iPS cell reprogramming을 위한 Cellartis^® DEF-CS™ system

• High Success rate
• Robust expansion of clones
• Highly pluripotent iPS cells with robust differentiation capability
  - Pluripotency markers인 Oct4, SSEA-4, TRA-1-60, and TRA-1-81의 높은 발현 확인

Induced pluripotent stem (iPS) cell은 일반 체세포로부터 reprogramming을 통해 제작된 만능 분화능을 가진 줄기세포다. 이러한 만능 분화능을 가진 세포는 신약 개발, 질병 모델을 위해 사용될 수 있으며, 궁극적으로는 치명적인 질병의 치료제로도 적용할 수 있다. 또한, 연구자들은 환자 또는 질병에 특이적인 세포주 제작 및 질병 모델 연구에 활용할 수 있다 (Meissner, Wernig, and Jaenisch 2007).

세포를 reprogramming하는 다양한 방법 중 Sendai virus를 이용한 방법은 다른 방법들에 비해 재현성과 효율이 높다고 알려져 있다 (Schlaeger et al. 2015). 이와 함께, Yamanaka factor인 Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4가 가장 일반적으로 사용되고 있으며, 효율적인 Reprogramming에 최적으로 알려져 있다 (Takahashi et al. 2007).

기존 Colony 방식의 iPS cell 배양법은 single cell에서의 clone 생성 효율이 5% 미만으로 낮아, reprogramming 과정 내 iPS cell의 확대 배양에 한계가 있다. 반면, Cellartis^® DEF-CS™ system은 Single cell monolayer culture를 기반으로 최적화 되어 있기에, single cell로부터 50% 이상의 clone을 생성할 수 있어 iPS cell reprogramming에 적합하다 (그림 1).


그림 1. Cellartis^® DEF-CS™ system을 이용한 Single cell clone 형성
Limited dilution을 통해 각각의 well에 seeding된 single iPS cell이 homogenous clone으로 확대 배양되는 것을 확인할 수 있다.

또한, Cellartis^® DEF-CS™ system은 feeder-free 상태에서 hiPS cell을 안정적으로 배양할 수 있으며, 이 때 세포는 균일한 형태의 monolayer를 유지한다. Asplund et al. (2016) 는 Cellartis^® DEF-CS™ system를 이용하여 배양한 iPS cell을 20 passage 이상 계대 배양했을 때에도 핵형의 변화가 없고, 다능성을 유지하고 있음을 확인하였다.

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Sendai virus를 이용해 인간 체세포를 reprogramming할 때 Cellartis^® DEF-CS™ system을 이용하면, 한번의 transduction 과정으로 다양한 donor로부터 iPS cell line 구축할 수 있다. 이렇게 구축된 iPS cell line은 생존율이 높을 뿐만 아니라, stem cell marker인 Oct4, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81를 높게 발현하며 pluripotency를 유지하는 줄기세포의 전형적인 특성을 유지하고 있음을 확인하였다. 이처럼, Cellartis^® DEF-CS™ system이 안정적이고 높은 배양 효율의 성능을 지녔을 뿐 아니라, 시간과 비용면에서도 경제적인 배양시스템임을 확인하였다.

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