KR20070007030A - Novel multipotent stem cells and use thereof - Google Patents

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KR20070007030A KR1020067010523A KR20067010523A KR20070007030A KR 20070007030 A KR20070007030 A KR 20070007030A KR 1020067010523 A KR1020067010523 A KR 1020067010523A KR 20067010523 A KR20067010523 A KR 20067010523A KR 20070007030 A KR20070007030 A KR 20070007030A
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영섭 윤
더글라스 더블유. 로소르도
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카리타스 세인트 엘리자베스 메디칼 센터 오브 보스톤, 인코포레이티드
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Abstract

Disclosed is an isolated bone marrow stem cell (MBSC) having undetectable or low levels of selected cell markers including those typical of endothelial, neuronal and smooth muscle cells. Also disclosed are grafts pharmaceutical products that include such cells. Methods of making the BMSCs are also provided. The invention has a wide spectrum of useful applications including use in the prevention and treatment of cardiovascular disease. ® KIPO & WIPO 2007

Description

신규한 다능성 줄기세포 및 그의 용도{Novel multipotent stem cells and use thereof} Novel multipotent stem cells and use thereof

본 발명은 일반적으로 탐색 불가능하거나 낮은 수준의 선택 세포 마커를 갖는 분리된 골수 줄기세포(BMSCs)에 관한 것이다. 중요하게는, 세포는 다능성이며 또한 다양한 바람직한 세포유형을 만드는데 사용할 수 있다. 본 발명은 심장혈관 질환의 예방 및 치료에의 용도를 포함하여 광범위한 유용한 적용을 갖는다. The present invention generally relates to isolated bone marrow stem cells (BMSCs) having unsearchable or low levels of select cell markers. Importantly, the cells are pluripotent and can be used to make a variety of desirable cell types. The present invention has a wide range of useful applications, including use in the prevention and treatment of cardiovascular diseases.

울혈성 심장병(CHF, congestive heart failure)은 증가하는 세계적 상피성이라는 인식이 증가하고 있다. 여러 가지 원인은 예를 들어 심근 경색증(MI, myocardial infraction)으로부터 생기는 비가역적 손상을 제안하였다. There is increasing awareness that congestive heart failure (CHF) is an increasing global epithelial. Several causes suggested irreversible damage resulting from, for example, myocardial infraction (MI).

경색크기는 CHF에서 질병률 및 사망률의 주요 결정인자이다. 예를 들어 큰 경색은 좌심실(LV)의 40% 이상 영향을 미치며 대표적으로 고치기 어려운 심장성 쇼크 또는 울혈성 심장병의 급속진행과 관련되어 있다. 다년간의 원리는 심근이 제한된 자기 회복 또는 재생능력을 가지며 또한 근육의 비가역적 손실 및 심근 상처의 수반되는 수축 및 섬유증은 일련의 사건, 즉 비허혈성 심근의 진행성 심실 리모델링 작용을 하며, 이는 궁극적으로 진행성 HF를 유도한다.Infarct size is a major determinant of morbidity and mortality in CHF. For example, a large infarction affects more than 40% of the left ventricle (LV) and is associated with the rapid progression of cardiac shock or congestive heart disease, which is typically difficult to repair. The principle of many years is that myocardium has limited self-healing or regeneration ability, and also irreversible loss of muscles and concomitant contractions and fibrosis of myocardial wounds act as a series of events, progressive ventricular remodeling of nonischemic myocardium, which ultimately progresses. Induces HF

HF를 더욱 자세하게 이해하려는 노력들이 있었다. 예를 들면, 심근세포(CMC) 생존 역활의 손실은 HF와 관련된 것으로 생각된다. 이것은 HF 진행도중 생존 가능한 심근 세포를 유지하는 것을 보조하는 디자인 요법에서 약간의 중요성을 암시한다. 현재, 임상적으로 사용되는 약물 치료 또는 절차는 심근 상처를 기능 수축성 조직으로 대체하는데 효능을 보여주었다. 따라서 MI 및 HF와 관련된 주요 질병률과 사망률의 경우, 근육 및 CMC 등의 이들 증상에 관여하는 주요 병리 생리학적 결핍을 설명하는데 새로운 접근들이 추구되었다. Efforts have been made to understand HF in more detail. For example, loss of cardiomyocyte (CMC) survival role is thought to be related to HF. This suggests some importance in design therapies that assist in maintaining viable cardiomyocytes during HF progression. Currently, clinically used drug treatments or procedures have shown efficacy in replacing myocardial wounds with functional contractile tissue. Thus, new approaches have been sought to explain the major pathophysiological deficiencies involved in these symptoms, such as muscle and CMC, in the case of major morbidity and mortality associated with MI and HF.

조직 특이성 줄기세포가 원래 조직의 세포로 구별할 수 있을 뿐이라는 믿음이 널리 퍼졌다. 그러나 적어도 특정의 성인 조직-특이성 줄기세포는 원래 조직 이외의 혈통으로 구별할 수 있다는 인식이 출현하고 있다. 이러한 가소성은 트랜스-분화로 언급된다. 골수세포는 신경 외배엽 세포, 골격 조모세포, CMCs, 내피, 간 및 담도관 상피, 및 폐, 소화관 및 피부 조모세포 등 많은 비-조혈조직을 다시 살게 하는 능력을 가진 것으로 보인다. 최근에, 다능성 성인 선조 세포 (MAPCs)로 언급되는 BM 유래 줄기세포의 서브세트는 MSCs와 함께 정제되었다. MAPCs는 광범위하게 증식하여 모두 세 개의 균층의 세포로 분화하는 것으로 생각된다.  Tissue specificity The belief that stem cells can only be distinguished as cells of the original tissue is widespread. However, it is emerging that at least certain adult tissue-specific stem cells can be distinguished by lineage other than the original tissue. This plasticity is referred to as trans-differentiation. Bone marrow cells appear to have the ability to regenerate many non-hematopoietic tissues, including neural ectoderm cells, skeletal stem cells, CMCs, endothelial, liver and biliary tract epithelium, and lung, digestive and dermal stem cells. Recently, a subset of BM derived stem cells referred to as pluripotent adult progenitor cells (MAPCs) has been purified with MSCs. MAPCs are thought to multiply extensively and differentiate into cells of all three layers.

BM 유래 줄기세포의 치료학적 적용이 시도되었다. 작업은 내피 선구 세포 (EPCs), 혈관모세포, 또는 허혈성 심근에 이식된 CD34(+)세포는 신혈관 형성의 중심에 도입되며 또한 MI후에 LV 기능에 유리한 충격을 갖는 것으로 나타났다. BM 유래 조혈 줄기세포 (HSCs)의 더욱 다양한 잠재성은 다른 연구에서 입증되었다.Therapeutic application of BM derived stem cells has been attempted. Work has shown that CD34 (+) cells implanted into endothelial progenitor cells (EPCs), hemangioblasts, or ischemic myocardium are introduced at the center of neovascularization and also have a favorable impact on LV function after MI. The more diverse potential of BM derived hematopoietic stem cells (HSCs) has been demonstrated in other studies.

가능한 심장 재생을 위해 개발되는 성인 줄기세포의 또 하나의 근원은 비-조혈 간엽 줄기세포 (또는 골수 간질세포, MSCs)이다. MSCs는 성인 BM으로부터 유래 되며 또한 다혈통 분화능력을 가질 수 있다. 배지에서 MCSs는 많은 세대에 걸쳐 분화되지 않은 안정한 표현형을 유지할 수 있다. MI의 동물모델에서 쥐과, 소과 및 인간 MSCs는 심근원 분화를 행할 수 있는 것으로 입증되었다. Another source of adult stem cells developed for possible cardiac regeneration is non-hematopoietic mesenchymal stem cells (or bone marrow stromal cells, MSCs). MSCs are derived from adult BM and may also have multiline differentiation capacity. MCSs in the medium can maintain stable phenotypes that have not been differentiated for many generations. Murine, bovine and human MSCs have been shown to be capable of myocardial differentiation in animal models of MI.

상기 BM으로부터 유도된 SCs는 심근조직을 재생하는 잠재성을 갖는다는 보고들이 있지만, 이러한 미성숙 세포가 많은 임상적 잠재성을 갖는지 여부는 불명확하다. Although there are reports that SCs derived from BM have the potential to regenerate myocardial tissue, it is unclear whether these immature cells have many clinical potentials.

예를 들면, BM이 가소성을 갖는 세포집단을 함유하는 증거를 뒷받침하고 있는 반면, 단일세포 단위로부터 크게 분화되지 않은 SCs의 분리 및 확장은 치료 신뢰성 및 효능을 증가시키는 한 가지 방법으로서 중요하다. 더욱이, MAPC와 같은 일부 BM세포들을 배양하기 위한 종래의 시도들은 이들을 임상용으로 더욱 매혹적으로 만드는 값비싼 사이토킨의 사용을 필요로 하였다. 더욱 중요하게, MAPC는 배반포로 주입된 후에 심근내로 최소 접목을 나타냈다. Lin-c-KIT+세포 또는 혈관 아세포 등의 특정 BM세포는 상당한 비율의 생체내 상이한 심근조직을 재생하는 것으로 나타났다. 그러나 이들 세포는 아주 희귀하며 또한 허여된 배양방법이 부족하다. For example, while BM supports evidence that contains plastic populations with plasticity, isolation and expansion of non-differentiated SCs from single cell units is important as one way to increase treatment reliability and efficacy. Moreover, conventional attempts to culture some BM cells, such as MAPC, required the use of expensive cytokines to make them more attractive for clinical use. More importantly, MAPC showed minimal grafting into the myocardium after injection into blastocysts. Certain BM cells, such as Lin-c-KIT + cells or hemangioblasts, have been shown to reproduce a significant proportion of different myocardial tissues in vivo. However, these cells are very rare and lack a permitted culture.

특히 치료 적용에서 BM의 사용과 관련된 다른 단점이 있었다. 예를 들면 단일 인간 SC가 심근 상처 모델에서 네오혈관 신생과 근원성에 참여하는지 여부를 입증하지 못한다. EC분화는 인간 MSC를 사용하는 연구로 입증되지 않았다. MSCs를 사용하는 연구는 면역조직화학 오염에 의해 심근 표현형으로 분화를 입증하였다. 그러나 도입된 세포의 수는 작으며 또한 형태학적 특징은 성숙 CMCs와 일치하지 않았다.There were other disadvantages associated with the use of BM, especially in therapeutic applications. For example, we do not demonstrate whether a single human SC participates in neovascular neoplasia and myogenicity in a myocardial wound model. EC differentiation has not been demonstrated in studies using human MSCs. Studies using MSCs have demonstrated differentiation into myocardial phenotype by immunohistochemical contamination. However, the number of cells introduced was small and the morphological characteristics were inconsistent with mature CMCs.

따라서 이들 및 다른 결점은 심근경색 등의 심질환과 관련된 증상의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는데 사용할 수 있는 세포 근원으로서 BM를 제한적으로 사용하는 것이다. Therefore, these and other drawbacks are the limited use of BM as a cell source that can be used to prevent, treat or alleviate the severity of symptoms associated with heart disease such as myocardial infarction.

클로날이 분리함에 따라 조직 배양에 분리 및 유지하는데 편리한 BM세포를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 BM세포가 특히 EC, SMC 및 CMC 세포 중 적어도 하나 및 바람직하게 세 개 모두의 근원으로서 다능성 클론으로 유지될 수 있는 경우가 특히 바람직하다. 이러한 BM세포가 관련 증상을 예방, 치료 또는 경감하기 위해 병든 또는 손상된 심조직으로 이식할 수 있는 경우에 더욱 바람직하다.It is desirable to have BM cells that are convenient for isolation and maintenance in tissue culture as the clonal separates. It is particularly preferred if such BM cells can be maintained in pluripotent clones as a source of at least one and preferably all three of the EC, SMC and CMC cells in particular. It is more desirable if such BM cells can be transplanted into diseased or damaged cardiac tissue to prevent, treat or alleviate related symptoms.

본 발명자는 하나 또는 몇 개의 골수 세포로부터 배양(팽창)될 수 있는 새로운 부류의 다능성 골수 줄기세포(BMSCs)를 개발하였다. 바람직한 BMSCs는 오랜 기간 증식할 수 있으며 또한 적어도 3중 계대 분화를 할 수 있다. BMSCs로부터 이러한 세포의 형성은 조절할 수 있으며 또한 이식체(graft)를 포함한 분화 세포 및 조직의 잠재적으로 무제한 근원을 제공하는데 사용할 수 있다. 본 발명은 치료를 필요로 하는 처방으로 BMSCs (또는 이로부터 유도된 세포)의 이동을 포함하는 치료를 포함한 광범위한 중요한 적용을 갖는다. We have developed a new class of pluripotent bone marrow stem cells (BMSCs) that can be cultured (expanded) from one or several bone marrow cells. Preferred BMSCs can proliferate for a long time and also have at least triple pass differentiation. The formation of these cells from BMSCs can be regulated and used to provide a potentially unlimited source of differentiated cells and tissues, including grafts. The present invention has a wide range of important applications, including treatment involving the migration of BMSCs (or cells derived therefrom) into prescriptions requiring treatment.

더욱 구체적으로, 본 발명은 적어도 약 50개 집단 더블링 (PDs), 더욱 대표적으로 적어도 약 100PDs, 및 통상 약 140PDs 또는 그 이상을 위해 탐색 가능한 뇌쇠 또는 가소성 손실 없이 배지에 증식할 수 있는 골수 (BW)로부터 신규한 줄기세포(SC) 집단을 분리하였다. 하나의 태양에서 본 발명자는 인간 골수로부터 얻은 BMSCs (hBMSCs로 언급함)를 클로날로 팽창하였으며 또한 이들이 특정한 공지의 BM-유래 SC집단 예를 들어 조혈 SCs, 간엽 SCs 또는 다능성 성인 외음부 표면세포 예를 들어 내피 외음부 표면세포 (EPCs)에 속하지 않는다는 것을 밝혔다. 중요하게는 본 발명의 바람직한 BMSCs는 적절한 신호, 특히 내피세포(ECs), 유연 근육세포 (SMCs) 및 심근 세포(CMCs)로 제공하는 경우 적어도 세 개의 상이한 세포 유형으로 분화할 수 있다. 이 실시태양에서, 본 발명은 예를 들어 경색 관련 질환을 포함한 일정 범위의 심근질환과 관련된 통증을 예방, 치료 또는 경감하는데 필요한 세포 및 조직의 잠재적 무한 근원(이식체 포함)을 제공하는데 적합하다. More specifically, the present invention provides bone marrow (BW) that can proliferate in medium without browsable or plastic loss for at least about 50 population doublings (PDs), more typically at least about 100 PDs, and typically about 140 PDs or more. New stem cell (SC) populations were isolated from. In one embodiment we expanded BMSCs (referred to as hBMSCs) from human bone marrow into clonals and they also contained certain known BM-derived SC groups such as hematopoietic SCs, mesenchymal SCs or pluripotent adult vulvar surface cells. For example, it does not belong to endothelial vulvar surface cells (EPCs). Importantly, preferred BMSCs of the present invention can differentiate into at least three different cell types when provided with appropriate signals, especially endothelial cells (ECs), flexible muscle cells (SMCs) and cardiomyocytes (CMCs). In this embodiment, the present invention is suitable for providing a potential infinite source of cells and tissues (including grafts) needed to prevent, treat or alleviate pain associated with a range of myocardial diseases including, for example, infarct related diseases.

따라서 및 하나의 실시태양에서 본 발명은 표준 세포 마커 탐색 분석법에 의해 측정시 탐색 불가능하거나 또는 낮은 (무시할 수 있는) 정도의 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체 및 MHC 클래스 II 수용체의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 갖는 골수 줄기세포 (BMSCs)의 분리집단을 제공한다.Thus, and in one embodiment, the present invention provides the following cell markers at an unsearchable or low (negligible) degree as measured by standard cell marker search assays: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2 , Population of bone marrow stem cells (BMSCs) having at least one and preferably all of, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC class I receptor and MHC class II receptor To provide.

이러한 BMSCs는 중요한 용도 및 이점을 갖는다. 예를 들어 BMSCs는 고도로 가소성이며 또한 심장혈관질환 특히 재생 치료를 나타내는 질환을 처리하기 위해 세포 및 조직의 잠재적 무제한 근원을 제공하는데 사용할 수 있다. 이들 질환을 처리하기 위해 다른 SCs를 사용하려는 시도가 있었지만 이러한 세포들은 여기에 기술된 BMSCs보다 비교적 덜 가소성이다. 환자들은 다양한 심장혈관 세포 및 조직을 제공할 수 있는 치료의 부족으로 고통하였다. 본 발명은 하나 또는 다양한 심장혈관 세포 및 특히 ECs, SMCs 및 CMCs로 쉽게 변환할 수 있는 BMSCs를 처음으로 제공함으로써 이 필요를 처리하고 있다. BMSCs가 인간 환자 (hBMSCs) 등의 영장류로부터 분리되는 실시태양에서 이러한 세포는 탈체(ex vivo) (예를 들어 하나 이상의 미토겐)유지 및/또는 치료를 할 수 있으며 또한 심장혈관 질환을 치료하기 위해 환자(또는 패미리 (멤버) 등의 면역학적으로 관련된 개개 환자)에게 반환(이식)할 수 있다. 본 발명의 이런 특징은 예를 들어 바이러스의 비고의적 감염의 위험 및 이식된 세포의 면역학적 거절을 줄이는 것을 돕는다. 이와는 달리 또는 추가로, BMSCs는 환자로부터 분리할 수 있으며 또한 특별한 실시태양에서는 환자에 대하여 적어도 알러지성 및 바람직하게 선천성인 조직 이식체를 생산하기 위해 탈체 (미토겐 존재 하에 또는 부재 하에) 치료할 수 있다. 이러한 이식체는 이로부터 유도된 예를 들어 비교적 다량의 BMSCs 또는 세포가 필요로 하는 심장혈관 질환을 처리하기 위해 사용할 수 있다. Such BMSCs have important uses and advantages. For example, BMSCs can be used to provide a potentially unlimited source of cells and tissues for treating diseases that are highly plastic and also exhibit cardiovascular disease, particularly regenerative treatment. Attempts have been made to use other SCs to treat these diseases, but these cells are relatively less plastic than the BMSCs described herein. Patients suffered from a lack of treatment that could provide a variety of cardiovascular cells and tissues. The present invention addresses this need by providing for the first time one or a variety of cardiovascular cells and in particular BMSCs that can be easily converted to ECs, SMCs and CMCs. In embodiments in which BMSCs are isolated from primates, such as human patients (hBMSCs), these cells may be ex vivo (eg, one or more mitogens) to maintain and / or treat and also to treat cardiovascular disease. It may be returned (transplanted) to the patient (or individual immunologically relevant patient, such as a family (member)). This feature of the invention helps, for example, to reduce the risk of unintentional infection of the virus and immunological rejection of the transplanted cells. Alternatively or additionally, BMSCs can be isolated from the patient and in particular embodiments can also be treated with dislodge (with or without mitogen) to produce a tissue implant that is at least allergic and preferably innate to the patient. . Such implants can be used to treat cardiovascular diseases derived therefrom, for example, which require a relatively large amount of BMSCs or cells.

본 발명은 추가로 여기에 기술된 분리된 골수세포 (예, hBMSCs)를 제조하는 방법을 제공한다. 하나의 실시태양에서 이 방법은 다음 단계 중의 적어도 하나 및 바람직하게는 전부를 포함한다.The invention further provides a method for producing the isolated myeloid cells (eg, hBMSCs) described herein. In one embodiment the method comprises at least one and preferably all of the following steps.

a) 세포가 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50 미크론 미만 및 더욱 바람직하게 약 40미크론 또는 그 이하의 크기를 갖는 포유동물로부터 골수세포를 수집하는 단계,a) collecting bone marrow cells from a mammal wherein the cells have a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns and more preferably about 40 microns or less,

b) 부착 세포를 선택하는 조건하에 배지 중에 수집세포를 배양 (팽창)하는 단계,b) culturing (expanding) the collecting cells in medium under conditions of selecting adherent cells,

c) 부착 세포를 선택하고 배지 중의 이들 세포를 반 합류(semi-confluency)으로 팽창하는 단계, c) selecting adherent cells and expanding these cells in semi-confluency in the medium,

d) 배양세포를 조절된 배지를 갖는 챔버 내에 배지세포를 순차적으로 희석하며, 여기서 희석은 팽창 세포를 클로날 분리하는 챔버 당 약 1 셀 미만의 밀도를 형성하기에 충분한 희석인 단계, 및 d) diluting the cultured cells sequentially in a chamber having a controlled medium, wherein the dilution is dilution sufficient to form a density of less than about 1 cell per chamber that separates the expanded cells, and

e) 클로날 분리물의 각각을 배양(팽창)한 다음 팽창된 세포를 갖는 챔버를 선택하여 분리된 골수세포 집단을 만드는 단계. e) incubating (expansion) each of the clonal isolates and then selecting a chamber with expanded cells to create an isolated bone marrow cell population.

또 하나의 실시태양에서, 본 발명은 제한되지는 않지만 hBMSCs와 같은 여기에 기술된 분리된 BMSCs를 포함하는 조직 또는 이식체를 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a tissue or implant comprising, but not limited to, isolated BMSCs described herein, such as hBMSCs.

본 발명의 또 하나의 태양에서는, 심장혈관 (심장) 질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감시키는 방법이 제공된다. 하나의 실시태양에서 상기 방법은 여기에 기술된 분리된 BMSCs (예, hBMSCs)의 적어도 하나를 치료를 필요로 하는 포유동물에게 투여함을 포함한다. 바람직하게, 상기 투여는 포유동물에서 질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는데 충분하다. 이와는 달리 또는 추가로 상기 방법은 심장 질환을 증대시킴을 보조할 수 있는 상태 하에 본 발명의 적어도 하나의 이식체를 포유동물에게 투여함을 포함한다. In another aspect of the invention, a method of preventing, treating or alleviating the severity of a cardiovascular (heart) disease is provided. In one embodiment the method comprises administering at least one of the isolated BMSCs (eg, hBMSCs) described herein to a mammal in need thereof. Preferably, said administration is sufficient to prevent, treat or alleviate the severity of the disease in a mammal. Alternatively or additionally, the method comprises administering to the mammal at least one implant of the present invention under conditions that can aid in enhancing heart disease.

본 발명은 추가로 심장질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감시키는 약학적 생성물을 제공한다. 하나의 실시태양에서, 생성물은 다음 성분들 중의 적어도 하나 즉 여기에 기술된 분리된 BMSCs (예, hBMSCs) 및/또는 임의로 포유동물로부터 세포를 분리하는 방향; 본 발명의 이식체 및/또는 임의로 이식체를 제조, 유지 및/또는 사용하는 방향; 본 발명의 세포 배양, 조직 또는 기관 및/또는 임의로 이들을 포유동물로부터 제조하는 방향을 포함한다. The present invention further provides pharmaceutical products that prevent, treat or alleviate the severity of heart disease. In one embodiment, the product comprises at least one of the following components: isolated BMSCs (eg, hBMSCs) and / or optionally separating cells from a mammal; Directions for making, maintaining and / or using the implant of the invention and / or optionally the implant; Cell cultures, tissues or organs of the present invention and / or optionally the directions for preparing them from a mammal.

본 발명은 또한 다음 공정단계 중의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두에 의해 얻어진 분리 골수세포의 집단을 제공한다. The present invention also provides a population of isolated bone marrow cells obtained by at least one and preferably all of the following process steps.

a) 세포가 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50 미크론 미만 및 더욱 바람직하게 약 40미크론 또는 그 이하의 크기를 갖는 포유동물로부터 골수세포를 수집하는 단계,a) collecting bone marrow cells from a mammal wherein the cells have a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns and more preferably about 40 microns or less,

b) 부착 세포를 선택하는 조건하에 배지 중에 수집세포를 배양 (팽창)하는 단계,b) culturing (expanding) the collecting cells in medium under conditions of selecting adherent cells,

c) 부착 세포를 선택하고 배지 중의 이들 세포를 반 접착점으로 전개하는 단계. c) selecting adherent cells and developing these cells in the semi-adhesion point in the medium.

d) 배양세포를 조절된 배지를 갖는 챔버 내에 배지세포를 순차적으로 희석하며, 여기서 희석은 팽창 세포를 클로날 분리하는 챔버 당 약 1 셀 미만의 밀도를 형성하기에 충분한 희석인 단계, 및d) diluting the cultured cells sequentially in a chamber having a controlled medium, wherein the dilution is dilution sufficient to form a density of less than about 1 cell per chamber that separates the expanded cells, and

e) 클로날 분리물의 각각을 배양(팽창)한 다음 팽창된 세포를 갖는 챔버를 선택하여 분리된 골수세포 집단을 만드는 단계.e) incubating (expansion) each of the clonal isolates and then selecting a chamber with expanded cells to create an isolated bone marrow cell population.

본 발명의 다른 특징들, 용도 및 이점들은 이하 기술된다.  Other features, uses and advantages of the invention are described below.

도 1A-E는 본 발명의 인간 골수 줄기세포(hBMSC)의 특징을 나타낸다.1A-E show the characteristics of human bone marrow stem cells (hBMSC) of the present invention.

도 2A-D는 내피세포(EC) 및 유연 근육세포(SMC) 계대로 hBMSCs의 생체외 분화를 나타낸다. 2A-D show ex vivo differentiation of hBMSCs in endothelial cell (EC) and flexible muscle cell (SMC) passages.

도 3A-M은 중성 및 내배엽 계대로 hBMSc의 생체외 분화를 나타낸다.3A-M show ex vivo differentiation of hBMSc in neutral and endoderm passages.

도 4A-X는 심근세포 (CMC), EC 및 SMC세포에 hBMSC의 생체외 트랜스-분화 및 융합을 나타낸다.4A-X show ex vivo trans-differentiation and fusion of hBMSCs to cardiomyocytes (CMC), EC and SMC cells.

도 5A-F는 hBMSC 이식이 심근경색(MI)의 래트 모델에서 가역 심장 리모델링을 약화하는 것을 나타낸다.5A-F show that hBMSC transplantation attenuates reversible heart remodeling in a rat model of myocardial infarction (MI).

도 6A-T는 경색 심근에서 이식 hBMSC의 접목 및 다중 계대 분화를 나타낸다. 6A-T show grafting and multiple passage differentiation of transplanted hBMSCs in infarct myocardium.

도 7A-U는 인간 BMSC 이식이 심근 세포 증식을 증강하고 심근 아포토시스를 감소시킴을 나타낸다.7A-U show that human BMSC transplantation enhances myocardial cell proliferation and reduces myocardial apoptosis.

도 8A-B는 hBMSC 이식이 혈관형성 사이토킨 및 심장전사의 mRNA 발현을 과도 규제함을 나타낸다.8A-B show that hBMSC transplantation overregulates mRNA expression of angiogenic cytokines and cardiac transcription.

도 9A-L은 인간 BMSC 이식이 모세관 및 CMC 밀도를 증가시키며 또한 심근 섬유증을 증가시킴을 나타낸다.9A-L show that human BMSC transplantation increases capillary and CMC density and also increases myocardial fibrosis.

도 10은 다중 표면 에피토프를 사용하는 FACS분석의 결과를 나타낸다.10 shows the results of FACS analysis using multiple surface epitopes.

상술한 바와 같이, 본 발명은 탐색 불가능하거나 또는 낮은 (무시할 수 있는) 정도의 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체 및 MHC 클래스 II 수용체의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 갖는 골수 줄기세포 (BMSCs)의 분리집단을 제공한다. 이러한 마커는 표준 세포 마커 탐색 분석법으로서 여기에 언급된 것으로 용이하게 측정할 수 있다. 본 발명의 BMSCs는 심장혈관 질환과 관련된 증상, 특히 허혈 (심근 허혈), 경색 (심근 경색증), 울혈성 심장병 (CHF) 및 관 련 관동맥 증상과 직접적으로 또는 간접적으로 관련된 관동맥 질환의 예방, 치료 또는 경감에 사용을 포함하는 광범위한 중요한 용도를 갖는다.As mentioned above, the present invention provides the following cell markers of unsearchable or low (negligible) degree: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5 , A population of bone marrow stem cells (BMSCs) having at least one and preferably all of Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC class I receptor and MHC class II receptor. Such markers can be readily determined as mentioned herein as standard cell marker search assays. The BMSCs of the present invention can be used for the prevention, treatment or Has a wide range of important uses, including use in mitigation.

용어 "표준세포 마커 탐색 분석법"는 전술한 세포 마커 (즉 CD90, CD117, CD34등)의 하나를 탐색 및 임의로 정량화하도록 구성된 통상의 면역학적 또는 분자적 분석법을 의미한다. 이러한 통상의 면역학적 분석법의 예는 웨스턴 블로팅, ELISA 및 RIA를 포함한다. 이러한 분석법에 사용되는 바람직한 항체는 이하 설명된다. 일반적으로 Harlow and Lane in Antibodies: A Laboratory Manual, CSH Publications, N.Y. (1988), 이들 및 다른 적합한 분석법에 대해 기술함. 이러한 용도에 적합한 특별한 분자 분석법은 여기에 기술된 올리고뉴클레오티드 프라이머를 사용하는 폴리머라제 연쇄반응 (PCR) 타입 분석법을 포함한다. 재조합 PCR 및 관련 방법에 관한 일반적 설명은 WO92/07075호 참조. 또한 세포 마커를 탐색하는데 사용할 수 있는 인식 면역학적 및 분자 분석법에 관한 일반적 설명은 Sambrook et al. in Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed. 1989); 및 Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, 뉴욕, 1989 참조. The term “standard cell marker search assay” refers to a conventional immunological or molecular assay configured to search and optionally quantify one of the cell markers described above (ie CD90, CD117, CD34, etc.). Examples of such conventional immunological assays include western blotting, ELISA and RIA. Preferred antibodies used in such assays are described below. Generally Harlow and Lane in Antibodies : A Laboratory Manual , CSH Publications, NY (1988), describing these and other suitable assays. Particular molecular assays suitable for this use include polymerase chain reaction (PCR) type assays using oligonucleotide primers described herein. For a general description of recombinant PCR and related methods, see WO92 / 07075. Also, a general description of cognitive immunological and molecular assays that can be used to explore cellular markers is described in Sambrook et al. in Molecular Cloning : A Laboratory Manual (2d ed. 1989); And Ausubel et al., Current Protocols in Molecular See Biology , John Wiley & Sons, New York, 1989.

여기서 사용되는 용어“분리”(isolated)는 세포가 자연적으로 수반하는 골수 및 다른 세포 치환체로부터 분리된다는 것을 의미한다. 바람직하게, 본 발명의 BMSCs 및 특히 적어도 98 내지 99% 균질성(w/w)를 갖는 hBMSC는 많은 약제학적, 임상적 및 연구 적용에 가장 바람직하다. 일단 실질적으로 정제 또는 분리되면 BMSC는 원하지 않는 골수 오염물이 거의 없다. 부분적으로 정제되거나 또는 실질적 순 수로 정제되면, BMSC는 치료적 용도 또는 여기에 기술된 것과 같은 다른 용도에 적합하다. 순도는 다양한 표준기술 예를 들어 세포 배양, 현미경적 및 원심분리 기술 (예, Ficoll 구배)와 같은 다양한 표준기술에 의해 결정할 수 있다.As used herein, the term “isolated” means that a cell is isolated from naturally occurring bone marrow and other cell substituents. Preferably, the BMSCs of the invention and in particular hBMSCs having at least 98 to 99% homogeneity (w / w) are most preferred for many pharmaceutical, clinical and research applications. Once substantially purified or isolated, BMSCs are rarely free of unwanted bone marrow contaminants. Once partially purified or purified to substantially pure water, BMSCs are suitable for therapeutic use or other uses as described herein. Purity can be determined by various standard techniques such as cell culture, microscopic and centrifugation techniques (eg Ficoll gradients).

내피 세포 (ECs) 및 특히 내포 선구세포 (EPCs)를 분리 및 조정하는 것에 관한 특별한 설명은 예를 들어 미국특허 제5,980,887호 및 PCT/US99/05130 (WO99/45775)에서 발견할 수 있다.Particular description regarding the isolation and regulation of endothelial cells (ECs) and in particular endothelial precursor cells (EPCs) can be found, for example, in US Pat. No. 5,980,887 and PCT / US99 / 05130 (WO99 / 45775).

용어 “포유동물”이란 설치동물 또는 토끼 등의 영장류, 사육 또는 다른 포유동물을 의미한다. 바람직한 영장류는 치료를 필요로 하는 침팬지, 원숭이 또는 인간 환자이다. 적절한 사육동물은 모래쥐, 말, 개, 고양이, 염소, 양, 돼지, 닭 등이다. 바람직한 설치동물은 래트 또는 마우스이다. 바람직한 BMSC는 영장류 및 특히 심장혈관 요법을 필요로 하는 대상 등의 인간 대상으로부터 분리된다. The term “mammal” means primates, breeding or other mammals, such as rodents or rabbits. Preferred primates are chimpanzees, monkeys or human patients in need of treatment. Suitable breeding animals are sand rats, horses, dogs, cats, goats, sheep, pigs, and chickens. Preferred rodents are rats or mice. Preferred BMSCs are isolated from human subjects, such as primates and in particular those in need of cardiovascular therapy.

본 발명에 따른 더욱 특별한 BMSC는 검사 (대표적으로 현미경)으로 측정시 거의 구형이며 또한 약 25 내지 35 마이크로미터 미만, 바람직하게 약 15 마이크로미터 미만의 직경을 갖는다. 본 발명의 다른 특별한 세포는 약 30 내지 40 킬로베이스 미만, 바람직하게 약 20 킬로베이스 미만 예를 들어 약 17 킬로베이스의 평균 텔로미어 제한효소 단편 길이(TRF)를 갖는다. BMSC의 직경을 측정하고 TRF를 결정하는 바람직한 방법은 이하 설명된다.More particular BMSCs according to the invention are almost spherical when measured by inspection (typically microscope) and also have a diameter of less than about 25 to 35 micrometers, preferably less than about 15 micrometers. Other particular cells of the present invention have an average telomere restriction enzyme fragment length (TRF) of less than about 30-40 kilobases, preferably less than about 20 kilobases, for example about 17 kilobases. Preferred methods of measuring the diameter of the BMSC and determining the TRF are described below.

본 발명의 다른 특별한 BMSC는 필수적으로 정배수성(euploid)이며 이 정배수성은 세포 배지에서 적어도 약 10 세대(passage), 바람직하게 약 20 내지 약 200 세대를 필수적으로 유지한다. 세포 배수성을 결정하는 방법은 공지되어 있으며 또 한 이하 설명된다.Another particular BMSC of the invention is essentially euploid, which essentially maintains at least about 10 generations, preferably about 20 to about 200 generations, in the cell medium. Methods of determining cell ploidy are known and are also described below.

본 발명에 따른 더욱 특이한 BMSCs는 예를 들어 표준 EC분화 분석법에 의해 측정시 EC촉진 조건으로 접촉 후 내피 세포(ECs)를 형성할 수 있다. 이러한 세포 촉진 조건의 예는 이 분야에 공지되어 있으며 또한 미국특허 5,980,887호, PCT/US99/05130 (WO 99/45775) 및 여기에 인용된 문헌들에 기술된 바와 같은 특정의 안지오젠 인자 및 세포 미토겐과의 접촉을 포함한다. 이러한 기술된 인자 및 미토겐은 산성 및 염기성 섬유아세포 성장인자 (aFGF 및 bFGF), 혈관 내피 성장 인자 (VEGF-1), VEGF165, 내피 성장인자 (EGF), 변환 성장인자 α 및 β (TGF-α 및 TFG-β), 혈소판-유도 성장인자 (PDGF), 종양 괴사인자 α (TNF-α), 간세포 성장인자 (HGF), 인슐린 유사 성장 인자 (IGF), 적혈구 생성소, 콜로니 자극 인자 (CSF), 마크로파지-CSF (M-CSF), 과립성 백혈구/마크로파지 CSF (GM-CSF), 안지오포에틴-1 (Ang 1) 및 산화질소 합성효소 (NOS); 및 그의 작용성 분획을 포함한다. 참조: Klagsbrun, et al., Annu . Rev . Physiol., 53:217-239 (1991); Folkman, et al., J. Biol . Chem ., 267:10931-10934 (1992) 및 Symes, et al., Current Opinion in Lipidology, 5:305-312 (1994). 뮤테인 또는 미토겐의 분획은 이들이 ECs의 형성을 유발 또는 촉진하는 한 사용할 수 있다. More specific BMSCs according to the invention can form endothelial cells (ECs) after contact with EC-promoting conditions as measured, for example, by standard EC differentiation assays. Examples of such cell promoting conditions are known in the art and also include specific angiogen factors and cells as described in US Pat. No. 5,980,887, PCT / US99 / 05130 (WO 99/45775), and references cited therein. Contact with mitogen. These described factors and mitogens include acidic and basic fibroblast growth factors (aFGF and bFGF), vascular endothelial growth factor (VEGF-1), VEGF165, endothelial growth factor (EGF), transforming growth factors α and β (TGF-α). And TFG-β), platelet-induced growth factor (PDGF), tumor necrosis factor α (TNF-α), hepatocyte growth factor (HGF), insulin-like growth factor (IGF), erythropoietin, colony stimulating factor (CSF) , Macrophage-CSF (M-CSF), granular leukocyte / macrophage CSF (GM-CSF), angiopoietin-1 (Ang 1) and nitric oxide synthase (NOS); And functional fractions thereof. See Klagsbrun, et al., Annu . Rev. Physiol. 53: 217-239 (1991); Folkman, et al., J. Biol . Chem ., 267: 10931-10934 (1992) and Symes, et al., Current Opinion in Lipidology , 5: 305-312 (1994). Fractions of muteins or mitogens can be used as long as they cause or promote the formation of ECs.

바람직한 EC촉진 조건은 VEGF, 특히 VEGF-1, VEGF165 또는 이들 둘 다와 접촉을 포함한다. 추가로 바람직한 EC 촉진조건은 특정의 세포 매트릭스 단백질 예를 들어 피브로넥틴과의 접촉을 포함한다. 하기 실시예 2 참조.Preferred EC promotion conditions include contact with VEGF, in particular VEGF-1, VEGF165 or both. Further preferred EC facilitation conditions include contact with certain cell matrix proteins such as fibronectin. See Example 2 below.

표현 "표준 EC 분화 분석법"은 미국특허 5,980,887호 및 WO 99/45775호에 기 술된 바와 같은 ECs의 작용을 탐지 및 추적하는데 사용된 분석법을 의미한다. 바람직한 분석법은 실시예 2에서 보고된 바와 같은 EC 특이성 마커의 탐색을 포함한다.The expression “standard EC differentiation assay” refers to the assay used to detect and track the action of ECs as described in US Pat. No. 5,980,887 and WO 99/45775. Preferred assays include the search for EC specificity markers as reported in Example 2.

또한, 특히 표준 SMC 분화 분석법에 의해 측정시 SMC 촉진 조건으로 접촉 후 유연 근육 세포(SMCs)를 형성할 수 있는 BMSCs이다. 대표적인 SMC 촉진조건은 공지되어 있으며 또한 전술한 바와 같이 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 세포 미토겐과의 접촉을 포함한다. 바람직한 SMC 촉진조건은 뮤테인 또는 그의 활성 분획을 포함하는 혈소판 성장 인자 (PDGF)와의 접촉을 포함한다.It is also BMSCs capable of forming flexible muscle cells (SMCs) after contact with SMC promoting conditions, particularly as measured by standard SMC differentiation assays. Representative SMC promoting conditions are known and also include contact with at least one angiogen factor or cellular mitogen as described above. Preferred SMC promoting conditions include contact with platelet growth factor (PDGF) comprising a mutein or an active fraction thereof.

표현 "표준 SMC 분화 분석법"은 다음 SMC 특이성 마커: αSMA, PDGFβ 수용체, SM22α 및 SMI중 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 탐색 및 임의로 정량화할 수 있는 면역학적 또는 분자시험 (예, ELISA, 웨스턴 블롯 또는 PCR)을 의미한다. 허용 가능한 분석법의 예는 실시예 2에 기술되어 있다.The expression “standard SMC differentiation assay” refers to an immunological or molecular test (eg, ELISA, Western blot or the like) that can detect and optionally quantify at least one and preferably all of the following SMC specific markers: αSMA, PDGFβ receptor, SM22α and SMI. PCR). Examples of acceptable assays are described in Example 2.

본 발명에 따른 또 다른 BMSCs는 특히 표준 신경 세포 분화 분석법으로 측정시 신경 세포 촉진 조건으로의 접촉 후 신경 세포를 형성할 수 있다.다양한 신경 세포 촉진 조건은 공지되어 있으며 또한 전술한 인자 및 미토겐의 하나 이상과의 접촉을 포함한다. 간세포 성장인자 (HGF) 단독으로 또는 바람직하게 섬유아세포 성장인자 4 (FGF-4)와 결합되게 접촉을 포함하는 조건이 바람직하다. 추가의 바람직한 신경 세포 촉진 조건은 DMSO 또는 그의 약제학적으로 허용되는 부티레이트 염 예를 들어 나트륨 또는 칼륨염과의 추가 접촉을 포함한다. 더욱 바람직한 신경 세포 촉진조건은 폴리-L-오르니틴-라미닌 등의 적절한 세포 매트릭스 단백질과의 접촉을 포함한다.Another BMSCs according to the invention can form neurons after contact with neuronal cell facilitating conditions, particularly as measured by standard neuronal cell differentiation assays. A variety of neuronal cell facilitation conditions are known and also include the aforementioned factors and mitogens. Contact with one or more. Preference is given to conditions involving the contact of hepatocyte growth factor (HGF) alone or preferably in combination with fibroblast growth factor 4 (FGF-4). Further preferred neuronal cell facilitation conditions include further contact with DMSO or a pharmaceutically acceptable butyrate salt such as sodium or potassium salts. More preferred neuronal cell promoting conditions include contact with appropriate cell matrix proteins such as poly-L-ornithine-laminin.

용어 "표준 신경세포 분화" 분석법은 다음의 신경 특이성 마커 즉 GFAP, GalC, NF200, 튜불린, 미엘린 염기성 단백질, MAP2, GAD 및 Tau중의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 탐색 및 임의로 정량화할 수 있는 면역학적 또는 분자시험 (예, ELISA, 웨스턴 블롯 또는 PCR)을 의미한다. 실시예 2 참조 (특히 바람직한 신경세포 촉진 조건을 기술함).The term “standard neuronal differentiation” assay refers to the following neurospecific markers: immunization that can detect and optionally quantify at least one and preferably all of GFAP, GalC, NF200, tubulin, myelin basic protein, MAP2, GAD and Tau By chemical or molecular test (e.g., ELISA, Western blot or PCR). See Example 2 (which describes particularly preferred neuronal cell facilitation conditions).

본 발명의 추가로 적합한 BMSCs는 부수적인 심근세포(accessory cardiomyocytes)와 접촉 후 심근세포를 형성할 수 있는 세포를 포함한다. 용어 "부수 심근세포"는 BMSCs과 접촉 전에 심근세포이었던 세포를 의미한다. 이러한 부수적인 심근세포의 예는 이러한 세포의 고정 배양은 물론 심조직에 서식하는 심근세포를 포함한다. 일부 실시태양에서, BMSCs에 의한 심근세포의 형성은 줄기세포와 부수적인 심근세포 간의 세포 융합에 의해 촉진된다. 이러한 심근세포 (및 특히 부수적인 세포)는 생체외(in vitro), 탈체(ex vivo) 또는 생체내(in vivo) 유지를 포함한 전략을 포함하는 전략중의 하나 또는 이의 결합에 의해 유지할 수 있다. Further suitable BMSCs of the present invention include cells capable of forming cardiomyocytes after contact with accessory cardiomyocytes. The term "adjunct cardiomyocytes" refers to cells that were cardiomyocytes prior to contact with BMSCs. Examples of such ancillary cardiomyocytes include cardiomyocytes that inhabit cardiac tissue as well as fixed cultures of these cells. In some embodiments, the formation of cardiomyocytes by BMSCs is promoted by cell fusion between stem cells and ancillary cardiomyocytes. Such cardiomyocytes (and especially ancillary cells) can be maintained by one or a combination of strategies including strategies including in vitro, ex vivo or in vivo maintenance.

상술한 바와 같이 본 발명의 목적은 여기에 기술된 분리된 골수 줄기세포를 포함하는(또는 약간의 경우에 이루어진) 이식체를 제공하는 것이다. "이식체"(graft)는 포유동물로부터 BMSCs 및 임의로 다른 세포 예를 들어 ECs, SMCs 및 CMCs를 포함하는 세포 또는 조직 제제를 의미한다. 공여자(donor)는 BMSCs의 근원으로 정의되는 반면 수용자(recipient)는 이식체를 접수하는 대상이다. 공여자와 수용자 간의 면역학적 관계는 필요에 따라 동종성, 자가성 또는 이종성일 수 있다. 바람직한 발명 실시태양에서, 공여자 및 수용자는 유전적으로 동일하며 또한 통상 동일한 개체(동계 유전성)일 것이다. 이 경우에 이식체는 공여자 및 수용자에 대해 동계 유전성일 것이다. As described above, it is an object of the present invention to provide an implant comprising (or in some cases) isolated bone marrow stem cells described herein. "Graft" means a cell or tissue preparation comprising BMSCs and optionally other cells, such as ECs, SMCs and CMCs, from a mammal. The donor is defined as the source of BMSCs, while the recipient is the recipient of the implant. The immunological relationship between the donor and the recipient can be homogeneous, autologous or heterologous as desired. In a preferred embodiment, the donor and the recipient will be genetically identical and usually the same individual (syngenetic). In this case the implant will be homogeneous to the donor and the recipient.

"이식체"는 또한 수용자에게 투여된 본 발명의 BMSCs를 의미하며 또한 수용자의 하나 이상의 조직 또는 기관의 일부가 된다. 때때로 단어 "접목"(engraftment)은 (BMSCs 또는 분화 세포로서) 표적 조직 또는 기관으로 BMSCs의 의도한 동화를 나타내는데 사용한다. 바람직한 접목은 심장혈관 조직 예를 들어 동맥, 정맥 및 특히 심조직을 포함한다. 본 발명의 이식체는 또한 발명의 BMSCs가 다른 세포 및/또는 미토겐과 결합되어 목적한 이식체를 생산하는 분화 및/또는 세포 복제를 촉진하는 조직 배양제형의 형태를 취할 수 있다. 필요에 따라 제형은 합성 또는 반합성 섬유와 결합하여 이식체 구조를 제공할 수 있다. 다크론, 테프론 또는 Gore-Tex등의 섬유는 특정한 적용에 바람직하다. “Implant” also means BMSCs of the invention administered to a recipient and is also part of one or more tissues or organs of the recipient. Sometimes the word “engraftment” is used to indicate the intended assimilation of BMSCs to target tissues or organs (as BMSCs or differentiated cells). Preferred grafting includes cardiovascular tissues such as arteries, veins and especially cardiac tissue. Implants of the invention may also take the form of tissue cultures that promote differentiation and / or cell replication in which the BMSCs of the invention are combined with other cells and / or mitogen to produce the desired implant. If desired, the formulation can be combined with synthetic or semisynthetic fibers to provide an implant structure. Fibers such as Darkon, Teflon or Gore-Tex are preferred for certain applications.

본 발명의 이식체의 특별한 예는 심근 허혈 또는 경색 등의 심장혈관 질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하기 위해 공여체로부터 분리된 hBMSCs의 제형이다. 이 제형은 약제학적으로 허용되는 담체 예를 들어 염수를 포함할 수 있으며 또한 임의로 원하는 접목결과를 돕기 위해 미토겐, 안지오젠 인자, CMCs, ECs, EPCs 및 SMCs중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. A particular example of an implant of the invention is the formulation of hBMSCs isolated from a donor to prevent, treat or alleviate the severity of cardiovascular diseases such as myocardial ischemia or infarction. The formulation may comprise a pharmaceutically acceptable carrier such as saline and may optionally also include at least one of mitogen, angiogen factor, CMCs, ECs, EPCs and SMCs to aid in the desired grafting results.

본 발명의 특별한 CMCs 는 CMC 특이성 단백질(cTnl)를 표현한다. ILB-4인 ECs가 바람직하다. α-SMA 및 관련 마커를 표현하는 SMCs가 특히 흥미있다. Particular CMCs of the invention express CMC specific protein (cTnl). ECs which are ILB-4 are preferred. Of particular interest are SMCs expressing α-SMA and related markers.

상술한 바와 같이, 본 발명은 또한 인간 환자로부터 얻어진 세포(hBMSCs)를 포함하는 여기에 기술된 BMSCs를 제조하는 방법을 제공한다. 하나의 실시태양에서 상기 방법은 다음 공정단계 중의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 포함한다. As mentioned above, the present invention also provides a method of making the BMSCs described herein comprising cells (hBMSCs) obtained from a human patient. In one embodiment the method comprises at least one and preferably all of the following process steps.

a) 세포가 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50 미크론 미만 및 더욱 바람직하게 약 40미크론 또는 그 이하의 크기를 갖는 포유동물로부터 골수세포를 수집하는 단계, a) collecting bone marrow cells from a mammal wherein the cells have a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns and more preferably about 40 microns or less,

b) 접착 세포를 선택하는 조건하에 배지 중에 수집세포를 배양(팽창)하는 단계,b) culturing (expanding) the collecting cells in medium under conditions of selecting adherent cells,

c) 접착 세포를 선택하고 배지 중의 이들 세포를 반 합류(semi-confluency)으로 전개하는 단계. c) selecting adherent cells and developing these cells in semi-confluency in the medium.

d) 배양세포를 조절된 배지를 갖는 챔버 내에 배지세포를 순차적으로 희석하며, 여기서 희석은 팽창 세포를 클로날 분리하는 챔버 당 약 1 셀 미만의 밀도를 형성하기에 충분한 희석인 단계, 및d) diluting the cultured cells sequentially in a chamber having a controlled medium, wherein the dilution is dilution sufficient to form a density of less than about 1 cell per chamber that separates the expanded cells, and

e) 클로날 분리물의 각각을 배양(팽창)한 다음 팽창된 세포를 갖는 챔버를 선택하여 분리된 골수세포 집단을 만드는 단계. e) incubating (expansion) each of the clonal isolates and then selecting a chamber with expanded cells to create an isolated bone marrow cell population.

더욱 구체적으로, 및 인간 세포가 의도하는 실시태양에서, hBMSC는 어린 수컷 공여자로부터 새로운 미가공 골수(BM)세포를 취하여 얻을 수 있다. 이와는 달리, 이러한 세포는 구매할 수 있다. 세포들은 대표적으로 원심분리, 용혈 및 관련 표준절차에 의해 혈액 세포로부터 분리한다. BMs는 DPBS 등의 허용 가능한 완충제로 세척하고 여과하여 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50미크론 미만, 더욱 바람직하게 약 40미크론의 크기를 갖는 세포들을 수집한다. 예를 들어 표준 나일론 여과기가 사용될 수 있다. 일단 분리되면 BMs는 성장 인자 및 사이토킨의 풍부한 근원을 함유하는 저 글루코오스 (예, DMEM)로 완전 배양 배지 상에서 성장한다. 태아 소과 혈청 (FBS)가 바람직하다. 세포들은 약 2주 미만, 바람직하게 약 일주 또는 4 내지 6일간 배양 (즉 팽창)한다. 이어서 조절된 배지는 새로운 배지로 대체하며, 인접 세포는 배양 접시로부터 제거하고 새로운 배지에서 재 현탁하여 팽창할 수 있는 세포들을 선택한다. 선택된 세포는 반 합류성 (50% 내지 90% 합류성)으로 생장하며 다시 인접 세포를 선택한다. 이러한 세포는 센티미터 당 약 104 셀의 밀도에서 조직 배양 플라스크 중의 완전 배지에서 자생한다. 세포들이 반 합류성(semi-confluency)에 도달한 후에, 이들은 동일 또는 유사한 밀도에서 플라스크 중에 (순차로) 자생한다. 배양물은 바람직하게는 한번 이상, 대표적으로 5번 미만 및 바람직하게 약 2번 통과시켜 세포를 팽창하는 선택을 계속한다. 선택된 세포는 챔버 당 약 1 셀 미만, 바람직하게 챔버당 하나 셀의 1/2의 밀도에서 단일 웰 챔버 (예, 표준 96웰 플레이트)로 계속적으로 희석한다. 바람직하게, 세포는 조절된 배지에서 배양하여 생장을 서브 합류성 (즉 50% 미만의 합류성)으로 촉진한다. 팽창된 세포 클론을 갖는 웰은 필요시 팽창하며 다시 평판 배양한다. More specifically, and in embodiments intended by human cells, hBMSCs can be obtained by taking fresh raw bone marrow (BM) cells from young male donors. Alternatively, such cells can be purchased. Cells are typically isolated from blood cells by centrifugation, hemolysis, and related standard procedures. BMs are washed with an acceptable buffer such as DPBS and filtered to collect cells having a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns, more preferably about 40 microns. For example, standard nylon filters can be used. Once isolated, BMs grow on complete culture medium with low glucose (eg DMEM) containing growth factors and abundant sources of cytokines. Fetal bovine serum (FBS) is preferred. Cells are cultured (ie expanded) for less than about 2 weeks, preferably about 1 week or 4 to 6 days. The conditioned medium is then replaced with fresh medium, and adjacent cells are removed from the culture dish and resuspended in fresh medium to select cells that can expand. Selected cells grow semi-confluent (50-90% confluent) and again select adjacent cells. These cells grow in complete medium in tissue culture flasks at a density of about 10 4 cells per centimeter. After the cells reach semi-confluency, they grow (sequentially) in the flask at the same or similar density. The culture preferably continues the selection to expand the cells by passing at least once, typically less than 5 times and preferably about 2 times. Selected cells are continuously diluted into a single well chamber (eg, a standard 96 well plate) at a density of less than about 1 cell per chamber, preferably one half of one cell per chamber. Preferably, the cells are cultured in a controlled medium to promote growth to sub confluence (ie less than 50% confluence). Wells with expanded cell clones are expanded if necessary and plated again.

특별한 실시태양에서 방법은 추가로 탐색 가능한 정도의 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체, MHC 클래스 II 수용체 또는 여기에 기술된 다른 세포 마커 중에서 적어도 하나를 표현하는 선택된 세포 클론을 포함한다. 이러한 선택을 수행하는 방법은 여기에 기술된 적절한 분석법의 어느 것을 포함한다. 더 많은 량의 줄기세포를 필요로 하는 실시태양에서, 더욱 자동화 또는 반 자동화 방법은 흔히 발광 활성 세포 분류(FACS) 등에서 바람직하다. 이하 기술된 실시예 참조.In particular embodiments the method further explores the following cellular markers: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117 , Selected cell clones expressing at least one of a CD133, an MHC class I receptor, an MHC class II receptor, or other cellular markers described herein. Methods of making this selection include any of the appropriate assays described herein. In embodiments requiring higher amounts of stem cells, more automated or semi-automated methods are often preferred for luminescent activated cell sorting (FACS) and the like. See the examples described below.

BMSCs를 제조하는 바람직한 예는 이하 실시예 1에 의해 설명된다.Preferred examples of producing BMSCs are described by Example 1 below.

본 발명은 또한 하나의 실시태양에서 여기에 기술된 분리 BMSCs, 이식체 또는 이들 두 개 중 적어도 하나를 치료를 필요로 하는 포유동물에게 투여함을 포함하는 심질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는 방법을 제공한다. 바람직하게, 투여는 포유동물에서 질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는데 충분하다.The invention also provides in one embodiment a method for preventing, treating or alleviating the severity of a heart disease comprising administering to a mammal in need thereof a separate BMSCs, an implant or at least one of the two described herein. To provide. Preferably, administration is sufficient to prevent, treat or alleviate the severity of the disease in a mammal.

하나의 실시태양에서, 상기 방법은 적어도 약 1주간, 바람직하게 약 2 내지 8주간 포유동물의 세포 또는 이식체를 배양함을 추가로 포함한다. 배양기간은 가변적이며 또한 치료를 필요로 하는 개인의 건강 또는 나이에 대하여 또는 특별한 증상을 처리하기 위해 연장 또는 단축할 수 있다. BMSC의 대표적인 사용량은 치료할 질병 및 필요한 회복속도를 포함한 이들 및 다른 인식 파라미터에 따라 달라진다. 그러나 약 103 내지 약 107 BMSCs 범위의 대부분의 적용의 경우, 대표적으로 이러한 세포의 약 105을 충족시킨다. 세포들은 세포들을 염수 중에 현탁한 다음 이들을 니들, 스텐트, 타테테르 또는 유사 장치로 투여함을 포함하는 특정한 허용 가능한 경로로 투여할 수 있다. 심근허혈 또는 경색을 처리하고자 하는 실시태양에서, 상기 투여는 상처 부위 근처에 또는 직접적으로 대형 환제 주사일 것이다. In one embodiment, the method further comprises culturing the mammalian cell or implant for at least about 1 week, preferably about 2 to 8 weeks. The incubation period is variable and can be extended or shortened for the health or age of the individual in need of treatment or to treat a particular condition. Representative dosages of BMSCs will depend on these and other recognition parameters, including the disease to be treated and the rate of recovery required. However, for most applications in the range of about 10 3 to about 10 7 BMSCs, typically about 10 5 of these cells are met. The cells may be administered by certain acceptable routes, including suspending the cells in saline and then administering them with a needle, stent, tether or similar device. In embodiments intended to treat myocardial ischemia or infarction, the administration will be a large pill injection near or directly to the wound site.

심근 허혈 다음에 심장조직을 재생하는 특별한 방법은 실시예 3 및 4에 의해 설명된다. 또한 실시예 5-6 (심장조직 내에 hBMSC의 접목을 나타냄) 참조. 상술한 바와 같이, BMSCs의 이식은 안지오젠 인자의 수준을 상승시키고 모세관 및 CMS 밀도를 증가시킴을 포함하는 다양한 치료효과를 제공한다.Specific methods of regenerating heart tissue following myocardial ischemia are described by Examples 3 and 4. See also Example 5-6 (incorporation of hBMSC in the heart tissue). As mentioned above, the implantation of BMSCs provides a variety of therapeutic effects including raising the level of angiogen factor and increasing capillary and CMS density.

또 하나의 실시태양에서, 상기 방법은 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 미토겐 (또는 인자 또는 미토겐의 작용 분획)을 치료를 필요로 하는 포유동물에게 투여함을 포함한다. 바람직한 안지오젠 인자 및 미토겐 (및 사용방법)은 여기에 기술되어 있을 뿐만 아니라 미국특허 5,980,887호 및 WO 99/45775호에 기술되어 있다. 이와는 달리 또는 추가로, 본 방법은 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 그의 기능성 단편을 코딩하는(encoding) 적어도 하나의 핵산을 포유동물에게 투여함을 포함할 수 있다. 이러한 핵산을 포유동물에게 투여하는 방법은 예를 들면 미국특허 5,980,887호 및 WO 99/45775호에 기술되어 있다. 안지오젠 인자/미토겐 단백질 또는 이를 코딩하는 핵산으로 치료는 BMSCs의 사용을 우선하거나 또는 이는 필요시 이러한 치료 도중 또는 이후에 사용할 수 있다. In another embodiment, the method comprises administering at least one angiogen factor or mitogen (or functional fraction of the factor or mitogen) to a mammal in need of treatment. Preferred angiogen factors and mitogens (and methods of use) are described herein as well as in US Pat. Nos. 5,980,887 and WO 99/45775. Alternatively or additionally, the method may comprise administering to the mammal at least one nucleic acid encoding at least one angiogen factor or functional fragment thereof. Methods of administering such nucleic acids to mammals are described, for example, in US Pat. Nos. 5,980,887 and WO 99/45775. Treatment with angiogen factor / mitogen proteins or nucleic acids encoding them prioritizes the use of BMSCs or can be used during or after such treatment if necessary.

또 하나의 실시태양에서, 상기 방법은 포유동물 내피 선구세포(EPCs)에 투여함을 추가로 포함한다. 본 발명 실시태양은 특히 심장혈관 질환을 처리하기 위해 양호한 혈관 성장을 필요로 하는 용도를 발견한다. EPCs를 제조 및 사용하는 방법이 기술되어 있다. 예를 들어 미국특허 5,980,887호 참조. 대표적인 방법은 포유동물로부터 EPCs를 분리하고 EPCs를 적어도 하나의 안지오젠 인자 및/또는 미토겐 탈체로 접촉시킴을 포함할 수 있다. In another embodiment, the method further comprises administering to mammalian endothelial progenitor cells (EPCs). Embodiments of the invention find use in need of good blood vessel growth, particularly for treating cardiovascular disease. A method of making and using EPCs is described. See, eg, US Pat. No. 5,980,887. Exemplary methods may include separating EPCs from mammals and contacting the EPCs with at least one angiogen factor and / or mitogen degenerate.

상술한 바와 같이, 본 발명은 울혈성 심장병(CHF), 허혈성 심근증, 심근허혈, 및 경색을 포함한 광범위한 심장혈관 질환의 예방 및 치료에 적용할 수 있다. 필요에 따라, 이러한 방법은 예를 들어 초음파 심장검사, 심실 말단 심장확장 디멘젼(LVEDD), 말단-심장수축 디멘젼(LVESD), 분획 단축(FS), 벽 동작 스코어 지수 (WMSI) 및 LV 심장수축 압력(LVSP)중 적어도 하나를 검사함으로써 치료를 필요로 하는 포유동물에서 심장 기능을 탐색함을 포함한다. 특별한 심장혈관 질환의 예방 또는 치료를 포함하는 바람직한 발명 방법은 이들 시험의 하나 이상에 의해 예시되는 바와 같이 양호한 심장기능을 나타낼 것이다. 용어 “양호”는 발명 조성물을 접수하지 않은 (또는 플라세보를 접수한) 대조군에 비하여 적어도 10% 개선, 바람직하게 적어도 20% 또는 30%를 의미한다. 이들 시험을 수행하는 특별한 방법은 공지되어 있으며 또한 실시예 부분에서 기술되어 있다.As described above, the present invention is applicable to the prevention and treatment of a wide range of cardiovascular diseases including congestive heart disease (CHF), ischemic cardiomyopathy, myocardial ischemia, and infarction. If desired, these methods include, for example, ultrasound cardiac examination, ventricular end cardiac dilation dimensions (LVEDD), end-heart contraction dimensions (LVESD), fractional shortening (FS), wall motion score index (WMSI) and LV cardiac contraction pressure. Examining cardiac function in a mammal in need of treatment by examining at least one of the (LVSP). Preferred inventive methods, including the prevention or treatment of particular cardiovascular diseases, will exhibit good cardiac function as exemplified by one or more of these tests. The term "good" means at least 10% improvement, preferably at least 20% or 30% over a control that has not received the invention composition (or has received a placebo). Specific methods of carrying out these tests are known and described in the Examples section.

본 발명은 예를 들어 다음 성분 즉 BMSCs, 바람직하게 hBMSCs 및 임의로 포유동물로부터 세포를 분리하는 방향; 여기에 기술된 이식체, 바람직하게는 이로부터 유도된 hBMSCs 또는 세포 또는 조직과의 접목 및 임의로 이식체를 제조, 유지 및/또는 사용하는 방향; 세포 배양, 조직 또는 기관 및 임의로 이를 제조하는 방향 중 적어도 하나를 포함하는 심질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는 약제학적 생성물을 추가로 제공한다. 하나의 실시태양에서 생성물은 적어도 하나의 안지오젠 인자, 미토겐; 또는 그의 작용 분획을 추가로 포함한다. 또 하나의 실시태양에서, 생성물은 안지오젠 인자, 미토겐 또는 그의 작용 분획을 엔코딩 하는 적어도 하나의 핵산을 추가로 포함한다.The present invention provides for example a method for separating cells from the following components: BMSCs, preferably hBMSCs and optionally mammals; Grafting with the implant described herein, preferably hBMSCs or cells or tissues derived therefrom and optionally the direction of making, maintaining and / or using the implant; Further provided are pharmaceutical products that prevent, treat or alleviate the severity of heart disease, including at least one of cell culture, tissue or organ, and optionally the direction of making the same. In one embodiment the product comprises at least one angiogen factor, mitogen; Or functional fractions thereof. In another embodiment, the product further comprises at least one nucleic acid encoding angiogen factor, mitogen or a working fraction thereof.

또한 상술한 바와 같이, 본 발명은 여기에 기술된 방법에 의해 제조된 hBMSCs 등의 분리 BMSCs를 제공한다. 이러한 세포는 바람직한 가소성 및 현저한 배 양 문제(예, 원하지 않는 배수체 및 다능성 손실) 없이 장기간 증식하는 능력과 같은 이점을 갖는다. 하나의 실시태양에서, 이러한 세포는 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체, MHC 클래스 II 수용체 또는 여기에 기술된 다른 마커 중 적어도 하나의 탐색 가능한 수준을 표현하지 않는 세포들을 수집하여 제조한다.As also described above, the present invention provides isolated BMSCs such as hBMSCs prepared by the methods described herein. Such cells have advantages such as the ability to proliferate long term without desirable plasticity and significant culture problems (eg, unwanted drainage and pluripotency loss). In one embodiment, such cells comprise the following cell markers: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, Cells are prepared by collecting cells that do not express navigable levels of at least one of an MHC class I receptor, an MHC class II receptor, or other markers described herein.

본 설명은 특히 발명이 단일 세포로부터, BMSCs 및 특히 잠재적으로 무제한 증식 능력을 갖는 hBMSCs를 분리하는데 사용할 수 있으며 또한 ECs, SMCs 및 CMCs를 포함한 삼중 계대 분화를 할 수 있음을 보여준다. 급성 경색된 심근 내에 hBMSC의 이식은 심근조직으로 새로운 분화와 인접 세포에 대한 유리한 파라크린 효과에 의해 심장 장애를 약화시킨다. The present description particularly shows that the invention can be used to isolate BMSCs and in particular hBMSCs with potentially unlimited proliferative capacity from single cells and also allows for triple pass differentiation including ECs, SMCs and CMCs. Implantation of hBMSCs in acute infarcted myocardium attenuates heart disorder by new differentiation into myocardial tissue and favorable paracrine effects on adjacent cells.

더욱 구체적으로, 실시예를 포함하는 본 발명은 신규 줄기세포 (SC) 집단(pop)이 성인 인간 골수 (BM)내에서 확인되었음을 보여준다. 추가로 >140 집단 더블링(PDs)을 위한 다능성의 명백한 노쇠 또는 손실 없이 단일세포 수준에서 이들 세포의 분리 및 증식을 보여준다. 이들 콜로니 팽창된 인간 BM-유래 다능성 SC (hBMSC)는 CD90 및 CD117의 최소 내지 탐색 불가한 발현을 갖는다. 따라서 본 발명자가 분리한 hBMSC는 공지된 BM-유래 SC pop 예를 들어 조혈 SCs, 간엽 SCs 또는 다능성 성인 선구세포에 속하지 않는다. hBMSC는 생체외 모두 세 개 균층으로 분화(Diff)에 대한 잠재성을 나타낸다. 신생아 래트 심근세포(CMC), 래트 대동 내피 세포(EC) 또는 래트 유연 근육세포 (SMC)와 hBMSC의 공배양은 진정 분화 및 세포 대 세포 융합으로 이루어진 표현형 변화를 나타냈다. 본 발명자는 급성 경색된 심근 (Myoc)이 hBMSC의 이식(Xplnt)에 의해 회복될 수 있는지 여부를 시험하였다. 누드 래트에 MI를 유도한 직후에, hBMSC는 주변 경색 영역의 벽에 xplnt'd 된다. 신호 및 압력 변환기로 측정한 근육 기능은 28일 후에 총 BM 세포 xplnt 또는 염수 주입된 대조 래트에서 보다 hBMSC xplnt 래트에서 현저하게 더 좋다. xplnt'd 세포의 건강한 접목이 관찰되었으며, 이는 CMCs, ECs 및 SMCs내에 Diff를 나타냈다. hBMSC 이식 Myoc에서, 다중 안지오젠 사이토킨 및 필수 심장 전사인자는 현저하게 과 조절되며 또한 더 높은 비율의 EC 및 CMC가 관찰되었다. 결론: 신규 다능성 SC 집단은 인간 BM 이내에 존재하며 또한 국부적으로 xplnt'd hBMSC는 숙주 심근조직의 증식 및 보존을 증가시킴은 물론 새로운 혈관형성 및 근형성에 의한 급성 MI의 결과를 개선한다. 이것은 인간 BM-유래 SCs가 생체외 및 생체내 허혈 심근의 재생에 필요한 모든 요소에 분화할 수 있다.More specifically, the present invention, including the examples, shows that novel stem cell (SC) populations have been identified in adult human bone marrow (BM). Further shows the isolation and proliferation of these cells at the single cell level without apparent senescence or loss of pluripotency for> 140 population doubling (PDs). These colony expanded human BM-derived pluripotent SCs (hBMSCs) have minimal to unsearchable expression of CD90 and CD117. Thus, the hBMSCs isolated by the inventors do not belong to known BM-derived SC pops such as hematopoietic SCs, mesenchymal SCs or pluripotent adult progenitor cells. hBMSCs show the potential for differentiation (Diff) into three layers in vitro. Coculture of neonatal rat cardiomyocytes (CMC), rat aortic endothelial cells (EC), or rat flexible muscle cells (SMC) with hBMSCs showed a phenotypic change consisting of calm differentiation and cell-to-cell fusion. We tested whether acute infarcted myocardium (Myoc) can be recovered by transplantation of hBMSC (Xplnt). Immediately after inducing MI in nude rats, hBMSCs are xplnt'd into the wall of the surrounding infarct area. Muscle function measured by signal and pressure transducers is significantly better in hBMSC xplnt rats after 28 days than in total BM cell xplnt or saline injected control rats. Healthy grafting of xplnt'd cells was observed, indicating Diff in CMCs, ECs and SMCs. In hBMSC transplantation Myoc, multiple angiogen cytokines and essential cardiac transcription factors were significantly overregulated and also higher proportions of EC and CMC were observed. CONCLUSIONS: The new pluripotent SC population is present in human BM and locally xplnt'd hBMSCs increase the proliferation and preservation of host cardiomyocytes as well as improve the outcome of acute MI by new angiogenesis and muscle formation. This allows human BM-derived SCs to differentiate into all the elements required for regeneration of ischemic myocardium in vitro and in vivo.

이상과 같이, 본 설명은 성인 줄기세포의 공지 집단에 속하지 않는 신규의 성인 인간 줄기세포 집단 즉 hBMSC는 혼합된 총 BM세포 배양으로부터 단일 세포 수준에서 시작하여 분리되었으며 또한 가소성의 손실 또는 증식하는 노쇠의 개시 없이 >140 PDs의 배양에서 클로날에 의해 팽창하였다. 클로날 유도 hBMSC는 생체내 세 개의 균 층 (내배엽, 중배엽, 신경 외배엽)의 세포로 분화하였다. MI의 동물모델로 hBMSC의 이식은 MI에 따른 작용적 및 병리학적 변화를 개선한다. 추가로, 개선된 심장 작용의 메카니즘은 예를 들어 CMCs, ECs 및 SMCs 등의 필수 심근조직으로 분화로 이루어질 뿐만 아니라 이식 줄기세포의 겉보기 파라크린 효과를 수반하며, 이는 숙주 심근조직을 자극하고 허혈 상처에 따른 위험 세포의 아포토시스를 방지한다.As described above, the present description shows that a novel adult human stem cell population, i.e., hBMSC, which does not belong to a known population of adult stem cells, has been isolated starting from a single cell level from mixed total BM cell cultures and also has a loss of plasticity or proliferation of senescence. Expansion by clonal in culture of> 140 PDs without initiation. Clonal induced hBMSCs differentiated into cells of three fungal layers in vivo (endoderm, mesoderm, neuroectoderm). Transplantation of hBMSCs into an animal model of MI improves functional and pathological changes following MI. In addition, the mechanism of improved cardiac action not only consists of differentiation into essential cardiomyocytes such as CMCs, ECs and SMCs, but also involves the apparent paracrine effect of transplanted stem cells, which stimulates host cardiomyocytes and ischemic wounds. To prevent apoptosis of dangerous cells.

본 발명자가 확인한 hBMSC는 hBMSC의 <1%가 CD90 및 CD117를 발현한다는 점에서 성인 BM 유래 다능성 SCs의 독특한 집단이다. HSC, MSC 및 MAPC를 정의하는 모든 공통 마커 판넬은 hBMSC의 프로파일과 부합하지 않는다. 사용된 배지가 MSC 배양의 배지와 유사하더라도 hBMSC는 잘 공지된 MSC 마커 단백질, CD105(SH2) 및 CD73(SH3 및 SH4)를 발현하지 않는다 {Barry, 1999; Barry, 2001}. 표면분자의 부존재 또는 최조 발현은 다른 성인 다능성 줄기세포에 나타낸 바와 같이 hBMSC의 가소성에 필수조건이다 [Jiang, 2002] Colter, 2001]. hBMSC의 독특한 표면 표형형은 초기 배양 및 크로날 분리/선택 절차를 위한 총 BM 세포 집단의 사용으로부터 생긴다. 본 발명은 줄기세포에서 하나의 중요한 문제, 즉 다능성 줄기세포가 단일 세포로부터 배양-팽창될 수 있는지 여부를 다룬다. 여기서 본 발명자는 중배엽, 외배엽 및 신경 외배엽으로 hBMSC의 생체외 및 생체내 분화가 단일세포로부터 전개된 클론으로부터 발생한다는 것을 처음으로 밝혀냈다. MAPCs에 대조적으로, hBMSC는 MAPCS에 필수적인 요소로 믿어지는 ESCs의 유전자 마커, 예를 들어 Oct-4 및 Rex-1을 발현하지 않는다. 본 발명의 연구는 성인 SCs의 분화되지 않은 상태 및 제한되지 않은 증식 잠재성의 유지를 포함하는 인자들은 ESCs의 인자들과 다르다는 것을 제안한다. 또 하나의 차이는 BMSCs가 MAPC 배양에 필수적인 배양 팽창 [Yoon YS, 2002]의 루케미아 억제 펩티드를 필요로 하지 않았다는 사실이다. 차라리, 낮은 세포 밀도의 유지는 hBMSC의 다능성 및 팽창성을 유지하는데 중요한 역할을 한다. The hBMSCs we have identified are a unique population of adult BM derived pluripotent SCs in that <1% of hBMSCs express CD90 and CD117. All common marker panels that define HSC, MSC and MAPC do not conform to the profile of hBMSC. HBMSC does not express the well-known MSC marker proteins, CD105 (SH2) and CD73 (SH3 and SH4), although the medium used is similar to that of MSC culture {Barry, 1999; Barry, 2001}. The absence or peak expression of surface molecules is a prerequisite for the plasticity of hBMSCs as shown in other adult pluripotent stem cells [Jiang, 2002] Colter, 2001]. The unique surface phenotype of hBMSCs arises from the use of total BM cell populations for initial culture and cronal separation / selection procedures. The present invention addresses one important problem in stem cells, namely whether pluripotent stem cells can be culture-expanded from a single cell. Here we found for the first time that ex vivo and in vivo differentiation of hBMSCs from mesoderm, ectoderm and neuroectoderm occurs from clones developed from single cells. In contrast to MAPCs, hBMSCs do not express genetic markers of ESCs, such as Oct-4 and Rex-1, which are believed to be essential elements for MAPCS. The study of the present invention suggests that factors including maintenance of undifferentiated state and unrestricted proliferative potential of adult SCs are different from factors of ESCs. Another difference is the fact that BMSCs did not require leuchemia inhibitory peptides of culture expansion [Yoon YS, 2002], which are essential for MAPC culture. Rather, maintenance of low cell density plays an important role in maintaining the pluripotency and expandability of hBMSCs.

최근 연구는 줄기세포 가소성의 세포융합의 중요한 역할을 입증하였다. 본 생체외 데이터는 융합 및 트랜스-분화가 hBMSC를 ECs, SMCs 및 CMCs로의 표현형 변화에 관여하며 또한 그 보급은 세포 유형에 좌우한다는 것을 나타낸다. 관찰된 표현형 변화에 세포융합의 기여를 정량화하기 위해 생체외에서 정확한 연구가 수행되지 않았지만, 생체외 연구의 결과는 융합 및 트랜스 분화가 역할을 할 가능성이 있음을 암시하였다. 각 성분으로부터 기여가 무엇이든 간에 이식된 hBMSC는 융합된 간세포가 대사 간 질환에서와 같이 허혈 상처 후에 심근 통합성을 재구성하는 것으로 보조하였다. 이 연구로부터 세포융합은 필수적으로 치료 적용에, 특히 성인 SCs에 중요한 장벽이 아니라는 것이 추측된다. Recent studies have demonstrated an important role for cell fusion of stem cell plasticity. This in vitro data indicates that fusion and trans-differentiation are involved in phenotypic change of hBMSCs into ECs, SMCs and CMCs, and its dissemination depends on cell type. Although no exact studies have been performed in vitro to quantify the contribution of cell fusion to the observed phenotypic changes, the results of in vitro studies suggest that fusion and trans differentiation may play a role. Whatever the contribution from each component, the transplanted hBMSCs assisted the fused hepatocytes to reconstruct myocardial integrity after ischemic wounds as in metabolic liver disease. From this study it is speculated that cell fusion is not necessarily an important barrier to therapeutic applications, especially for adult SCs.

다른 SCs에 비하여, 본 발명의 hBMSC는 심장질환의 재생 요법에 이점을 제공한다. 심장기능를 개선하기 위해 나타낸 줄기 세포 중에는 EPCs, CD34(+) 세포, 혈관아세포가 있으며, 이들은 다만 생체내 신혈관 형성을 촉진하는 것으로 나타났다. 다능성 줄기세포 예를 들어 MSCs, c-kit 양성 계대 음성 세포, SP세포, 및 ESC는 허혈동물 모델에서 시험하였다. ESCs는 CMCs로 분화하는 잠재성을 입증하지 않았지만, IHD의 동물모델에서 ECs 또는 SMCs로 분화하는 것으로 나타나지 않았다. 더욱이, ESCs의 사용은 임상 적용 전에 해결되어야 할 특정의 윤리적 문제에 의해 방해된다. IHD에서 다중 계대로 SP세포의 트랜스-분화는 마우스 세포 뿐만 아니라 인간세포에서도 입증되었으며 또한 치료효과는 알려지지 않는다. 또한 마우스 그러나 인간 Lin(-)c-kit(+)세포가 이는 다능성 및 치료효과를 나타내지만 순환에서 이들 SC 또는 BM의 부족 및 배양-팽창의 불이용성은 이들의 치료용도를 제한한다. 인간 MSCs는 CMCs로 트랜스-분화하는 것으로 나타났지만 형태학적 외관은 조직된 CMCs의 것과 다르며, 또한 EC 및 SMC 분화는 입증되지 않았다. 반면, 여기에 기술된 hBMSC는 손상된 심근을 재생하기 위해 생체외 및 생체내 필요한 다능성을 가지며, 배양-팽창 가능하며 또한 치료학적 적용의 작용 능력을 기술한다. Compared to other SCs, the hBMSCs of the present invention provide an advantage for regenerative therapies of heart disease. Stem cells shown to improve heart function include EPCs, CD34 (+) cells, and hemangioblasts, which have been shown to promote neovascularization in vivo. Pluripotent stem cells such as MSCs, c-kit positive passage negative cells, SP cells, and ESCs were tested in an ischemic model. ESCs did not demonstrate the potential to differentiate into CMCs, but did not appear to differentiate into ECs or SMCs in animal models of IHD. Moreover, the use of ESCs is hampered by certain ethical issues that must be addressed before clinical application. Trans-differentiation of SP cells in multiple passages in IHD has been demonstrated in human cells as well as mouse cells, and the therapeutic effect is unknown. Mouse but human Lin (-) c-kit (+) cells also show pluripotency and therapeutic effects, but lack of these SC or BM in circulation and inability of culture-expansion limit their therapeutic use. Human MSCs have been shown to trans-differentiate into CMCs but their morphological appearance is different from that of organized CMCs, and EC and SMC differentiation have not been demonstrated. In contrast, the hBMSCs described herein have the versatility necessary in vitro and in vivo to regenerate damaged myocardium, are culture-expandable and also describe the functional capacity of therapeutic applications.

관상 심장병은 모든 심장혈관 사망의 50% 또한 심장병 빈도의 거의 40%를 나타낸다. 현재 발견은 발명이 경색 및/또는 허혈과 관련된 질병을 포함하는 다양한 심장병의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는데 사용할 수 있다는 억지의 증거를 제공하였다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 새로운 혈관-근형성을 촉진하며 또한 현재 CMCs의 혈관형성 및 증식을 강화하며, 진행성 섬유증을 감소시키며 또한 MI의 설치류 모델에서 심실작용을 증가시킨다. 본 발명자는 이것이 성인 인간줄기세포가 허혈 조직 손상의 과정 중에 급성 MIs의 성공적인 치료를 촉진할 수 있다. 본 발명은 또한 IHD의 예방 또는 치료에 적용할 수 있으며, 특히 IHD의 중장기 및 장기간 결과를 증가시키는데 적용할 수 있다. Coronary heart disease represents 50% of all cardiovascular deaths and almost 40% of heart disease frequency. The present findings provide compelling evidence that the invention can be used to prevent, treat or alleviate the severity of various heart diseases including diseases associated with infarction and / or ischemia. More specifically, the present invention promotes new angiogenesis and also enhances angiogenesis and proliferation of current CMCs, reduces progressive fibrosis and also increases ventricular function in rodent models of MI. We believe that this may promote successful treatment of acute MIs during the course of ischemic tissue damage by adult human stem cells. The present invention is also applicable to the prophylaxis or treatment of IHD, in particular to increasing the mid to long term and long term results of IHD.

다음 실시예들은 예시적인 것이며 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 여기에 기술된 모든 문헌은 참고로 도입한다.       The following examples are illustrative and do not limit the invention. All documents described herein are incorporated by reference.

실시예Example 1  One

hBMSCs의 클로날, 표면 에피토프, 정배수성 및 증식은 다음과 같이 평가하였다. 젊은 수컷 공여자로부터 새로운 미가공 인간 BMs를 구매하였다. SC배양을 위한 3개의 상이한 공여자로부터 3개의 상이한 골수 시편을 사용하였다. 태아 소과 혈청(FBS)의 17%를 함유하는 낮은 (1g) 글루코오스를 갖는 Dulbecco 변형 이글 배지 (DMEM)에서 플라스틱 접시들 중에 총 골수세포의 일련의 배양 후, 세포들은 적색 형광염료, DiI로 표지하였다. 희석(96웰 플레이트에서 웰 당 1-2 셀)를 제한한 후, 발광 현미경으로 가시화된 단일세포를 선택하였다. 단일세포 (도 1a)를 함유하는 웰 중에서, 6 ± 4% (2-13% 범위)는 세포의 생존 및 증식을 입증하였다. 세포들이 4--50% 합류성으로 생장하는 경우, 각각의 웰로부터 세포들 (하나의 클론)은 6-웰 플레이트의 하나의 웰에 자생하고 이후에 4-8 x 103셀/cm2의 밀도에서 25cm2 조직 배양 플라스크 (T25), T75 및 T175에 각각 일렬로 자생하였다. 이후에, 세포들은 T175에서 4 - 8 x 103셀/cm2의 밀도에서 배양하고 1:20-40 희석을 반복하였다. 자생(reseeding)은 3회 수행하였으며 가장 빠르게 생장하는 클론은 매 배양에서 선택하고 일련의 배양에서 팽창하였다. 세대 6에서 각 골수로부터 10 클론 이상을 얻은 후에, 2개의 클론은 연속 배양을 위해 선택하였다. 형태학적으로, MSCs에 비하여, hBMSC는 더욱 구형의 세포이며, 크기가 더 작고 (직경 <15㎛ ) 또한 높은 핵 대 시토프라즘 비를 나타낸다 (도 1). 이 방법으로 유래된 클로날 세포주는 140 이상의 집단 더블링(PDs)를 수행하였다. 더블링 시간은 20 내지 80PDs에서 38±9 시간이다. 다중 에피토프를 사용한 FACS 분석은 최소 내지 무발현 (0-1%)의 CD90 (도 1c) 및 CD117 (도 1S)를 입증하였다. hBMSC는 자발적으로 분화하지 않았으며 또한 배양 팽창 중에 표현형을 유지하였다. 반면, 클로날 분리 전에 배양된 hBMSC는 낮은 수준의 CD105, CD90 및 CD117을 발현한 반면, 간엽 줄기세포는 높은 수준의 CD29, CD44, CD73, CD105 및 CD90을 발현하였다 (도 1b). 주요 조직 적합성 콤플렉스 (MHC) 클래스 I(ABC) 및 II (DR)분자 및 공지의 조혈 줄기 마커 (CD34, CD133, FLK-1, Tie2)는 발현하지 않았다 (도 1S). RT-PCR 분석은 Oct4 및 Rex-1에 대해 음성이며, 이들은 태아 줄기세포 및 MAPCs의 공지된 마커이다. 이들 결과는 hBHSC가 공지된 HSCs, MSCs 또는 MAPSs에 속하지 않으며 또한 면역학적으로 불활성임을 나타낸다. 5PDs에 대해 배양된 평균 텔로미어 제한효소 단편(TRF) 길이는 약 17 킬로바스(kb)이며; 120PDs후 재시험한 경우, 평균 TRF는 불변으로 남았다 (도 1d). DNA 배수성 (DNA복사의 수)는 요오드화 프로피디움으로 DNA를 오염시킨 후 FACS 분석에 의해 검사하였다. 3개의 상이한 클론으로부터 20 및 140 PDs에 대해 배양된 hBMSC는 정배수성이 배양-팽창 도중에 유지됨을 암시하면서, 증가된 배수성에 대한 증거가 없음을 입증하였다. Clonal, surface epitopes, euploidy and proliferation of hBMSCs were evaluated as follows. New raw human BMs were purchased from young male donors. Three different bone marrow specimens from three different donors for SC culture were used. After a series of cultures of total bone marrow cells in plastic dishes in Dulbecco Modified Eagle Medium (DMEM) with low (1 g) glucose containing 17% of fetal bovine serum (FBS), cells were labeled with a red fluorescent dye, DiI. . After limiting dilution (1-2 cells per well in a 96 well plate) single cells visualized by luminescence microscopy were selected. In wells containing single cells (FIG. 1A), 6 ± 4% (range 2-13%) demonstrated cell survival and proliferation. When cells grow 4--50% confluent, cells from each well (one clone) grow native to one well of a 6-well plate and thereafter 4-8 × 10 3 cells / cm 2 . At the density were grown in line in 25 cm 2 tissue culture flasks (T25), T75 and T175, respectively. Thereafter, cells were incubated at a density of 4-8 × 10 3 cells / cm 2 in T175 and repeated 1: 20-40 dilutions. Reseeding was performed three times and the fastest growing clones were selected in every culture and expanded in a series of cultures. After at least 10 clones were obtained from each bone marrow in Generation 6, two clones were selected for continuous culture. Morphologically, compared to MSCs, hBMSCs are more spherical cells, smaller in size (diameter <15 μm) and also exhibit a high nuclear-to-cytoprism ratio (FIG. 1). Clonal cell lines derived from this method performed over 140 population doublings (PDs). The doubling time is 38 ± 9 hours at 20-80PDs. FACS analysis with multiple epitopes demonstrated minimal to zero expression (0-1%) of CD90 (FIG. 1C) and CD117 (FIG. 1S). hBMSCs did not spontaneously differentiate and also remained phenotype during culture expansion. In contrast, hBMSCs cultured prior to clonal isolation expressed low levels of CD105, CD90 and CD117, while mesenchymal stem cells expressed high levels of CD29, CD44, CD73, CD105 and CD90 (FIG. 1B). Major histocompatibility complex (MHC) class I (ABC) and II (DR) molecules and known hematopoietic stem markers (CD34, CD133, FLK-1, Tie2) were not expressed (FIG. 1S). RT-PCR analysis is negative for Oct4 and Rex-1, which are known markers of fetal stem cells and MAPCs. These results indicate that hBHSC does not belong to known HSCs, MSCs or MAPSs and is also immunologically inactive. The average telomere restriction enzyme fragment (TRF) length cultured for 5PDs is about 17 kilovas (kb); When retested after 120 PDs, the mean TRF remained unchanged (FIG. 1D). DNA ploidy (number of DNA copies) was examined by FACS analysis after contaminating DNA with iodide propidium. HBMSCs cultured for 20 and 140 PDs from three different clones demonstrated no evidence for increased ploidy, suggesting that euploidy is maintained during culture-expansion.

도 1A-E는 다음과 같이 더욱 상세하게 검토한다. a. 상 대비 및 발광 이미지는 웰당 단일 세포를 나타낸다. b. 형태학적으로, 많은 hBMSC는 직경 <15㎛의 셀 크기의 둥근 형태를 나타낸다. 눈금막대=50㎛ c. 140PDs에 대해 배양된 클로날 분리 hBMSC는 인간 CD29, CD44, CD73, CD105, CD90 또는 면역 글로불린 이소타입 대조군에 대해 PE 또는 FITC-결합 항체로 표지하였다. 세포들은 FACStar 유동 시토미터 (B-D)로 분석하였다. 남색 선, 대조 면역 글로불린; 적색 선, 특이성 Ab. 클로날 분리 전에 배양된 hBMSC는 낮은 수준의 CD105, CD90을 발현하였다.1A-E are discussed in more detail as follows. a . Phase contrast and luminescent images show single cells per well. b . Morphologically, many hBMSCs exhibit rounded shapes with cell sizes of <15 μm in diameter. Scale bar = 50 μm c . Clonal isolated hBMSCs cultured for 140PDs were labeled with PE or FITC-binding antibodies against human CD29, CD44, CD73, CD105, CD90 or immunoglobulin isotype controls. Cells were analyzed by FACStar flow cytometer (BD). Indigo ray, control immunoglobulin; Red line, specificity Ab. HBMSCs cultured prior to clonal isolation expressed low levels of CD105, CD90.

클로날 분리된 hBMSC은 제로 내지 최소 발현 (0-1%)의 CD90을 나타냈을 뿐이다 (도 1c). 반면, 구매한 간 엽줄기세포는 높은 수준의 CD29, CD44, CD73, CD105 및 CD90을 발현하였다. d. 평균 TRF에서 차이 없음을 나타내는 10PDs(레인 1, kb) 및 120PDs (레인 2, kb)에 대해 배양된 hBMSC의 평균 텔로미어 제한효소 단편(TRF) 길이. e. DNA 배수성 분석. 클로날 분리 전 및 후에 hBMSC는 요오드화 프로피디움으로 오염시켰으며 또한 FACS 분석을 하였다. 20 (좌측 패널) 및 140 (우측패널) PDs에 대해 배양된 hBMSC는 이배체 이상 DNA 함량의 <1%를 입증하였다. >3 실험의 대표 실시예. Clonal isolated hBMSCs showed only CD90 with zero to minimal expression (0-1%) (FIG. 1C). In contrast, purchased mesenchymal stem cells expressed high levels of CD29, CD44, CD73, CD105 and CD90. d . Average telomere restriction enzyme fragment (TRF) length of hBMSCs cultured for 10PDs (lane 1, kb) and 120PDs (lane 2, kb) indicating no difference in mean TRF. e . DNA ploidy analysis. HBMSCs were contaminated with propidium iodide before and after clonal isolation and also subjected to FACS analysis. HBMSCs cultured for 20 (left panel) and 140 (right panel) PDs demonstrated <1% of diploid abnormality DNA content. Representative Example of> 3 experiments.

실시예Example 2:  2: hBMSChBMSC 의 가소성: Plasticity of: 생체외In vitro 분화 differentiation

hBMSC의 생체외 분화 잠재성은 주로 계대-특이성 시토카인을 요구하는 성인 및 태아 줄기세포의 이전에 발표된 배양조건을 채용하거나 변형하여 시험하였다. ECs로 분화를 유발하기 위하여, hBMSC는 2% FBS, 10-8 덱사메타손 및 10ng/ml VEGF와 DMEM 또는 EBM-2 (클로네틱)중에 0.1% 젤라틴 또는 피브로넥틴 피복 글래스 챔버 슬라이드 중 5 x 104 셀/cm2으로 재이식하였다. 배양 5일 후, hBMSC는 혈관-유사 구조를 형성하였다 (도 2a, 좌측 상부 패널). 배양 14일 후, hBMSC는 EC 특이성 표현형 예를 들어 새로운 Willebrand 인자 (vWF), Flk1, VE-카드헤드린, CD31, 인간-특이성 EC 마커 Ulex 유로파에우스 타입 1 (UAE-1)를 발현하였다 (도 2a). 14일에, 63±8% (VE-카드헤린) 내지 85 ±12%(UAE-1)은 면역세포화학에 의해 EC 표현형을 입증하였다. EC 특이성 유전자의 RT-PCR, VE-카드헤린, CD34, Flk-1, Tie 및 CD31은 또한 hBMSC (전-분화)의 EC 표현형 (후-분화)로의 분화를 확인하였다. The in vitro differentiation potential of hBMSCs was tested by employing or modifying previously published culture conditions of adult and fetal stem cells that primarily require passage-specific cytokines. To induce differentiation into ECs, hBMSCs were treated with 2% FBS, 10 -8 dexamethasone and 10 ng / ml VEGF and 5 x 10 4 cells / in 0.1% gelatin or fibronectin coated glass chamber slides in DMEM or EBM-2 (clonetic). Replanted in cm 2 . After 5 days of culture, hBMSCs formed a vascular-like structure (FIG. 2A, left top panel). After 14 days of culture, hBMSCs expressed an EC specific phenotype such as the new Willebrand factor (vWF), Flk1, VE-cadhedrin, CD31, human-specific EC marker Ulex Europaeus type 1 (UAE-1) (FIG. 2a). On day 14, 63 ± 8% (VE-cadherin) to 85 ± 12% (UAE-1) demonstrated the EC phenotype by immunocytochemistry. RT-PCR, VE-cadherin, CD34, Flk-1, Tie and CD31 of EC specific genes also confirmed the differentiation of hBMSC (pre-differentiation) into EC phenotype (post-differentiation).

SMC 계대로 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 PDGF-BB (50ng/ml, R&D)로 보충된 1-2% DMEM 또는 EBM-2중에 비-피복된 또는 피브로넥틴 피복된 가소성 접시 중에 1 x 10 셀/cm2으로 이식하였다 [Hellstrom, 1999; Yamashita 2000]. 배양 14일 후, 89±6% 및 67±12%의 hBMSC는 SMC 표현형으로 분화를 나타내면서, α-유연 근육 악틴 (α-SMA) 및 칼포닌에 각각 양성으로 오염되었다 (도 2c). RT-PCR은 새로운 발현의 SMC 특이성 유전자,αSMA, PDGFβ 수용체, SM22α, 및 SM1을 확인하였다 (도 2d). To induce differentiation in SMC passages, hBMSCs were administered in 1 × 10 cells / in uncoated or fibronectin coated plastic dishes in 1-2% DMEM or EBM-2 supplemented with PDGF-BB (50 ng / ml, R & D). implanted in cm 2 [Hellstrom, 1999; Yamashita 2000]. After 14 days of culture, 89 ± 6% and 67 ± 12% of hBMSCs were positively contaminated with α-flexible muscle actin (α-SMA) and calponin, respectively, with differentiation into the SMC phenotype (FIG. 2C). RT-PCR identified new expression of SMC specific genes, αSMA, PDGFβ receptor, SM22α, and SM1 (FIG. 2D).

도 2A-D는 다음과 같이 상세히 설명된다. a. hBMSC가 대표적 혈관-유사 구조를 형성한 젤라틴 피복 글래스 챔버중에 DMEM으로 배양 5일 후 호프만 영상 (좌측 상부). 면역 형광 영상은 14일간 EC 분화 배지에서 hBMSC를 배양한 후 vWF, Flk1, VE-Cadherin, CD31 및 UEA-1 등의 EC 특이성 단백질을 나타냄을 입증한다. b. EC 특이성 유전자 프라이머, VE-카드헤드린, CD34, Flk-1, Tie2 및 CD31을 사용하는 RT-PCT 분석은 hBMSC (전-분화)의 EC 표현형 (후-분화)로의 분화를 확인하였다. c. PDGF-BB를 함유하는 2% DMEM중에 14일간 배양한 hBMSC는 IF 오염에 의한 SMC 특이성 단백질, α-SMA, 및 칼포닌의 발현을 입증하였다. d. RT-PCR 분석은 SMC 특이성 유전자, PDGFR-β, α-SMA, SM22α 및 SM1이 분화의 유도 후에 발현되어 있을 뿐임을 보여준다. RT=PCR (b 및 d)에서 사이즈 마커의 두꺼운 사다리 = 600bp.2A-D are described in detail as follows. a . Huffman images (left upper) 5 days after incubation with DMEM in a gelatin-coated glass chamber in which hBMSCs formed a representative vascular-like structure. Immunofluorescence images demonstrate that EC-specific proteins such as vWF, Flk1, VE-Cadherin, CD31 and UEA-1 after 14 days of culturing hBMSC in EC differentiation medium. b . RT-PCT analysis using EC specific gene primers, VE-cadhedrin, CD34, Flk-1, Tie2 and CD31 confirmed the differentiation of hBMSC (pre-differentiation) into EC phenotype (post-differentiation). c . HBMSCs cultured in 2% DMEM containing PDGF-BB for 14 days demonstrated the expression of SMC specific protein, α-SMA, and calponin by IF contamination. d. RT-PCR analysis shows that the SMC specific genes, PDGFR-β, α-SMA, SM22α and SM1, are only expressed after induction of differentiation. Thick ladder of size marker at RT = PCR (b and d) = 600 bp.

신경계대 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 DMEM/F12중 100ng/ml bFGF, 20ng/ml EGF, 및 B27 서프리멘트와 함께 가소성 접시 또는 폴리-L-오르니틴-라미닌 피복 접시 상에 4 x 104/cm2으로 평판배양 하였다 [Palmer, 1999; Mezey, 2000; Brazelton, 2000]. 10-14일 후, hBMSC는 다양한 신경 계대 세포의 형태학적 및 표현형 특성을 나타냈다 (도 3a). 면역 형광 세포화학은 22±7%, 15±6%, 57±9% (NF200)의 hBMSC중에 성상세포 (글리알 산성 피브릴 단백질, GFAP), 과돌기 신경교세포 (갈락토세레브로시드, GalC), 및 신경 (뉴로필라멘트 200, NF200; β-튜불린 III) 이성형, β-튜불린 III)의 표현형 마커의 발현을 나타냈다. RT-PCR은 다양한 신경계대 특이성 유전자 예를 들어 GFAP, 수초 염기성 단백질 (MBP, 과돌기 신경교세포), MAP2(마이크로튜브-결합 단백질 2, 뉴런), GAD (글루탐산 데카르복실라제, 뉴런), 및 Tau (뉴런)의 새로운 발현을 확인하였다 [Sanchex-Ramos, 2000].To induce neuronal differentiation, hBMSCs were combined with 100 ng / ml bFGF, 20 ng / ml EGF, and B27 supplements in DMEM / F12 on 4 x 10 4 / cm on plastic dishes or poly-L-ornithine-laminin coated dishes. Plates were cultured at 2 [Palmer, 1999; Mezey, 2000; Brazelton, 2000]. After 10-14 days, hBMSCs showed the morphological and phenotypic characteristics of various neural passage cells (FIG. 3A). Immunofluorescence cytochemistry revealed astrocytic cells (glyal acid fibril protein, GFAP), proliferative glial cells (galactoserebroside, GalC) in hBMSCs of 22 ± 7%, 15 ± 6%, 57 ± 9% (NF200). ), And the expression of phenotypic markers of neurons (neufilament 200, NF200; β-tubulin III) isoform, β-tubulin III). RT-PCR has a variety of neural pathway specific genes such as GFAP, myelin basic protein (MBP, prostatic glial cells), MAP2 (microtube-binding protein 2, neurons), GAD (glutamic acid decarboxylase, neurons), and Tau New expression of (neurons) was confirmed [Sanchex-Ramos, 2000].

hBMSC가 내배엽 계대로 분화할 수 있는지를 알기 위하여, hBMSC는 10- 8덱사메타손으로 보충된 2% FBS중 1% 마트리겔, 25ng/ml, 10ng/ml FGF-4 및 10mg/ml DMSO 또는 0.5mM 부티르산 나트륨에 대해 3-4 x 104 셀/cm2로 평판배양 하였다 [Shen, 2000; Hamazaki, 2001; Oh, 2000; Schwartz, 2002]. 배양 10-14일 후, 약 60%의 hBMSC는 내피 형태를 얻었다. IF 조직화학은 배양된 hBSC중 10일에 내배엽/간세포 유전자, HNF 3β 및 αFP, 및 14일에 HNF 1α 및 CK18의 발현을 나타냈다 (도 3g-1). RT-PCR 분석은 내배엽 계대 특이성 유전자, CK18, CK19, αFP 및 알부민의 새로운 발현을 나타냈다 (도 3m). to see if hBMSC could differentiate into endodermal passage, hBMSC 10 - 8 a 2% FBS 1% matrigel, 25ng / ml, 10ng / ml FGF-4 and 10mg / ml DMSO or 0.5mM supplemented with dexamethasone acid Plated at 3-4 x 10 4 cells / cm 2 for sodium [Shen, 2000; Hamazaki, 2001; Oh, 2000; Schwartz, 2002]. After 10-14 days of culture, about 60% of hBMSCs obtained endothelial form. IF histochemistry showed expression of endoderm / hepatocyte genes, HNF 3β and αFP at 10 days in cultured hBSCs, and HNF 1α and CK18 at 14 days (FIG. 3G-1). RT-PCR analysis revealed new expression of endoderm passage specificity genes, CK18, CK19, αFP and albumin (FIG. 3M).

도 3A-M은 다음과 같이 더욱 상세히 설명된다. a. 신경세포의 대표적 외관을 나타내는 신경 분화 배양에서 hBSC의 형태론적 특성. 눈금막대=50㎛. b-e. 신경 분 화 후hBMSC의 IF 오염은 다중 특이성 단백질: GFAP(성상세포), GalC (과돌기 신경교세포), NF200(뉴런), β-튜불린 III. f. RT-PCR은 유도된 신경 분화 후 신경계대-특이성 유전자, GFAP, MBP, 과돌기 신경교세포, MAP2(뉴런), GAD(뉴런), 및 Tau(뉴런)의 새로운 발현을 확인한다. 내배엽(유상피) 세포로 hBMSC의 표현형 특성화. HGF를 함유하는 배지와의 매트리겔상의 배양된 hBSC중에서 10일 (g-i)에 HNF 3β (FITC) 및 αFP(Cy3), 14일(j-i)에 CK18 (FITC) 및 HNF 1α (Cy3)의 IF 국부화. m. RT-PCR은 유도된 신경 분화 후에 내배엽 계대-특이성 유전자, CK18, CK19, αFP 및 알부민의 새로운 발현을 확인한다. 3A-M are described in more detail as follows. a . Morphological characteristics of hBSCs in neuronal differentiation cultures showing representative appearance of neurons. Scale bar = 50 μm. be . IF contamination of hBMSCs after neuronal differentiation was characterized by multiple specific proteins: GFAP (astrocytic cells), GalC (protuberant glial cells), NF200 (neurons), and β-tubulin III. f. RT-PCR confirms new expression of neural subband-specific genes, GFAP, MBP, progenitor glial cells, MAP2 (neurons), GAD (neurons), and Tau (neurons) after induced neural differentiation. Phenotypic characterization of hBMSCs into endoderm (parietal epithelial) cells. IF localization of HNF 3β (FITC) and αFP (Cy3) and CK18 (FITC) and HNF 1α (Cy3) on day 10 (gi) in hBSCs cultured on Matrigel with medium containing HGF on day 10 (gi) anger. m. RT-PCR confirms new expression of endoderm passage-specific genes, CK18, CK19, αFP and albumin after induced neuronal differentiation.

실시예Example 3: 신생아  3: newborn 래트Rat 심근세포(NRCM)으로Into cardiomyocytes (NRCM) 공배양Coculture  after BNSCBNSC 의 심근 분화Myocardial differentiation

심근 분화를 유발하기 위해, hMSC는 신생아 래트 심근세포(NRCM)로 공배양하였다. NRCM은 1x 105셀/cm2로 평판배양 하고 10% 태아 송아지 혈청(FCS)를 함유하는 DMEM (저 글루코스)중에 배양하였다. 3일에 DiI로 표지된 hBMSC는 1:4의 비로 배양 NRCM에 첨가하고 [Condorelli, 2001] 2주까지 배양하였다. 심장 특이성 마커에 대한 항체로 고착 및 오염시킨 후, 면역 발광이미지가 얻어졌다. DiI-표지된 hBMSC (도 4b, f, j)는 DiI 표지로부터 적색 발광을 나타내며 또한 CMC 특이성 단백질 예를 들어 심장 트로포닌 I(cTnl), 아트리알 나트륨이뇨성 펩티드(ANP), α-미오신 중쇄 (α-MHC)에 양성인 세포들은 녹색을 나타낸다 (도 4c, g, k). 결합 이미지는 DiI-표지된 hBMSC의 분획을 예시하며 이는 또한 hBMSC의 서브집단이 공배양에서 CMC 표현형의 특징을 표시함을 나타낸는 CMC 특이성 단백질에 양성으로 오염되었다 (도 4). 심장이식 인자의 mRNA 발현은 RT-PCR에 의해 평가하였다 (도 4m). 공 배양전, GATA-4 및 Nkx2.5는 nBMSC(좌측 레인) 또는 NRCM(중앙 레인) 배양에서 발현되지 않았다. hBMSC 및 NRCM의 공배양 (우측 레인)은 GATA4 및 Nkx2.5의 새로운 발현을 유도하였다. GATA-4는 여러 가지 심장 유전자, 예를 들어 미오신 일광 체인, TnT, TnI 및 α-MHC 및 ANP의 표현형을 활성화하는 것으로 알려진 심장 특이성 전자인자이다. Nkx2.5는 CMC분화의 초기상으로 제한된 전사인자이다 [Srivastava, 2000; Bruneau, 2002]. 따라서 이들 발견은 hBMSC가 CMC 표현형을 향한 분화 세대에 진입했음을 제시한다. 주의, hBMSC의 CMC 분화는 이들이 NRCM으로부터 조절된 배지로 공배양되는 경우에 관찰되었다.To induce myocardial differentiation, hMSCs were cocultured with neonatal rat cardiomyocytes (NRCM). NRCMs were plated at 1 × 10 5 cells / cm 2 and incubated in DMEM (low glucose) containing 10% fetal calf serum (FCS). On day 3 hBMSCs labeled with DiI were added to the culture NRCM in a ratio of 1: 4 and incubated for up to two weeks [Condorelli, 2001]. After fixing and contaminating with antibodies to cardiac specific markers, immunoluminescence images were obtained. DiI-labeled hBMSCs (FIG. 4B, f, j) show red luminescence from DiI labels and also CMC specific proteins such as cardiac troponin I (cTnl), atria natriuretic peptide (ANP), α-myosin heavy chain Cells positive for (α-MHC) show green (Figure 4C, g, k). Binding images illustrate the fraction of DiI-labeled hBMSCs, which were also positively contaminated with CMC specific proteins showing that a subpopulation of hBMSCs characterizes the CMC phenotype in coculture (FIG. 4). MRNA expression of cardiac graft factor was assessed by RT-PCR (FIG. 4M). Prior to coculture, GATA-4 and Nkx2.5 were not expressed in nBMSC (left lane) or NRCM (center lane) cultures. Co-culture of hBMSC and NRCM (right lane) induced new expression of GATA4 and Nkx2.5. GATA-4 is a cardiac specific electron factor known to activate phenotypes of various cardiac genes, such as myosin sun chain, TnT, TnI and α-MHC and ANP. Nkx2.5 is an early phase of CMC differentiation and is a limited transcription factor [Srivastava, 2000; Bruneau, 2002]. These findings therefore suggest that hBMSC has entered a differentiation generation towards the CMC phenotype. Caution, CMC differentiation of hBMSCs was observed when they were cocultured with conditioned media from NRCM.

도 4i에서 보는 바와 같이, NRCM 및 hBMSC는 서로 견고하게 결합되어 있다. 따라서 융합 가능성은 상기 실험에 의해 판정할 수 없다. 더욱이 최근 연구는 ESCs 및 골수 유도 줄기 세포의 표현형 변화가 세포 융합의 결과로서 발생할 수 있음을 보고하였다 [Ying, 2002 Terada, 2002]. 이 메카니즘이 hBMSC 분화에 기초가 되는지 여부를 결정하기 위해, CFDA-SE(카르복시플루오레세인 디아세테이트 숙신이미딜 에스테르)-표지된 NRCM 및 DiI-표지된 hBMSC는 이들 화학염료의 어느 것도 인접 세포로 이동되지 않기 때문에 공배양을 위해 사용하였다. 공배양 7일 후, 배양세포는 cTnI 이어서 AMCA-결합 이차 항체 (청색 발광)으로 고착 및 오염하였다 (도 4p). 세포의 중첩을 피하기 위해, 본 발명자는 분석을 이미지화 하는 단일 세포층의 영역을 선택하였다. 도 4n-q에 나타낸 바와 같이 화살표로 표시된 특정한 DiI-표지 hBMSC도 또한 세포융합이 발생했음을 제시하는 녹색 (NRCM) 및 남색 (cTnI)에 양성 이었다. 진정 분화된 세포는 적색 및 남색 형광은 양성 그리고 녹색 발광은 음성으로 예시하였다 (도 4 o-q, 화살표 머리). 이들 결과는 분화와 융합이 둘 다 동일 배양조건에서 발생함을 나타낸다. 3개의 상이한 실험으로부터 공배양 당 5000개 세포를 계수한 후, 분화 및 융합의 우세는 각각 2.9±1.1% 및 3.2±0.9%이었다. hBMSC와 ECs/SMSs 사이의 융합 발생을 결정하기 위해, 래트 대동맥 내피세포(RAECs) 또는 래트 혈관 유연 근육 세포(RVSMCs)는 각각 hBMSC로 공배양 하였다. RAECs 및 RVSMSs가 50-60% 융합성에 도달하였을 때, 세포들은 CFDA-SE(녹색 형광)으로 표지하였다. 2일 후, DiI-표지된 hBMSC는 1:4의 비로 RAECs와 RVSMCs의 배양판에 첨가하고 7일간 배양하였다. 이어서 배양된 세포는 VE-타드헤린 또는 α-SMA 이어서 AMCA-결합 이차 항체로 고착 및 오염시켰다. 발광 현미경 하에 융합 및 진정 분화의 상기 기준을 사용하여, 융합의 우세는 ECs의 경우 5.3±1.1% 및 SMCs의 경우 7.4±0.9%인 반면, 분화의 우세는 3.4±0.7% 및 3.6±0.9%이었다. 이들 결과는 hBMSC의 표현형 변화가 융합과 분화로 이루어져 있으며, 따라서 분화를 정의하는 계대 특이성 마커 단백질을 사용하는 면역조직화학은 생체내 분화의 진정 우세를 과대평가할 수 있음을 나타낸다. 생체내 융합 및 분화이 비율은 생체외 상세히 기록된 것들과 다를 수 있다.As shown in Figure 4i, NRCM and hBMSC are tightly coupled to each other. Therefore, the possibility of fusion cannot be determined by the above experiment. Moreover, recent studies have reported that phenotypic changes in ESCs and bone marrow induced stem cells may occur as a result of cell fusion [Ying, 2002 Terada, 2002]. In order to determine whether this mechanism is the basis for hBMSC differentiation, CFDA-SE (carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester) -labeled NRCM and DiI-labeled hBMSCs are used as adjacent cells. It was used for coculture because it was not moved. After 7 days of coculture, cultured cells were fixed and contaminated with cTnI followed by AMCA-binding secondary antibody (blue luminescence) (FIG. 4P). In order to avoid cell overlap, we selected a region of a single cell layer to image the assay. Specific DiI-labeled hBMSCs, indicated by arrows, as shown in FIG. 4N-Q, were also positive for green (NRCM) and indigo blue (cTnI), indicating that cell fusion occurred. Truly differentiated cells were exemplified by red and indigo fluorescence positive and green luminescence negative (FIG. 4 o-q, arrow head). These results indicate that both differentiation and fusion occur under the same culture conditions. After counting 5000 cells per coculture from three different experiments, the dominance of differentiation and fusion was 2.9 ± 1.1% and 3.2 ± 0.9%, respectively. To determine the occurrence of fusion between hBMSCs and ECs / SMSs, rat aortic endothelial cells (RAECs) or rat vascular flexible muscle cells (RVSMCs) were each co-cultured with hBMSCs. When RAECs and RVSMSs reached 50-60% confluence, cells were labeled with CFDA-SE (green fluorescence). After 2 days, DiI-labeled hBMSCs were added to the culture plates of RAECs and RVSMCs in a ratio of 1: 4 and incubated for 7 days. The cultured cells were then fixed and contaminated with VE-tardherin or α-SMA followed by AMCA-binding secondary antibody. Using the above criteria of fusion and sedation differentiation under luminescence microscopy, the predominance of fusion was 5.3 ± 1.1% for ECs and 7.4 ± 0.9% for SMCs, while the predominance of differentiation was 3.4 ± 0.7% and 3.6 ± 0.9% . These results indicate that the phenotypic change in hBMSC consists of fusion and differentiation, and therefore immunohistochemistry using passage specificity marker proteins that define differentiation may overestimate the true prevalence of differentiation in vivo. In Vivo Fusion and Differentiation This ratio may differ from those recorded in detail in vitro.

도 4A-M은 다음과 같이 더욱 설명한다. a-m. 심원 분화의 조사를 위해 NRCM으로 hBMSC의 공배양. F344 래트로부터 일차 NRCM을 분리하고 DMEM으로 배양하였다. 4일에 DiI-표지된 hBMSC는 1:4의 비로 배양 NRCM에 첨가하고 2주까지 배양하였다. IF 이미지는 공배양된 DiI-표지 hBMSC (b,f,j)를 적색으로 나타내고 CMC 특이 성 단백질, cTnI(c), ANP(g) 및 α-MHC(k)로 오염된 NRCM을 녹색으로 나타낸다. 결합 이미지(d, h,i)에서 이중 발광 양성 세포는 hBMSC의 서브 집단이 CMC 표현형(화살표)을 표시함을 나타낸다. 주의: 몇 개의 hBMSC는 트랜스 분화되지 않은 것으로 잔류한다 (화살표 끝 b, d, j, l). DAPI 핵 카운터-오염(a,e,i)은 이 겉보기 트랜스-분화가 hBMSC 및 NRCMs의 단순한 중첩으로 생기지 않음을 암시하면서 핵의 중첩이 없음을 나타낸다. 심장 전사인자의 mRNA 발현은 RT-PCT(m)으로 분석하였다. 공 배양전에, 심장전사 인자 GATA4 및 Nkx2.5는 hBMSC(레인 1) 및 NRCM (레인 2)에서 발현되지 않았다. 공배양 (레인 3)은 GATA4 및 Nkx2.5의 새로운 발현을 유발하였다. n-q. 세포융합의 조사를 위해 미리 표지된 NRCM 및 hBMSC의 공배양. 두 세포들의 융합이 CMC 표현형으로 변화를 기초로 하는지 여부를 결정하기 위해, 본 발명자는 녹색 발광 염료, DFCA-SE(n) 및 DiI-표지된 hGMSC(o)로 표지된 dNRCMs를 공배양하였다. 공배양 7일후, 세포들은 cTnI 이어서 AMCA-결합 이차 항체 (청색 발광)(p)로 오염시켰다. IF 영상 (n-q)에서 삼중 색 양성 세포(화살표)는 cTnI를 발현하는 융합세포이다. CMC로 트랜스 분화된 hBMSC는 적생 및 청색 발광을 양성 그리고 녹색을 음성으로 예시한다 (화살표 끝). r-x. hBMSC의 ECs(r-u) 또는 SMCs(v-y)의 표현형 변화에 융합 및 분화의 기여를 판단하기 위해, CDFA-SE-표지 래트 대동맥 내피세포(RAESc) 또는 래트 혈관 유연 근육세포(RVSMCs)는 4:1의 비로 DiI-표지된 hBMSC로 공배양하고 7일간 배양하였다. 고착 후, 세포들은 VE- 카드헤린 또는 α-SMA 이어서 AMCA-결합 이차 항체 (남색 발광)으로 오염시켰다. 화살표 r-u는 VE-카드헤린를 발현하는 RAECs(녹색)과 hBMSC(적색)간의 융합을 나타낸다. 화살표 끝 r- u는 hBMSC로부터 분화된 ECs를 예시한다. 화살표 v-x는 RVSMCs(녹색)과 hBMS(적색)간의 융합을 나타낸다.4A-M are further described as follows. am . Co-culture of hBMSC with NRCM for investigation of cardiac differentiation. Primary NRCMs were isolated from F344 rats and incubated with DMEM. On day 4 DiI-labeled hBMSCs were added to the culture NRCM at a ratio of 1: 4 and incubated for up to two weeks. IF images show cocultured DiI-labeled hBMSC (b, f, j) in red and NRCM contaminated with CMC specific protein, cTnI (c), ANP (g) and α-MHC (k) in green . Dual luminescent positive cells in the binding images (d, h, i) indicate that a subpopulation of hBMSCs displays the CMC phenotype (arrow). Note: some hBMSCs remain untransdifferentiated (arrow ends b, d, j, l). DAPI nuclear counter-contamination (a, e, i) indicates no nucleation overlap, suggesting that this apparent trans-differentiation does not result from a simple overlap of hBMSCs and NRCMs. MRNA expression of cardiac transcription factors was analyzed by RT-PCT (m). Prior to co-culture, cardiac transcription factors GATA4 and Nkx2.5 were not expressed in hBMSC (lane 1) and NRCM (lane 2). Coculture (lane 3) induced new expression of GATA4 and Nkx2.5. nq . Co-culture of pre-labeled NRCMs and hBMSCs for investigation of cell fusion. To determine whether the fusion of two cells is based on a change to the CMC phenotype, we co-cultured dNRCMs labeled with green luminescent dye, DFCA-SE (n) and DiI-labeled hGMSC (o). After 7 days of coculture, cells were contaminated with cTnI followed by AMCA-binding secondary antibody (blue luminescence) (p). The triple color positive cells (arrows) in the IF image (nq) are fusion cells expressing cTnI. HBMSCs trans-differentiated with CMC exemplify red and blue luminescence positive and green negative (end arrow). rx. To determine the contribution of fusion and differentiation to the phenotypic changes of ECs (ru) or SMCs (vy) of hBMSCs, CDFA-SE-labeled rat aortic endothelial cells (RAESc) or rat vascular flexible muscle cells (RVSMCs) were 4: 1. Co-cultured with DiI-labeled hBMSC at a ratio of 7 and cultured for 7 days. After fixation, cells were contaminated with VE-cadherin or α-SMA followed by AMCA-binding secondary antibody (blue luminescence). Arrow ru represents the fusion between RAECs (green) and hBMSCs (red) expressing VE-cadherin. Arrow end r- u illustrates the ECs differentiated from hBMSCs. Arrow vx indicates fusion between RVSMCs (green) and hBMS (red).

실시예Example 4: 급성 허혈  4: acute ischemia 심근층에In the myocardial layer 대한 재생효과 Regeneration effect

본 발명자는 허혈성으로 방해된 심근층이 hBMSC의 이식에 의해 회복될 수 있는지 여부를 다음과 같이 시험하였다. We tested whether the ischemic obstructive myocardial layer can be recovered by transplantation of hBMSC as follows.

누드 래트에서 코로나 결착 직후에, 8 x 105 hBMSC는 주변 경색영역의 벽에 이식하였다. 동수의 인간 총 골수 세포 (TBMC) 및 동 용적의 PBS는 대조군으로 사용하였다. 수술을 행한 15마리 래트중에서, 4주의 연구기간 중에 TBMC 및 PBS 그룹에서 12마리 래트가 생존한 반면 hBMSC를 받은 14마리 래트가 생존하였다. 심장기능을 평가하기 위해, 초음파 심장검사는 수술 전 및 4주 후 수행하였다. 기선 좌심실 말단-심장확장 및 말단-심장수축 디멘젼(LVEDD, LVESD) 분획 쇼트닝(FS) 및 벽운동 스코어 지수(WMSI)는 hBMSC, TBMC 또는 PBS (도시되지 않은 데이터)를 받는 래트 중에서 유사하였다. 처리 4주 후 수행한 초음파 심장검사는 LVEDD와 LVESD 둘 다 TBMC 또는 PBS로 처리된 것에 비하여 hBMSC를 받는 래트에서 현저하게 더 작았으며 (LVEDD, p < 0.05 대 TBMC 및 PBS; LVESD, P < 0.01 대 TBM 및 PBS) (도 5a,b), 따라서 FS는 현저하게 더 컸다 (p < 0.01 대 TBMC 및 PBS) (도 5c). 지역적 벽운동 비정상의 정도를 나타내는 벽운동 스코어 지수(WMSI)는 현저하게 더 양호하였다 (P < 0.01 대 TBMC 및 PBS) (도 5d). LVEDD, LVESD, FS 및 WMSI는 TBM과 PBS 처리 래트에서 다르지 않았다. 주의, 운동장애의 빈도는 hBMSC 대 TBMC 및 PBS 처리 래트에서 14% 대 58% 및 67%이었다 (P < 0.05). 침입하는 혈행역학 측정은 LV 심장수축 압력(LVSP), +dP/dt(최대 압력 상승율) 및 -dP/dt(최소 압력 하강율)은 모두 TBMC 또는 PBS 주사 래트에서 보다 hBMSC 이식 래트에서 현저하게 더 컸다 (모두 각각 p < 0.01) (도 5e, f). 함께, 이들 데이터는 hBMSC 이식이 심근경색 다음에 증가된 기능회복 및 더 유리한 리모델링을 생기게 하는 것으로 나타난다. Immediately after corona binding in nude rats, 8 × 10 5 hBMSCs were implanted into the wall of the surrounding infarct area. Equal number of human total bone marrow cells (TBMC) and equal volume of PBS were used as controls. Of the 15 rats undergoing surgery, 12 rats survived in the TBMC and PBS groups during the 4 week study, while 14 rats that received hBMSC survived. To evaluate cardiac function, echocardiography was performed before and 4 weeks after surgery. Baseline left ventricular end-heart dilation and end-heart contraction dimensions (LVEDD, LVESD) fraction shortening (FS) and wall motion score index (WMSI) were similar among rats receiving hBMSC, TBMC or PBS (data not shown). Ultrasonography performed 4 weeks after treatment was significantly smaller in rats receiving hBMSC than both LVEDD and LVESD treated with TBMC or PBS (LVEDD, p <0.05 vs TBMC and PBS; LVESD, P <0.01 vs. TBM and PBS) (Figures 5a, b), thus the FS was significantly larger (p <0.01 vs TBMC and PBS) (Figure 5c). The wall motion score index (WMSI), which indicates the degree of regional wall motion abnormality, was significantly better (P <0.01 vs TBMC and PBS) (FIG. 5D). LVEDD, LVESD, FS and WMSI did not differ in TBM and PBS treated rats. Attention, the frequency of dyskinesia was 14% vs 58% and 67% in hBMSC vs. TBMC and PBS treated rats (P <0.05). Invasive hemodynamic measurements showed that LV heart contraction pressure (LVSP), + dP / dt (maximum pressure rise rate) and -dP / dt (minimum pressure drop rate) were all significantly greater in hBMSC transplanted rats than in TBMC or PBS injection rats (All p <0.01 each) (FIG. 5E, f). Together, these data show that hBMSC transplantation results in increased functional recovery and more favorable remodeling following myocardial infarction.

도 5A-D는 다음에 더욱 자세히 설명된다. a-d. MI 및 세포 이식 4주후 초음파 심장검사는 TBMC 및 PBS 처리 래트에 비하여 hBMSC 이식 래트에서 더 작은 LVEDD, LVESD 및 더 양호안 FS 및 WMSI를 보여주며, 이는 개선된 심장기능을 나타낸다. WMSI: 벽운동 스코어지수. e.f. hBMSC 이식 4주 후 밀라 카테테르를 사용하는 침해하는 혈행역학 측정. LV 심장수축 압력(e) 및 +dP/dt 및 -dP/dt는 대조그룹들에 비하여 hBMSC 이식 래트에서 현저하게 증가하였다. *P< 0.05, **P< 0.01, 5A-D are described in more detail below. ad . Four weeks after MI and cell transplantation, echocardiography showed smaller LVEDD, LVESD and better FS and WMSI in hBMSC transplanted rats compared to TBMC and PBS treated rats, indicating improved cardiac function. WMSI: Wall Movement Score. ef . Invasive hemodynamic measurement using mila catheter 4 weeks after hBMSC implantation. LV heart contraction pressure (e) and + dP / dt and -dP / dt were significantly increased in hBMSC transplanted rats compared to the control groups. * P <0.05, ** P <0.01,

실시예Example 5:  5: 생체내In vivo 이식  transplantation hBMSChBMSC 의 접목 및 다중 계대 트랜스-분화Grafting and multi-passage trans-differentiation

이식된 hBMSC 접목의 정도 및 크기를 결정하기 위해, 냉동샘플로부터 4주-심근부위를 검사하였다. 발광 현미경 하에, 주변 경색 및 경색 부위에서 다수의 DiI-표지된 BMSCs의 접목을 관찰하였다 (도 6a, b). 반면, TBMC 이식 심장은 경색 부위에 대부분 위치하는 더 작은 수의 분산 DiI-표지세포를 나타낸다. 면역 표현형 특성화는 접목된 DiI-표지된 hBMSC(적색)이 CMC 특이성 단백질, cTnI 및 ANP(녹색)(도시되지 않은 α-MHC데이터)에 양성으로 오염되었으며 또한 주변 경색 및 경색부위에서 숙주 CMCs로부터 구별할 수 없는, 형태학적으로 성숙하게 보이는 CMCs의 덩어리를 형성하였다 (도 6, e-1). 이것은 CMC 분화를 나타낸다. hBMSC의 ECs 및 SMCs로의 분화는 EC 및 SMC 표현형으로 분화를 암시하는, ILB4 양성 혈관 ECs 및 α-SMA 양성 SMCs와 이식 hBMSC의 공-국부화에 의해 확인되었다 (도 6, m-t). hBMSC 이식 래트에서만 CMC 분화. 형태학적 유사성 및 CMC 특이성 단백질 발현(cTnI)에 의해 정의되는, CMC로의 분화는 14 마리의 생존 hBMSC 이식 래트 (85%)중 12마리가 탐색할 수 있는 것으로 관찰되었다. 도 6h 및 도 8c에 도시된 바와 같이 정상 숙주 심근에 유사한 CMCs를 재생하는 결합 덩어리는 14마리 래트 중 9마리에서 발견되었으며 (64%) 또한 다만 분산된 세포분화는 3마리의 다른 래트에서 관찰되었다 (21%). 그러나 CMC 특이성 단백질 발현은 모든 hBMSC 처리 래트에서 발견되었다. 형태 및 마커에 의해 양성으로 정의된 EC 및 SMC 분화는 검사된 모든 래트에서 발견되었다. 함께, 이들 발견은 이식된 hBMSC가 경색/허혈 심근에 강하게 접목되며, 지연된 기간 동안 생존하며, 또한 새로운 근형성 및 혈관형성을 생기게 한다. 주의, 병리학적 조사는 hBMSC 이식 심장에서 테라토마, 안지오마토시스 또는 뼈 형성이 없음을 나타냈다. To determine the extent and size of the implanted hBMSC graft, the 4-week-myocardial site was examined from frozen samples. Under luminescence microscopy, the incorporation of a number of DiI-labeled BMSCs in peripheral infarcts and infarct sites was observed (Figure 6A, b). In contrast, the TBMC transplanted heart shows a smaller number of dispersed DiI-labeled cells located mostly in the infarct site. Immune phenotypic characterization showed that the grafted DiI-labeled hBMSCs (red) were positively contaminated with CMC specific proteins, cTnI and ANP (green) (α-MHC data not shown) and also distinguished from host CMCs at peripheral infarcts and infarct sites Formed clumps of morphologically mature CMCs that could not be formed (FIG. 6, e-1). This represents CMC differentiation. Differentiation of hBMSCs into ECs and SMCs was confirmed by co-localization of transplanted hBMSCs with ILB4 positive vascular ECs and α-SMA positive SMCs, suggesting differentiation into EC and SMC phenotypes (FIG. 6, m-t). CMC differentiation only in hBMSC transplanted rats. Differentiation into CMC, defined by morphological similarity and CMC specific protein expression (cTnI), was observed to be detectable by 12 of 14 surviving hBMSC transplanted rats (85%). Binding masses regenerating CMCs similar to normal host myocardium were found in 9 of 14 rats (64%) and only dispersed cell differentiation was observed in 3 other rats, as shown in FIGS. 6H and 8C. (21%). However, CMC specific protein expression was found in all hBMSC treated rats. EC and SMC differentiation, defined positive by morphology and marker, were found in all rats examined. Together, these findings suggest that transplanted hBMSCs are strongly grafted to infarct / ischemic myocardium, survive for a delayed period of time, and also produce new muscle and angiogenesis. Caution, pathological examination indicated no teratoma, angiomatosis or bone formation in the hBMSC transplanted heart.

도 6A-D는 다음과 같이 더욱 상세히 설명된다. 경색 심근으로 DiI-표지된 hBMSC 및 TBMC의 접목. 다수의 hBMSC(적색 형광)(a)는 이식 4주 후 심근의 경색 및 주변 경색 부위로 접목된다. 반면, 상당히 더 적은 TBMC(적색 발광)은 대부분 경색 영역(a)에서 나타난다. (b) 및 (d)는 접목된 세포의 국소화를 보여주는 (a) 및 (c)의 호프만 이미지이다. e-l. 분화된 hBMSC의 CMCs로의 면역 표현형 특성화. 4주 심근샘플은 cTnI(g) 및 ANP(k)에 대해 오염시켰다 (각각 FITC-표지된 이차 Ab로 탐색 됨). 이식된 DiI-hBMSC는 두 개의 마커에 양성으로 오염되었으며 또한 CMCs의 덩어리의 재생을 나타내는, 숙주 CMCs와 구별할 수 없다. m-p. 혈관 ECsso에 hBMSC의 도입. ILB4(o)으로 오염된 심근부위, EC마커는 DiI-hBMSC가 ECs로 트랜스-분화를 암시하는 혈관 ECs과 공동 국소화 됨을 입증한다(화살표). q-t. hBMSC의 혈관 SMCs로의 도입. α-SMA(s)로 오염된 심근 부위는 SMCs 표현형으로 분화를 암시하는, 혈관 SMCs로 공-국소호돤 DiI-hBMSC를 예시한다 (화살표 s, t). 6A-D are described in more detail as follows. Incorporation of DiI-labeled hBMSCs and TBMCs into infarct myocardium. A number of hBMSCs (red fluorescence) (a) are grafted to the infarct and peripheral infarct areas of myocardium 4 weeks after transplantation. On the other hand, significantly less TBMC (red luminescence) is mostly present in the infarct region (a). (b) and (d) are Hoffman images of (a) and (c) showing localization of grafted cells. el . Immune Phenotypic Characterization of Differentiated hBMSCs into CMCs. 4-week myocardial samples were contaminated with cTnI (g) and ANP (k) (searched as FITC-labeled secondary Abs, respectively). Transplanted DiI-hBMSCs are positively contaminated with two markers and are indistinguishable from host CMCs, which also indicates the regeneration of clumps of CMCs. mp . Introduction of hBMSC to Vascular ECsso. Myocardial sites, EC markers contaminated with ILB4 (o), demonstrate that DiI-hBMSC co-localizes with vascular ECs suggesting trans-differentiation into ECs (arrow). qt . Introduction of hBMSCs into Vascular SMCs. Myocardial sites contaminated with α-SMA (s) illustrate the co-topics DiI-hBMSC with vascular SMCs, suggesting differentiation with the SMCs phenotype (arrows s, t).

실시예Example 6: 숙주 심근의 증식 및 생존을 증가시킨 이식  6: Transplantation Increases Proliferation and Survival of Host Myocardium hBMSChBMSC

hBMSC 이식의 상술한 생리학적 효과는 그 내부의 다수 계대 분화의 정도에 의해 래트의 일부에서 설명될 수 없기 때문에, 본 발명자는 이식된 hBMSC가 숙주 심근 세포의 증식 및 생존에 영향을 미치는지 여부를 밝혀내고자 하였다. 심근세포의 증식성 분획을 측정하기 위해, 소형-삼투압 펌프는 세포 사이클의 S상에 진입한 모든 세포들을 표지하기 위해 4주간 일정하게 5-브로모-2'-데옥시우리딘(BrdU)를 공급하기 위해 이식하였다. hBMSC 이식 심장으로부터의 부위에서, 다수의 증식 세포들이 숙주 심근세포 및 이식 세포에서 둘 다 관찰되었다 (도 7a-d). 반면, 상당히 적은 BrdU-양성 세포들은 TBMC 또는 PBS 주입 심장에서 관찰되었다 (도 7e, f). BrdU 지수, 즉 각 부위에서 계수된 총 핵수에 대한 BrdU 양성핵의 백분율은 대조군보다 hBSMC 이식 심장에서 현저하게 더 높았다 (hBMSC 대 TBMC, PBS; 25.8±5.2% 대 11.2±3.1%, 9.5±2.8%, P<0.001). BrdU 및 ILB4 또는 cTnl에 대한 mAb를 사용하는 이중 IF 조직화학은 CMCs 및 ECs가 BrdU에 대해 양성이었음을 나타냈다 (도 7g-n). ECs 및 CMCs의 BrdU지수는 bBMSC 이식 심장에서 다시 더 높았다 (대 TBMC, PBS; ECs, 8.3±2.7 대 2.9±1.5, 2.4±1.3, P<0.01; CMCs, 2.1±1.2 대 0.2±0.1, 0.2±0.1, P<0.01). 이들 결과는 이식된 hBMSC가 ECs 및 CMCs를 포함하는 숙주 심근세포들의 증식을 증가시킴을 나타낸다.Since the aforementioned physiological effects of hBMSC transplantation cannot be explained in some of the rats by the degree of multiple passage differentiation therein, the inventors have discovered whether the transplanted hBMSCs affect the proliferation and survival of host cardiomyocytes. I wanted to pay. In order to measure the proliferative fraction of cardiomyocytes, the small-osmotic pump constantly applies 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) for 4 weeks to label all cells entering S phase of the cell cycle. Transplanted to feed. At the site from the hBMSC transplanted heart, multiple proliferating cells were observed in both host cardiomyocytes and transplanted cells (FIGS. 7A-D). In contrast, significantly fewer BrdU-positive cells were observed in TBMC or PBS injected hearts (FIG. 7E, f). The BrdU index, ie the percentage of BrdU positive nuclei relative to the total number of nuclei counted at each site, was significantly higher in the hBSMC transplanted heart than the control (hBMSC vs TBMC, PBS; 25.8 ± 5.2% vs 11.2 ± 3.1%, 9.5 ± 2.8% , P <0.001). Dual IF histochemistry using BrdU and mAb for ILB4 or cTnl indicated that CMCs and ECs were positive for BrdU (FIG. 7G-n). The BrdU indices of ECs and CMCs were again higher in bBMSC transplanted hearts (vs TBMC, PBS; ECs, 8.3 ± 2.7 vs 2.9 ± 1.5, 2.4 ± 1.3, P <0.01; CMCs, 2.1 ± 1.2 vs 0.2 ± 0.1, 0.2 ±) 0.1, P <0.01). These results indicate that transplanted hBMSCs increase proliferation of host cardiomyocytes, including ECs and CMCs.

다음에, 본 발명자는 급성 MI 이후에 진행중인 심근감퇴에 관여하는 주요 메카니즘의 하나로 일반적으로 간주되는 세포소멸 과정에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하였다. TUNEL 평가는 1주 심근 시료(n=4)를 사용하여 수행하였다. 세포소멸 지수 즉 각각의 부위에서 계수된 총 핵수에 대한 TUNEL(+)핵의 백분율은 hBMSC 이식 심장에서 3배 더 낮았다 (세포소멸지수 대 TBMC, PBS, 2.1±0.8 대 6.6±1.2, 7.3±1.1, P<0.001) (도 7o-q). 이들 차이는 과경색 영역에서 특히 명백하다. α-사르코머 악티닌 또는 ILB4 및 TUNEL 평가의 부수된 오염 후에 얻어진 CMCs 및 ECs의 세포소멸 지수는 hBMSC 이식 심장에서 현저하게 감소하였다 (대 TBMC, PBS; CMCs, 0.5±0.1 대 2.1±0.3, 1.93±0.3, P<0.001; ECs, 0.7±0.1 대 2.5±0.3, 2.0±0.2, P<0.01) (도7r-u). 따라서 hBMSC 이식이 위험한 CMCs 및 ECs의 생존을 촉진하면서, 심근기능을 보존할 수 있는 교호 메카니즘은 이들 연구에 의해 밝혀진다.Next, the inventors investigated whether or not it could affect the apoptosis process, which is generally considered one of the major mechanisms involved in ongoing myocardial degeneration after acute MI. TUNEL evaluation was performed using 1 week myocardial sample (n = 4). Apoptosis index, ie the percentage of TUNEL (+) nuclei relative to the total number of nuclei counted at each site, was three times lower in the hBMSC transplanted heart (apoptotic index vs TBMC, PBS, 2.1 ± 0.8 vs 6.6 ± 1.2, 7.3 ± 1.1 , P <0.001) (FIG. 7o-q). These differences are particularly evident in the hyperinfarct region. The apoptosis index of CMCs and ECs obtained after α-sarcomer actinin or incidental contamination of ILB4 and TUNEL evaluations was significantly reduced in hBMSC transplanted heart (vs TBMC, PBS; CMCs, 0.5 ± 0.1 vs 2.1 ± 0.3, 1.93 ± 0.3, P <0.001; ECs, 0.7 ± 0.1 vs. 2.5 ± 0.3, 2.0 ± 0.2, P <0.01) (Figure 7r-u). Thus, while hBMSC transplantation promotes survival of dangerous CMCs and ECs, an alternate mechanism that can preserve myocardial function is revealed by these studies.

도 7A-U는 다음과 같이 더욱 자세히 설명된다. a-h. BrdU 면역 조직화학에 의한 증식성 세포의 식별. hBMSC 이식 심장(a-d) 부분에서, 다수의 BrdU 양성 세포들 (녹색 도트)는 (c) 숙주 심근 세포와 이식 세포에서 둘다 관찰되었다. 반면, 더 적은 BrdU 양성 세포는 TBMC(e) 또는 PBS(f) 주사 래트 심장에서 관찰되었다. g-j. BrdU(h) 및 ILB4(i)에 대한 항체로 동시발생 오염은 hBMSC 이식 심장의 모세관 ECs에서 BrdU 양성 세포 (화살표)의 존재를 입증한다. k-o. BrdU(h) 및 cTnI(m)에 대한 항체로 동시발생 오염은 hBMSC 이식 심장의 성숙 CMCs(n)에서 BrdU 양성 세포 (화살표)의 존재를 입증한다. m-o. 세포소멸 심근세포(화살표)를 식별하기 위해 안티-α-사르코머릭 악티닌 mAb 및 TUNEL(n) 또는 PBS(o)-처리 심근의 동시발생 오염. 더 적은 세포소멸 세포는 TBMC(p) 또는 PBS(q)를 받는 것에 비하여 hBMSC(o)를 받는 래트의 주변 경색 영역에서 명백하다. 확대 x 400. r-s. α-사르코머릭 악티닌(적색) 및 TUNEL (녹색)에 대한 mAb로 오염시킨 후에 얻은 대표적 이미지는 PBS 주입 심장으로부터 CMC 세포소멸(화살표)을 입증한다. t-u. ILB4(적색) 및 TUNEL(녹색)로 오염시킨 후에 얻은 대표적 이미지는 PBS 주입 심장으로부터 EC 세포소멸(화살표)를 입증한다.7A-U are described in more detail as follows. ah . Identification of proliferative cells by BrdU immunohistochemistry. In the hBMSC transplanted heart (ad) portion, multiple BrdU positive cells (green dots) were observed in both (c) host cardiomyocytes and transplanted cells. In contrast, fewer BrdU positive cells were observed in TBMC (e) or PBS (f) injected rat hearts. gj. Simultaneous contamination with antibodies to BrdU (h) and ILB4 (i) demonstrates the presence of BrdU positive cells (arrows) in capillary ECs of the hBMSC transplanted heart. en . Concurrent contamination with antibodies to BrdU (h) and cTnI (m) demonstrates the presence of BrdU positive cells (arrows) in mature CMCs (n) of the hBMSC transplanted heart. mo . Concurrent contamination of anti-α-sarcomeric actinin mAb and TUNEL (n) or PBS (o) -treated myocardium to identify apoptotic cardiomyocytes (arrows). Less apoptotic cells are evident in the peripheral infarct area of rats receiving hBMSC (o) compared to those receiving TBMC (p) or PBS (q). Magnification x 400. rs . Representative images obtained after contaminating with mAbs for α-sarcomeric actinin (red) and TUNEL (green) demonstrate CMC cell death (arrows) from PBS injected hearts. tu . Representative images obtained after contaminating with ILB4 (red) and TUNEL (green) demonstrate EC apoptosis (arrows) from PBS injected hearts.

실시예Example 7. 이식된  7. Implanted hBMSChBMSC of 파라크린Paraclean 효과;  effect; 안지오젠Angiogen 사이토킨Cytokines 및 심장 전사 인자의 과도한 규제 And excessive regulation of cardiac transcription factors

심근 상처 이후에 hBMSC의 치료효과를 담당하는 잠재적 파라크린 메카니즘을 식별하기 위해, hBMSC 또는 PBS 처리 14일 및 28일 후에 수확된 심장 샘플을 사용하여 반-정량적 RT-PCT에 의해, VEGF-A, 안지오포이에틴-1(Ang-1) 및 2(Ang-2) 등의 안지오젠 사이토킨, 간세포 성장인자(HGF), 염기성 섬유아세포 성장인자(bFGF), 혈소판-유래 성장인자-B(PDGF-B), 변형성장인자 (TGF)-β 및 Nkx2.5, GATA-4, MEF2c등의 심장 전사인자의 mRNA 발현을 평가하였다. 모든 검사된 안지오젠 사이토 킨의 발현은 PBS 그룹에 비하여 hBMSC 이식심장에서 2주 및 4주에서 둘 다 현저하게 규제되었다 (P<0.01). 더욱이, 모든 안지오젠 사이토킨의 높은 발현은 hBMSC 이식 심장에서 4주에서 유지되었다. 이들 발견은 이식된 hBMSC가 혈관형성은 물론 혈관형성을 촉진하는 잠재성을 갖는 다중 사이토킨의 발현을 조절할 수 있음을 제시한다. GATA-4, Nkx2.5 및 MEF2c는 대조군에 비하여 hBMSC 이식 심장에서 현저하게 규제하였으며 (도 8b), 이는 이식된 hBMSC가 숙주 CMC 분화를 증가시키고/거나 새로운 CMCs로 직접 분화함으로써 근형성을 증가시킬 수 있음을 암시한다. 종합적으로, 다중 인자의 과도 규제는 숙주 ECs 및 CMCs에 대한 이식된 hBMSC의 증식효과를 부분적으로 설명할 수 있다. VEGF-A, by semi-quantitative RT-PCT using cardiac samples harvested 14 and 28 days after hBMSC or PBS treatment, to identify potential paracrine mechanisms responsible for the therapeutic effect of hBMSC after myocardial wounds Angiogen cytokines such as angiopoietin-1 (Ang-1) and 2 (Ang-2), hepatocyte growth factor (HGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), platelet-derived growth factor-B (PDGF MRNA expression of cardiac transcription factors such as -B), transforming growth factor (TGF) -β and Nkx2.5, GATA-4 and MEF2c were evaluated. Expression of all tested angiogen cytokines was significantly regulated at both 2 and 4 weeks in hBMSC transplanted heart compared to the PBS group (P <0.01). Moreover, high expression of all angiogen cytokines was maintained at 4 weeks in the hBMSC transplanted heart. These findings suggest that transplanted hBMSCs can regulate the expression of multiple cytokines with the potential to promote angiogenesis as well as angiogenesis. GATA-4, Nkx2.5 and MEF2c were markedly regulated in the hBMSC transplanted heart compared to the control (FIG. 8B), which would increase muscle formation by transplanted hBMSCs to increase host CMC differentiation and / or directly differentiate into new CMCs. Imply that it can. Overall, the overregulation of multiple factors may partially explain the proliferative effects of transplanted hBMSCs on host ECs and CMCs.

도 8A-B는 다음과 같이 설명된다. 조직화 샘플은 hBMSC 또는 PBS 처리 2주 및 4주 후에 수확하였으며 또한 mRNA 발현은 반정량적 RT-PCR로 검사하였다. RT-PCR 생성물의 대표적 겔 사진(n=4), 및 GAPDH 발현을 기본으로 하는 안지오젠 사이토킨(a) 및 심장 전사인자(b)의 mRNA 발편(우측패널)의 정량화. 주의: hBMSC 이식 샘플에서 모든 인자의 현저한 과도 규제. 실험은 적어도 삼회 수행하였다. **P<0.01, ***<0.001. 8A-B are described as follows. Tissue samples were harvested 2 and 4 weeks after hBMSC or PBS treatment and mRNA expression was also examined by semiquantitative RT-PCR. Representative gel photographs of RT-PCR products (n = 4), and quantification of mRNA fragments (right panel) of angiogen cytokines (a) and cardiac transcription factors (b) based on GAPDH expression. Caution: Significant transient regulation of all factors in hBMSC transplant samples. The experiment was performed at least three times. ** P <0.01, *** <0.001.

실시예Example 8:  8: hBSMChBSMC 이식은 모세관 및  Transplantation is capillary and CMCCMC 밀도를 증가시키고 심근 섬유증을 감 Increase density and reduce myocardial fibrosis 소시킴Soshikim

경색된 심근의 병리학적 특징에 대한 hBMSC 이식의 최종 충격을 결정하기 위 해, 모세관 및 CMC 밀도는 CD31 및 HE 오염 후에 정량화 하였으며 또한 % 원주 섬유증을 측정하였다. 모세관 밀도는 TBMC 및 PBS 주입 래트에서 보다 hBMSC 이식 래트에서 2배 및 2.3배 더 높았다 (P<0.01) (도 9 a-d). CMC 밀도는 또한 TBMC 및 PBS 주입 래트에서 보다 hBMSC 이식 래트에서 2.4배 및 2.8배 더 높았다 (P<0.01) (도 9 d-g). 매손의 트리크롬-오염된 부분에서 측정한 %원주 섬유증 영역은 hBMSC 이식 심장에서 더 작은 영역의 섬유증을 입증하였다 (P<0.001 대 TBMC, PBS). To determine the final impact of hBMSC transplantation on the pathological characteristics of infarcted myocardium, capillary and CMC densities were quantified after CD31 and HE contamination and also measured% columnar fibrosis. Capillary density was 2 and 2.3 times higher in hBMSC transplanted rats than in TBMC and PBS injected rats (P <0.01) (FIG. 9 a-d). CMC density was also 2.4 and 2.8 times higher in hBMSC transplanted rats than in TBMC and PBS injected rats (P <0.01) (FIG. 9 d-g). The% circumferential fibrosis area, measured in the trichrome-contaminated portion of Masson, demonstrated smaller areas of fibrosis in the hBMSC transplanted heart (P <0.001 vs TBMC, PBS).

도 9A-G는 다음과 같이 더욱 상세하게 설명된다. a-d. hBMSC 이식 심장에서 현저히 더 높은 모세관 밀도를 보여주는 세포 이식 4주후에 경색 심근에서 CD31 (a-c)의 대표적 면역 조직화학적 발견. **P<0.01 대 TBMC 및 PBS. e-h. HE(e-g)로 오염된 경색영역의 대표적 발견은 hBMSC 이식 심장에서 심근의 현저한 구조 및 재생을 입증한다. **<0.01 대 TBMC 및 PBS. hBMSC 이식 심장에서 % 섬유증의 현저히 더 작은 영역을 보여주는 매손 트리크롬-오염 심장의 대표적 발견. **<0.01 대 TBMC 및 PBS. 9A-G are described in more detail as follows. ad . Representative immunohistochemical discovery of CD31 (ac) in infarct myocardium 4 weeks after cell transplantation showing significantly higher capillary density in hBMSC transplanted heart. ** P <0.01 vs TBMC and PBS. eh. Representative findings of infarcted areas contaminated with HE (eg) demonstrate the marked structure and regeneration of myocardium in the hBMSC transplanted heart. ** <0.01 vs TBMC and PBS. Representative findings of maternal trichrome-contaminated heart showing a significantly smaller area of% fibrosis in the hBMSC transplanted heart. ** <0.01 vs TBMC and PBS.

다음 물질 및 방법은 실시예 1-8로 상술한 실험을 수행하는데 필요시 사용하였다.The following materials and methods were used as needed to perform the experiments described above in Examples 1-8.

1. BMSC의 분리 및 배양1. Isolation and Culture of BMSC

젊은 수컷 공여자로부터 새로운 미가공 인간 BMs는 Biowhitttaker (Cambrex)(Wakersville, MD)로부터 구입하였다. BM은 1300rpm에서 10분간 원심분리하여 세포 펠릿을 얻었다. 세포 펠릿은 0.5M EDTA(DPBS-E)를 함유하는 25ml의 DPBS 중에 재현탁하였다. 1300rpm에서 7분간 원심분리 한 후, 세포들은 용혈의 유도를 위해 5ml DPBS-E 및 20ml의 NH4Cl중에 재 현탁하였다. DPBS-E로 원심분리 및 세척 후, 세포들은 40-㎛ 나일론 여과기를 통해 여과하였으며 또한 피브로넥틴(100㎍/ml)로 피복된 6-웰 플레이트 중에 평판배양 하였다. 세포들은 17%의 FBS (Biowhittaker; 골수세포의 팽창을 촉진하기 위해 선택된 로트), 100U/ml 페닐실린, 및 100㎍/ml 스트렙토마이신 및 2mM 글루타메이트를 함유하는 낮은(1g) 글루코스로 완전 DMEM중에 37℃ 및 5% CO2 하에 4-6시간 동안 성장시켰다. 배지는 새로운 완전 배지로 대체하였다. 접착 세포는 60% 합류로 생장시켰다. 다음에, 세포는 1x104 셀/cm2의 밀도에서 25cm2 조직배양 플라스크 (T25)내로 완전배지 중에 자생하였다. 세포가 60% 합류인 후에, 세포들은 동일 밀도에서 T75 및 T175로 순차적으로 자생하였다. T175 플라스크 중에 배양물의 적어도 2개 세대후에, 세포들은 CellTrackerTM CM-DiI (분자 프로브)로 표지하였으며 또한 희석법을 제한함으로써 웰 당 1/2셀의 밀도에서 96-웰 플레이트의 웰내로 평판배양 하였으며, 희석을 제한하기 전에 수집된 조절 배지로 배양하고, -80℃에서 저장하고 0.2㎛ 여과기를 통해 여과하였다. 형광 현미경 하에, 본 발명자는 하나 이상의 세포를 함유하는 웰(도 1a)이 웰중 단일세포의 상 대비 및 발광 이미지를 나타내는 것을 제외하였다. 셀이 40-50% 융합성으로 성장한 경우, 하나의 웰로부터 세포는 6-웰 플레이트 중의 하나의 웰에 순차적으로 자생하였고 그 후에 4-8 x 103셀/cm2의 밀도에서 T25, T75 및 T175 중에 순차적으로 자생하였다. 이어서 세포들은 T175에서 배양하고 1:10-40 희석을 다시 플레이트 하고 4-8 x 103셀/cm2으로 생장하였다. New raw human BMs from young male donors were purchased from Biowhitttaker (Cambrex) (Wakersville, MD). BM was centrifuged at 1300 rpm for 10 minutes to obtain cell pellets. Cell pellets were resuspended in 25 ml of DPBS containing 0.5 M EDTA (DPBS-E). After centrifugation for 7 min at 1300 rpm, the cells were resuspended in 5 ml DPBS-E and 20 ml NH 4 Cl for induction of hemolysis. After centrifugation and washing with DPBS-E, the cells were filtered through a 40-μm nylon filter and plated in 6-well plates coated with fibronectin (100 μg / ml). Cells were 37 in complete DMEM with low (1 g) glucose containing 17% of FBS (Biowhittaker; a lot selected to promote expansion of bone marrow cells), 100 U / ml phenylsilin, and 100 μg / ml streptomycin and 2 mM glutamate. Grows for 4-6 hours at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; C &lt; / RTI &gt; and 5% CO 2 . Medium was replaced with fresh complete medium. Adhesion cells were grown to 60% confluence. Cells were then grown in complete medium into 25 cm 2 tissue culture flasks (T25) at a density of 1 × 10 4 cells / cm 2 . After the cells were 60% confluent, the cells grew sequentially with T75 and T175 at the same density. After at least two generations of cultures in T175 flasks, cells were labeled with CellTracker CM-DiI (molecular probe) and plated into wells of 96-well plates at a density of 1/2 cell per well by limiting dilution, Cultures were collected with collected control medium before limiting dilution, stored at -80 ° C and filtered through a 0.2 μm filter. Under fluorescence microscopy, the inventors excluded that wells containing one or more cells (FIG. 1A) showed phase contrast and luminescent images of single cells in the wells. When cells grew to 40-50% confluent, cells from one well grew naturally in one well of a 6-well plate, then T25, T75, and at a density of 4-8 × 10 3 cells / cm 2 . It grew naturally in T175. Cells were then incubated in T175, plated at 1: 10-40 dilution again and grown to 4-8 × 10 3 cells / cm 2 .

2. 발광-활성화 세포 소팅2. Luminescence-Activated Cell Sorting

hBMSC의 발광-활성화 세포 소팅(FACS) 분석은 배양된 hBMSC상에서 수행하였다. 전- 및 후-클로날 분리의 적어도 3개의 상이한 클론으로부터 세포를 사용하였으며 또한 클로날 라인의 경우 5PDs 및 120PDs에서 2세트의 세포를 사용하였다. FACS 오염의 절차는 이전에 설명하였다 Kalka, 2000#11. 요컨대, 총 2 x 105 배양된 세포들을 10% FBS 및 0.01% NaN3를 함유하는 200㎕의 Dulbecco's PBS (Cambrex)로 재현탁하고 직접적으로 PE- 또는 FITC-결합 모노크로날 항체 또는 비-결합 항체 이어서 FITC-결합 토끼 안티-마우스 IgF(Jackson 면역 연구)에 의해 4℃에서 20분간 배양하였다. 적절한 이소타입-동일 면역 글로빈은 대조군으로 작용하였다 (Beckton-Dickinson, Medford, MA, 미국). 오염 후, 세포들은 2% 파라포름알데히드중에 고착시켰다. 정량적 FACS는 FACStar 유동 혈구계산기(B-D)상에서 수행하였다. FACS 분석에 사용된 항체는 CD4, CD8, CD11b(Mac-1), CD13, CD14, CD15, CD29, CD30, CD31, CD34, CD44, CD44, CD71, CD73, CVD90(Thyl), CD117(c-kit), CD146, CD166, HLA-DR, HLA-ABD, 멕톤 딕슨(BD)로부터 β2-마이크로글로불린, 밀테닐 바이오텍(Auburn, CA, 미국)으로부터 CD133(AC133), 및 Ancell (Bayport, MN, 미국)로부터 CD105(Endoglin), 및 Santa-Cruz로로부터 Oct4에 대한 미결합 항체이다. 비교를 위해, 인간 간엽 줄기세포(PT-2501) 및 배지(PT-3001)은 Cambrex (Poietics)로 부터 구입하였으며 또한 FACS로 사용하였다.Luminescence-activated cell sorting (FACS) analysis of hBMSCs was performed on cultured hBMSCs. Cells were used from at least three different clones of pre- and post-clonal isolation and also two sets of cells at 5PDs and 120PDs for the clonal line. The procedure for FACS contamination was described previously Kalka, 2000 # 11. In sum, a total of 2 × 10 5 cultured cells were resuspended in 200 μl of Dulbecco's PBS (Cambrex) containing 10% FBS and 0.01% NaN 3 and directly PE- or FITC-binding monoclonal antibody or non-binding. Antibodies were then incubated for 20 minutes at 4 ° C. by FITC-binding rabbit anti-mouse IgF (Jackson Immunology Study). Appropriate isotype-identical immunoglobin served as a control (Beckton-Dickinson, Medford, Mass., USA). After contamination, cells were fixed in 2% paraformaldehyde. Quantitative FACS was performed on a FACStar flow cytometer (BD). Antibodies used for FACS analysis were CD4, CD8, CD11b (Mac-1), CD13, CD14, CD15, CD29, CD30, CD31, CD34, CD44, CD44, CD71, CD73, CVD90 (Thyl), CD117 (c-kit). ), CD146, CD166, HLA-DR, HLA-ABD, β2-microglobulin from Mcton Dickson (BD), CD133 (AC133) from Miltenyl Biotech (Auburn, CA, USA), and Ancell (Bayport, MN, USA) CD105 from Endoglin, and unbound antibody against Oct4 from Santa-Cruz. For comparison, human mesenchymal stem cells (PT-2501) and medium (PT-3001) were purchased from Cambrex (Poietics) and also used as FACS.

3. DNA 배수성 분석3. DNA ploidy analysis

세포당 DNA 함량은 세포를 리보뉴클레아제(100㎍/ml)로 전처리한 다음 프로리디움 요다이드 (50㎍/ml)로 오염시키고 이어서 FACS 분석으로 측정하였다.DNA content per cell was measured by pre-treatment with ribonuclease (100 μg / ml) followed by contamination with prodium iodide (50 μg / ml) followed by FACS analysis.

4. 텔로미어 길이 분석4. Telomere Length Analysis

본 발명자는 3개의 상이한 클론으로부터 5 PDs 및 120 PDs에서 hBMSC의 텔로미어 길이의 측정을 위해 TeloTAGGG 텔로미어 길이 분석 키트(Roche, 인디아나폴리스, IN)을 사용하였다. 요컨대, 게놈 DNA의 분리 (1 ㎍) 및 소화 후, DNA 분획은 겔 전기영동에 의해 분리하고 사우던 블로팅에 의해 나일론 막으로 이동시켰다. 블롯팅 된 DNA 단편은 텔로미어 제한효소 단편(TRF)에 특이적인 다이곡시게닌 (DIG)-표지된 프로브로 교배한 다음 알칼리 인산염으로 공유 결합된 DIG-특이성 ab로 배양하였다. 마지막으로, 고정된 텔로미어 프로브는 CDP-스타, 즉 고도로 민감한 화학발광 물질에 의해 가시화 된다. 평균 TRF 길이는 분자량 표준에 대하여 신호들을 비교하여 측정하였다. We used the TeloTAGGG telomere length analysis kit (Roche, Indianapolis, IN) for the measurement of the telomere length of hBMSCs at 5 PDs and 120 PDs from three different clones. In sum, after isolation (1 μg) and digestion of genomic DNA, DNA fractions were separated by gel electrophoresis and transferred to nylon membranes by Southern blotting. Blotted DNA fragments were crossed with a digoxigenin (DIG) -labeled probe specific for telomere restriction enzyme fragment (TRF) and then incubated with DIG-specific ab covalently bound with alkaline phosphate. Finally, immobilized telomeres probes are visualized by CDP-star, a highly sensitive chemiluminescent material. Average TRF length was determined by comparing signals against molecular weight standards.

5. hBMSC의 생체외 분화5. In Vitro Differentiation of hBMSCs

다음 생체외 연구의 전부는 5 및 90 PDs를 갖는 3개의 상이한 크로날 hBMSC를 사용하여 수행하였다. ECs로 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 2-5% FBS, 10-8 덱사메타손 및 10ng/ml VEGF (R&D, 니니아폴리스, MN)과 함께 DMEM 또는 EBM-2(Clonectics)에서 0.1% 젤라틴 또는 비트로넥틴 피복 글래스 챔버 슬라이드중 5 x 104 셀/cm2로 다시 평판배양 하고 14일까지 배양하였다. SMC 표현형으로 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 PDGF-Bb로 보충된 1-2% DMEM 또는 EBM-2 중에 비-피복 또는 피브로낵탄 피복 배양 접시에서 다시 평판배양 하고 (50ng/ml, R&D)[Hellstrom, 1999 #756; 야마시타, 2000 #757], 14일간 배양하였다. 신경계대 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 100ng/ml nFGF 및 20ng/ml EGF, DMEM/F12중 B27 서플리멘트와 함께 폴리-L-오르니틴-라미닌 피복 접시 (B-D) 또는 플라스틱 접시 상에서 4 x 104 셀/cm2로 평판배양 하고 [Palmer, 1999 #764; Mezey, 2000#750; Brazelton, 2000#749], 14일까지 배양하였다. 내피 계대 분화를 유도하기 위해, hBMSC는 10-8 덱사메타손으로 보충된, 2% FBS, 2ng/ml HGF, 10ng/ml FGF-4중에 1% 마트리겔(BD)상에 3-5 x 104 셀/cm2로 평판배양 하고 7 일간 배양하였다. 그 후 10mg/ml DMSO 또는 0.5mM 부티르산 나트륨을 첨가하고 7일 이상 배양하였다 [Shen, 2000#761; Hamazaki, 2001 #762; Oh, 2000#763; Schwartz, 2002#747]. hBMSC의 CMC분화를 유도하기 위해, hBMSC는 새로 분리된 NRCR로 공배양 하였다. F344 래트로부터 일차 NRCM은 상술한 바와 같이 분리하고 [De Luca, 2000#759] 2 x 105 셀/cm2로 플레이트 하였다. DiI-표지된 hBMSC는 10% 태아 송아지 혈청(FCS)을 함유하는 DMEM중에 1:4의 비로 NRCM 배양 판에 첨가하고 [Condorelli, 2001#758] 10일까지 배양하였다. All of the following ex vivo studies were performed using three different cronal hBMSCs with 5 and 90 PDs. To induce differentiation into ECs, hBMSCs were diluted with 0.1% gelatin or vitre in DMEM or EBM-2 (Clonectics) with 2-5% FBS, 10-8 dexamethasone and 10 ng / ml VEGF (R & D, Nineapolis, MN). Plates were again incubated at 5 × 10 4 cells / cm 2 in nectin coated glass chamber slides and incubated for up to 14 days. To induce differentiation into the SMC phenotype, hBMSCs were re- plated (50ng / ml, R & D) in non-coated or fibronectane coated petri dishes in 1-2% DMEM or EBM-2 supplemented with PDGF-Bb [ Hellstrom, 1999 # 756; Yamashita, 2000 # 757], and incubated for 14 days. To induce neural passage differentiation, hBMSCs were combined with 100 ng / ml nFGF and 20 ng / ml EGF, B27 supplement in DMEM / F12, and 4 x 10 on poly-L-ornithine-laminin coated dishes (BD) or plastic dishes. Plate in 4 cells / cm 2 [Palmer, 1999 # 764; Mezey, 2000 # 750; Brazelton, 2000 # 749], up to 14 days. To induce endothelial passage differentiation, hBMSCs were 3-5 × 10 4 cells on 1% Matrigel (BD) in 2% FBS, 2ng / ml HGF, 10ng / ml FGF-4, supplemented with 10-8 dexamethasone Plates were incubated at / cm 2 and incubated for 7 days. Then 10 mg / ml DMSO or 0.5 mM sodium butyrate was added and incubated for at least 7 days [Shen, 2000 # 761; Hamazaki, 2001 # 762; Oh, 2000 # 763; Schwartz, 2002 # 747]. To induce CMC differentiation of hBMSCs, hBMSCs were cocultured with freshly isolated NRCRs. Primary NRCMs from F344 rats were isolated as described above and plated at 2 × 10 5 cells / cm 2 [De Luca, 2000 # 759]. DiI-labeled hBMSCs were added to NRCM culture plates at a ratio of 1: 4 in DMEM containing 10% fetal calf serum (FCS) and incubated for up to 10 days [Condorelli, 2001 # 758].

6. 생체외 융합 연구6. In Vitro Fusion Research

래트 대동맥 내피 세포 (RAECs)는 EGM-2 MV Single Quots (Cambrex)를 함유하는 EBM-2중에 배양하였다. 래트 혈관 유연 근육 세포 (RVSMCs)는 15% FBS, 2mM L-글루타민 및 항생제를 함유하는 1g/L 글루코스 (Cellgro)로 DMEM중에 배양하였다. NRCMs를 분리하고 상술한 바와 같이 배양하였다. 세포가 50-60% 합류(3일 이내)에 도달했을 때, 세포는 제조업자의 지시에 따라 25μM의 Vybrant CFDA SE 세포 트레이서 키트 (분자 프로브, Engene, OR)로 오염시켰다. CFDA SE로 표지된 세포는 발광 현미경하에 녹색으로 나타난다. 2일 후, DiI-표지된 hBMSC(적색발광)은 1:4의 비로 RAECs, RVSMCs 또는 NRCM의 배양판에 첨가하고 7일간 배양하였다. 배지는 2-4일마다 변화하였다. 융합 및 분화의 우세를 결정하기 위해, 5000개 세포는 3개의 상이한 실험으로부터 공-배양 마다 계수하였다. Rat aortic endothelial cells (RAECs) were cultured in EBM-2 containing EGM-2 MV Single Quots (Cambrex). Rat vascular flexible muscle cells (RVSMCs) were incubated in DMEM with 1 g / L glucose (Cellgro) containing 15% FBS, 2 mM L-glutamine and antibiotics. NRCMs were isolated and incubated as described above. When cells reached 50-60% confluence (within 3 days), cells were contaminated with 25 μM of Vybrant CFDA SE Cell Tracer Kit (Molecular Probe, Engene, OR) according to the manufacturer's instructions. Cells labeled with CFDA SE appear green under luminescence microscopy. After 2 days, DiI-labeled hBMSCs (red luminescence) were added to a culture plate of RAECs, RVSMCs or NRCM at a ratio of 1: 4 and incubated for 7 days. Medium changed every 2-4 days. To determine the preponderance of fusion and differentiation, 5000 cells were counted per co-culture from three different experiments.

7. 면역발광 세포화학을 위해 사용되는 항체7. Antibodies Used for Immunoluminescent Cytochemistry

면역세포 화학의 경우, 세포는 4% 냉 파라포름알데히드 중에 7분간 고정하고 For immunocytochemistry, cells are fixed in 4% cold paraformaldehyde for 7 minutes

PBS로 2회 세척하였다. EC 마커로서 본 발명자는 vWF (염소 pAb)(1:400, 시그마, St Louis, MO), Flk-1(마우스 mAb)(1:300, Santa-Cruz, CA) VE-Cadherin (마우스 mAb)(1:100, BD), CD31(마우스 mAb)(1:100, BD), UAE-1 렉틴(1:200, 벡터, Burlingame, CA), 이소렉틴 B4(1:200, 벡터) 및 DiI-아세틸화 LDL (Biomedical Technologies, Stoughton, MA)에 대해 abs를 사용하였다. SMC 마커로서 본 발명자는 α-유연 근육 악틴 (마우스 mAb)(1:30), 칼포닐(마우스 mAb)(1:250, DAKO, Carpinteria, CA, 미국)에 대해 abs를 사용하였다. 신경 계대 마커로서, 본 발명자는 NF-200(마우스 mAb)(1:400, 시그마), β-튜불린III (마우스 mAb)(1:100, 시그 마), Gal-C(토끼 pAb)(1:100, 시그마), GFAP(염소 pAb)(1:200, Santa-Cruz)에 대해 abs를 사용하였다. 내배엽(간세포 또는 다른 내피) 계대 마커로서, 본 발명자는 CK18(마우스 mAb; 1:300)(Sigma), α-페토프로테인(염소 pAb, 1:200)(Santa-Cruz), 알부민(마우스 mAb, 1:400)(시그마), HNF3β (염소 pAb, 1:100)(Santa-Cruz), HNF1α(토끼 pAb, 1:200)(Santa-Cruz)를 사용하였다. CMC 마커로서, cTn I(두개의 형태: 마우스 mAb 및 토끼pAb, 1:100)(Chemicon, Temecular, CA), 심실 미오신 중쇄α(α-MHC)(마우스 mAb, 1:100)(Chemicon), α -사르코머릭 악티닌 (클론 EA-53, 마우스 mAb, 1:200)(시그마), ANP(토끼 pAb)(Chemicon)에 대한 abs를 사용하였다. 대조 마우스, 토끼 또는 염소 IgG는 Sigma로부터 제조하였다. 이차 안티-마우스, 토끼 또는 염소 항체 (AMCA, 1:150, FITC 또는 Cy-2, 1:200; Cy-3, 1:200)은 잭슨 면역연구(West Grove, PA)로부터 제조하였다.Wash twice with PBS. As EC markers we found vWF (goat pAb) (1: 400, Sigma, St Louis, MO), Flk-1 (mouse mAb) (1: 300, Santa-Cruz, CA) VE-Cadherin (mouse mAb) ( 1: 100, BD), CD31 (mouse mAb) (1: 100, BD), UAE-1 lectin (1: 200, vector, Burlingame, CA), isolectin B4 (1: 200, vector) and DiI-acetyl Abs were used for the LDL (Biomedical Technologies, Stoughton, Mass.). As SMC markers we used abs for α-flexible muscle actin (mouse mAb) (1:30), calfonyl (mouse mAb) (1: 250, DAKO, Carpinteria, CA, USA). As neural passage markers, we found NF-200 (mouse mAb) (1: 400, Sigma), β-tubulin III (mouse mAb) (1: 100, Sigma), Gal-C (rabbit pAb) (1 Abs were used for: 100, Sigma) and GFAP (goat pAb) (1: 200, Santa-Cruz). As endoderm (hepatocyte or other endothelial) passage markers, we found CK18 (mouse mAb; 1: 300) (Sigma), α-fetoprotein (goat pAb, 1: 200) (Santa-Cruz), albumin (mouse mAb, 1: 400) (Sigma), HNF3β (goat pAb, 1: 100) (Santa-Cruz), HNF1α (Rabbit pAb, 1: 200) (Santa-Cruz) were used. As CMC markers, cTn I (two forms: mouse mAb and rabbit pAb, 1: 100) (Chemicon, Temecular, CA), ventricular myosin heavy chain α (α-MHC) (mouse mAb, 1: 100) (Chemicon), abs for α-sarcomeric actinine (clone EA-53, mouse mAb, 1: 200) (Sigma), ANP (rabbit pAb) (Chemicon) was used. Control mouse, rabbit or goat IgGs were prepared from Sigma. Secondary anti-mouse, rabbit or goat antibodies (AMCA, 1: 150, FITC or Cy-2, 1: 200; Cy-3, 1: 200) were prepared from Jackson Immunology (West Grove, PA).

8. 생체내 실험의 연구 디자인8. Study Design of In Vivo Experiments

모든 절차는 6-7주 령 암컷 누드 래트(Hsd: RH-rnu 래트, Harlan, 인디아나폴리스, IN)를 조사를 행하고 급성 MI를 생성한 직후에 주변 경색영역내의 5 부위 (기준 정면, 중앙 정면, 중앙 측면, 정점 정면, 정점 측면)에서 200μl의 총용적으로 8 x 105 hBMSC 또는 8 x 105 인간 프레스 토탈 BM 세포 (TBMC) 또는 PBS를 심근내의 주사를 하였다. 래트는 각각 15개의 그룹으로 임의로 나누었다. TBMCs의 제조는 배양전 hBMSC의 제조와 동일하였다. hBMSC 및 TBMCs는 전술한 바와 같이 세포 이식전에 카보시아닌 염료, DiI(1.5 μl/ml, 분자 프로브)로 표지하였다 [Kalka, 2000; Kawamoto, 2001]. 별도의 래트 (n=4, 각 그룹)은 수술 후에 1.25mg BrdU/d ( 시그마) (디메틸 설폭사이드와 0.154 m NaCl의 1:1(vol/vol) 혼합물중에 용해)를 주입한 소형삼투압 펌프 (모델 2ML4, Alzet, Palo Alto, CA)로 등 피부 아래에 이식하고 4주에 희생시켰다[McEwan, 1998. TUENL]. 평가 및 분자 연구의 경우, 또 하나의 래트는 유사하게 조작하여 수술 1주 및 2주후에 희생시켰다 (n=4, 매번 점수). 수술 다음에, 래트는 28일 후에 초음파 심장검사(Echo) 및 침해하는 혈행역학 측정을 수행하였다. 이어서 래트는 대동맥 내로 염수 관류로 사멸시켰다. 검시에서, 심장은 정점에서 기선까지 3개의 횡단면으로 절단하고, 4% 파라포름알데히드, 메탄올로 고정하거나 또는 OCT 화합물중에 냉동하고 5μm 두께로 분할하였다.All procedures were performed on 6-7 week old female nude rats (Hsd: RH-rnu rats, Harlan, Indianapolis, IN) and immediately after generating acute MI, 5 sites in the peripheral infarct area (base front, center front, Intramyocardial injection of 8 × 10 5 hBMSC or 8 × 10 5 human press total BM cells (TBMC) or PBS at a total volume of 200 μl from the medial side, apical front, apical side) was performed. Rats were randomly divided into 15 groups each. Preparation of TBMCs was the same as preparation of hBMSCs before culture. hBMSCs and TBMCs were labeled with a carbocyanine dye, DiI (1.5 μl / ml, molecular probe) prior to cell transplantation as described above [Kalka, 2000; Kawamoto, 2001]. Separate rats (n = 4, each group) were small osmotic pumps injected with 1.25 mg BrdU / d (Sigma) (dissolved in a 1: 1 (vol / vol) mixture of dimethyl sulfoxide and 0.154 m NaCl) after surgery. Model 2ML4, Alzet, Palo Alto, Calif.) Was implanted under the back skin and sacrificed at 4 weeks [McEwan, 1998. TUENL]. For evaluation and molecular studies, another rat was similarly manipulated to sacrifice one and two weeks after surgery (n = 4, score each time). Following surgery, rats underwent echocardiography (Echo) and invasive hemodynamic measurements after 28 days. Rats were then killed by saline perfusion into the aorta. At necropsy, the heart was cut into three cross sections from apical to baseline, fixed with 4% paraformaldehyde, methanol or frozen in OCT compounds and divided into 5 μm thick.

9. 급성 심근 경색 모델9. Acute Myocardial Infarction Model

MI는 실험에서 전술한 바와 같이 유도하였다 [Kawamoto, 2003; Kawamoto, 2001]. 인공 통풍 (모델 683, 하바드 장치) 하에 페리카디움의 우측 개흉 및 절개 후에, 좌측 정면 하강 (LAD) 관상동맥은 그의 기원에 6-0 프로렌 봉합사(Ethicon)로 결착하였다. MI was induced as described above in the experiment [Kawamoto, 2003; Kawamoto, 2001]. After the right thoracic thoracic and incision of the pericadium under artificial gout (Model 683, Harvard's device), the left frontal descending (LAD) coronary artery was bound with 6-0 Proren sutures (Ethicon) at its origin.

10. 심장기능 측정10. Heart function measurement

경흉강적 초음파심장 검사는 상술한 바와 같이 SONOS 5500(Agilent Technologies, Andover, MA, 미국)에 결합된 6.0-15.0 MHz 울트라밴드 선형 변환기로 수행하였다 Kawamoto, 2003. LVEDD, LVESD, FS를 측정하였다. 모든 측정은 적어도 3개의 연속 심장 사이클의 평균을 나타낸다. 지역적 벽운동 비정상성을 평가하기 위해, 벽운동 스코어 지수 (WMSI)를 사용하였다 OhJK, 1999. LV 벽운동 분석은 개개 세그먼트의 등급 수축성을 기준으로 한다. 이 스코어 시스템에서 더 높은 스 코어는 더욱 심한 벽운동 비정상성을 나타낸다 (1, 정상; 2, 운동기능감소, 3, 운동기능상실; 4, 운동장애; 5, 신경기능결여). EMSI는 벽운도 스코어의 합을 가시화 시그멘트의 수로 나누어서 유도되며; 이것은 지역적 벽운도 비정상의 정도를 나타낸다. 정상 WMSI는 1이다. 혈행역학 변수를 측정하기 위해, 1.4 프렌티 높은 적합도 압력 변환기(Micro-tip catheter, Millar Instrument, Houston, TX)는 우경동맥을 거쳐 우심실내로 도입하였다. 혈행역학이 안정화된 후, LVSP, LVEDP, +dP/dt 및 -dP/dt는 폴리그라프(모델 9P)(Glass Instrument, West Warwick, RI, 미국)[Kawamoto, 2001]를 사용하여 기록하였다.Transthoracic echocardiography was performed with a 6.0-15.0 MHz ultraband linear transducer coupled to SONOS 5500 (Agilent Technologies, Andover, MA, USA) as described above. Kawamoto, 2003. LVEDD, LVESD, FS were measured. All measurements represent the average of at least three consecutive cardiac cycles. To assess regional wall motion abnormalities, a wall motion score index (WMSI) was used. OhJK, 1999. LV wall motion analysis is based on grading contractility of individual segments. Higher scores in this score system indicate more severe wall motion abnormalities (1, normal; 2, motor dysfunction, 3, motor dysfunction; 4, dyskinesia; 5, neurological dysfunction). EMSI is derived by dividing the sum of the wall cloud scores by the number of visualization segments; This indicates the extent of local wall cloud abnormalities. Normal WMSI is one. To measure hemodynamic parameters, a 1.4-French high-fitting pressure transducer (Micro-tip catheter, Millar Instrument, Houston, TX) was introduced into the right ventricle via the right carotid artery. After hemodynamics stabilized, LVSP, LVEDP, + dP / dt and -dP / dt were recorded using Polygraph (Model 9P) (Glass Instrument, West Warwick, RI, USA) [Kawamoto, 2001].

11. 심장조직의 면역 발광 조직화학11. Immunoluminescent Histochemistry of Cardiac Tissue

OCT 내장된 냉동 부분은 4% PFA로 고정하고 다음 면역 조직화학에 사용하였다. ECs의 식별을 위해, 바이오틴화 이소렉틴 B4 (1:200; Vector)는 일차 Ans로서 이어서 스트렙타비딘-FITC(1:100)[Kawamoto, 2001]로 사용하였다. SMCs는 마우스 -SMC Ab (시그마, 1:200) 이어서 FITC-결합 염소 안티-마우스 IgG에 의해 식별하였다. CMCs는 cTnI 및 ANP 이어서 FITC-결합 염소 안티-토끼 IgG에 대해 abs를 식별하였다.OCT embedded frozen sections were fixed with 4% PFA and used for the next immunohistochemistry. For the identification of ECs, biotinylated isolectin B4 (1: 200; Vector) was used as primary Ans followed by streptavidin-FITC (1: 100) [Kawamoto, 2001]. SMCs were identified by mouse -SMC Ab (Sigma, 1: 200) followed by FITC-binding goat anti-mouse IgG. CMCs identified abs for cTnI and ANP followed by FITC-bound goat anti-rabbit IgG.

12. TUNEL에 의한 아포토시스의 BrdU 면역 조직화학 및 측정 12. BrdU immunohistochemistry and measurement of apoptosis by TUNEL

BrdU는 면양 안티-BrdU 항체(1:50; Biodesign) 이어서 스트렙타비딘-FITC (1:100, 벡터)로 탐색하였다. 핵 대오염은 DAPI로 수행하였다. BrdU 양성 세포는 상흔 조직이 가시분야(x 200 확대)의 20% 미만을 함유하는 주변-경색 영역에서 계수하였다. BrdU was searched with sheep anti-BrdU antibody (1:50; Biodesign) followed by streptavidin-FITC (1: 100, vector). Nuclear contamination was performed with DAPI. BrdU positive cells were counted in the peri-infarct region where scar tissue contained less than 20% of the visible field (x 200 magnification).

분획된 DNA의 반응기내 표지는 상술한 바와 같이 반응기내 세포 탐색 키트(Roche)의 사용에 의해 말단 데옥시뉴클레오디딜트란스페라제(TdT)-매개 dUTP-바이오틴 닉 말단 표지(TUNEL) 방법으로 수행하였다 [Fujio, 2000]. 2주 심근 부분은 TUNEL 오염(n=4, 각각)에 사용하였다. 요컨대, 부분들은 20μg의 프로테이나제 K로 처리하였다. 세척 후, 부분들은 핵의 국소화를 위해 플루오레스세인 dUTP 혼합물과 TdT의 용액중에 카운터-오염되었다. CMCs 또는 ECs 내에 아포르토칙 핵의 비율을 결정하기 위해, 조직은 -사르코메릭 악티닌 또는 ILB4에 대해 a mAb로 카운터 오염시켰다. 조직부분은 x 200 확대하에 현미경으로 검사하였다. 경색/주변경색 영역중 불규칙 가시 영역(총 ~10,000핵)의 총합을 검사하였다. 아포프토트 세포의 백분율은 아포프토트 지수를 명명하였다.In-reactor labeling of the fractionated DNA is performed by the terminal deoxynucleodidiltransferase (TdT) -mediated dUTP-biotinic end labeling (TUNEL) method by use of an in-cell cell search kit (Roche) as described above. [Fujio, 2000]. Two week myocardial sections were used for TUNEL contamination (n = 4, respectively). In short, the sections were treated with 20 μg proteinase K. After washing, the portions were counter-contaminated in a solution of fluorescein dUTP mixture and TdT for localization of the nucleus. To determine the proportion of aportocicle nuclei in CMCs or ECs, tissue was counter-contaminated with a mAb for -sarcomeric actinin or ILB4. Tissue sections were examined under a microscope at x 200 magnification. The total sum of irregular visible areas (total -10,000 nuclei) in the infarct / peripheral color area was examined. The percentage of apoptotic cells named the apoptotic index.

13. RT-PCT 분석13. RT-PCT Analysis

RT-PCT은 전술한 바와 같이 수행하였다 Yoon, 2003. 총 RNA는 제조업자의 지시에 따라 RNaqueous 키트(Ambion, Austin, Texas, 미국)을 사용하여 배양 세포로부터 또는 심장으로부터 추출하였다. 총 RNA의 하나의 마이크로그램은 불규칙 헥사머 및 Moloney 뮤린 류케미아 대 가역 전사효소 (Superscript II 키트, Roche)을 사용하여 가역 전사하였다. RT 생성물은 이점 cDNA 폴리머라제 믹스(Clontech) 또는 Taq 폴리머라제(Roche)를 사용하여 PCR로 처리하였다. 반정량적 RT-PCT의 경우, 각 유전자의 mRNA 발현의 정량화는 GAPDH 발현을 기준으로 계산하였다. 사용된 PCR 프라이머 및 어닐링 온도는 표 1에 기술되어 있다. RT_PCT 생성물은 100-bp 래더 (Life Echnologies)로 1.5% 아가로제 겔 전기영동으로 분석하고 UV 이미지 Eagle- Eye II (Stratagene)로 정량화 하였다.RT-PCT was performed as described above Yoon, 2003. Total RNA was extracted from the culture cells or from the heart using a RNaqueous kit (Ambion, Austin, Texas, USA) according to the manufacturer's instructions. One microgram of total RNA was reversible transcription using random hexamer and Moloney murine leuchemia versus reversible transcriptase (Superscript II kit, Roche). RT products were processed by PCR using the Advantage cDNA Polymerase Mix (Clontech) or Taq Polymerase (Roche). For semiquantitative RT-PCT, quantification of mRNA expression of each gene was calculated based on GAPDH expression. PCR primers and annealing temperatures used are described in Table 1. RT_PCT products were analyzed by 1.5% agarose gel electrophoresis on 100-bp ladder (Life Echnologies) and quantified by UV image Eagle-Eye II (Stratagene).

14. 심장 조직학 및 형태학의 분석14. Analysis of Cardiac Histology and Morphology

모세관 밀도 및 CMC 밀도는 전술한 바와 같이 CD31 및 H&K에 대하 mAn로 4주 샘플을 오염시킨 후 계수하였다 Kawamoto, 2003; Kawamoto, 2001. 계수의 경우, 모세관 및 CMCs의 단면이 분명히 가시적인 8개의 가시영역의 총합은 경색/주변경색 영역에서 불규칙하게 선택하였으며 또한 모세관 또는 CMCs의 수는 x 200 확대 (n=6, 각 그룹)하에 계수하였다. 섬유증 영역을 결정하기 위해, LV영역당 섬유증 영역의 평균 비는 전술한 바와 같이 매손의 트리크롬(시그마)로 오염시킨 후 모든 조직학 부분에 대해 측정하였다 [Kawamoto, 2000].Capillary density and CMC density were counted after contaminating the 4 week sample with mAn for CD31 and H & K as described above Kawamoto, 2003; Kawamoto, 2001. For the modulus, the sum of the eight visible areas where the cross-sections of the capillaries and CMCs were clearly visible was chosen irregularly in the infarct / pericolor area and the number of capillaries or CMCs was x 200 magnification (n = 6, each). Group). To determine the fibrosis area, the average ratio of fibrosis area per LV area was measured for all histological sections after contamination with trichrome (Sigma) of Masson as described above (Kawamoto, 2000).

15. 통계분석. 15. Statistical Analysis.

통계분석은 두개의 그룹 즉 ANOVA 이어서 2개 그룹 이상의 Scheffe's post-hoc의 비교를 위해 쌍을 이루지 못한 학생 t-시험으로 수행하였다. p < 0.05는 통계적 임계성을 나타내는 것으로 간주된다.Statistical analysis was performed with two groups, ANOVA followed by unpaired student t-tests for comparison of Scheffe's post-hoc in two or more groups. p <0.05 is considered to indicate statistical criticality.

16. 폴리머라제 연쇄 반응 (PCR) 프라이머.16. Polymerase Chain Reaction (PCR) Primer.

하기 표 1은 여기에 기술된 실험을 수행하기 위해 필요에 따라 사용되는 올리고뉴클레오타이드 프라이머를 보여준다. “생성물 크기”는 확대된 생성물의 예상된 크기(기준쌍)에 속한다. Table 1 below shows the oligonucleotide primers used as needed to perform the experiments described herein. “Product size” belongs to the expected size (reference pair) of the enlarged product.

표 1. RT-PCT 프라이머 서열 및 예상된 생성물 크기Table 1. RT-PCT Primer Sequences and Expected Product Sizes

Figure 112006038045819-PCT00001
Figure 112006038045819-PCT00001

Figure 112006038045819-PCT00002
Figure 112006038045819-PCT00002

-f: 전방 프라이머. -r: 가역 프라이머-f: front primer. -r: reversible primer

보충정보Supplementary Information

도 10. 다중 표면 에피토페를 사용하는 FACS 분석은 hBMSC에서 CD117의 제로 내지 최소 발현(< 1%)을 입증하였다. 주요한 조직적합성 복합 (MHC) 클래스 I (ABC) 및 II(DR)은 음성이며 또한 공지된 HSC 마커 (CD34, CD133, Flk-1, Tie2)는 발현되지 않았다.10. FACS analysis using multiple surface epitopes demonstrated zero to minimal expression (<1%) of CD117 in hBMSCs. Major histocompatibility complex (MHC) class I (ABC) and II (DR) were negative and no known HSC markers (CD34, CD133, Flk-1, Tie2) were expressed.

다음 문헌 1-80은 본 명세서 전반에서 언급되며 또한 여기서 참고로 도입된다. The following references 1-80 are mentioned throughout this specification and are also incorporated herein by reference.

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77. Oh JK, S.J., Tajik AJ. Assessment of ventricular systolic function. in The Echo Mannual (ed. Oh JK, S.J., Tajik AJ) 37-43 (Lippincott-Raven, Philadelphia, 1999) 77. Oh JK, SJ, Tajik AJ. Assessment of ventricular systolic function. i n The Echo Mannual (ed. Oh JK, SJ, Tajik AJ) 37-43 (Lippincott-Raven, Philadelphia, 1999)

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79. Fujio, Y., Nguyen, T. Wencker, D. Kitsis, R.N. & Walsh, K. Akt promotes survival of cardiomyocytes in vitro and protects against ischemia-reperfusion injury in mouse heart. Circulation 101. 660-7 (2000). 79. Fujio, Y., Nguyen, T. Wencker, D. Kitsis, RN & Walsh, K. Akt promotes survival of cardiomyocytes in vitro and protects against ischemia-reperfusion injury in mouse heart. Circulation 101 . 660-7 (2000).

80. Yoon, Y.S. 등, VEGF-C gene therapy augments postnatallymphangiogenesis and ameliorates secondary lympherdema. J Clin Invest 111, 717-25 (2003).80. Yoon, YS et al., VEGF-C gene therapy augments postnatally mphangiogenesis and ameliorates secondary lympherdema. J Clin Invest 111 , 717-25 (2003).

본 발명은 특정한 실시태양을 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 변형 및 변화는 다음 청구범위에 정의되어 있는 발명의 범위를 이탈하지 않고 구성할 수 있다. 모든 문헌은 여기서 참고로 도입한다. While the invention has been described with reference to specific embodiments, modifications and variations of the invention can be made without departing from the scope of the invention as defined in the following claims. All literature is incorporated herein by reference.

Claims (44)

표준 세포 마커 탐색 분석법(standard cell marker detection assay)에 의해 측정시 탐색할 수 없거나 또는 낮은 수준의, 다음의 세포 마커인: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체 및 MHC 클래스 II 수용체의 적어도 하나 및 바람직하게는 모두를 갖는 분리 골수 줄기세포. Undetectable or low levels of the following cell markers as measured by standard cell marker detection assay: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, An isolated myeloid stem cell having at least one and preferably all of GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC class I receptor and MHC class II receptor. 제1항에 있어서, 세포가 검사에 의한 측정시 거의 구형이며, 약 25 내지 35 마이크로미터 미만, 바람직하게 약 15 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 분리 골수 줄기세포. The isolated bone marrow stem cell of claim 1, wherein the cells are nearly spherical as measured by examination and have a diameter of less than about 25 to 35 micrometers, preferably less than about 15 micrometers. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세포가 약 30 내지 40 킬로베이스(kilobase) 미만의 평균 텔로미어 제한효소 단편 길이(telomere restriction fragment length, TRF)를 갖는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 1, wherein the cell has an average telomere restriction fragment length (TRF) of less than about 30 to 40 kilobases. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세포가 거의 정배수성(euploid)인 분리 골수 줄기세포. The isolated myeloid stem cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the cells are substantially euploid. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 세포의 정배수성이 세포배양에 서, 적어도 약 10 세대(passage), 바람직하게 약 20 내지 약 200 세대 동안, 실질적으로 유지되는 분리 골수 줄기세포.5. The isolated myeloid stem cell according to claim 1, wherein the forward ploidy of the cell is substantially maintained in cell culture for at least about 10 generations, preferably about 20 to about 200 generations. . 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 세포가 표준 EC 분화 분석법에 의한 측정시 EC 촉진 조건과의 접촉 후에 내피세포(ECs, Endothelial cells)를 형성하는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the cells form endothelial cells (ECs) after contact with EC promoting conditions as measured by standard EC differentiation assays. 제6항에 있어서, EC 촉진조건이 혈관 내피 성장인자(VEGF, Vascular endothelial growth factor)와의 접촉을 포함하는 분리 골수 줄기세포. 7. The isolated bone marrow stem cell of claim 6, wherein the EC promoting condition comprises contact with a vascular endothelial growth factor (VEGF). 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 세포가 표준 SMC 분화 분석법에 의한 측정시 SMC 촉진 조건과의 접촉 후에 유연 근육 세포(SMCs, Smooth muscle cells)를 형성하는 분리 골수 줄기세포.8. The isolated bone marrow stem cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the cells form smooth muscle cells (SMCs) after contact with SMC promoting conditions as measured by standard SMC differentiation assays. 제8항에 있어서, SMC 촉진조건이 혈소판 유래 성장인자(PDGF)와의 접촉을 포함하는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 8, wherein the SMC promoting condition comprises contact with platelet-derived growth factor (PDGF). 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 세포가 표준 신경세포 분화 분석법에 의한 측정시 신경세포 촉진 조건과의 접촉 후에 신경세포를 형성하는 분리 골수 줄기세포.10. The isolated bone marrow stem cell of claim 1, wherein the cells form neurons after contact with neuronal facilitation conditions as measured by standard neuronal differentiation assays. 11. 제10항에 있어서, 신경세포 촉진 조건이 간세포 성장인자(HGF)와의 접촉을 포함하는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 10, wherein the neuronal promoting condition comprises contact with hepatocyte growth factor (HGF). 제11항에 있어서, 신경 세포 촉진 조건이 섬유아세포 성장인자 4(FGF-4, fibroblast growth factor-4)와의 추가 접촉을 포함하는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 11, wherein the neuronal cell promoting condition comprises further contact with fibroblast growth factor-4 (FGF-4). 제12항에 있어서, 신경 세포 촉진 조건이 DMSO 또는 약학적으로 허용되는 부티레이트 염과의 추가 접촉을 포함하는 분리 골수 줄기세포. 13. The isolated bone marrow stem cell of claim 12, wherein the neuronal cell promoting condition comprises further contact with DMSO or a pharmaceutically acceptable butyrate salt. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 세포가 부수적인 심근 세포와의 접촉 후에 심근세포를 형성하는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 1, wherein the cells form cardiomyocytes after contact with incidental cardiomyocytes. 제14항에 있어서, 상기 형성의 적어도 일부가 세포와 부수적 심근세포(accessory cardiomyocytes) 사이의 세포 융합과 관련되어 있는 분리 골수 줄기세포.15. The isolated bone marrow stem cell of claim 14, wherein at least a portion of the formation is associated with cell fusion between the cell and accessory cardiomyocytes. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 부수 심근세포가 생체외(in vitro), 탈체(ex vivo) 또는 생체내(in vivo)에서 유지되는 분리 골수 줄기세포.The isolated bone marrow stem cell of claim 1, wherein the accessory cardiomyocytes are maintained in vitro, ex vivo or in vivo. 제1항 내지 제16항의 분리 골수 줄기세포의 적어도 하나를 포함하는 이식체(graft).A graft comprising at least one of the isolated bone marrow stem cells of claim 1. 제17항에 있어서, 이식체가 분리 골수 줄기세포로부터 생산된 심근세포를 추가로 포함하는 이식체.18. The implant of claim 17, wherein the implant further comprises cardiomyocytes produced from isolated bone marrow stem cells. 제17항 또는 제18항에 있어서, 이식체가 분리 골수 줄기세포에 의해 생산된 ECs를 추가로 포함하는 이식체.19. The implant of claim 17 or 18, wherein the implant further comprises ECs produced by isolated bone marrow stem cells. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 이식체가 분리 골수 줄기세포에 의해 생산된 SMCs를 추가로 포함하는 이식체. 20. The implant of any one of claims 17-19, wherein the implant further comprises SMCs produced by isolated bone marrow stem cells. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 이식체가 수용자로부터 세포를 추가로 포함하며, 수용자 세포 및 골수 줄기세포가 포유류인 이식체.21. The implant of any one of claims 17-20, wherein the implant further comprises cells from the recipient, wherein the recipient cells and bone marrow stem cells are mammals. 제21항에 있어서, 수용자 세포 및 분리 골수 줄기세포가 동종성, 자가성 또는 이종성인 이식체. The implant of claim 21, wherein the recipient cells and the isolated myeloid stem cells are homologous, autologous or heterologous. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 이식체가 생체내 또는 생체외 유지되는 이식체.The implant of claim 17, wherein the implant is maintained in vivo or ex vivo. 제18항에 있어서, 골수세포로부터 생산된 심근세포가 CMC 특이적 단백질 (cTnI)를 발현하는 이식체. 19. The implant of claim 18, wherein the cardiomyocytes produced from bone marrow cells express a CMC specific protein (cTnI). 제19항에 있어서, 골수세포로부터 생산된 ECs가 ILB-4를 발현하는 이식체.The implant of claim 19, wherein the ECs produced from the bone marrow cells express ILB-4. 제20항에 있어서, 골수세포로부터 생산된 SMCs가 α-SMA를 발현하는 이식체. The implant of claim 20, wherein the SMCs produced from bone marrow cells express α-SMA. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항의 이식체를 포함하는 세포 배양체, 조직 또는 기관.27. A cell culture, tissue or organ comprising the implant of any one of claims 17-26. 제1항 내지 제16항의 분리 골수세포 및 제17항 내지 제26항의 이식체 중 적어도 하나를, 치료를 필요로 하는 포유동물에게 투여하는 것을 포함하며, 여기서 상기 투여는 포유동물에서 질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는데 충분한 것인 심장질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는 방법. A method comprising administering at least one of the isolated bone marrow cells of claims 1 to 16 and the implant of claims 17 to 26 to a mammal in need thereof, wherein said administration is performed to determine the severity of the disease in the mammal. A method of preventing, treating or alleviating the severity of a heart disease that is sufficient to prevent, treat or alleviate. 제28항에 있어서, 상기 방법이 포유동물의 세포 또는 이식체를 적어도 약 1주 동안 배양함을 더욱 포함하는 방법. The method of claim 28, wherein the method further comprises culturing the mammalian cell or implant for at least about 1 week. 제29항에 있어서, 포유동물에서 상기 배양이 약 2 내지 8주간인 방법.The method of claim 29, wherein said culture in a mammal is about 2 to 8 weeks. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 적어도 하나의 안지오젠(angiogenic) 인자를 포유동물에게 투여함을 추가로 포함하는 방법. 31. The method of any one of claims 28-30, wherein the method further comprises administering to the mammal at least one angiogenic factor. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 그의 기능성 단편을 코딩하는(encoding) 적어도 하나의 핵산을 투여하는 것을 추가로 포함하는 방법.32. The method of any one of claims 28-31, wherein the method further comprises administering at least one nucleic acid encoding at least one angiogen factor or functional fragment thereof. 제28항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 내피 선구세포 (EPCs, endothelial progenitor cells)를 포유동물에게 투여함을 추가로 포함하는 방법.33. The method of any one of claims 28-32, wherein the method further comprises administering endothelial progenitor cells (EPCs) to the mammal. 제33항에 있어서, 상기 방법이 포유동물로부터 EPCs를 분리하고, 탈체(ex vivo)에서 상기 EPCs를 적어도 하나의 안지오젠 인자와 접촉함을 추가로 포함하는 방법.The method of claim 33, wherein the method further comprises separating the EPCs from the mammal and contacting the EPCs with at least one angiogen factor ex vivo. 제28항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심장 질환이 울혈성 심장병(CHF, congestive heart failure), 허혈 심근증, 심근 허혈 또는 경색의 하나 이상인 방법. 35. The method of any one of claims 28-34, wherein the heart disease is one or more of congestive heart failure (CHF), ischemic cardiomyopathy, myocardial ischemia or infarction. 제28항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 포유동물에서 심장 기능을 모니터링함을 추가로 포함하는 방법.36. The method of any one of claims 28-35, wherein the method further comprises monitoring heart function in a mammal. 제36항에 있어서, 상기 모니터링되는 심장 기능이 초음파 심장검사, 심실 말단 심장확장 디멘젼(LVEDD), 말단-심장수축 디멘젼(LVESD), 분획 단축(FS), 벽 동작 점수 인덱스(WMSI) 및 LV 심장수축 압력(LVSP)중 적어도 하나인 방법.The cardiac function of claim 36, wherein the monitored cardiac function is ultrasound cardiac, ventricular end cardiac dilation dimension (LVEDD), end-heart contraction dimension (LVESD), fractional shortening (FS), wall motion score index (WMSI) and LV heart At least one of shrinkage pressure (LVSP). 다음 구성요소인, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 분리 골수 줄기세포 및 임의로 포유동물로부터의 세포의 분리에 대한 지시(directions); 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항의 이식체 및 임의로 이식체를 제조, 유지 및/또는 사용하는 것에 대한 지시; 제24항의 세포 배지, 조직 또는 기관 및 임의로 이를 제조하는 것에 대한 지시 중 적어도 하나를 포함하는 심장질환의 중증을 예방, 치료 또는 경감하는 약학적 생산품. Directions for isolation of the isolated myeloid stem cells of any one of claims 1 to 16 and optionally cells from mammals; Instructions for making, maintaining, and / or using the implant of any one of claims 17-26; A pharmaceutical product for preventing, treating or alleviating the severity of a heart disease comprising at least one of the cell medium, tissue or organ of claim 24 and optionally instructions for preparing the same. 제38항에 있어서, 상기 생산품이 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 그의 기능성 단편을 추가로 포함하는 약학적 생산품.The pharmaceutical product of claim 38, wherein the product further comprises at least one angiogen factor or functional fragment thereof. 제38항 또는 제39항에 있어서, 상기 생산품이 적어도 하나의 안지오젠 인자 또는 그의 기능성 단편을 코딩하는 적어도 하나의 핵산을 추가로 포함하는 약학적 생산품. 40. The pharmaceutical product of claim 38 or 39, wherein the product further comprises at least one nucleic acid encoding at least one angiogen factor or functional fragment thereof. 다음 단계에 의해 얻어진 분리 골수 줄기세포의 집단:Population of isolated bone marrow stem cells obtained by the following steps: a) 세포가 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50 미크론 미만 및 더욱 바람직하게 약 40미크론 이하의 크기를 갖는 포유동물로부터 골수세포를 수집하는 단계,a) collecting bone marrow cells from a mammal wherein the cells have a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns and more preferably about 40 microns or less, b) 부착 세포를 선택하는 조건하에 배지 중에 수집된 세포를 배양(팽창)하는 단계,b) culturing (expanding) the cells collected in the medium under conditions of selecting adherent cells, c) 부착 세포를 선택하고 배지 중의 이들 세포를 반 합류(semi-nfluency)에서, 팽창하는 단계, c) selecting adherent cells and expanding them in semi-nfluency in the medium, d) 배양세포를 조절된 배지를 갖는 챔버 내에 배지 세포를 순차적으로 희석하며, 여기서 희석은 팽창 세포를 클로날 분리하기 위해, 챔버 당 약 1 세포 미만의 밀도를 형성하기에 충분한 희석인 단계, 및 d) diluting the cultured cells sequentially in a chamber having a conditioned medium, wherein the dilution is a dilution sufficient to form a density of less than about 1 cell per chamber for clonal separation of expanded cells, and e) 클로날 분리물의 각각을 배양(팽창)하고, 팽창된 세포를 갖는 챔버를 선택하여 분리된 골수세포 집단을 만드는 단계.e) incubating (expanding) each of the clonal isolates and selecting a chamber with expanded cells to create an isolated bone marrow cell population. 제40항에 있어서, 상기 단계가 탐색 가능한 수준의 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체 및 MHC 클래스 II 수용체의 적어도 하나를 발현하지 않는 세포들을 수집함을 추가로 포함하는 분리 골수 줄기세포의 집단.41. The method according to claim 40, wherein said step has explored levels of the following cell markers: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, A population of isolated bone marrow stem cells, further comprising collecting cells that do not express at least one of the CD117, CD133, MHC class I receptor and MHC class II receptor. 다음 단계를 포함하는 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 분리 골수 줄기세포를 제조하는 방법:17. A method for producing the isolated bone marrow stem cells of any one of claims 1 to 16, comprising the following steps: a) 세포가 약 100미크론 미만, 바람직하게 약 50 미크론 미만 및 더욱 바람직하게 약 40미크론 이하의 크기를 갖는 포유동물로부터 골수세포를 수집하는 단계,a) collecting bone marrow cells from a mammal wherein the cells have a size of less than about 100 microns, preferably less than about 50 microns and more preferably about 40 microns or less, b) 부착 세포를 선택하는 조건하에 배지 중에 수집세포를 배양(팽창)하는 단계,b) culturing (expanding) the collecting cells in the medium under conditions of selecting adherent cells, c) 부착 세포를 선택하고 배지 중의 이들 세포를 반 합류(semi-confluency)로 팽창하는 단계, c) selecting adherent cells and expanding these cells in semi-confluency in the medium, d) 배양세포를 조절된 배지를 갖는 챔버 내에 배지 세포를 순차적으로 희석하며, 여기서 희석은 팽창 세포를 클로날 분리하기 위해 챔버 당 약 1 세포 미만의 밀도를 형성하기에 충분한 희석인 단계, 및 d) diluting the cultured cells sequentially in a chamber having a conditioned medium, wherein the dilution is sufficient dilution to form a density of less than about 1 cell per chamber for clonal separation of expanded cells, and e) 클로날 분리물의 각각을 배양(팽창)하고, 팽창된 세포를 갖는 챔버를 선택하여 분리된 골수세포 집단을 만드는 단계.e) incubating (expanding) each of the clonal isolates and selecting a chamber with expanded cells to create an isolated bone marrow cell population. 제43항에 있어서, 상기 단계가 탐색 가능한 수준의 다음 세포 마커: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, CD117, CD133, MHC 클래스 I 수용체 및 MHC 클래스 II 수용체의 적어도 하나를 발현하지 않는 세포들을 수집하는 단계를 추가로 포함하는 분리 골수 줄기세포를 제조하는 방법.44. The method of claim 43, wherein said step is navigable at the following cellular markers: CD90, CD117, CD34, CD113, FLK-1, tie-2, Oct 4, GATA-4, NKx2.5, Rex-1, CD105, A method for producing isolated bone marrow stem cells, further comprising the step of collecting cells that do not express at least one of the CD117, CD133, MHC class I receptor and MHC class II receptor.
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