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Articles by Susan M. Majka in JoVE
JoVE General
Hoechst의 분리 및 특성 낮은 CD45 부정적인 마우스 폐 Mesenchymal 줄기 세포
1Charles C. Gates Regenerative Medicine and Stem Cell Biology Program, University of Colorado Denver, 2Department of Medicine, University of Colorado Denver, 3Cancer Center, University of Colorado Denver, 4Webb Waring Institute, University of Colorado Denver
이 문서에서 우리는 murine 주민 폐 mesenchymal 줄기 세포 (MSC 폐), 그들의 확장, 특성화 및 immunomodulatory 속성의 분석의 절연을 보여줍니다.
Other articles by Susan M. Majka on PubMed
줄기 세포: Minireview를
가 소성을 일생의 과정을 통해 유지 하는 성인 유래 줄기 세포의 식별 줄기 세포 생물학의 분야를 변화 하고있다. 뼈 파생 된 골 수 조 혈 줄기 세포 (HSC)는 이러한 multipotential 셀의 가장 well-characterized 인구. 먼저 자신의 능력을 혈액 계보를 다시 구성 하 고 구조 lethally 방사능된 호스트에 대 한 식별,이 세포 또한 골격 근육, 심장 myocytes, 혈관 내 피, 간, 뇌 조직으로 통합 하 고 분화 표시 되었습니다. HSC의 다양 한 인구는 공부 하 고, 악용 하는 Sca 1 등의 세포 표면 마커 식 c 키트, CD34, 그리고 린; 뿐만 아니라, 중요 한 염료 Hoecsht 33342 abilityto 경과. Vivo에서 다양 한 조직 유형으로 engrafted 기증자 파생 셀의 검색은 힘 드는 과정 및 베타-galactosidase 색도계 반응 또는 항 체 라벨 또는 형광 현미경 검사 법으로는 염색체 검색 제자리 교 잡 통한 녹색 형광 단백질 (GFP)을 통해 감지 될 수 있습니다. 이러한 기법을 사용 하 여, 특정 줄기 세포 호스트 조직 재생, 자기 갱신 및 transdifferentiation의 조직에 대 한 검색이 열렸습니다. 기술의 한계 잘못 된 결과 제공할 수 있습니다 비록 그들이 자극 하기 때문에 이러한 종류의 실험을 해석할 때 주의 촉구 한다.
골격 근육에서 별개 조상 인구 골 파생 되며 다른 셀 운명을 혈관 재생성 하는 동안 전시
혈관 progenitors 이전에 혈액과 골 수;에서 고립 됐다 여기, 우리가 정의 존재, 표현 형, 잠재력, 및 혈관 progenitors 성인 골격 근육 내에서 상주의 기원. 셀의 두 가지 인구 hindlimb 근육에서 동시에 고립 되었다: 높은 정화 조 혈 줄기 세포 및 혈액 다시 구성 하지 않는 비 SP 셀 쪽 인구 (SP). SP 근육 세포에서 파생 하 고 충만 한 골 수 SP에 의해 세포; 발견 그러나, 근육 환경 내에서 그들은 phenotypically SP 골 수 세포에서 별개 했다. 비-SP 전지와 또한 골 수 줄기 세포에서 파생 된 엽 형으로 progenitors를 포함 합니다. 근육 SP와-SP 셀 Rosa26 마우스에서 격리 되었고 유전자 일치 된 받는 사람 다친된 근육에 직접 주입. 혈관 재생성 하는 동안 endothelium에 engrafted SP 셀 및 평활 근에 engrafted 비 SP 셀. 따라서, 혈관 progenitors의 고유한 인구 골격 근육 내에서 거주 하는 골 수에서 파생 되 고 부상을 유발 혈관 재생성 하는 동안 다른 셀 운명을 전시.
표현 형 및 근육 파생 된 조 혈 줄기 세포의 감소 된 기능 변경
골격 근육 파생 셀 lethally 방사능된 쥐의 주요 말 초 혈액 계보를 다시 따라서 조 혈 줄기 세포 (HSC) 처럼 행동을 가능성이 있다. 우리가 최근에 근육 HSC 활동 (ms-HSC)와 세포 익스프레스 CD45, Sca-1, 조 혈 기원 제안 것으로 나타났습니다. 여기 우리는 ms HSC의 phenotype에 관한 문학에서 모순을 명확히 하 고 정확 하 게 이러한 세포의 조 혈 원점을 정의 하고자 합니다.
소설 주민 폐 줄기 세포의 식별: 형태와 폐 쪽 인구의 기능
폐 조직, mesenchyme, 상피, 혈관 등의 모든 혈통을 바꾸려면 주민 폐 줄기 세포 기능. 폐 쪽 인구 (SP) 세포의 표현 형 조사; 현재는 그들의 기능은 현재 알 수 있다. 최근 데이터 폐 SP 세포 기관 관련 폐 전조의 풍부한 조직 관련 소스와 성체 줄기 세포의 소스 제안. 성인 폐 SP 셀 인구 고립 되었으며, 줄기 세포, 상피와 중간 엽 계보를 나타내는 표시자의 표현에 대 한 것이 특징. 이러한 연구는 성인 마우스 폐 SP CD45-엽 subpopulation, 내 상주 상피와 중간 엽 가능성으로 골 수 유래 CD45 + subpopulation에 제한 된 조 혈 능력은 확인 했습니다. 이러한 성인 폐 전조 세포를 식별 하는 기능 우리가 있습니다 추가 연구를 이러한 세포 및 조직의 항상성 및 부상에 대 한 응답 레 귤 레이 션에 그들의 역할의 잠재력을. 이 대상 인구의 식별 이전 치료 하 고, 장기 부상된 폐 조직과 폐 건강의 기능 복원 허용 하도록 것입니다.
캠프-응답 요소 바인딩 단백질/atf1의 고갈 억제 3T3 L1 셀 Ectopically CCAAT/증강 인자 바인딩 단백질 (C/EBP) 알파, C/EBP 베타 또는 PPAR 감마 2 표현 Adipogenic 변환
Adipocytes에 preadipocytes의 차별화 "마스터 adipogenic 규제"의 식에 의해 조율 된 CCAAT/증강 인자 바인딩 단백질 (C/EBP) 베타, peroxisome proliferator 활성화 수용 체 감마 (PPARgamma) 및 C/EBP 알파. 또한, 캠프 응답 요소 바인딩 단백질 (CREB)의 활성화는 필요 하 고 adipogenic 변환 홍보 하 고 성숙한 adipocytes의 apoptosis를 방지 하기에 충분. 이 보고서에서 CREB와 밀접 하 게 관련된 요소 ATF1 홍보 CREB의 부재에서 adipogenesis 및 adipogenesis의 후반 단계에서 CREB의 기능 검색을 찾아보기 마스터 adipogenic 레 귤 레이 터의 능력을 고갈 하 작은 간섭 RNA를 사용 했습니다. CREB/ATF1 손실 차단 3T3 L1 셀 athymic 쥐에 이식 문화 또는 F442A 3T3 세포에서의 adipogenic 변환. CREB/ATF1 손실 방지 PPARgamma, C/EBP 알파의 표현 및 adiponectin Pref 1의 손실을 저해. CREB/atf1의 손실을 저해 셀 ectopically C/EBP 알파, C/EBP 베타 또는 Ppargamma2을 개별적으로 표현에 adipogenic 변환. CREB/ATF1 고갈 표현 하는 PPARgamma2 및 C/EBP 알파 세포에서 지질 축적을 감소 하지 않았다 하지만 adiponectin 식 저하 심각 했다. 반대로 constitutively 활성 CREB의 소성 식 adipogenesis C/EBP 베타의 고갈 때문에 그러나 PPARgamma2 또는 C/EBP 알파의 손실 때문이 아니라의 봉쇄를 극복. CREB/ATF1 고갈 우리가 이전에 CREB의 지배적인 부정적인 형태를 사용 하 여 관찰 했다 C/EBP 베타의 식을 억제 하지 않았다. 마지막으로 결과 CREB PPARgamma2 유전자의 전사를 촉진 보여주는 제공 됩니다. 결과 CREB 및 ATF1 중심 역할을 adipogenesis에서 개별 마스터 adipogenic 레 귤 레이 터의 식은 그들의 손실을 보상 하기 수 없기 때문에 나타냅니다. 데이터는 또한 CREB 나중 단계에서 뿐만 아니라 adipogenic 변환의 시작 하는 동안 뿐만 아니라 작동 하는 것을 나타냅니다.
Rosiglitazone 소설 체형 인구에서 골 수 유래에 대 한 순환의 조상 세포의 개발을 촉진 합니다
개별 adipocytes 새로운 adipocytes의 세대의 크기에서 증가로 인해 증가 된 지방 조직 질량 비만 체중 증가 특징. 새로운 adipocytes 상주 지방 조직 preadipocytes, 중간 엽 조상 세포에서 발생 하는 것으로 추정 된다. 그러나, 그것이 가능한 특정 bm, 다른 조직에서 조상 세포 지방 조직에서 새로운 adipocytes의 발전에도 기여할 수 있습니다. 우리 전체 BM 세포에서 유전자 변형 쥐 GFP 표현 야생-타입 C57BL/6 마우스에 이식 하 고 그들을 겪고 높은 지방 다이어트 또는 몇 주 동안 thiazolidinedione (TZD) rosiglitazone (ROSI)으로 치료 하 여이 가설을 테스트. 지방 조직 조직학 검사 또는 adipocytes의 FACS 누구의 번호 ROSI 치료 또는 고 지방 먹이로 크게 증가 했다 GFP(+) multilocular (ML) adipocytes의 존재를 공개 했다. 이 ML adipocytes adiponectin, perilipin, 지방산 의무적인 단백질 (FABP), leptin, C/EBPalpha, 및 PPARgamma 하지만 하지 uncoupling 단백질-1 (UCP-1), CD45 hematopoietic 혈통 마커 또는 CDllb monocyte 마커를 표현. 그들은 또한 증가 미토 콘 드 리아 콘텐츠 전시. ROSI 치료 동물에서 엽 하 고 조 혈 조상 세포 수준의 순환의 증가와 동시 되었다 GFP(+) ML adipocytes의 모습. 우리 TZDs 및 고 지방 먹이 지방 조직 및 ML adipocytes에 그들의 차별화를 순환 시 조 셀 BM 파생 매매 홍보 결론.
Syndecan 4 표현 Sp에서 근육 조상 세포 근육 재생성 하는 동안 위성 셀으로 Engraft
골격 근 위성 세포, 기저 lamina 및 myofibers의 플라즈마 멤브레인 사이 위치 해 있다 골격 근육 재생성에 필요한. 근육 재생성에 기여할 위성 세포의 mesoangioblasts, 사이드 인구 (SP) 세포, 중간 엽 줄기 세포 등 세포 계보 다른 용량 위성 줄기 세포의 식별은 복잡. 우리는 각각 위성 세포 인구의 75% 및 myonuclear 인구의 30%를 제공 하 고 효율적으로 근육 재생성에 이식 하는 경우 호스트 위성 휴대 틈새로 engrafts SP 근육의 드문 하위 집합을 특징입니다. 위성 셀 위치에서 이러한 세포가 발견 하 고 격리 된 myofibers 준수 자발적 문화에서 myogenesis를 받 다. 우리는이 하위 집합 SP 셀 (위성 SP 셀), ABCG2, Syndecan 4, Pax7 식 특징 구성 하답니다 근육 줄기 세포 위성 세포 및 생체 조건 myonuclear 자손 들을 생성할 수 있는 제안 합니다.
엽 중간체를 통해 골수성 혈통에서 흰색 Adipocytes의 드 노 보 세대는 지방 창 고, 연령과 성별 특정
흰색 adipocytes 상주 지방 조직 중간 엽 조상 세포에서 발생을 일반적으로 가정 합니다. 우리는 성인과 이전에 새롭거나 지방 조직 거주 엽 조상 인구에 hematopoietic 원점을 두 드 노 보의 발전을 위해 흰색 adipocytes의 하위 집합을 정의 하 여이 패러다임을 도전 한다. 계보 및 cytogenetic 분석 밝혀 그 골 수 조상 (BMP)-파생된 adipocytes 및 체형 progenitors 셀 퓨전의 부재에 있는 골수성 혈통을 통해 조 혈 세포에서 발생 합니다. 글로벌 진 식 분석 지적 BMP 파생 된 지방 세포는 타고 난 adipocytes 하지만 미토 콘 드리 아 속과 지질 산화에 관련 된 유전자의 감소 식에서 기존의 흰색 또는 갈색 adipocytes에서 다른 염증 성 유전자 발현을 증가 했다. BMP 파생 adipocytes 나 이와 함께 축적, 더 높은 숫자에 피하 지방 및 여성 대 남성 생쥐 보다 내장. BMP 파생 adipocytes 따라서 지방 서비스 센터가 질 및 지방 대사와 노화와 소모가 염증에 해로운 변화 부분에 계정 수.
Osteoblasts 형식 Calcified 구조 건설 기계 임대 체 외 및 체 외에서 유도 만능 줄기 세포에서 파생
체세포 배아 줄기 (ES의) 세포 같은 상태 또는 유도 만능 줄기 (iPS) 세포로 재프로그래밍 맞춤형된 세포 치료를 위한 유망한 새로운 장소로 떠오르고 있다. 이 연구에서 우리는 감독된 차별화 뼈, 연골 및 지방을 체 외로 분화 및 생체 외 및 생체 조건에 비 계 osteoblast 형 유지 murine iPS 세포의 능력을 평가 하기 위해 수행. Embryoid 시체 murine iPS 세포에서 파생 된 차별화 매체에서 8 ~ 12 주에 대 한 교양 했다. 차별화는 혈통 특정 형태, 유전자 발현, 조직학 얼룩 및 매트릭스 증 착을 검색 하는 immunostaining에 의해 평가 되었다. 확장의 12 주 후에 iPS 파생 된 osteoblasts syngenic ICR 마우스에 피하 이식 뒤 gelfoam 매트릭스에 시드 했다. 임 플 란 트 12 주에가 걷이 했다 그리고 셀, 미네랄 및 매트릭스 콘텐츠의 조직학 분석 수행 했다. 뼈, 연골 및 지방 중간 엽 혈통으로 iPS 세포의 분화 형태, 그리고 혈통 특정 유전자의 표현에 의해 확인 되었다. IPS 셀 파생 된 osteoblasts의 격리 된 임 플 란 트 매트릭스 osteocalcin 및 뼈 sialoprotein를 포함 하 여 뼈의 특성을 표현. 임 플 란 트 알리자린 레드와 강화 및 osteoblast 형의 지 속성을 보여주는 von Kossa 스테인드도 했다. 혈관의 모집과는 임 플 란 트의 microvascularization도 발견 되었다. 함께 찍은, 이러한 데이터 iPS 세포 생체 외 및 생체 조건에서 기능 osteoblast 차별화 고 그들의 잠재력에 대 한 가치 평가 정형 의학에서 사용 하는 셀의 소스 및 정형 외과 질환의 분자 메커니즘의 이해 공개.
Bleomycin을 이용한 섬유 증의 병 리는 연관 된 이펙터 T-세포 증식을 조절 하는 주민 폐 중간 엽 줄기 세포의 손실
조직 상주 중간 엽 줄기 세포 (MSCs)는 조직 복구 또는 재생성, 섬유 증, 염증, 혈관 신생, 및 종양 형성의 중요 한 레 귤 레이 터. 여기, 우리는 주민 폐 MSCs (luMSCs)의 인구 T 세포 반응의 변조를 통해 bleomycin 부상의 심각도 통제 하는 기능을 정의 합니다. 이러한 생 luMSCs 고 이끌려 섬유 증 (폐 섬유 증), 염증, 및 폐 동맥 고혈압 (PAH)의 bleomycin 유도 손실. 격리 된 Lumscs의 행정에 의해 거주 줄기 세포의 교체 감쇠 bleomycin 연관 된 병 리 및 완화 PAH의 개발. 또한, luMSC 세포의 숫자가 감소 하 고 granulocytes bronchoalveolar 액체에서 변조 하 고 이펙터 시험관에서 T-세포 증식의 억제를 시연 했다. 글로벌 진 식 분석 표시는 Lumscs는 폐 섬유 아 세포 proinflammatory 중재자 및 profibrotic 경로에서 서로 다른 독특한 stromal 모집단. 우리의 결과 부상; 후 폐 무결성을 보호 하기 위해 luMSCs 함수를 입증 그러나, 생 MSCs 손실 된 경우이 함수 폐 부상 하는 동안 소설이 인구의 중요성을 보여주는 손상 됩니다. 이 인구 murine 및 인간의 폐 조직에 생체 조건 정의 부상 하는 동안 폐 수리를 촉진 하기 위하여 생 셀 구조에서 감독 치료 전략의 개발을 용이 하 게.
간결한 리뷰: 체형의 기원: 가능성을 무게
지방 조직 시체와 에너지 항상성, 수 유, 인슐린 감도, 및 염증의 역할을 수행 하는 중요 일 분 비 기관에서 에너지는 저수지입니다. 그것 암암리 다른 해부학 적 위치에 지방 공통 기원과 동종 기능 했다 간주 되었다, 그러나 그것은 분명 지역적 차이 지방 조직 특성과 기능에 존재 하는 지금. 이 깊은 복 부 또는 내장 지방 증가, 하지만 하지 주변 지방 조직 및 비만과 관련 된 대사 장애 간의 링크에 의해 exemplified입니다. 지방 함수에 지역적 차이 다른 지방 창 고를 구성 하는 개별 체형 인구에 큰 부분에서 만기가 됩니다. 지난 10 년간에 주로 발생 한 증거가 나타냅니다 도중 및 개발 후 뚜렷한 체형 인구 프로세스의 수에 의해 생성 됩니다. 이러한 다른 세균 세포 층에서 adipocytes의 생산, 엽 progenitors mesodermal 원본에서 고유한 preadipocyte 인구 형성 adipocytes에서 골 수에서 조 혈 줄기 세포의 생산 등. 이 검토는 정상적인 지방 조직 형성의 관련성 및 비만 관련 된 질병에 기여 하 고 이러한 프로세스의 각 검사 합니다.
반작용을 나타낸 산소 종의 감소 폐 동맥 평활 근 세포에서 CREB 고갈 Hypoxia 유발을 방지합니다
Hypoxia 유발 된 폐 동맥 고혈압 (PAH) 진보적인 개장 및 폐 동맥 시스템의 영구적인 혈관 특징 치명적인 질병 이다. 폐 동맥 (PA)의 리 모델링 하는 것은 부드러운 근육 세포 (SMC) 증식, 비 대, 마이그레이션 및 mitogens로 elicited 상승 된 세포 외 기질 (ECM) 생산 및 oxidants hypoxic 모욕에 대 한 응답에서 생산을 포함 한다. 우리는 이전에 녹음 방송 요인 캠프 응답 요소 바인딩 단백질 (CREB) 쥐 또는 만성 저 산소 증에 노출 하는 송아지에 리 모델링된, 고혈압 혈관의 내측 PA Smcs에 고갈 보도 했다. 문화, CREB 손실 exogenous oxidants 또는 혈소판 유래 성장 인자에 의해 PA Smcs에서 유도 될 수 있다. CREB PA SMCs 작은 간섭 RNA (siRNA)와 강제 소모 그들의 확산, 비 대, 마이그레이션, dedifferentiation, 및 ECM 생산을 유도 하기 위해 충분 하다. 이 있는 것으로 나타났다 제 및 중간 Smcs에 CREB의 물질 유발 손실, 부분적으로, 펜 실바 니 아에 대 한 책임 두껍게. 여기, 우리가 테스트 여부를 제 썩은 고기 수에 PA SMCs CREB의 손실을 방지 하 고 SMC 확산, 마이그레이션 및 체 외 및 in vivo 모델을 사용 하 여 ECM 생산을 억제 합니다. PA SMCs 노출 hypoxia 유발 과산화 수소 (H2O2) 생산과 CREB의 손실. 치료 exogenous H2O2 또는 두 번째 제 Smcs의 죄-1, normoxic 조건 CREB 고갈 elicited. Exogenous H2O2 또한 SMC 확산, 마이그레이션, 유도 및 증가 엘라 스 틴 수준을 않았다 CREB의 고갈. In vivo, superoxide dismutase 모방, Tempol, 또한 중간 SMCs. Tempol에서 CREB의 손실을 방지 하 여 파 벽의 두껍게 hypoxia 유발 억제 또한 감소 증 hypoxia 유발 SMC 확산과 엘라 스 틴 착은 실바 데이터 동맥 벽에 CREB 수준 oxidants hypoxia에 대 한 응답에서 생산 하 여 일부 규제 나타내고 CREB SMC phenotype과 PA 개장 조절에 중요 한 역할을 한다.
Osteoblasts 생체 외 및 생체 조건 건설 기계 임대에서 유도 만능 줄기 세포 형태 Calcified 구조에서 파생 된
Esc 키와 같은 상태, 또는 유도 만능 줄기 (iPS) 세포에 체세포를 재프로그래밍 맞춤형된 세포 치료를 위한 유망한 새로운 장소로 떠오르고 있다. 이 연구에서 우리는 감독된 차별화 뼈, 연골, 그리고 지방을 체 외로 분화 및 생체 외 및 생체 조건에 비 계 osteoblast 형 유지 murine iPS 세포의 능력을 평가 하기 위해 수행. Embryoid 시체 murine iPS 세포에서 파생 된 차별화 매체에서 이루어짐 주에 대 한 교양 했다. 차별화는 혈통 특정 형태, 유전자 발현, 조직학 얼룩 및 매트릭스 증 착을 검색 하는 immunostaining에 의해 평가 되었다. 확장의 12 주 후에 iPS 파생 된 osteoblasts syngenic 각 인 피하 이식 뒤 gelfoam 매트릭스에 시드 했다 지역 (ICR) 마우스 제어. 임 플 란 트 12 주에가 걷이 했다, 셀과 미네랄 및 매트릭스 콘텐츠의 조직학 분석 수행 했다. 뼈, 연골, 지방의 엽 혈통으로 iPS 세포의 분화 형태와 리니지 관련 유전자의 표현에 의해 확인 됐다. IPS 세포 유래 osteoblasts의 격리 된 임 플 란 트 매트릭스 osteocalcin 및 뼈 sialoprotein를 포함 하 여 뼈의 특성을 표현. 임 플 란 트 알리자린 레드와 강화 및 osteoblast 형의 지 속성을 보여주는 von Kossa 스테인드도 했다. 혈관의 모집과는 임 플 란 트의 microvascularization도 발견 되었다. 함께 찍은, 이러한 데이터 iPS 세포 생체 외 및 생체 조건에서 기능 osteoblast 차별화 고 그들의 잠재력에 대 한 가치 평가 정형 의학 및 정형 외과 질환의 분자 메커니즘의 이해를 사용 하 여 셀의 소스 공개.
프로그래밍 방식으로 변경: 유도 Pluripotency 시대에 폐 질환 연구
인간의 폐 연구는 질환의 동물 모델을 통해 주로 지난 세기 동안 놀라운 진전이 있다. 미래에 대 한 도전으로 인간의 질병이이 발견을 번역 하 고 의미 있는 질병 수정 이나 심지어 치료를 가져올 것입니다. 미래에 transformative 요법을 생성 하는 기능 인체 조직, 현재 상황의 가장 아래 부족 한 필요 합니다. 불행 하 게도, 환자 유래 체세포 특징 수시로 가난 하 게 하 고 문화에 한정 된 수명이 있다. 또한, 이러한 셀 연구원은 그들의 연구 결과 질병 시작 프로세스를 정리 하는 여부는 단순히 약리학 적인 내정간섭 또는 후속 호스트 응답의 결과 대 한 질문을 떠나 여러 약물 요법에 노출 말기 질환 환자에 게 서 얻은 자주는. 여러 셀 및 조직 형식의 초기 질병 공부의 목표 모델 폐 질환 유도 만능 줄기 세포 (iPSCs)의 사용에 대 한 제어 관심이 있다. 이러한 셀 관련 폐 연구에 대 한 대체 모델을 제공 하 고 특히 다른 폐 질환으로 상속 가능 폐 동맥 고혈압 유전적 조건에서 질병 프로세스의 개시를 공부에 대 한 약속을 잡고. 이러한 관점에서 우리는 잠재적인 iPSC 폐 혈관 질환 연구에서 모델로 사용 하기 위해 사용 iPSC 다양 한 고급 폐 질환에에서 초점.
