3D 바이오 프린팅 기술 현황과 응용

김성호(Sung Ho Kim),여기백(Ki Baek Yeo),박민규(Min Kyu Park),박종순(Joung Soon Park),기미란(Mi Ran Ki),백승필(Seung Pil Pack) 한국생물공학회 2015 KSBB Journal Vol.30 No.6

3D printing technology has been used in various fields such as materials science, manufacturing, education, and medical field. A number of research are underway to improve the 3D printing technology. Recently, the use of 3D printing technology for fabricating an artificial tissue, organ and bone through the laminating of cell and biocompatible material has been introduced and this could make the conformity with the desired shape or pattern for producing human entire organs for transplantation. This special printing technique is known as “3D Bio-Printing”, which has potential in biomedical application including patient-customized organ out-put. In this paper, we describe the current 3D bio-printing technology, and bio-materials used in it and present it"s practical applications.

흰쥐 부분 근육 절제 모델에서 지방유래줄기세포의 치료 효과

황옥경 ( Ok Kyung Hwang ),홍일화 ( Il Hwa Hong ),기미란 ( Mi Ran Ki ),( Se Il Park ),박진규 ( Jin Kyu Park ),한정연 ( Jung Youn Han ),홍경숙 ( Kyung Sook Hong ),지애리 ( Ae Ri Ji ),정재호 ( Jae Ho Jeong ),강경선 ( Kyung Seon Ka 한국조직공학·재생의학회 2009 조직공학과 재생의학 Vol.6 No.4

Adipose tissue derived stem cells(ASCs) are multipotent cells capable of forming bone, cartilage, and other connective tissues. In this study we evaluated the effect of stem cells derived from adipose tissue on the muscle regeneration in partial removed skeletal muscle in rats. Male sprague-dawley rats were randomly divided into three groups: control, PBS-injected and ASCs-injected group. Stem cells were isolated from rat abdominal adipose tissue by collagenase digestion and ASCs labeled with superparamagnetic iron oxide(Feridex) were used. Muscle injury was subjected to rat bypartial removal of quadriceps femoris muscle. The labeled cells were directly injected into the muscle injured area after muscle injury an hour. After 2 weeks, histological analysis was performed using H&E staining and prussian blue staining. The muscle regeneration markers were examined by immunohistochemistry and RT-PCR. ASCs labeled with Feridex were detected by prussian blue staining in injured muscle area. Microscopical muscle regeneration and neovascularization were more increased in ASCs-injected group compared to PBS-injected group. The expression level of Pax7, MyoD and myogenin were more significantly increased in ASCs-injected group compared with the PBS-injected group. This preliminary observation shows that ASCs may be directly involved in the regeneration process of injured skeletal muscle; therefore the possibility of using ASCs as a stem cell therapy for muscle regeneration need to be further investigated for the purpose of clinical trials.

Bovine Tuberculosis of Korean Native Cattle in an Abattoir

Seong-Jun Jang(장성준),Sun-Hee Do(도선희),Mi-Ran Ki(기미란),Il-Hwa Hong(홍일화),Jin-Kyu Park(박진규),Ae Ri Ji(지애리),Kyu-Shik Jeong(정규식) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.12

소 결핵은 만성적으로 서서히 진행 되어 쇠약해 지기 때문에 일반적으로 사후 검시 후에 확인 된다. 소결핵의 감염이 대부분 폐에서 발생하기 때문에 심한 경우에는 기침, 비루 및 호흡 곤란을 유발 한다. 본 고에서는 도축장에서 나온 사체의 심장, 간, 신장, 폐, 복수, 임파선 및 내장에서 얻은 시료를 분석한 것이다. 사체의 부검 검시도중 다양한 모양과 크기의 결핵 병변이 관찰 되었다. 백색 크림 색깔의 결핵은 화농성으로 임파선, 폐 및 장간막을 포함하여 흉막강에 퍼져 있었다. 폐와 임파선의 그램 염색과 Ziehl-Neelsen’s acid-fast 염색 결과 강한 조직화학적 양성 반응을 나타내었다. Acid-fast에 염색된 유기체들이 현미경 검경에서 발견 되었다. 본 고에서는 의심원인체로 사료되는 Mycobacterium bovis의 조직학적 발견을 근거로 이에 의한 소결핵의 조직병리학적 소견을 보고하는 바이다. Bovine tuberculosis is generally detected postmortem because it is a chronic debilitating disease. Since tuberculosis is mainly found in the lungs, clinical signs including coughing, nasal discharge, and difficulty breathing can occur in severe instances. In the present study, specimens were collected from the heart, liver, kidney, lung, pleural cavities, lymph nodes and intestines of carcasses found in an abattoir. According to post-mortem examination and inspection of carcasses, tuberculosis lesions were varied in appearance and size. Tubercles of a white cream color were disseminated throughout the pleural cavity including the lymph nodes, lungs and mesentery containing pus. Gram and Ziehl-Neelsen’s acid-fast staining for the lung and lymph nodes revealed a highly positive histochemical reaction. The acid-fast organisms were observed histologically in the lesions under a microscope. This report demonstrated the histopathology of bovine tuberculosis based on the histological findings of Mycobacterium bovis, which is a suspected causative agent.

Sudden Death Caused by Clostridium perfringens Type D Enterotoxemia in Feedlot Cattle

Seong-Jun Jang(장성준),Sun-Hee Do(도선희),Mi-Ran Ki(기미란),Il-Hwa Hong(홍일화),Jin-Kyu Park(박진규),Yu-Jeong Cho(조유정),Ae Ri Ji,Se-Il Park,Sang-Joon Park(박상준),Tae-Hwan Kim(김태환),Dong-Mi Kwak(곽동미),Kyu-Shik Jeong(정규식) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.5

비육우의 공장, 회장 및 결장의 특징적 괴사 출혈성 장염 증상은 폐사 증후군과 관련이 있는 것으로 인식되고 있다. 특히 젖먹이 송아지들이 폐사 증후군에 가장 영향을 받는데, 포유시 송아지에게 과식을 시키거나, 비위생적 초유 급유, 체온 하강 및 스트레스는 장독혈증 발생의 원인들이다. 2006년 7월 중 경북 영천 지역에서 축우의 폐사가 발생하였다. 식욕부진, 의기소침, 간헐적인 설사 및 경미한 호흡 곤란을 제외하고는 특별한 임상 증상은 없었으나, 조직학적 소견에 의하면, 심장, 신장, 간, 비장 및 임파선을 포함한 각종 기관에서 globular leukocytes의 침윤뿐 아니라 핵내 봉입체가 현저하게 나타났다. 비장과 림프조직에서는 림프 괴사와 림프구 괴사로 인한 ‘starry sky appearance’를 나타내었다. 소장 점막 하에서는 다량의 globular leukocytes와 호산 구의 침윤과 함께 호 염기성 세포 집단이 관찰되었다. 봉입체가 있는 소장 조직의 단면은 그램 염색에 대해 조직 화학적으로 양성반응을 나타내었다. 결론적으로, 비축우의 폐사 원인은 조직학적 및 조직화학적 분석 결과를 근거로 Clostridium perfringens D 형균에 의한 장독혈증으로 진단되었다. Sudden deaths have occurred in feedlot cattle with marked necro-hemorrhagic enteritis of the jejunum, ileum and colon. Suckling beef calves are the most frequently affected. Over-consumption of large amounts of milk, inadequate colostrum intake, chilling and stress are conducive to the development of enterotoxemia. Enterotoxemia caused by Clostridium perfringens type D mostly occurs following a sudden change of diet, particularly to feeds made richer in order to grow the cattle to market weight in feedlots. During July 2006, sudden deaths of cattle occurred in the Youngcheon regional area of Gyeongbuk province. There were no significant clinical signs except anorexia, depression, intermittent diarrhea and mild respiratory failure. Histological findings revealed a prominent intranuclear inclusion as well as infiltration of the globular leukocytes in various organs including the heart, kidneys, liver, spleen and lymph nodes. Spleen and lymphatic tissues showed lymphatic necrosis and a starry sky appearance. In the submucosa of the small intestines, basophilic aggregation was detected with massive infiltration of the globular leukocytes and eosinophils. Gram staining for the tissue sections containing inclusions of the small intestines revealed a positive histochemical reaction. Taken together, we suggest that Clostridium perfringens type D-induced enterotoxemia is determined to be the cause of sudden death of feedlot cattle.

Intestinal and Mesenteric Lymphosarcoma on Alcohol Liver Disease in the Mice

Dong-Wei Yuan(위엔동웨이),Hai-Jie Yang(양해걸),Il-Hwa Hong(홍일화),Mi-Ran Ki(기미란),Jin-Kyu Park(박진규),Moon-Jung Goo(구문정),Hye-Rim Lee(이혜림),Seung-Eun Yoo(유성은),Kyu-Shik Jeong(정규식) 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.11

알코올 유도성 조직 손상에 있어서 adrenomedullin의 발현 및 그 영향에 대한 연구 중, 실험 마우스 중의 한 개체에서 장간막 림프절과 장 내에서 림프육종이 발생한 것을 확인하였다. 림프육종은 마우스 계통에 따라 발생율이 다르지만 알려진 바로는 두 번째로 발생율이 높은 자발성 종양 질환 중 하나이다. 본 증례에서 육안적인 관찰 결과, 절제된 장에서 다소 경도가 높거나 연한 경도를 가지는 부분이 혼재된 크림색의 mass가 내강으로 돌출된 것과 함께 장간막에서 역시 동일한 형태의 mass가 관찰되었다. 종양성 세포들은 주로 점막 내로 침습하고 있는 모습을 나타내고 있으며 원형의 과염색성 핵과 소량의 세포질을 함유하고 있었다. 본 림프계 종양에 있어서 그 세포들의 기원은 CD20, CD3, vimentin에 대한 면역염색을 실시하여 확인하였다. In the study of investigate the expression and effects of adrenomedullin (AM) in the tissue injured by ethanol in our laboratory, there were lymphosarcomas involving mesenteric lymph node and intestine discovered in experimental mice. Lymphosarcoma is probably the second most common spontaneous neoplastic disease, the incidence of which is dependent on the strain of mouse. The diagnosis of lymphosarcoma was based on gross and light microscopic studies. Grossly, the excised intestine and mesentery showed soft-to-firm, cream-colored, displayed protuberance into the lumen. The neoplastic cells had mainly infiltrated into the mucosal and mesenteric lymph node, and have round hyperchromatic nuclei and a small amount of cytoplasm. The origin of these tumor cells was determined by immunohistochemistry positive of CD20, CD3 and Vimentin.

Characterization of Bovine Brucellosis in Korean Native Cattle by Means of Immunohistochemistry and Proteomics

Seong-Jun Jang(장성준),Sun-Hee Do(도선희),Mi-Ran Ki(기미란),Il-Hwa Hong(홍일화),Jin-Kyu Park(박진규),Yu-Jeong Cho(조유정),Sang-Joon Park(박상준),Tae-Hwan Kim(김태환),Dong-Mi Kwak(곽동미),Kyu-Shik Jeong(정규식) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.2

본 연구는 브루셀라증 감염 소 혈청으로부터 분리한 항 브루셀라 면역글로블린 항체를 이용하여 조직 면역염색을 통한 브루셀라증 진단의 활용 가능성을 조사하고 병의 발생과 관련한 기능적 진단 마커를 개발하고자 하였다. Rose-Bengal test에 대해 양성 반응을 나타내어 브루셀라증으로 진단된 17개의 케이스와 음성 반응을 나타낸 19개의 대조군 케이스에 대해 조사를 실시하였다. 본 실험실에서 분리한 항 브루셀라 항체를 이용한 면역조직화학적 반응에서 간의 중심 소엽에 위치한 간세포의 세포질, 신장의 사구체 및 관 상피에서 강한 양성 반응을 나타내었다. 감염된 소의 간과 비감염 대조군의 간의 2차원 전기 영동법에 의한 단백질체를 비교 분석한 결과, 발현량이 대조군에 비해 유의적으로 증가한 5개의 단백질 스팟과 반대로 대조군에 비해 발현량이 현저히 감소한 5개의 단백질 스팟을 선별 하였다. 이 중 카탈라아제와 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase의 발현 증가는 브루셀라증에 의한 장독 쇼크에 의한 산화적 스트레스 증가에 대한 방어적 반응으로 사료 되었다. 결론적으로, 항 브루셀라 면역글로불린 항체는 감염 조직의 감별 진단을 위한 좋은 진단 재료 임과, 더 나아가 단백질체학 분석을 통해 브루셀라증 진단 및 병리 연구를 위한 새로운 마커 단백질을 제시하였다. This study was conducted to examine the utilization of immunohistochemistry using the bovine anti-brucella immunoglobulin G (IgG) antibody in the diagnosis of brucellosis and to develop a functional biomarker relation for the progress of the disease. Anti-brucella IgG antibody was purified from the affected bovine serum using an affinity chromatography. We performed our investigation on 17 cases of brucellosis and 19 control cases with negative Rose-Bengal test results. Our purified anti-brucella IgG antibody showed a positive immunoreactivity in cytoplasmic hepatocytes of the centrilobular region, and glomeruli and tubular epithelium of the kidney. The protein pattern of the affected liver versus control was analyzed by two-dimensional electrophoresis, showing a different expression pattern of proteins between the two. Five protein spots were up-regulated and another were five down-regulated in the brucellosis liver. Significant upregulaton of catalase and 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase might be due to a compensatory reaction in response to the endotoxic shock of brucella. In conclusion, the anti-brucella IgG antibody may be a good tool for discriminative diagnosis of the affected tissues and proteomics data suggest new target proteins underlying a possible pathogenic mechanism of brucellosis.

Perianal Adenocarcinoma in Dog

Hai-Jie Yang(양해걸),Sun Hee Do(도선희),Dong-Wei Yuan(위엔동웨이),Il-Hwa Hong(홍일화),Mi-Ran Ki(기미란),Jin-Kyu Park(박진규),Moon-Jung Goo(구문정),Hye-Rim Lee(이혜림),Ok-Kyung Hwang(황옥경),Jung-Youn Han(한정연),Kyung-Sook Hong(홍경숙) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.2

12.6살 된 수컷 Shitzu의 항문주위에 형성된 결절 조직의 생검을 실시하였다. 육안적 소견상 결절은 갈색과 검은색을 나타냈으며 절단면은 흰색의 균질한 물질로 가득 차 있었으며 일부에서는 괴사소견을 관찰 할 수 있었다. 광학적 현미경 상에서 종양세포들은 농축된 핵을 가지고 있으며 일부에서는 원시 종양세포들이 인접 조직을 침습하고 있는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 면역조직 화학적 염색상에서 농축된 종양세포, 주변조직에 침습한 종양세포와 기저세포는 EGFR, HER-2/neu, MMP-9, PKC α 등에 양성반응이 나타난 것을 관찰되었다. 일반적으로 개에서의 양성 항문주위선종은 다른 종양보다 4.5배 이상 발생된다는 보고(특히 수캐)가 있으나 조직병리학적 소견과 면역화학적 염색소견상 전형적인 항문주위선 샘암종은 보기 드물게 나타나므로 향후의 종양진단과 종양연구에 도움이 될 것으로 사료된다. A 12.6-year-old, male Shitzu was diagnosed with perianal adenocarcinoma. The presented mass was brown to black, 4×3×3 cm in size, and yellowish on cut section. Microscopic findings revealed that the mass composed of variable sized clusters of hepatoid cells with inconspicuous distinct. The tumor cells were polyhedral and pyknotic and exhibited high mitotic activity. Tumor cells intermingled with basaloid cells and primitive cells invaded the adjacent normal tissues. Basaloid cells exhibited positive immunoreactivity for Epidermal growth factor receptor (EGFR), human epidermal growth factor receptor (HER-2/neu), matrix metallopnateinase 9 (MMP-9), and perianal adenocarcinoma, protein kinase C alpha (PKC α). Generally, tumors of the perianal gland are common and benign 4.5 times more often than carcinoma in the dog, particularly in males. In the present report, we examined histopathological and immunohistochemical characteristics of a rare perianal adenocarcinoma in association with proteins involved tumor metastasis and adenocarcinoma development.

HER-2/neu Protein Expression in Canine Mammary Adenocarcinoma

Hai-Jie Yang(양해걸),Sun Hee Do(도선희),Dong-Wei Yuan(위엔동웨이),Il-Hwa Hong(홍일화),Mi-Ran Ki(기미란),Jin-Kyu Park(박진규),Moon-Jung Goo(구문정),Hye-Rim Lee(이혜림),Kyung-Sook Hong(홍경숙),Ok-Kyung Hwang(황옥경),Jung-Youn Han(한정연) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.1

개에서의 유선 종양진단은 총 49 case 중에서 Human epidermal growth factor receptor (HER-2/neu, c-erbB-2), Epidermal growth factor receptor (EGFR), Activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM) 등 면역조직화학적염색법을 실시하였다. 우선 49 case를 두 그룹으로 즉: 양성종양그룹 (22 case)과 악성종양그룹 (27case)으로 구분하였다. 면역조직화학적염색법의 분석결과 HER-2/neu의 발현은 양성종양에서는 31.8% (7/22), 악성종양에서는 29.6% (8/27)의 발현율을 보였고, EGFR의 발현은 양성종양에서는 27.3% (6/22), 악성종양에서는 22.2% (6/27)의 발현율을 보였으며, ALCAM의 발현은 양성종양에서는 40.9% (9/22), 악성종양에서는 7.4%(2/27)의 발현율을 보였다. 결론적으로 개에서의 유선종양진단의 발현율은 사람에서 보고된 것(25%~30%)과 비슷하게 나타났으며 임상진단분야에서 HER-2/neu 항체로 개에서의 유선종양진단에서 유용한 평가수단으로 적용될 수 있으리라 사료된다. In this study to evaluate the involvement of EGFR, HER-2/neu and ALCAM (CD166) oncogene products in canine mammary neoplastic lesions, sections of archived paraffin-embedded samples of 49 mammary tumors were analyzed immunohistochemically using antibodies against human EGFR and HER-2/neu and ALCAM. These 49 tumors were divided into 2 groups: 22 benign (19 adenoma, 3 benign mixed tumors) and 27 malignant tumors (2 simple adenocarcinomas, 5 complex adenocarcinomas, 3 solid carcinoma, 5 sclerosing carcinoma, 8 malignant mixed tumors and 4 malignant myoepithelioma). As a result of immunostaining, 31.8% (7/22) of the benign tumors and 29.6% (8/27) of the malignant tumors expressed the HER-2/neu oncogene product, EGFR expression was detected in 27.3% (6/22) of benign tumors and in 22.2% (6/27) of the malignant tumors. ALCAM expression was detected in 40.9% (9/22) of benign tumors and in 7.4% (2/27) of the malignant tumors. These results suggest that some of the biological and morphological characteristics of the tumor are associated with canine mammary gland tumors, as also reported for human breast cancer, the possibility of using anti-HER-2/neu antibodies in the treatment of canine mammary tumors.

Adenocarcinoma of Meibomian Glands and Moll Glands in the Eyelid of Canine

Dong-wei Yuan(위엔동웨이),Moon-Jung Goo(구문정),Hai-jie Yang(양해걸),Il-Hwa Hong(홍일화),Mi-Ran Ki(기미란),Jin-Kyu Park(박진규),Hye-Rim Lee(이혜림),Sung-Eun Yoo(유성은),Kyu-Shik Jeong(정규식) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.3

본 증례는 4년령의 암컷 비글종에서 발생한 것으로 점진적인 안구돌출증을 비롯하여 왼쪽 하안구 부속기에 발생한 직경 1.4 cm의 종양을 가지고 있었다. 종양의 병리조직학적 검경에서 증생된 종양 세포들이 소엽 및 섬유성 격벽으로 구분되는 관통상의 구조를 나타내고 있었다. 잘 분화된 피지선은 다양한 크기의 소엽을 형성하고 있으며 비만세포 및 단핵 염증세포의 침윤이 관찰되었다. 관강 내에는 이러한 관성구조의 정점부위에서 탈락되어 나온 호염성 물질이 관찰되었으며 일부 관성구조는 경도의 화생을 나타내고 있었다. 조직면역염색에서 세포집단은 α-SMA와 vimentin에 양성 반응을 나타내었다. 따라서 본 원발성 종양은 안검에서 발생한 내검판선 및 외검판선 유래의 선암종으로 진단되었으며 침윤되고 있는 안구내 종양은 악성 혼합종으로 진단되었다. A 4-year-old female beagle with progressive exophthalmos and which had a neoplastic mass with diameter of 1.4 cm in the left lower ocular adnexa. Histologically, the mass was composed of hyperplastic lobules and tubular structures separated by fibrous septum. The well differentiated sebaceous gland forming various sized lobules, and infiltration of mast cells and mononuclear inflammatory cells were observed. Apical decapitation secretion of these tubular structures with basophilic materials in their lumen showed mild sebaceous gland metaplasia. Immunohistochemical studying, cell groups were positive in α-SMA and vimentin. The primary tumor was diagnosed as adenocarcinoma originated from moll gland and meibomian gland of the eyelid, and the infiltrating intraocular neoplasm was diagnosed as a malignant mixed tumor.

Mixed Osteosarcoma with Metastatic Alveolar Carcinomatous Appearance in Canine Mammary Gland Tumor

Moon-Jung Goo(구문정),Il-Hwa Hong(홍일화),Jin-Kyu Park(박진규),Hai-Jie Yang(양해걸),Dong-Wei Yuan(위엔동웨이),Mi-Ran Ki,(기미란),Hye-Rim Lee(이혜림),Kyung-Sook Hong(홍경숙),Jung-Youn Han(한정연),Ok-Kyung Hwang(황옥경),Tae-Hwan Kim,( 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.12

본 증례는 개의 유선에서 발생한 골형성성의 악성 혼합 유선 종양으로 샘포의 암종성 변화를 동반하고 있다. 종양은 12년령 암캐의 좌측 5번째 유선에서 절제되었으며 직경 2~2.5㎝의 단단한 mass로 절단 시 경도가 높은 골성의 구조를 가지고 있었다. 현미경학적 관찰 시, 골유사 물질이 미네랄 침착되고 있었으며 다수의 골형성 세포와 일부 파골세포가 골생성 종양 기질 전반에 걸쳐서 관찰되었다. 이러한 골유사 병변은 높은 밀집도를 보이는 근상피 세포와 연접하고 있었으며 이러한 세포들은 수 개의 유사분열상을 나타내고 있었다. 이와 더불어, 유선세관과 샘포의 암종성 변화를 보이는 세포들이 인접 기질로 침습하고 있는 모습이 관찰되었고 이것 역시 증가된 근상피 세포들로 둘러싸여 있었다. 본 증례에서 볼 수 있는 이러한 세포들의 출현은 동시 발생된 악성 종양의 형태를 제시할 수 있으며 종양의 기원은 상피 유래의 암종성 조직과 중간엽 유래의 육종성 연골 및 골 조직으로 구별할 수 있겠다. We describe here a case of malignant mixed osteogenic tumor of the mammary gland with alveolar carcinomatous appreance. A firm, 2 to 2.5cm (in diameter) mass under the 5th nipple, showing the structure of extraosseous osteogenic sarcoma, was removed from the left 5th mammary gland of 12-year-old female dog. When investigated under the microscope, the osteoid material undergoing mineralization was surrounded by numerous scattered osteoblasts and a few osteoclastic cells throughout the osteoid tumorous stroma. The osteoid lesions were continuous with hypercellular myoepithelial cells of a very immature character with several mitotic figures. In addition, there were also carcinomatous tubules and alveoli, with invading cells into peripheral stroma, surrounded by myoepithelial cells in the mammary gland. In these lesions, emanating cords of tumor cells appear to be continuous with the myoepithelial cell layer of a duct. The presence of all these cell types suggests the existence of a common malignant origin, the stem cell being differentiated into epithelial carcinomatous and mesenchymal sarcomatous chondral and osteogenic tissues.