Therapeutic effect of hepatocyte growth factor-secreting mesenchymal stem cells in a rat model of liver fibrosis

김명덕,김성수,차현영,장승훈,장다영,김욱환,서해영,이재호 생화학분자생물학회 2014 Experimental and molecular medicine Vol.46 No.-

Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (MSCs) have been reported to be beneficial for the treatment of liver fibrosis. Here, we investigated the use of genetically engineered MSCs that overexpress hepatocyte growth factor (HGF) as a means to improve their therapeutic effect in liver fibrosis. Liver fibrosis was induced by intraperitoneal injection of dimethylnitrosamine. HGF-secreting MSCs (MSCs/HGF) were prepared by transducing MSCs with an adenovirus carrying HGF-encoding cDNA. MSCsor MSCs/HGF were injected directly into the spleen of fibrotic rats. Tissue fibrosis was assessed by histological analysis 12 days after stem cell injection. Although treatment with MSCs reduced fibrosis, treatment with MSCs/HGF produced a more significant reduction and was associated with elevated HGF levels in the portal vein. Collagen levels in the liver extract were decreased after MSC/HGF therapy, suggesting recovery from fibrosis. Furthermore, liver function was improved in animalsreceiving MSCs/HGF, indicating that MSC/HGF therapy resulted not only in reduction of liver fibrosis but also in improvement of hepatocyte function. Assessment of cell and biochemical parameters revealed that mRNA levels of the fibrogenic cytokines PDGF-bb and TGF-b1 were significantly decreased after MSC/HGF therapy. Subsequent to the decrease in collagen, expression of matrix metalloprotease-9 (MMP-9), MMP-13, MMP-14 and urokinase-type plasminogen activator was augmented following MSC/HGF, whereas tissue inhibitor of metalloprotease-1 (TIMP-1) expression was reduced. In conclusion, therapy with MSCs/HGF resulted in an improved therapeutic effect compared with MSCs alone, probably because of the anti-fibrotic activity of HGF. Thus, MSC/HGF represents a promising approach toward a cell therapy for liver fibrosis.

[독자들이 보내온 ‘샘터의 추억’] 파독간호사의 향수를 달래준 잡지

김명덕 샘터사 2020 월간 샘터 Vol.602 No.-

MMT의 컴파운딩을 통한 PP/Nylon 블렌드 수지의 난연성능 개선에 관한 연구

김명덕,성태명,김은호,박성우 한국법과학회 2004 한국법과학회지 Vol.5 No.2

디지털 융합 인공치아 치료지원 시스템 개발

김명덕,엄태관,이인재,강석진,배승배,박강 (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.8

CNN-LSTM 딥러닝 기반 캠퍼스 전력 예측 모델 최적화 단계 제시

김예인,이세은,권용성 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.10

A forecasting method using deep learning does not have consistent results due to the differences in the characteristics of the dataset, even though they have the same forecasting models and parameters. For example, the forecasting model X optimized with dataset A would not produce the optimized result with another dataset B. The forecasting model with the characteristics of the dataset needs to be optimized to increase the accuracy of the forecasting model. Therefore, this paper proposes novel optimization steps for outlier removal, dataset classification, and a CNN-LSTM-based hyperparameter tuning process to forecast the daily power usage of a university campus based on the hourly interval. The proposing model produces high forecasting accuracy with a 2% of MAPE with a single power input variable. The proposing model can be used in EMS to suggest improved strategies to users and consequently to improve the power efficiency. 딥러닝을 사용한 예측 방법은 동일한 예측 모델과 파라미터를 사용한다 하더라도 데이터셋의 특성에 따라 결과가 일정하지 않다. 예를 들면, 데이터셋 A에 최적화된 예측 모델 X를 다른 특성을 가진 데이터셋 B에 적용하면 데이터셋 A와 같이 좋은 예측 결과를 기대하기 어렵다. 따라서 높은 정확도를 갖는 예측 모델을 구현하기 위해서는 데이터셋의 성격을 고려하여 예측 모델을 최적화하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 하루 대학 캠퍼스 전력사용량을 1시간 단위로 예측하기 위해 데이터셋의 특성이 고려된 예측 모델이 도출되는 일련의 방법을 단계적으로 제시한다. 데이터 전처리 과정을 시작으로, 이상치 제거와 데이터셋 분류 과정 그리고 합성곱 신경망과 장기-단기 기억 신경망이 결합된 알고리즘(CNN-LSTM: Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory Networks) 기반 하이퍼파라미터 튜닝 과정을 소개한다. 본 논문에서 제안하는 예측 모델은, 각 시간별 24개 포인트에서 2%의 평균 절대비율 오차(MAPE: Mean Absolute Percentage Error)를 보인다. 단순히 예측 알고리즘만을 적용한 모델과는 달리, 단계적 방법을 통해 최적화된 예측 모델을 사용하여 단일 전력 입력 변수만을 사용해서 높은 예측 정확도를 도출한다. 이 예측 모델은 모바일 에너지관리시스템(Energy Management System: EMS) 어플리케이션에 적용되어 관리자나 소비자에게 최적의 전력 사용 방안을 제시할 수 있으며 전력 사용 효율 개선에 크게 기여할 것으로 기대된다.

유한요소를 이용한 후방고정술에서 횡연결 기기의 수와 위치에 따른 고정력 변화 ( An Finite Element Study of the stability of Transfixation in Pedicle Screw Instrumentation )

김명덕,신정욱,이성재,김동수,김원중 대한기계학회 1998 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.- No.-

분자육종을 통한 조건불리지역 친환경 산업용 고구마 개발 전략

김명덕,안영옥,김윤희,김차영,이증주,정재철,이행순,목일진 한국식물생명공학회 2009 식물생명공학회지 Vol.36 No.3

The food self-support rate on the basis of cereals in Korea is approximately 27%, which will threaten the national food security. The dramatic increase in population accompanied by rapid industrialization in developing countries has caused imbalances in the supply of food and energy. To cope with these global crises over food and energy supplies as well as environmental problems, it is urgently required to develop new environmentally friendly industrial crop varieties to be grown on marginal lands including desertification areas for sustainable development. Sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) ranks seventh in annual production among food crops in the world. Its wide adaptability on marginal lands and rich nutritional content provide a high potential for preventing malnutrition and enhancing food security in the developing countries. In addition, sweetpotato can be developed as a bioreactor to produce valuable industrial materials including bio-ethanol, functional feed and antioxidants by molecular breeding. In this respect, we focus on the molecular breeding of sweetpotato with multi-function on marginal lands. The strategies for development of environmentally friendly industrial sweetpotato will be introduced and discussed. 향후 예상되는 세계 식량대란에 대비하기 위하여 생명 공학기술을 이용한 ‘조건 불리지역에 적합한 친환경 산 업용 고구마 개발’에 대한 전략을 기술하였다. 저자들은 조건 불리지역에 잘 자라면서 바이오에탄올, 기능성 가 축사료, 항산화물질 등 각종 산업소재를 한 품종에서 모 두 생산하는 고구마 개발을 목표로 하고 있다. 특히 환경 위해성과 인체위해성을 극복할 수 있는 intragenic vector 를 이용하여 국내외 조건 불리지역에서 고부가가치 산업 소재를 생산하는 고구마를 개발하면 21세기 인류가 당면 한 환경문제, 식량문제, 에너지문제, 보건문제 해결에 크 게 할 것으로 기대된다. 이를 위해서는 국내외 연구자들 과 협력하여 해당지역의 적합한 유전자원을 선발하여 첨 단 생명공학기술을 이용하여 산업용 고구마를 개발할 필 요가 있다.

양초 (Leymus chinensis Trin)의 체세포배발생에 의한 식물체 재분화

김명덕,이행순,곽상수,권석윤,김화,박은준 한국식물생명공학회 2005 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.32 No.1

Chinese leymus (Leymus chinensis Trin.) is a perennial grass that is widely distributed at high pH sodic and arid soil in the northeastern Asia. An efficient regeneration system was established through somatic embryogenesis of mature seeds to understand its high adaptability to harsh environmental conditions on the basis of molecular biology. The calli were efficiently induced (about 70%) from mature seeds on MS medium supplemented with 1.5 mg/L 2,4-D. Somatic embryos were formed from the surface of embryogenic callus on MS medium supplemented with 2.0 mg/L kinetin and 0.5 mg/L NAA after 3 weeks of culture. Roots were induced from the shoot when transferred to MS medium without plant growth regulator for 1 week. Plant regeneration rate was 36% and regenerated plantlets were grown to normal mature plants in pot. An efficient plant regeneration system in this study will be useful for molecular breeding of L. chinensis. 양초 (Leymus chinensis Trin.)의 성숙종자로부터 캘러스 유도조건 및 식물체 재분화 체계를 확립하였다. 성숙종자로부터 1.5 mg/L 2,4-D가 포함된 MS배지로부터 배양 6주 후, 캘러스가 높은 빈도 (약 70%)로 유도되었다. 배발생 캘러스는 2.0 mg/L kinetin과 0.5 mg/L NAA가 첨가된 MS배지에서 배양 3주 후부터 다양한 단계의 체세포배로 발달하였다. 식물생장조절제가 포함되지 않은 MS배지에서 배양 4주부터 소식물체로 재분화되었다 (재분화율 36%). 재분화된 소식물체를 1/2 MS배지에서 1주 동안 배양하여 뿌리가 발달한 완전한 식물체로 성장하였으며 토양에 이식하여 온실에서 정상적인 식물체로 재배할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립한 재분화 시스템은 분자육종을 통한 복합환경스트레스 양초의 개발에 유용하게 응용되어질 수 있을 것이다.

ASE를 이용한 토양 중 다환방향족탄화수소 및 프탈레이트류 분석에 관한 연구

김명덕,이준배,오세진,이진훈,김은호,박성우 한국법과학회 2005 한국법과학회지 Vol.6 No.1

애기장대(Arabidopsis thaliana)의 현탁배양세포괴로부터 식물체 재분화

김명덕,김준철,진창덕,임창진,한태진 한국식물생명공학회 1998 식물생명공학회지 Vol.25 No.3

기내에서 발아시킨 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 잎과 줄기 절편체로부터 캘러스 유도는, 잎절편체의 경우 2mg/L 2,4-D가 첨가된 MS 고체배지에서 유도되었고, 줄기절편체의 경우는 0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP가 첨가된 CP 고체배지에서 배양 4주 후 다량의 캘러스가 유도되었다. 유도된 캘러스를 잘게 자르고 0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP가 첨가된 CP 액체배지에서 7일 간격으로 암조건에서 4개월간 배양하였을 때 균일한 shoot-forming(SF)캘러스를 얻을 수 있었다. 액체배지에서 유도된 SF 세포괴는 0.05 mg/L IAA, 7.0mg/L 2-iP, 30g/L sucrose가 첨가된 MS 재분화배지에서 광조건으로 배양하였을 때 캘러스를 거쳐 녹화되기 시작하였으며 배양 4주 후부터는 전체적으로 녹화된 SF캘러스로부터 shoot가 형성되어 식물체 재분화가 가능하였다. 또한 재분화 배지에 옮겼을 때 IAA와 2-iP가 첨가된 배지에서 50% 이상의 shoot 형성률(SF 캘러스당 한 개 이상의 shoot가 형성된 캘러스의 백분율)을 보였다. 절단된 shoot는 호르몬이 첨가되지 않은 배지에서 4주 후 뿌리를 형성하였으며, 재분화된 식물체는 기내에서 6주 후부터 화뢰가 형성되고 꽃이 피기 시작하였다. Callus induction from leaf and stem explants of Arabidopsis thaliana was successfully obtained when leaf explants were cultured on MS medium containing 2.0 mg/L 2,4-D in the dark and also, when stem explants were cultured on CP medium containing 0.5 mg/L 2,4-D and 0.1 mg/L BAP. Explant-derived sliced calli were suspension-subcultured every week in CP liquid medium with 0.5 mg/L 2,4-D and 0.1 mg/L BAP in the dark, and shoot-forming cell clusters of nodular, pale yellow and knobby type were selected after 7-8 weeks of culture. Shoots were initiated from the green spots of the selected shoot forming calli cultured on MS regeneration medium containing 0.05 mg/L IAA, 7.0 mg/L 2-iP and 30 g/L sucrose under continous illumination for four weeks. Shoot regeneration frequency (calli regenerating at least one shoot) was more than 50%. For plant regeneration, excised shoots were trnasferred to hormone free medium for root initiation after 4 weeks of culture. The regenerants were bolting after 2 weeks of culture and formed in vitro flowering buds within bracts after 4 weeks of culture.