배경: 안정적인 돼지 배아줄기세포(pESC) 확립은 비교 발달생물학을 포함한 기초 및 생의학 연구, 그리고 줄기세포 기반 치료의 안전성을 평가하는 데 기여할 수 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고, 시험관 내에서 유래한 대부분의 pESC는 복잡한 배지와 feeder layer(공급세포층)를 필요로 하여 일상적 사용, 유전적 변형, 그리고 특정 세포 유형으로의 분화가 어렵다. 본 연구에서는 단일 세포 통과(single cell-passage) 능력, 높은 증식 잠재력, 그리고 단순화된 무혈청 배지를 사용하여 시험관 내 유래 blastocyst로부터 장기 배양에서도 안정적인 pESC를 확립하고자 하였다. 방법: 다양한 기초 배지(DMEM/F10(1:1), DMEM/F12, a-MEM)와 인자(FGF2, IWR-1, CHIR99021, WH-4-023)를 이용하여 시험관 내 blastocyst로부터 pESC 확립 효율을 평가하였다. 확립된 pESC의 만능성(pluripotency)과 자가유지(self-renewal) 능력은 feeder 또는 feeder-free 조건에서 분석하였다. 궁극적으로, 무혈청 조건에서 FGF2, IWR-1, WH-4-023로 구성된 단순화 배양 배지(FIW)를 개발하였다. 결과: pESC-FIW 계통은 단일 세포로의 통과가 가능하였고, 짧은 세포 이중화 시간(cell doubling time)을 보였으며, 만능성 표지자인 POU5F1, SOX2, NANOG뿐 아니라 세포 표면 표지자인 SSEA1, SSEA4, TRA-1-60을 발현하였다. pESC-FIW는 50번 계대(passage) 이후에도 안정적인 증식 속도와 정상 핵형(karyotype)을 보였다. 전사체(transcriptome) 분석 결과, pESC-FIW는 복잡한 배지에서 유지된 것으로 보고된 pESC와 유사했으며, 위음성(가스트룰레이션, gastrulation) 단계의 상피(epiblast) 세포 특성을 보였다. pESC-FIW는 feeder-free 조건에서 섬유소연(fibronectin) 코팅 플레이트 상에서 mTeSR™을 이용해 다수의 계대 동안 유지되었으며, feeder 조건에서 관찰된 것과 유사한 특성을 나타냈다. 결론: 이러한 결과는 WNT 및 SRC의 억제가 무혈청 조건에서 단일 세포 통과가 가능하고 feeder-free로 증식이 가능한 pESC를 확립하는 데 충분함을 시사하였다. pESC의 용이한 유지는 농업 및 생의학 분야에서 유전자 편집 기술, 그리고 계통분화(lineage commitment) 연구에의 적용을 촉진할 수 있다.

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