Two weeks after retrovirus transfer via IBM injection, we observed stable EGFP gene expression in bone marrow, lymph node, spleen, and liver cells. In addition, 6.4+-2.7% of hematopoietic stem/progenitor cells were expressed EGFP transgene from flow cytometry analysis. Our results demonstrate that in vitro retrovirus gene transfer via IBM injection can provide a viable alternative to current or moo gene transfer approach.