[적용논문] iPSC로부터 간세포 분화시스템
Cellartis iPS Cell to Hepatocyte Differentiation System 적용 논문
https://doi.org/10.3390/nu12030721
Prunellae Spica Extract Suppresses Teratoma Formation of Pluripotent Stem Cells through p53-Mediated Apoptosis
Aeyung Kim, Seo-Young Lee, Chang-Seob Seo, Sun-Ku Chung
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■ Abstract 미리보기
Induced pluripotent stem cells (iPSCs)는 무한한 self-renewal과 분화 능력 등 배아줄기세포와 유사한 특성을 보인다.
In-vitro 상에서 분화된 iPSCs는 undifferentiated iPSCs (USCs)가 세포치료제 내에 존재할 수 있고,
in-vivo로 이식 후 teratoma을 형성할 수 있다. 따라서 남아있는 USC를 선택적으로 제거하는 것이 매우 중요하다. Prunellae Spica (PS)는 전통 약용식물로, 항암, 항산화제, 항염 작용을 하는 것으로 알려져 있지만, iPSC에서의 작용은 연구된 바 없었다. 본 연구에서는 에탄올로 추출한 PS (Extract of PS, EPS)가 G2/M 세포 주기 정지, 세포 내 활성 산소 생성, 미토콘드리아 막 전위 변경 및 USC의 caspase 활성화를 통해 USC의 세포 사멸 (apoptotic ell death)을 효과적으로 유도한다는 것을 확인하였다. 또한, EPS는 p53 축적과 downstream 유전자 발현을 증가시켰으나, p53 knockout (KO) USC에서는 EPS가 세포 사멸을 유도하지 않았으며, 이로써 EPS로 인한 USC 사멸은 p53-dependent함을 확인하였다. 게다가, iPSCs 유래 분화 세포에서 EPS는 유전 독성을 유발하지 않았다. Injection 전 EPS를 처리했을 때, p53 WT의 iPSC에서는 ovo teratoma 형성을 효과적으로 방지하였으나, p53 KO iPSC에서는 방지하지 못했다. 이를 종합했을 때, 본 연구 결과는 EPS는 teratoma 형성을 강하게 억제하는 활성을 가지고, 분화된 세포에서는 유전 독성을 나타내지 않았으므로, 안전하고 효율적인 iPSC 기반의 세포 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 보인다.
■ Takara 제품을 이용한 method 미리보기
p53 WT hiPSC, p53 KO hiPSC를 definitive endoderm (DE)을 거쳐 hepatocyte로 분화 유도하여 실험을 진행하였다. 각 hiPSC는
Cellartis® DE Differentiation Kit with DEF-CS Culture System (Code Y30035)를 이용해 definitive endoderm으로 분화하였다. DE로 분화를 유도하기 전, 각 hiPSC는 Cellartis
® DEF-CS Culture System을 이용해 5 차례의 계대로 확대 배양하였다. DE로의 분화 7일차에 각 세포를 TrypLE™ Select 효소로 detach한 후,
Cellartis® iPS Cell to Hepatocyte Differentiation System (Code Y30055)를 이용해 hepatocyte로 분화 유도하였다. 분화 9, 11일차에는 hepatocyte progenitor medium으로 배지를 교체하였으며, 분화 14, 16일차에는 hepatocyte maturation medium으로 배지를 교체하였다. 분화 18일차부터는 2일마다 hepatocyte maintenance medium으로 배지를 교체하였다. 분화된 세포는 hepatocyte marker인 CYP34A, alpha-fetoprotein (AFP), albumin 발현이 증가하였고, Oct4 발현이 감소하였다.
■ 논문에서 사용된 Takara 관련 제품 알아보기
Cellartis® iPS Cell to Hepatocyte Differentiation System (Code Y30055)
- hiPSC의 definitive endoderm (DE) 분화 후, DE의 hepatocyte 분화 유도하는 전 과정 지원
- 25개 hiPS 세포주에서 적용성이 확인되었으며, 하나의 프로토콜로 다양한 hiPS 세포주에 적용 가능
- 90% 이상의 효율로 기능적인 간세포 분화 및 장기 배양 (분화 후 14일 이상) 가능
- 활용 예: 다양한 유전적 정보를 가지는 질병 모델 연구, 특정 질환/환자를 위한 맞춤 의학 상용화
