KR20100124891A - Establishment and characterization of embryonic stem-like cells from porcine somatic cell nuclear transfer blastocysts - Google Patents

Establishment and characterization of embryonic stem-like cells from porcine somatic cell nuclear transfer blastocysts Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing pig embryonic stem cell line is provided to optimize culture condition and to obtain a large amount of pig embryonic stem cells. CONSTITUTION: A method for preparing pig embryonic stem cell line comprises: a step of culturing pig somatic cells to prepare donor nucleus cells; a step of enucleating the donor nucleus cell to prepare recipient oocytes; a step of transplanting the nucleus of the donor nucleus cell and fusing with the recipient oocytes to prepare a nuclear transfer embryo; a step of culturing the embryo in vitro to form blastocyst; and a step of separating inner cell mass from the blastocyst and culturing in immature state.

Description

돼지 체세포 복제 배반포 유래의 배아줄기유사세포의 확립과 특성 분석{Establishment and characterization of embryonic stem-like cells from porcine somatic cell nuclear transfer blastocysts}Establishment and characterization of embryonic stem-like cells from porcine somatic cell nuclear transfer blastocysts}

본 발명은 돼지 배아줄기세포주 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pig embryonic stem cell line and a preparation method thereof.

배아 줄기세포는 배반포의 내부세포괴/외배세포로부터 분리된다. 이 세포들은 오랜 기간 동안 자가재생이 가능하고 미분화 상태를 유지하기 위해 Oct-4 같은 전사인자를 발현하는 중요한 특성을 지니고 있다. 어떠한 조건 하에서 생식세포 및 원시 삼배엽으로 자랄 수 있다. 또한, 유전자 적중과 클론 선별을 통해 유전적으로 변형된 세포 클론을 만들 수 있다. 이와 같은 이유로, 배아줄기세포는 초기 포유류의 발달과 형질전환 연구에 좋은 방법이 된다. 쥐의 배반포에서 배아줄기세포를 분리한 이후로 (Evans, M.J. & Kaufman, M.H. (1981). Nature 292, 154-6; Martin, G.R. (1981). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 7634-8) 많은 연구자들이 배아줄기세포 또는 배아줄기유사세포를 햄스터 (Doetshman, T. et al. (1988). Dev. Biol. 127, 224-7), 랫 (Ouhibi, N. et al. (1995). Mol. Reprod. Dev. 40, 311-24), 고양이 (Yu, X. et al. (2008). Mol. Reprod. Dev. 75, 1426-32), 소 (Strelchenko, N. (1996). Theriogenology 45, 131-40), 돼지 (Li, M. et al. (2004). Zygote 12, 43-8), 원숭이 (Thomson, J.A. et al. (1995). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 7844-8) 그리고 사람 (Thomson, J.A. et al. (1998). Science 282, 1145-47)에서 분리하는데 성공하였다. 최근에, 배아줄기세포 또는 배아줄기유사세포를 쥐 (Wakayama, T. & Yanagimachi, R. (2001). Mol. Reprod. Dev. 58, 376-83), 소 (Wang, L. et al. (2005). Biol. Reprod. 73, 149-55) 그리고 영장류 (Byrne, J.A. et al. (2007). Nature 450, 497-502)에서 체세포 복제 착상 전 배아에서 분리하는데 성공하였다.Embryonic stem cells are isolated from the inner cell mass / ectoderm of the blastocyst. These cells have important properties of expressing transcription factors such as Oct-4 in order to maintain their self-renewal and undifferentiated state for a long time. Under certain conditions they can grow into germ cells and primitive trioderm. Gene targeting and clone selection can also produce genetically modified cell clones. For this reason, embryonic stem cells are a good way to study early mammalian development and transformation. After isolation of embryonic stem cells from rat blastocysts (Evans, MJ & Kaufman, MH (1981). Nature 292, 154-6; Martin, GR (1981). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 7634 Many researchers have identified embryonic stem cells or embryonic stem-like cells in hamsters (Doetshman, T. et al. (1988). Dev. Biol. 127, 224-7), rats (Ouhibi, N. et al. (1995). Mol.Reprod . Dev. 40, 311-24), cat (Yu, X. et al. (2008) .Mol . Reprod. Dev. 75, 1426-32), cattle (Strelchenko, N. (1996) Theriogenology 45, 131-40), pigs (Li, M. et al. (2004) .Zygote 12, 43-8), monkeys (Thomson, JA et al. (1995) .Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 7844-8) and humans (Thomson, JA et al. (1998). Science 282, 1145-47). Recently, embryonic stem cells or embryonic stem-like cells were obtained from rats (Wakayama, T. & Yanagimachi, R. (2001). Mol. Reprod. Dev. 58, 376-83), cattle (Wang, L. et al. Biol.Reprod . 73, 149-55) and primates (Byrne, JA et al. (2007). Nature 450, 497-502) have been successfully isolated from embryos before somatic cloning implantation.

포유류의 배발생 연구의 중요성뿐만 아니라, 돼지 배아줄기세포는 이종장기 공여를 위한 형질전환 동물 생산에 이용할 수 있다. 돼지에서 가장 괄목할 만한 것은 체세포복제 연구와 줄기세포 확립 기술을 접목시켜 이종장기제공의 치료적 적용에 큰 가치가 있다는 것이며, 이는 이종간 장기이식을 위한 면역억제 장기를 대량 생산하게 만들 수도 있다. 돼지 배아줄기세포가 초기 배아에서 분리되었지만, 시간을 거듭하며 배양하는 과정에서 다능성을 잃었다 (Moore, K. & Piedrahita, J.A. (1997). In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 33, 62-71). 돼지 체외수정 또는 체내수정 수정란으로부터 유래된, 다능성을 지닌 배아줄기유사 세포를 만들기 위한 시도는 매우 적었다 (Miyoshi, K. et al. (2000). Biol. Reprod. 62, 1640-6; Li, M. et al. (2003). Mol. Reprod. Dev. 65, 429-34). 대부분의 이러한 배아줄기유사세포에서는 배아줄기세포 특성분석에 필요한 확정적인 마커에 반응하지 않았으며, 미분화 상태를 유지하지 못하였다. 이러한 문제는 대부분의 세포가 장기간 동안 자라주지 못한 것을 보아, 아마도 배양조건이 최적화되지 못한 것에 기인하는 것으로 보인다. 게다가, 체세포복제 배아로부터 배아줄기세포가 확립되거나 복제 산자가 태어난 예는 설치류와 소에서만 보고되어 있다(Cibelli, J.B. et al. (1998). Nat. Biotechnol. 167, 642-6; Wakayama, T. & Yanagimachi, R. (2001). Mol. Reprod. Dev. 58, 376-83).In addition to the importance of mammalian embryogenic research, pig embryonic stem cells can be used to produce transgenic animals for xenotransplant donation. Most notable in pigs is the combination of somatic cloning research and stem cell establishment technology, which is of great value in the therapeutic application of xenotransplantation, which may lead to the mass production of immunosuppressive organs for cross-organ transplantation. Porcine embryonic stem cells were isolated from early embryos, but lost pluripotency in cultivation over time (Moore, K. & Piedrahita, JA (1997). In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 33, 62-71 ). Very few attempts have been made to produce pluripotent embryonic stem-like cells derived from porcine in vitro or in vitro fertilized eggs (Miyoshi, K. et al. (2000). Biol. Reprod. 62, 1640-6; Li, M. et al. (2003) .Mol.Reprod . Dev. 65, 429-34). Most of these embryonic stem-like cells did not respond to definitive markers required for embryonic stem cell characterization and did not remain undifferentiated. This problem is due to the fact that most of the cells have not grown for a long time, possibly due to inadequate culture conditions. In addition, examples of embryonic stem cells established from cloned somatic embryos or the birth of cloned litters have only been reported in rodents and cattle (Cibelli, JB et al. (1998). Nat. Biotechnol. 167, 642-6; Wakayama, T. & Yanagimachi, R. (2001) .Mol . Reprod. Dev. 58, 376-83).

본 발명은 돼지 배아줄기세포를 고수율로 수득하기 위해 예의 노력하던 중 돼지 체세포 복제 배반포로부터 내세포괴를 분리하는 방법과 분리된 내세포괴를 미분화상태로 배양하는 배지의 조건을 최적화함으로써 돼지 배아줄기세포 고수율로 수득할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present invention is a porcine embryonic stem cell by optimizing the conditions of the method for separating the inner cell mass from the porcine somatic cloned blastocysts and culturing the isolated inner cell mass in undifferentiated state during the effort to obtain a high yield of porcine embryonic stem cells It was confirmed that it can be obtained in high yield, and came to complete this invention.

본 발명의 한 관점은One aspect of the invention

하기 특성 중 적어도 한 특성을 갖는 돼지 배아줄기세포주를 제공하는데 있다:To provide a pig embryonic stem cell line having at least one of the following characteristics:

(1) 45회 이상 계대 배양 동안 미분화상태를 유지함;(1) remain undifferentiated for at least 45 passages;

(2) 알칼라인 포스파타제 활성을 유지함;(2) maintain alkaline phosphatase activity;

(3) OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 및 TRA-1-81 중에서 선택된 적어도 하나의 마커를 발현함;(3) expresses at least one marker selected from OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 and TRA-1-81;

(4) 정상적인 이배체의 핵형을 유지함; 및(4) maintain the normal diploid karyotype; And

(5) 외배엽, 내배엽 및 중배엽으로 분화 가능함.(5) Possible to differentiate into ectoderm, endoderm and mesoderm.

본 발명의 다른 관점은 Another aspect of the invention

(1) 돼지의 체세포를 배양하여 공여핵 세포를 준비하는 단계;(1) culturing pig somatic cells to prepare donor nuclear cells;

(2) 돼지의 난자를 탈핵하여 수핵 난자를 준비하는 단계;(2) denuclearizing the egg of the pig to prepare a nucleus ovum;

(3) 상기 공여핵 세포의 핵을 상기 수핵 난자에 이식하고, 상기 공여핵 세포의 핵과 상기 수핵 난자를 융합시킴으로써 핵 이식란을 제조하는 단계;(3) preparing a nuclear transfer embryo by grafting the nucleus of the donor nucleus cell to the nucleus nucleus, and fusing the nucleus of the donor nucleus cell with the nucleus nucleus;

(4) 상기 핵이식란을 리프로그래밍, 활성화 및 생체외 배양시켜 배반포를 형성하는 단계; 및(4) reprogramming, activating and ex vivo culture of the nuclear transfer embryos to form blastocysts; And

(5) 상기 배반포로부터 내세포괴를 분리하고, 상기 내세포괴를 미분화상태로 배양하여 돼지 배아줄기세포주를 확립하는 단계를 포함하는 돼지 배아줄기세포주의 제조방법을 제공하는데 있다.(5) to provide a method for producing a pig embryonic stem cell line comprising the step of separating the inner cell mass from the blastocyst and culturing the inner cell mass in an undifferentiated state to establish a pig embryonic stem cell line.

본 발명은 돼지 배아줄기세포주에 관한 것이다.The present invention relates to a pig embryonic stem cell line.

본 발명의 돼지 배아줄기세포주는 하기 특성 중 적어도 한 특성을 갖는 것을 특징으로 한다:Porcine embryonic stem cell line of the present invention is characterized by having at least one of the following characteristics:

(1) 45회 이상 계대 배양 동안 미분화상태를 유지함;(1) remain undifferentiated for at least 45 passages;

(2) 알칼라인 포스파타제 활성을 유지함;(2) maintain alkaline phosphatase activity;

(3) OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 및 TRA-1-81 중 에서 선택된 적어도 하나의 마커를 발현함;(3) expresses at least one marker selected from OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 and TRA-1-81;

(4) 정상적인 이배체의 핵형을 유지함; 및(4) maintain the normal diploid karyotype; And

(5) 외배엽, 내배엽 및 중배엽으로 분화 가능함.(5) Possible to differentiate into ectoderm, endoderm and mesoderm.

본 발명의 돼지 배아줄기세포주는 단단해 보이고 뚜렷한 외형을 지닌 전형적인 배아줄기세포의 형태를 보였다. 또한, 높은 뚜렷한 핵인 및 리보좀이 포함된 높은 세포질 대비 핵 크기의 비율을 보였다.Porcine embryonic stem cell lines of the present invention showed the shape of typical embryonic stem cells with a solid appearance and a distinct appearance. It also showed a high ratio of nuclear size to high cytoplasmic inclusions with high distinct nuclei and ribosomes.

본 발명의 돼지 배아줄기세포주는 바람직하게는 45회 이상 계대 배양 동안 미분화 상태를 유지할 수 있으며, 이 과정에서 알칼라인 포스파타제(alkaline phosphatase) 활성을 유지하고, 배아줄기세포 특이 마커인 OCT-4, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81을 발현하고, Nanog, Sox-2, Rex-1도 발현하였다.Porcine embryonic stem cell line of the present invention is preferably able to maintain an undifferentiated state during passage passages for more than 45 times, in the process maintains alkaline phosphatase activity, embryonic stem cell specific markers OCT-4, SSEA- 1, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81 were expressed, and Nanog, Sox-2, and Rex-1 were also expressed.

본 발명의 돼지 배아줄기세포주는 핵형 분석 결과, 38개의 상염색체와 성염색체의 정상 염색체상을 보임에 따라 정상적인 이배체의 핵형을 유지함을 알 수 있었다.Porcine embryonic stem cell line of the present invention as a result of karyotype analysis showed that the normal chromosomes of the 38 autosomal and sex chromosomes to maintain the normal diploid karyotype.

본 발명의 돼지 배아줄기세포주는 LIF(Leukemia Inhibitor Factor)가 배제된 배지에서 배양시 배상체에서 삼배엽 특이 유전자(외배엽: β-III 투불린, 내배엽: 아밀라제 그리고 중배엽: 엔올라제)를 발현하여 외배엽, 내배엽 및 중배엽으로 분화 가능함을 알 수 있었다.Porcine embryonic stem cell line of the present invention expresses the trioderm-specific genes (ectoderm: β-III tubulin, endoderm: amylase and mesoderm: enolase) in the goblet when cultured in a medium excluding LIF (Leukemia Inhibitor Factor) It can be seen that differentiation into ectoderm, endoderm and mesoderm is possible.

또한, 본 발명은 돼지 배아줄기세포주의 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing a pig embryonic stem cell line.

상기 제조방법은 (1) 돼지의 체세포를 배양하여 공여핵 세포를 준비하는 단 계;The manufacturing method comprises the steps of (1) culturing the somatic cells of the pig to prepare a donor nuclear cell;

(2) 돼지의 난자를 탈핵하여 수핵 난자를 준비하는 단계;(2) denuclearizing the egg of the pig to prepare a nucleus ovum;

(3) 상기 공여핵 세포의 핵을 상기 수핵 난자에 이식하고, 상기 공여핵 세포의 핵과 상기 수핵 난자를 융합시킴으로써 핵 이식란을 제조하는 단계;(3) preparing a nuclear transfer embryo by grafting the nucleus of the donor nucleus cell to the nucleus nucleus, and fusing the nucleus of the donor nucleus cell with the nucleus nucleus;

(4) 상기 핵이식란을 리프로그래밍, 활성화 및 생체외 배양시켜 배반포를 형성하는 단계; 및(4) reprogramming, activating and ex vivo culture of the nuclear transfer embryos to form blastocysts; And

(5) 상기 배반포로부터 내세포괴를 분리하고, 상기 내세포괴를 미분화상태로 배양하여 돼지 배아줄기세포주를 확립하는 단계를 포함한다.(5) separating the inner cell mass from the blastocyst and culturing the inner cell mass in an undifferentiated state to establish a pig embryonic stem cell line.

본 발명의 제조방법에서, 단계 (1) 내지 (4)는 통상적인 포유동물의 체세포 복제 방법을 참조하여 실시할 수 있다.In the production method of the present invention, steps (1) to (4) can be carried out with reference to a conventional mammalian somatic cloning method.

상기 단계 (1)의 돼지의 체세포는 체세포 복제된 돼지의 체세포인 것이 바람직하다. 상기 체세포는 바람직하게는 섬유아세포이다.The somatic cells of the pig of step (1) is preferably somatic cells of the somatic cloned pig. The somatic cells are preferably fibroblasts.

상기 단계 (5)에 있어서, 종래에는 배반포로부터 내세포괴를 분리할 때 혈청 항체와 보체를 주로 이용하였으나, 본 발명에서는 영양외배엽을 물리적으로 제거하여 내세포괴를 분리하는 것이 바람직하다. 이를 통해 내세포괴를 분리하는데 소요되는 시간을 단축되고, 내세포괴의 손상을 최소화할 수 있다.In the step (5), the serum antibody and complement were mainly used to separate the inner cell mass from the blastocyst, but in the present invention, it is preferable to physically remove the trophectoderm to separate the inner cell mass. This shortens the time required to separate the inner cell mass, it is possible to minimize the damage of the inner cell mass.

상기 단계 (5)에 있어서, 종래에는 내세포괴를 LIF(leukemia inhibitor factor)와 bFGF(basic fibroblast growth factor)를 모두 포함하는 통상의 줄기세포 배양용 배지에서 미분화 상태로 배양하였으나, 본 발명에서는 LIF는 배제하고 bFGF만을 포함하는 배지에서 배양하는 것이 바람직하다. 이를 통해 고수율로 돼지 배아줄기세포주를 확장할 수 있다. 상기 줄기세포 배양용 배지란 줄기세포를 미분화상태로 유지 및/또는 확장할 수 있는 배지를 의미한다. 상기 bFGF는 배지 중에 10 내지 30 ng/ml의 농도, 바람직하게는 20ng/ml의 농도로 포함될 수 있다.In the step (5), conventionally, the inner cell mass was cultured in an undifferentiated state in a conventional stem cell culture medium containing both a leukemia inhibitor factor (LIF) and basic fibroblast growth factor (bFGF), in the present invention, LIF is It is preferable to exclude and culture in a medium containing only bFGF. This enables the expansion of porcine embryonic stem cell lines with high yield. The stem cell culture medium means a medium capable of maintaining and / or expanding stem cells in an undifferentiated state. The bFGF may be included in the concentration of 10 to 30 ng / ml, preferably 20 ng / ml in the medium.

본 발명에 의하면, 돼지 체세포 복제 배반포로부터 내세포괴를 분리하는 방법과 분리된 내세포괴를 미분화상태로 배양하는 배지의 조건을 최적화함으로써 돼지 배아줄기세포 고수율로 수득할 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a high yield of porcine embryonic stem cells by optimizing the method for separating the inner cell mass from the porcine somatic clone blastocyst and the medium for culturing the isolated inner cell mass in an undifferentiated state.

본 발명을 유전자 적중방법과 조합한다면 다양한 목적의 형질전환 돼지 생산에 효율적인 방법이 될 것이다.Combining the present invention with a gene targeting method will be an efficient method for producing transgenic pigs for various purposes.

이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention, those skilled in the art. Will be self-evident.

<실시예 1: 재료 및 방법>Example 1 Materials and Methods

1-1. 난자의 회수와 난구세포-난자복합체의 배양1-1. Recovery of Eggs and Culture of Oocyte-Oocyte Complexes

난소는 도축장에서 성성숙 이전의 암퇘지에서 채취하였으며 2 시간 내에 30-35℃ 의 식염수에 넣어 운반되었다. 난관액과 난구세포-난자복합체는 난포 (직경 3-6mm) 로부터 18G 바늘이 장착된 10cc 주사기를 이용하여 흡입되었다. 응축된 난자-난구세포복합체를 선별하여 10 ng/ml EGF(epidermal growth factor), 4IU/ml PMSG(pregnant mare serum gonadotropin)(Intervet, Boxmeer, The Netherlands) 및 hCG (human chorionic gonadotropin)(Intervet)와 10% (v/v) 돼지난포액(pFF)이 포함된 TCM(Tissue Culture Medium)-199 (Life Technologies, Rockville, MD)에서 배양하였다. 돼지난포액은 성성숙 이전 암퇘지 난포 (3-7mm)에서 흡입되었다. 500 xg에서 30분간 원심분리 후 상층액을 취하여 1.2-㎛ 그리고 0.45-㎛ 주사기필터 (Gelman Sciences, Ann Arbor, MI)를 통과시켰다. 준비된 pFF는 사용시까지 -20℃에서 보관하였다. 제작된 난포액은 영하 20도에서 보관하였다. 50개의 난자-난구세포복합체를 500 마이크로리터의 TCM-199에 넣고 5% 이산화탄소 및 95% 공기가 들어있는 다습화된 배양기 안에서 배양하였다. 22시간 배양 후, 난자-난구세포복합체는 세 차례 세정 후 PMSG 및 hCG가 포함되어있지 않은 TCM-199에서 22시간 동안 추가 배양되었다. 성숙배양이 마친 후, 난자-난구세포복합체는 0.5 mg/ml 히알루로니다제(Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, MO)가 포함된 HEPES-완충된 NCSU-23 배양액에 1분간 배양 후, 부드럽게 피펫팅하여 난구세포를 제거하였다.Ovaries were collected from pre-mature sows at slaughterhouses and transported in saline at 30-35 ° C within two hours. The oviduct and oocyte-oval complex were aspirated from a follicle (3-6 mm in diameter) using a 10 cc syringe equipped with an 18G needle. Condensed oocyte-complexed cell complexes were screened with 10 ng / ml EGF (epidermal growth factor), 4 IU / ml PMSG (pregnant mare serum gonadotropin) (Intervet, Boxmeer, The Netherlands) and hCG (human chorionic gonadotropin) (Intervet) Cultured in TCM (Tissue Culture Medium) -199 (Life Technologies, Rockville, MD) containing 10% (v / v) porcine follicle fluid (pFF). Porcine follicle fluid was aspirated from sow follicles (3-7 mm) before maturity. After centrifugation at 500 xg for 30 minutes, the supernatant was taken and passed through a 1.2-µm and 0.45-µm syringe filter (Gelman Sciences, Ann Arbor, MI). The prepared pFF was stored at -20 ° C until use. The prepared follicles were stored at minus 20 degrees. Fifty egg-oocyte complexes were placed in 500 microliters of TCM-199 and incubated in a humidified incubator containing 5% carbon dioxide and 95% air. After 22 hours of incubation, the egg-oocyte complexes were further incubated for 22 hours in TCM-199 without washing with PMSG and hCG after three washes. After maturation, the oocyte- oocyte complexes were incubated for one minute in a HEPES-buffered NCSU-23 culture containing 0.5 mg / ml hyaluronidase (Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, MO), The cells were gently pipetted to remove the cumulus cells.

1-2. 공여세포용 미니돼지 섬유아세포의 준비1-2. Preparation of mini pig fibroblasts for donor cells

공여핵 세포용 미니돼지 섬유아세포는 임신 30일령 복제돼지 태아 (CF1) 및 신생자돈 (CP1)의 꼬리로부터 채취하였다. 태자의 머리는 iris scissor로 분리하였고, 간과 장이 포함된 나머지 연조직은 watchmaker's forceps로 제거하였다. 꼬리 섬유아세포를 분리하기 위해, 꼬리의 외면을 면도 후 수 차례 세정하였다. 두 차례 PBS(Life Technologies)로 세정한 후, 체조직은 100-mm 배양접시(Becton Dickinson, Lincoln Park, NJ)에 넣고 수술용 칼로 잘게 부수어졌다. 부순 태자 및 꼬리조직은 0.1% (w/v) 트립신과 1 mM EDTA (Life Technologies)가 포함된 DMEM (Life Technologies)에서 1-2 시간 동안 분쇄되었다. 트립신이 처리된 세포는 300 xg에서 10분간 원심분리 후, 100mm 배양접시에 접종하였다. 접종된 세포는 6-8 일간 10% (v/v) FBS (Life Technologies), 1 mM 소듐 피루베이트, 1% (v/v) 비필수 아미노산(Life Technologies) 및 10 ㎍/ml 페니실린-스트렙토마이신 용액이 포함된 DMEM에서 39℃, 5% CO2 및 95%로 유지된 다습화된 배양기에서 배양되었다. 붙지 못한 세포와 덩어리를 제거 후, 붙은 세포는 꽉 찰 때까지 키웠으며, 5-7 일 간격으로 0.1% 트립신 및 0.02% EDTA를 5분간 반응시켜 트립신화하여 계대시켰으며, 두 계대 후 -196℃의 액체질소에 동결보존하였다. 동결액은 80% (v/v) DMEM, 10% (v/v) DMSO 및 10% (v/v) FBS로 구성된다. 체세포복제 전, 세포는 3-4 일간 배양하여 면적의 80%가 차게 되면 혈청을 제거하여 기아배양하였다. 기아배양은 0.5% FBS가 포함된 DMEM에서 3일간 배양하여 이루어졌다. 각각의 세포는 단일세포층을 30초간 트립신화하여 분리 후 체세포핵이식에 이용하였다.Mini pig fibroblasts for donor nucleus cells were harvested from tails of cloned pig embryos (CF1) and newborn piglets (CP1) at 30 days of gestation. The head of the fetus was separated by an iris scissor, and the remaining soft tissues containing the liver and intestine were removed by watchmaker's forceps. To separate tail fibroblasts, the outer surface of the tail was washed several times after shaving. After washing twice with PBS (Life Technologies), body tissues were placed in a 100-mm culture dish (Becton Dickinson, Lincoln Park, NJ) and crushed with a surgical knife. Crushed fetuses and tail tissue were ground for 1-2 hours in DMEM (Life Technologies) containing 0.1% (w / v) trypsin and 1 mM EDTA (Life Technologies). Trypsin-treated cells were centrifuged at 300 xg for 10 minutes and then inoculated in a 100 mm culture dish. Inoculated cells were 10% (v / v) FBS (Life Technologies), 1 mM sodium pyruvate, 1% (v / v) non-essential amino acids (Life Technologies) and 10 μg / ml penicillin-streptomycin for 6-8 days. The solution was incubated in a humidified incubator maintained at 39 ° C., 5% CO 2 and 95% in DMEM containing the solution. After removing the non-stick cells and clumps, the adhered cells were grown until they were full, and were passaged by trypsinization by reacting 0.1% trypsin and 0.02% EDTA for 5 minutes at intervals of 5-7 days. Cryopreserved in liquid nitrogen. The freezing solution consists of 80% (v / v) DMEM, 10% (v / v) DMSO and 10% (v / v) FBS. Before somatic cloning, the cells were cultured for 3-4 days and when 80% of the area became full, serum was removed and starved. Starvation was done by incubation for 3 days in DMEM containing 0.5% FBS. Each cell was trypsinized for 30 seconds in a single cell layer and used for somatic cell nuclear transfer after separation.

1-3. 체세포 핵이식 및 수정란 배양1-3. Somatic cell nuclear transfer and fertilized egg culture

42시간의 성숙배양 후, 난자는 고정용 피펫으로 고정되었으며, 첨예한 유리송곳을 이용하여 투명대에 제1극체 근처에 절개창을 만들었다. 제 1극체 및 제2감수분열 중기상 염색체가 포함된 근처의 세포질을 쥐어짜내어 제거되었다. 난자는 0.3% BSA가 포함된 HEPES-buffered NCSU-23에서 탈핵되었다. 탈핵 후, 난자는 5 ㎍/ml bisbenzimide (Hoechst 33342; Sigma) 으로 5분간 염색되었으며, 형광이 장착된 도립현미경으로 잔여 DNA 유무를 관찰하였다. DNA를 지니고 있는 난자는 공시되지 않았다. 가느다란 피펫을 이용하여, 표면이 부드럽게 보이는 트립신화된 태아 섬유아세포를 탈핵된 난자의 유란강 내에 집어넣었다. 주입된 난자는 0.5 mM HEPES, 0.1 mM CaCl2 및 0.1 mM MgCl2이 포함된 0.26 M 만니톨에서 4분간 평형시킨 후 만니톨 용액이 담겨있는 두 전극 사이 공간에 놓여졌다. 주입된 난자는 BTX Electro-Cell Manipulator 2001 (BTX Inc., San Diego, CA)를 이용하여 2.0 kV/cm의 단일 DC pulse를 30초간 주어 융합 및 활성화하였다. 활성화된 난자는 4 mg/ml 지방산이 들어있지 않은 BSA가 포함된 NCSU-23에서 세 차례 세정된 후 미네랄오일이 도포된 25마이크로리터의 미소적에서 39℃, 5% CO2, 5% O2, 및 90% N2 로 유지된 배양기에서 배양되었다. 재조합수정란은 활성화 후 168 시간 동안 배양되었다. 난할 및 배반포 형성은 각각 48 및 168 시간째 관찰되었다.After 42 hours of maturation, the eggs were fixed with a fixative pipette and made incisions near the first polar body in the zona pellucida using sharp glass awls. The nearby cytoplasm containing the first and second meiosis mesophase chromosomes was squeezed out and removed. Oocytes were denuclearized in HEPES-buffered NCSU-23 containing 0.3% BSA. After denuclearization, the eggs were stained for 5 minutes with 5 μg / ml bisbenzimide (Hoechst 33342; Sigma), and the presence of residual DNA was observed with a fluorescent inverted microscope. Oocytes carrying DNA were not disclosed. Using a thin pipette, trypsinized fetal fibroblasts with a smooth surface were inserted into the ovulation cavity of denuclearized eggs. The injected eggs were equilibrated in 0.26 M mannitol containing 0.5 mM HEPES, 0.1 mM CaCl 2 and 0.1 mM MgCl 2 for 4 minutes and then placed in the space between two electrodes containing mannitol solution. The injected eggs were fused and activated with a single DC pulse of 2.0 kV / cm for 30 seconds using BTX Electro-Cell Manipulator 2001 (BTX Inc., San Diego, Calif.). Activated eggs were washed three times in NCSU-23 containing BSA without 4 mg / ml fatty acid and then at 39 ° C, 5% CO 2 , 5% O 2 at 25 microliters of mineral oil. , And incubators maintained at 90% N 2 . The recombinant embryos were incubated for 168 hours after activation. Incubation and blastocyst formation were observed at 48 and 168 hours, respectively.

1-4. 지지세포 준비1-4. Support Cell Preparation

쥐 태아 섬유아세포는 CF1 쥐의 13.5일령 태아로부터 분리되었다(Thomson, J.A. et al. (1998). Science 282, 1145-47). 머리는 iris scissor를 이용하여 제거되었고, 간과 장 등의 연조직은 watchmaker's forceps로 제거되었다. PBS (Life Technologies)에서 두 차례 세정 후, 조직은 60mm 배양접시 (Becton Dickinson)에서 분쇄되었다. 분쇄된 태아조직은 몇 차례 피펫팅 후, 300 xg에서 10분간 원심분리하여 세정되었으며, 100-mm 배양접시에 접종하였다. 접종된 세포는 10% (v/v) FBS (Life Technologies), 0.1 mM β-메르캅토에탄올(β-mercaptoethanol), 1% (v/v) 비필수 아미노산 (Life Technologies) 및 10 ㎍/ml 페니실린-스트렙토마이신이 포함된 DMEM에서 37℃, 5% CO2로 유지된 다습화된 배양기에서 5~7일간 배양되었다. 지지세포는 10% FBS (Life Technologies), 0.1 mM β-메르캅토에탄올, 1% (v/v) 비필수 아미노산 (Life Technologies) 및 10 ㎍/ml 페니실린-스트렙토마이신이 포함된 DMEM에서 배양되었다. 80% 정도로 자란 쥐 섬유아세포는 2 시간 동안 10 ㎍/ml 미토신 C (Sigma)에 노출하여 유사분열능을 없앴으며, PBS로 수 회 세정 후 젤라틴이 덮인 4-구 배양용기에 0.8 x 105 세포/구의 밀도로 배양되었다.Rat fetal fibroblasts were isolated from 13.5 day-old fetuses of CF1 mice (Thomson, JA et al. (1998). Science 282, 1145-47). The head was removed using an iris scissor, and the soft tissues of the liver and intestine were removed using watchmaker's forceps. After washing twice in PBS (Life Technologies), the tissues were ground in a 60 mm dish (Becton Dickinson). The ground fetal tissue was pipetted several times, washed by centrifugation at 300 xg for 10 minutes, and inoculated in a 100-mm culture dish. Inoculated cells were 10% (v / v) FBS (Life Technologies), 0.1 mM β-mercaptoethanol, 1% (v / v) non-essential amino acids (Life Technologies) and 10 μg / ml penicillin Incubated for 5-7 days in a humidified incubator maintained at 37 ° C., 5% CO 2 in DMEM containing streptomycin. Support cells were cultured in DMEM containing 10% FBS (Life Technologies), 0.1 mM β-mercaptoethanol, 1% (v / v) non-essential amino acids (Life Technologies) and 10 μg / ml penicillin-streptomycin. Mice fibroblasts grown to 80% were mitotic by exposure to 10 μg / ml mitocin C (Sigma) for 2 hours. After washing several times with PBS, 0.8 × 10 5 Cultured at the density of cells / spheres.

1-5. 내부세포괴 분리 및 배아줄기유사세포의 유지1-5. Internal Cell Mass Separation and Maintenance of Embryonic Stem-like Cells

0.5% pronase E (Sigma)를 이용하여 복제배반포로부터 투명대를 제거한 후, 투명대가 제거된 배반포는 20% 녹아웃 혈청 대체제 (Knockout serum replacement; Life Technologies)가 포함된 DMEM/F12 (Life Technologies)에서 세정되었다. 내 부세포괴는 영양외배엽을 물리적으로 제거하여 분리되었다. 그들은 쥐 섬유아세포 지지세포 위에 얹혀졌으며(Thomson, J.A. et al. (1998). Science 282, 1145-47), 증식된 내부세포괴는 물리적으로 조각내어 새로운 쥐 섬유아세포와 배양액에 계대하였다. 돼지 배아줄기유사세포를 유지하기 위해, 약 200개의 미분화된 세포 콜로니를 해부현미경 하에서 물리적으로 조각낸 후, 5-7일 간격으로 새로운 지지세포 위에 뿌려져 배양되었다. 배아줄기유사세포는 20% 녹아웃 혈청 대체제, 0.1 mM β-메르캅토에탄올, 0.1 mM 비필수 아미노산, 1% (v/v) 페니실린-스트렙토마이신 용액 및 20 ng/ml 사람 재조합 염기성 FGF (human recombination basic FGF; Invitrogen, Carlsbad, CA)가 포함된 DMEM/F12에서 배양되었다.After removing the zona pellucida from the cloned blastocyst with 0.5% pronase E (Sigma), the blastocyst with the zona pellucida was washed in DMEM / F12 (Life Technologies) with 20% Knockout serum replacement (Life Technologies). . Internal cell mass was isolated by physical removal of trophectoderm. They were placed on rat fibroblast support cells (Thomson, JA et al. (1998). Science 282, 1145-47), and proliferated internal cell masses were physically fragmented and passaged to new mouse fibroblasts and cultures. In order to maintain porcine embryonic stem-like cells, about 200 undifferentiated cell colonies were physically sliced under a dissecting microscope and then sprinkled on new support cells at 5-7 day intervals. Embryonic stem-like cells contain 20% knockout serum replacement, 0.1 mM β-mercaptoethanol, 0.1 mM non-essential amino acids, 1% (v / v) penicillin-streptomycin solution and 20 ng / ml human recombinant basic human recombination basic FGF; Invitrogen, Carlsbad, Calif.) Was incubated in DMEM / F12.

1-6. 마커동정1-6. Marker Identification

각각 28과 24 계대째의 pNTES-1 (CF1 유래 배반포로부터 만들어진 배아줄기유사세포)과 pNTES-2 (CP1 유래 배반포로부터 만들어진 배아줄기유사세포)를 PBS로 세정 후, 4% (v/v) 포름알데히드로 실온에서 10분간 고정 후, PBS로 수 회 세정 후 NBT/BCIP 용액 (Roche Molecular Biochemicals)으로 염색하였다. 발색반응은 PBS를 넣어 멈추었다. 표면항원 염색을 위해, 배아줄기유사세포는 PBS로 수 회 세정 후 4% 파라포름알데히드를 이용하여 4℃에서 30 분간 고정하였다. 항-Oct-4 항체 (SC-9081)는 Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA)에서 구입하였으며, 항 SSEA-1 (MAB4301), SSEA-4 (MAB4304), TRA-1-60 (MAB4360) 및 TRA-1-81 (MAB4381)은 Chemicon (Temecula, CA)에서 구입하였다. 모든 항체는 일대 백으로 희석하였 으며 세 시간 동안 반응하였다. PBS로 세 차례 세정 후, FITC로 표지된 IgM 및 IgG (SSEA-4)(Chemicon)를 2차 항체로 사용하였다.PNTES-1 (embryonic stem-like cells made from CF1-derived blastocysts) and pNTES-2 (embryonic stem-like cells made from CP1-derived blastocysts) at 28 and 24 passages, respectively, were washed with PBS, followed by 4% (v / v) form. After fixing for 10 minutes at room temperature of aldehyde, it was washed several times with PBS and stained with NBT / BCIP solution (Roche Molecular Biochemicals). The color reaction was stopped with PBS. For surface antigen staining, embryonic stem-like cells were fixed several times at 4 ° C. using 4% paraformaldehyde after washing several times with PBS. Anti-Oct-4 Antibody (SC-9081) was purchased from Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, Calif.) And has anti-SSEA-1 (MAB4301), SSEA-4 (MAB4304), TRA-1-60 (MAB4360) and TRA -1-81 (MAB4381) was purchased from Chemicon (Temecula, Calif.). All antibodies were diluted one-to-one and reacted for three hours. After washing three times with PBS, IgM and IgG (SSEA-4) (Chemicon) labeled with FITC were used as secondary antibodies.

1-7. 핵형분석1-7. Karyotyping

핵형은 pNTES-1 및 pNTES-2 세포를 각각 28과 24 계대째 분석하였다. pNTES-1 및 pNTES-2를 0.02 ㎍/ml의 colcemide (Sigma)를 첨가하여 한 시간 동안 37℃에서 5% CO2 조건 하에서 배양하였다. 단일세포화 및 저장성 KCl (0.56%)에서 20분간 노출 후, 세포는 저장용액에 담은 후, 메탄올과 아세트산이 3:1 비율로 혼합된 용액으로 고정 후 현미경용 유리슬라이드에 부드럽게 떨어뜨려졌다. Giemsa (1:20 희석, Sigma)로 20분간 염색 후, 염색체상은 1,000 배 배율로 관찰되었다.Karyotypes were analyzed at 28 and 24 passages for pNTES-1 and pNTES-2 cells, respectively. pNTES-1 and pNTES-2 were incubated at 37 ° C. under 5% CO 2 conditions for one hour with addition of 0.02 μg / ml colcemide (Sigma). After 20 min exposure to unicellularized and hypotonic KCl (0.56%), the cells were placed in stock solution, fixed with a solution of methanol and acetic acid in a 3: 1 ratio, and gently dropped onto a microscope glass slide. After staining with Giemsa (1:20 dilution, Sigma) for 20 minutes, chromosome images were observed at 1,000-fold magnification.

1-8. 극초위성 분석1-8. Hypersatellite analysis

pNTES-1, pNTES-2 그리고 각각의 공여핵세포의 게놈 DNA 는 표준 페놀추출방법을 통해 추출되었다. 간단히, 물리적으로 절개된 pNTES-1 및 pNTES-2 콜로니 및 단일 세포화된 공여핵 세포는 프로테이네이즈 K가 포함된 라이시스버퍼[0.05 M Tris (pH 8.0), 0.05 M EDTA, 0.5% SDS]에서 반나절 반응시켰다. 단백질은 페놀추출로 제거하였으며, DNA는 에탄올을 넣어 침전시켰다. 게놈 DNA 시료는 FAM, TET, 혹은 HEX 형광 표지된 아홉개의 돼지 DNA 극초위성마커 (S0005, S0007, S0086, S0230, SW61, SW902, SW980, SW1661, and SWR 1004)를 이용하여 분석되었다. 절편 길이의 변화는 형광 표지된 영역-특이 프라이머를 이용한 PCR과 PAGE를 이용하여 DNA 서열분석기 (ABI 373; Applied Biosystems, Foster City, CA) 상에서 이루어졌다. 증폭 산물인 뉴클레오타이드 절편 길이는 자사 소프트웨어 (GeneScan and Genotyper; Applied Biosystems)를 이용하여 측정되었다.The genomic DNA of pNTES-1, pNTES-2 and individual donor nuclei were extracted using standard phenol extraction methods. Briefly, physically dissected pNTES-1 and pNTES-2 colonies and single-celled donor nucleus cells were lysed buffer containing proteinase K [0.05 M Tris (pH 8.0), 0.05 M EDTA, 0.5% SDS]. It was reacted half day at. Proteins were removed by phenol extraction, and DNA was precipitated with ethanol. Genomic DNA samples were analyzed using nine pig DNA hypersatellite markers (S0005, S0007, S0086, S0230, SW61, SW902, SW980, SW1661, and SWR 1004) FAM, TET, or HEX fluorescently labeled. Changes in fragment length were made on a DNA sequencer (ABI 373; Applied Biosystems, Foster City, Calif.) Using PCR and PAGE with fluorescently labeled region-specific primers. The nucleotide fragment length, an amplification product, was measured using our software (GeneScan and Genotyper; Applied Biosystems).

1-9. 역전사-중합효소연쇄반응1-9. Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction

배양된 pNTES-1 및 pNTES-2의 배상체의 RNA는 Kim 등 (Kim, S. et al. (2005). Mol. Reprod. Dev. 72, 88-97)의 방법에 따라 Trizol (Invitrogen)을 사용하여 추출되었으며 20 마이크로리터의 RNase가 첨가되지 않은 물로 용해되었다. 총 RNA는 역전사-중합효소연쇄반응에 사용되었다. 역전사반응은 37도에서 60분간 이루어졌다. 각 역전사반응 (각 33㎕) 은 5 mM MgCl2, 1 RT buffer, 2.5 mM oligo(dT), 1 mM dNTP 및 50 IU의 murine leukemia virus reverse transcriptase (MoMLV; Amersham Pharmacia Biotechnologies, Oakville, ON, Canada)에서 이루어졌다. 돼지 β-actin의 발현은 역전사-중합효소연쇄반응의 대조군으로 사용하였다. 각 프라이머의 서열을 표 1에 나열하였다. cDNA (2㎕)는 250 U Ex-Taq polymerase (Takara, Shiga, Japan), 5㎕의 10x buffer, 2.5 mM deoxy-NTPs 및 각각 50 pmol 의 상행, 하행 프라이머가 포함된 50㎕에서 증폭되었다. 증폭산물은 1㎕/ml 에티듐 브로마이드가 포함된 1x TAE 버퍼로 만들어진 1.5% 아가로즈 젤 내에서 자외선파장 하에서 관찰되었다. 각 젤의 이미지는 Gel Doc 2000 Gel Documentation System (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA)을 이용하여 저장되었다.RNA of the cultured pNTES-1 and pNTES-2 embryos was determined by Kim et al. (Kim, S. et al. (2005). Mol. Reprod. Dev. 72, 88-97) using Trizol (Invitrogen). Extraction was carried out using 20 microliters of RNase and dissolved in water without addition. Total RNA was used for reverse transcriptase-polymerase chain reaction. Reverse transcription was performed at 37 degrees for 60 minutes. Each reverse transcription reaction (33 μl each) was performed at 5 mM MgCl 2 , 1 RT buffer, 2.5 mM oligo (dT), 1 mM dNTP and 50 IU of murine leukemia virus reverse transcriptase (MoMLV; Amersham Pharmacia Biotechnologies, Oakville, ON, Canada) Was done in. Expression of porcine β-actin was used as a control of reverse transcriptase-polymerase chain reaction. The sequence of each primer is listed in Table 1. cDNA (2 μL) was amplified in 50 μL with 250 U Ex-Taq polymerase (Takara, Shiga, Japan), 5 μl of 10 × buffer, 2.5 mM deoxy-NTPs and 50 pmol of up and down primers, respectively. Amplification products were observed under UV wavelengths in 1.5% agarose gel made with 1 × TAE buffer with 1 μl / ml ethidium bromide. Images of each gel were stored using the Gel Doc 2000 Gel Documentation System (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA).

Figure 112009030099565-PAT00001
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<실시예 2: 결과>Example 2: Results

총, 각각 30일령 돼지 태아 섬유아세포 (CF1) 및 신생자돈 섬유아세포 (CP1) 로부터 46개 및 14개의 배반포가 제작되었다. 표 2에서 보는 바와 같이, 두 개의 그룹간 재조합, 분할, 그리고 배반포 형성에 차이가 나타나지 않았다. 투명대가 제거된 배반포로부터 물리적으로 분리된 ICM은 수 차례 세정되었으며, 유사분열능이 불활화된 쥐 섬유아세포 지지세포층에 뿌려졌다. 콜로니 형성은 5-8 일 후에 관찰되었다. 돼지 배아줄기유사세포는 단단해 보이고 뚜렷한 외형을 지닌 전형적인 배아줄기세포의 형태를 보였다. 고배율의 위상차 현미경하에서, 배아줄기유사세포는 높은 뚜렷한 핵인 및 리보좀이 포함된 높은 세포질 대비 핵크기의 비율을 나타내었다 (그림 1A 과 C). 그러나, 몇 개의 콜로니는 배아줄기유사세포 형태를 2-5 계대 동안 유지하다가, 그 후 분화되거나 퇴행되었다. 단 두 개의 세포주만 분화 혹은 퇴행되지 않고 성공적으로 배양되었다. 각 세포주는 52 (pNTES-1) 혹은 48 (pNTES-2) 계대 이상 배양되었다. CP1 보다 CF1을 사용하였을 때보다 배아줄기유사세포주 확립비율이 낮았다 (2.2% 대 7.1%; 표 2).In total, 46 and 14 blastocysts were produced from 30-day-old pig fetal fibroblasts (CF1) and neonatal pig fibroblasts (CP1), respectively. As shown in Table 2, there was no difference in recombination, splitting, and blastocyst formation between the two groups. ICM, physically isolated from the blastocyst, from which the zona pellucida was removed, was washed several times and sprayed on the mitotic inactivated mouse fibroblast support cell layer. Colony formation was observed after 5-8 days. Porcine embryonic stem-like cells showed a typical embryonic stem cell morphology with a solid appearance and distinct appearance. Under high magnification phase contrast microscopy, embryonic stem-like cells showed a high ratio of nuclear size to cytoplasm containing high distinct nuclei and ribosomes (Figures 1A and C). However, some colonies maintained embryonic stem-like cell morphology for 2-5 passages and then differentiated or degenerated. Only two cell lines were successfully cultured without differentiation or degeneration. Each cell line was cultured over 52 (pNTES-1) or 48 (pNTES-2) passages. Embryonic stem-like cell line establishment rate was lower than that of CF1 than that of CP1 (2.2% vs. 7.1%; Table 2).

Figure 112009030099565-PAT00002
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pNTES-1 및 pNTES-2의 핵형은 38개의 상염색체와 XX 성염색체의 정상 염색체상을 보였다 (그림 1B 와 D). 마우스와 인간 배아줄기세포와 같이, pNTES-1와 pNTES-2는 높은 AP 활성및 Oct-4 발현능을 보였다. pNTES-1 및pNTES-2 세포의 면역염색은 항 세포표면 당쇄 항체인 항-SSEA-1, 항-SSEA-4, 항-TRA-1-60, 그리고 항-TRA-1-81 항체를 이용하여 수행되었다. pNTES-1 및 pNTES-2 간에 유사한 발현패턴을 나타내었다(도 2).The karyotypes of pNTES-1 and pNTES-2 showed normal chromosomes of 38 autosomal and XX sex chromosomes (Figures 1B and D). Like mouse and human embryonic stem cells, pNTES-1 and pNTES-2 showed high AP activity and Oct-4 expression. Immunostaining of pNTES-1 and pNTES-2 cells was carried out using anti-surface glycochain antibodies, anti-SSEA-1, anti-SSEA-4, anti-TRA-1-60, and anti-TRA-1-81 antibodies. Was performed. Similar expression patterns were shown between pNTES-1 and pNTES-2 (FIG. 2).

pNTES-1 및 pNTES-2의 Oct-4, Nanog, Sox-2Rex-1의 발현정도는 RT-PCR로 측정되었다. pNTES-1 및 pNTES-2에서의 이들 마커의 발현은 각각의 배반포보다 높았다(도 3).The expression levels of Oct-4 , Nanog , Sox-2 and Rex-1 of pNTES-1 and pNTES-2 were measured by RT-PCR. The expression of these markers in pNTES-1 and pNTES-2 was higher than the respective blastocysts (FIG. 3).

pNTES-1 및 pNTES-2 세포를 14일간 플라스틱 페트리접시에서 배양 후, 배상체가 형성되었다(도 4). 몇 가지 삼배엽 특이 유전자의 발현을 7일 및 14일의 배상체에서 측정하였다. β-III 투불린 (외배엽, 신경세포), 아밀라제 (내배엽, 췌장) 및 엔올라제 (중배엽, 근육)의 전사체가 검출되었다.After incubating pNTES-1 and pNTES-2 cells in plastic petri dishes for 14 days, embryoid bodies were formed (FIG. 4). Expression of several trigeminal specific genes was measured in embryoid bodies on days 7 and 14. Transcripts of β-III tubulin (ectoderm, neurons), amylase (endoderm, pancreas) and enolase (mesoderm, muscle) were detected.

pNTES-1 및 pNTES-2 세포의 극초위성 분석은 이들이 유래된 각각 공여핵세포 (CF1 및 CP1)와 일치함을 보여주었다(표 3).Microsatellite analysis of pNTES-1 and pNTES-2 cells showed that they are consistent with donor nucleated cells (CF1 and CP1), respectively, from which they originated (Table 3).

Figure 112009030099565-PAT00003
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a는 각 극초위성 마커와 관련하여, 유전형은 크기에 의해 결정됨a is associated with each hypersatellite marker, genotype determined by size

b는 CF1c 및 CD1d에서 공여세포로 이용된 미니어처 돼지 태아 섬유아세포b is miniature porcine fetal fibroblast used as donor cells in CF1c and CD1d

c는 pNTES-1에 이용된 30일째 복제된 태아 섬유아세포 및 공여세포c is cloned fetal fibroblast and donor cell on day 30 used for pNTES-1

d는 pNTES-2에 이용된 신생 복제 자돈 섬유아세포 및 공여세포d is the neoplasm of reproductive piglets and donor cells used for pNTES-2

e는 음성 대조군: IVF 배반포로부터 유래된 ESCse is negative control: ESCs derived from IVF blastocysts

도 1은 pNTES-1과 pNTES-2 세포의 위상차 및 핵형 사진으로, pNTES-1 (A)과 pNTES-2 (C) 세포의 각각 28계대, 24계대의 핵형 사진이며, pNTES-1 과 pNTES-2 세포는 전형적인 배아줄기세포 형태와 뚜렷한 경계를 지니고 있다. 기준선= 200 ㎛. 또한, 각각 28 및 24 계대의 pNTES-1 (B)과 pNTES-2 (D)의 G-밴딩 핵형을 나타낸 것으로, 두 세포 모두 18 쌍의 상염색체와 정상 XX 핵형을 보인다.FIG. 1 is a phase difference and karyotype picture of pNTES-1 and pNTES-2 cells, which are the karyotype images of 28 passages and 24 passages of pNTES-1 (A) and pNTES-2 (C) cells, respectively, pNTES-1 and pNTES- 2 cells have distinct boundaries with typical embryonic stem cell types. Baseline = 200 μm. In addition, the G-banding karyotypes of pNTES-1 (B) and pNTES-2 (D) of the 28 and 24 passages, respectively, both cells show 18 pairs of autosomal and normal XX karyotypes.

도 2는 pNTES-1과 pNTES-2의 특징을 분석한 결과로, pNTES-1과 pNTES-2는 여섯 개의 줄기세포 특이 마커를 이용하여 분석되었다. pNTES-1 (28계대)은 높은 AP (A), SSEA-4 (B), TRA-1-60 (C), SSEA-1 (D), Oct-4 (E) 그리고 TRA-1-81 (F) 활성을 보이고, pNTES-2 (24 계대)도 AP (G), SSEA-4 (H), TRA-1-60 (I), SSEA-1 (J), Oct-4 (K), 그리고 TRA-1-81 (L) 활성을 보인다.2 is a result of analyzing the characteristics of pNTES-1 and pNTES-2, pNTES-1 and pNTES-2 was analyzed using six stem cell specific markers. pNTES-1 (28 passages) has high AP (A), SSEA-4 (B), TRA-1-60 (C), SSEA-1 (D), Oct-4 (E) and TRA-1-81 ( F) showed activity, pNTES-2 (24 passages) also showed AP (G), SSEA-4 (H), TRA-1-60 (I), SSEA-1 (J), Oct-4 (K), and It exhibits TRA-1-81 (L) activity.

도 3은 배반포 (A), pNTES-1 (B) 그리고 pNTES-2 (c) 에서 Nanog, Oct-4, Sox-2Rex-1 유전자를 역전사-중합효소연쇄반응으로 검출한 것이다. 기준선 = 200 .Figure 3 shows the reverse transcriptase-polymerase chain reaction of Nanog , Oct-4 , Sox-2 and Rex-1 genes in blastocysts (A), pNTES-1 (B) and pNTES-2 (c). Baseline = 200.

도 4는 배상체의 광학현미경 사진 및 삼배엽 특이 발현 유전자의 RT-PCR 검출결과로, (A)는 7일 혹은 14일 배양된 배상체의 모습을, (B)는 pNTES-1과 pNTES-2 세포에서 유래된 배상체에서의 삼배엽 특이유전자의 RT-PCR 검출 결과를 나타낸 것이다. 기준선 = 100 ㎛.FIG. 4 shows the results of RT-PCR detection of the embryonic body under the light micrograph and the gene expression of the trioderm-specific expression gene. (A) The embryonic body cultured on 7 or 14 days, and (B) pNTES-1 and pNTES- RT-PCR detection results of trioderm specific genes in embryoid bodies derived from 2 cells are shown. Baseline = 100 μm.

<110> HWANG, WOO SUK <120> Establishment and characterization of embryonic stem-like cells from porcine somatic cell nuclear transfer blstocysts <160> 16 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gagaccttca acacgccg 18 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggaaggtgga cagcgagg 18 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggagagatac caaccagtga 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 accagttggt gtttaggttg 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gagacaaatc tcgctaggtg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 tggagaccac aggatagttc 20 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 cagagcaaga acagcagcta ctt 23 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gtgaactcca tctcgtccat gccctc 26 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 cgaagctgga caaggagaag 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 ctccaggttg cctctcactc 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 acctagctct gaggttgtga 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 gtcagttaaa cccctagcct 20 <210> 13 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 gcctgggcgc cgagtgga 18 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gggcgagccg ttcatgtagg tctg 24 <210> 15 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 gcgtacgcaa attaaagtcc aga 23 <210> 16 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 cagcatccta aacagctcgc agaat 25 <110> HWANG, WOO SUK <120> Establishment and characterization of embryonic stem-like cells          from porcine somatic cell nuclear transfer blstocysts <160> 16 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gagaccttca acacgccg 18 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggaaggtgga cagcgagg 18 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggagagatac caaccagtga 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 accagttggt gtttaggttg 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gagacaaatc tcgctaggtg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 tggagaccac aggatagttc 20 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 cagagcaaga acagcagcta ctt 23 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gtgaactcca tctcgtccat gccctc 26 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 cgaagctgga caaggagaag 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 ctccaggttg cctctcactc 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 acctagctct gaggttgtga 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 gtcagttaaa cccctagcct 20 <210> 13 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 gcctgggcgc cgagtgga 18 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gggcgagccg ttcatgtagg tctg 24 <210> 15 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 gcgtacgcaa attaaagtcc aga 23 <210> 16 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 cagcatccta aacagctcgc agaat 25  

Claims (8)

하기 특징 중 적어도 한 특징을 갖는 돼지 배아줄기세포주:Porcine embryonic stem cell line having at least one of the following characteristics: (1) 45회 이상 계대 배양 동안 미분화상태를 유지함;(1) remain undifferentiated for at least 45 passages; (2) 알칼라인 포스파타제 활성을 유지함;(2) maintain alkaline phosphatase activity; (3) OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 및 TRA-1-81 중에서 선택된 적어도 하나의 마커를 발현함;(3) expresses at least one marker selected from OCT-4, Nanog, Sox-2, Rex-1, SSEA-1, SSEA-4, TRA-1-60 and TRA-1-81; (4) 정상적인 이배체의 핵형을 유지함; 및(4) maintain the normal diploid karyotype; And (5) 외배엽, 내배엽 및 중배엽으로 분화 가능함.(5) Possible to differentiate into ectoderm, endoderm and mesoderm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, pNTES-1 또는 pNTES-2인 것을 특징으로 하는 돼지 배아줄기세포주.Porcine embryonic stem cell line characterized in that pNTES-1 or pNTES-2. (1) 돼지의 체세포를 배양하여 공여핵 세포를 준비하는 단계;(1) culturing pig somatic cells to prepare donor nuclear cells; (2) 돼지의 난자를 탈핵하여 수핵 난자를 준비하는 단계;(2) denuclearizing the egg of the pig to prepare a nucleus ovum; (3) 상기 공여핵 세포의 핵을 상기 수핵 난자에 이식하고, 상기 공여핵 세포의 핵과 상기 수핵 난자를 융합시킴으로써 핵 이식란을 제조하는 단계;(3) preparing a nuclear transfer embryo by grafting the nucleus of the donor nucleus cell to the nucleus nucleus, and fusing the nucleus of the donor nucleus cell with the nucleus nucleus; (4) 상기 핵이식란을 리프로그래밍, 활성화 및 생체외 배양시켜 배반포를 형성하는 단계; 및(4) reprogramming, activating and ex vivo culture of the nuclear transfer embryos to form blastocysts; And (5) 상기 배반포로부터 내세포괴를 분리하고, 상기 내세포괴를 미분화상태로 배양하여 돼지 배아줄기세포주를 확립하는 단계를 포함하는 돼지 배아줄기세포주의 제조방법.(5) A method for producing a pig embryonic stem cell line comprising the step of separating the inner cell mass from the blastocyst and incubating the inner cell mass in an undifferentiated state to establish a pig embryonic stem cell line. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 단계 (1)의 돼지의 체세포는 체세포 복제된 돼지의 체세포인 것을 특징으로 하는 제조방법.Pig somatic cells of step (1) is a production method, characterized in that the somatic cells of the somatic cloned pig. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 체세포는 섬유아세포인 것을 특징으로 하는 제조방법.The somatic cell is a manufacturing method, characterized in that the fibroblasts. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 단계 (5)에서 내세포괴는 영양외배엽을 물리적으로 제거하여 분리하는 것을 특징으로 하는 제조방법.In the step (5), the inner cell mass is characterized in that the separation by physically removing the trophic ectoderm. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 단계 (5)에서 내세포괴를 LIF는 배제되고, bFGF를 포함하는 배지에서 배양하는 것을 특징으로 하는 제조방법.In step (5), the LIF is excluded from the inner cell mass, the production method, characterized in that the culture in a medium containing bFGF. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 bFGF는 10내지 30 ng/ml의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 제조방 법. The bFGF production method characterized in that it comprises a concentration of 10 to 30 ng / ml.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101374190B1 (en) * 2011-04-19 2014-03-17 대한민국 Porcine embryonic stem cell and the method for preparing porcine embryonic stem cell from porcine immature oocytes comprising thereof
CN108315304A (en) * 2017-01-16 2018-07-24 南京医科大学 The construction method of one boar naive embryonic stem cell lines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101374190B1 (en) * 2011-04-19 2014-03-17 대한민국 Porcine embryonic stem cell and the method for preparing porcine embryonic stem cell from porcine immature oocytes comprising thereof
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