Silencing of Sox2 using RNA interference in mouse neuroepithelial stem cells for functional analysis

Abstract

Sox2는 배아줄기세포와 신경줄기세포에서 우세하게 발현되는 전사인자이다. Sox2는 Sox family에 속하는데, 이 Sox family는 DNA-binding high-mobility group domain을 가지고 있으면서 배아의 발생 과정을 조절하고, 세포의 분화결정에 관여하고 있다 (1). 특별히 전사인자 Sox2는 신경줄기세포의 증식과 분화가능성을 유지하는 데에 필수적인 역할을 한다고 알려져 있다. 이러한 Sox2의 발현이 억제된 Sox2-null mutant embryos의 경우, 전사인자 Sox2의 작용이 억제되므로 중추신경계의 발달이 억제된다. 또한 이 연구에 사용된 신경줄기세포는 흰쥐 배아의 전뇌 피질에 분포하고 있으며, 중추신경계를 이루는 neuron과 astrocyte 그리고 oligodendrocyte와 같은 세 가지 의 신경세포들로 분화할 수 있는 가능성을 가지고 있다. 그리고 이 신경줄기세포에서는 전사인자 Sox2가 발현되며, 신경줄기세포의 분화에 중요한 조절인자로 작용하고 있다. 따라서 신경줄기세포에서의 Sox2의 기능연구는 신경 발달 연구에 중요한 의미를 가지고 있으며, 이러한 신경줄기세포에서의 Sox2의 기능연구를 위하여 RNA interference의 방법의 사용이 필수적이다. 하지만 현재까지의 연구결과들은 보면 줄기세포에서의 RNA interference방법은 그 효율이 낮아 이 부분의 연구가 필요하다고 본다. 그러므로 이 연구에서는 신경줄기세포에서 Sox2를 대상으로 한 적합한 RNA interference방법을 제시하고 있다. 이 연구에서는 특별히 RNAi lentivirus infection과 siRNA duplex transfection방법을 이용하여 실험하였으며, 이러한 실험 결과들로부터 RNAi lentivirus infection보다는 siRNA duplex transfection 방법이 신경줄기세포에서 더욱 효율적인 것을 알 수 있었다. 따라서 이러한 siRNA duplex transfection을 사용하여 전사인자 Sox2의 기능연구가 가능할 것으로 본다.;Sox2 transcription factor is expressed in the embryonic stem cells of the blastocyst and in the neuroepithelial stem cells. It is a member of the Sox family of proteins that carry a DNA-binding high-mobility group domain and additional domains that regulate embryonic development and cell fate determinations (1). Sox2-null mutant embryos cannot give rise to embryonic or trophectoderm lineages, indicating that Sox2 plays an essential role in early embryo precursor cells and their in vitro stem cell equivalents (1, 2). Neuroepithelial stem cells are defined as a multipotent, self-renewing cell population, which are able to generate the three major central nervous system (CNS) lineages neurons, astrocytes and oligodendrocytes (3). There has been great interest in exploiting the potential of CNS stem and precursor cells for brain repair. Here we suggest several ways of downregulating Sox2 to characterize the role of Sox2 in neuroepithelial stem cells. We transfected neuroepithelial stem cells with Sox2 siRNA duplex that have an effect on knock down against Sox2. Moreover we infected mouse neuroepithelial stem cells with RNAi lentiviruses that expressed shRNAs against Sox2. Our data has shown that the siRNA duplex transfection in mouse neuroepithelial stem cells was more efficient for silencing of Sox2 than siRNA lentivirus infection.