실시간으로 생체의 주요 장기를 정밀하게 모니터링함으로써 조기 진단을 가능하게 하면, 이후의 근치적 치료와 의료적 의사결정의 기회를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 수직 그래핀 스트레인 센서(VGS)를 사용하여 심장, 폐, 요로방광과 같은 수축성 생체 장기에서 생리학적 반응을 순간적으로 모니터링하는 방법을 보고한다. 해당 센서는 뛰어난 감도와 안정성을 지닌다. VGS의 전기 저항(즉, 감도)을 모니터링하며, 이는 생체 장기의 극미한 수축 운동에 대응하고 장기 변위는 수 mm 이내의 규모이다. 병리 진단을 위해 심근경색, 폐섬유화, 척수손상 모델을 포함한 정상 및 손상 설치류 모델을 비교하여, 병변에 근거해 증상을 구별하고 의료적 의사결정을 안내할 수 있는 VGS 센서의 역량을 강조하였다. 결과는 VGS가 이식 가능한 생체적합 응용 분야에 유용할 수 있으며, 체내(in vivo) 진단 플랫폼의 유망한 구성 요소가 될 수 있음을 시사한다.

불멸화된 세포주보다 더 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 hESC-ELC가 차세대 장 독성 모델로 활용될 수 있음을 시사한다.

아토피 피부염(AD)은 Th1과 Th2 세포 간의 불균형으로 인해 발생하는 염증성 피부질환이다. AD 환자는 가려움, 과도한 건조, 붉거나 염증이 있는 피부뿐만 아니라 수면장애와 우울증과 같은 합병증을 겪는다. 현재 이용 가능한 AD 치료는 많지만, 장기적인 안정성과 비교 효과에 대한 충분한 데이터가 부족하다. 또한 이들 치료는 다양한 부작용으로 인해 한계가 있다. 다분화능을 지닌 중간엽 줄기세포(multipotent mesenchymal stem cells, M-MSCs)는 차세대 AD 치료를 위한 잠재력을 가질 수 있다. 중간엽 줄기세포(MSCs)는 면역 기능을 조절하고 국소 염증 반응을 억제할 수 있다. 인간 배아줄기세포(hESC)에서 유래한 M-MSCs는 더불어 안정적인 공급이 가능하다는 장점도 있다. L507 항체 어레이에서 M-MSCs는 대체로 골수유래 중간엽 줄기세포(bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BM-MSCs)와 유사한 경향을 보였으나, M-MSCs의 면역조절 기능은 BM-MSCs보다 우수해 보였다. M-MSCs의 면역조절 기능 특성을 바탕으로, 등쪽 피부에 AD 병변이 있는 마우스에서 M-MSC 배양액 농축액(M-MSC conditioned media concentrate, MCMC)을 시험하였다. MCMC은 마우스 등쪽 피부에서 염증성 사이토카인의 RNA 발현 수준을 유의하게 감소시켰다. 또한 혈청 IgE 수준을 억제하였다. 더불어 유의한 병리조직학적 개선이 확인되었다. 결론적으로, M-MSC의 분비물은 AD 관련 염증성 병변을 효과적으로 개선할 잠재력이 있다. M-MSCs는 차세대 AD 치료에 활용될 가능성을 보여주었다.

실시간으로 생체의 주요 장기를 정밀하게 모니터링함으로써 조기 진단을 가능하게 하면, 이후의 근치적 치료와 의료적 의사결정의 기회를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 수직 그래핀 스트레인 센서(VGS)를 사용하여 심장, 폐, 요로방광과 같은 수축성 생체 장기에서 생리학적 반응을 순간적으로 모니터링하는 방법을 보고한다. 해당 센서는 뛰어난 감도와 안정성을 지닌다. VGS의 전기 저항(즉, 감도)을 모니터링하며, 이는 생체 장기의 극미한 수축 운동에 대응하고 장기 변위는 수 mm 이내의 규모이다. 병리 진단을 위해 심근경색, 폐섬유화, 척수손상 모델을 포함한 정상 및 손상 설치류 모델을 비교하여, 병변에 근거해 증상을 구별하고 의료적 의사결정을 안내할 수 있는 VGS 센서의 역량을 강조하였다. 결과는 VGS가 이식 가능한 생체적합 응용 분야에 유용할 수 있으며, 체내(in vivo) 진단 플랫폼의 유망한 구성 요소가 될 수 있음을 시사한다.

불멸화된 세포주보다 더 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 hESC-ELC가 차세대 장 독성 모델로 활용될 수 있음을 시사한다.

아토피 피부염(AD)은 Th1과 Th2 세포 간의 불균형으로 인해 발생하는 염증성 피부질환이다. AD 환자는 가려움, 과도한 건조, 붉거나 염증이 있는 피부뿐만 아니라 수면장애와 우울증과 같은 합병증을 겪는다. 현재 이용 가능한 AD 치료는 많지만, 장기적인 안정성과 비교 효과에 대한 충분한 데이터가 부족하다. 또한 이들 치료는 다양한 부작용으로 인해 한계가 있다. 다분화능을 지닌 중간엽 줄기세포(multipotent mesenchymal stem cells, M-MSCs)는 차세대 AD 치료를 위한 잠재력을 가질 수 있다. 중간엽 줄기세포(MSCs)는 면역 기능을 조절하고 국소 염증 반응을 억제할 수 있다. 인간 배아줄기세포(hESC)에서 유래한 M-MSCs는 더불어 안정적인 공급이 가능하다는 장점도 있다. L507 항체 어레이에서 M-MSCs는 대체로 골수유래 중간엽 줄기세포(bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BM-MSCs)와 유사한 경향을 보였으나, M-MSCs의 면역조절 기능은 BM-MSCs보다 우수해 보였다. M-MSCs의 면역조절 기능 특성을 바탕으로, 등쪽 피부에 AD 병변이 있는 마우스에서 M-MSC 배양액 농축액(M-MSC conditioned media concentrate, MCMC)을 시험하였다. MCMC은 마우스 등쪽 피부에서 염증성 사이토카인의 RNA 발현 수준을 유의하게 감소시켰다. 또한 혈청 IgE 수준을 억제하였다. 더불어 유의한 병리조직학적 개선이 확인되었다. 결론적으로, M-MSC의 분비물은 AD 관련 염증성 병변을 효과적으로 개선할 잠재력이 있다. M-MSCs는 차세대 AD 치료에 활용될 가능성을 보여주었다.

ICH S7B 안전성 약리학 가이드라인의 요구사항에 따라, 인간 줄기세포 유래 심근세포(CMs)를 이용한 다수의 차세대 심독성 연구가 전 세계적으로 수행되고 있다. 여러 줄기세포 유래 CMs가 상용화를 위해 개발되고 있음에도 불구하고, 이러한 CMs가 동물 실험을 대체할 수 있는지 검증하기에는 연구가 충분하지 않다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포(hESC)에서 유래한 시험관 내 고효율 CM(hESC-CMs)을 시험관 내에서 1차 배양한 쥐-CMs과 심독성 검사용 in vivo 실험동물인 Sprague-Dawley 흰쥐와 비교하였다. In vivo 쥐에는 이소프로테레놀 100 mg/kg, 독소루비신 15 mg/kg, 또는 니페디핀 100 mg/kg을 연속 2회 주사하였으며, 시험관 내 쥐-CMs 및 hESC-CMs에는 각각 이소프로테레놀 5 μM, 독소루비신 5 μM, 니페디핀 50 μM을 처리하였다. 우리는 다양한 분자생물학적 마커 및 형태학적 분석에 대한 hESC-CMs 평가의 동등성을 검증하였다. 또한 우리는 심장 손상에 대한 이온 채널의 전기생리학적 분석에서, 종 간 변이성을 구별할 수 있는 hESC-CMs의 장점을 확인하였다. 본 연구 결과는 차세대 심독성 평가를 위한 고효율 hESC-CMs의 가능성과 장점을 보여준다. [BMB Reports 2020; 53(8): 437-441].

• 의식-ECG Transformer를 제안하여 HRV(심박변이도)를 포착함으로써 의식 상태 추정을 수행한다. • 잡음에 강건한 실시간 의식 상태 추정 시스템을 개발한다. • 본 방법은 수면 단계 판독과 마취 수준 모니터링에서 기준 방법을 능가한다. • 실제 수술에서의 ECG 데이터를 통해 시스템을 검증하여 임상 적용 가능성을 입증한다. 의식 상태 추정은 환자 안전을 보장하고 건강 결과를 최적화하기 위해 수면 단계 판독과 마취 관리 등 다양한 의료 환경에서 중요하다. 전통적 방법은 주로 뇌전도(EEG)를 활용하나, 잡음에 대한 높은 민감성과 통제된 환경이 요구되는 문제에 직면한다. 본 연구에서는 비침습적이고 신뢰할 수 있는 의식 상태 추정을 위해 심전도(ECG) 신호를 활용하는 의식-ECG Transformer를 제안한다. 우리의 접근은 의식 상태와 무의식 상태를 구분하는 심박변이도 특징을 효과적으로 포착하기 위해 디커플드(query) 어텐션을 적용한 트랜스포머를 사용한다. 우리는 실시간 모니터링을 포함한 의식 상태 추정 시스템을 구현하고, 수면 단계 판독 및 수술 중 마취 수준 모니터링과 관련된 데이터셋에서 시스템을 검증하였다. 실험 결과, 본 모델은 기준 모델보다 우수하며, 수면 단계 판독에서 0.877, 마취 수준 모니터링에서 0.880의 정확도를 달성하였다. 또한 본 모델은 수면 단계 판독과 마취 수준 모니터링에서 각각 0.786 및 0.895의 최고 area under the curve(AUC) 값을 보였다. 제안된 시스템은 특히 동적인 임상 환경에 적합하며, EEG 기반 방법에 대한 실용적이고 강건한 대안을 제공한다. 본 결과는 ECG 기반 의식 모니터링이 환자 안전을 향상시키고 의식 상태에 대한 이해를 진전시킬 수 있는 잠재력을 보여준다.

) 용액을 각각 투여하였으며, 대조군에는 주 3회, 4주 동안 생리식염수 1.5 mL를 투여하였다. 피부 병변 점수와 경표피 수분 손실은 대조군에 비해 cExos 및 hExos 군에서 감소하였다. 엑소좀 처치는 염증성 사이토카인(인터페론-γ, 인터루킨-2, 인터루킨-4, 인터루킨-12, 인터루킨-13, 인터루킨-31)의 혈청 농도를 감소시키는 한편, 항염증성 사이토카인(인터루킨-10, transforming growth factor-β)의 농도를 증가시켜 엑소좀의 면역조절 효과를 시사하였다. 피부 미생물군 분석 결과, 엑소좀 처치는 피부의 세균성 불균형(dysbiosis)을 완화하였다. 이러한 결과는 동종(allogeneic) 및 이종(xenogeneic) 엑소좀 치료가 개에서 CAD를 완화할 수 있음을 시사한다.

플루벤다졸(FBZ)은 튜불린 결합을 통해 미세소관 형성과 기능을 교란하는 방식으로 기생충 감염을 치료하는 데 널리 사용되는 벤즈이미다졸 계열 구충제이다. 최근에는 항암 목적으로도 그 사용이 확대되어 벤즈이미다졸 약물에 대한 환경 노출이 증가하고 있다. 그러나 특히 수중 척추동물에서 FBZ가 신경 발달에 미치는 영향은 아직 충분히 이해되지 못한 실정이다. 본 연구는 제브라피시 모델을 이용하여 신경 발달 기간 동안의 FBZ 잠재적 발생독성을 조사하고자 하였다. 전반적인 발달 변화 분석, 형태학적 이상, 세포사멸, 유전자 발현 변화, 축삭 길이 측정, 전기생리학적 신경 기능 평가를 포함한 다양한 분석을 수행하였다. FBZ 노출은 생존율, 부화율, 심박수 및 발달 이상 발생에 대해 농도 의존적인 영향을 유발하였다. 특히 FBZ 유도 변화에는 체장, 머리 크기 및 눈 크기의 감소가 포함되었으며, 중추신경계에서 세포사멸 세포가 확인되었다. 유전자 발현 분석 결과, 세포사멸 관련 유전자(p53, casp3, casp8)의 상향 조절, 신경 분화 관련 유전자(shha, nrd, ngn1, elavl3)의 하향 조절, 그리고 신경 성숙 및 축삭 성장 관련 유전자(gap43, mbp, syn2a)의 변화가 관찰되었다. 또한 운동신경 축삭 길이가 짧아지고 전기생리학적 신경 기능이 손상된 양상이 관찰되었다. 이러한 결과는 제브라피시 배아의 신경 발달에 대한 FBZ의 잠재적 위험성에 관해 새로운 통찰을 제공하며, 벤즈이미다졸 계열 구충제의 환경 독성에 대응하기 위한 위험 예방 전략 및 치료적 접근의 필요성을 강조한다.