KR100543994B1 - In vivo gene transfer methods for wound healing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포유류 복구 세포로 DNA를 특정하게 표적화시켜 전달하는 in vivo 방법에 관계한다. 전달된 DNA에는 원하는 치료 단백질을 인코드하는 임의 DNA를 포함한다. 본 발명은 포유류 복구 세포가 상처부위로 증식하여 이동하여 할성적으로 DNA를 수용하여 발현한다는 발견에 기초한다. 본 발명은 또한 원하는 DNA를 전달하기 위해 본 발명을 실행하는데 이용된 제약학적 조성물에 관계한다. 이와 같은 조성물에는 원하는 DNA와 복합한 임의 적절한 매트릭스를 포함한다. The present invention relates to an in vivo method for specifically targeting and delivering DNA to mammalian repair cells. The delivered DNA includes any DNA that encodes the desired therapeutic protein. The present invention is based on the discovery that mammalian repair cells proliferate and migrate to the wound site to selectively receive and express DNA. The invention also relates to pharmaceutical compositions used to practice the invention to deliver the desired DNA. Such compositions include any suitable matrix in combination with the desired DNA.

Description

상처 치료를 위한 in vivo 유전자 전달 방법{IN VIVO GENE TRANSFER METHODS FOR WOUND HEALING}IN VIVO GENE TRANSFER METHODS FOR WOUND HEALING}

본 발명은 포유류 복구 세포 안으로 원하는 치료요법적 단백질을 인코드하는 DNA를 제공하고 직접 전달하는 신규한 in vivo 방법에 관계한다. 이 방법은 원하는 DNA를 포함하는 매트릭스(이하 "유전자 활성화된 매트릭스" 라 칭함)를 새로운 상처 부위로 이식하는 것과 연관이 있다. 상처 주위에 살아있는 조직에서 발생하는 복구 세포가 증식하여 유전자 활성화된 매트릭스로 이동하고 여기에서 DNA를 만나 이를 취하여 DNA를 발현시킨다. 트랜스팩트된 복구 세포가 in situ에서 바이오 리액터(상처 부위에 국소화된)로 작용하여 상처를 치유하는 물질(DNA-인코드된 RNA, 단백질 등)을 생산한다.The present invention relates to novel in vivo methods for providing and directly delivering DNA encoding desired therapeutic proteins into mammalian repair cells. This method involves the implantation of a matrix containing the desired DNA (hereinafter referred to as "gene activated matrix") into a new wound site. Repair cells from living tissues around the wound proliferate and migrate to the gene-activated matrix where they meet and take DNA to express DNA. Transfected repair cells act as bioreactors (localized to the wound site) in situ to produce substances that heal wounds (DNA-encoded RNA, proteins, etc.).

본 발명은 또한 원하는 DNA을 전달하기 위해 본 발명을 실행하는데 이용할 수 있는 제약학적 조성물에 관계한다. 이와 같은 조성물은 원하는 DNA와 복합된 적절한 매트릭스를 포함한다. The invention also relates to pharmaceutical compositions that can be used to practice the invention to deliver the desired DNA. Such compositions include a suitable matrix complexed with the desired DNA.

2. 발명의 배경2. Background of the Invention

2.1. 상처 치유2.1. Wound healing

현행 이용되는 상처를 치료하는 치료요법은 치료요법제 단백질을 투여하는 것이다. 이와 같은 치료제 단백질에는 전신 호르몬, 사이토킨, 성장 인자 및 세포의 분화와 증식을 조절하는 다른 단백질과 같은 정상적인 치료 과정에 연관된 조절 인자 등을 포함한다. 이와 같은 상처를 치료할 수 있는 능력을 가지는 것으로 보고된 성장 인자. 사이토킨 및 호르몬으로는 형질변환 성장인자-β 슈퍼패밀리(TGF-β) 단백질(Cox, D.A., 1995, Cell Biology International, 19:357-371); 산성 섬유아세포 성장 인자(FGF)(Slavin, J., 1995, Cell Biology International, 19:431-444); 대식세포-콜로니 형성 자극 인자(M-CSF) 및 상피소체 호르몬과 같은 칼슘 조절 물질(PTH) 등을 포함한다.Therapies for treating wounds currently used are the administration of therapeutic proteins. Such therapeutic proteins include regulatory factors associated with normal therapeutic processes such as systemic hormones, cytokines, growth factors, and other proteins that regulate the differentiation and proliferation of cells. Growth factors reported to have the ability to treat such wounds. Cytokines and hormones include transforming growth factor-β superfamily (TGF-β) proteins (Cox, D.A., 1995, Cell Biology International, 19: 357-371); Acidic fibroblast growth factor (FGF) (Slavin, J., 1995, Cell Biology International, 19: 431-444); Macrophage-colony forming stimulating factor (M-CSF) and calcium regulatory substances such as epithelial hormone (PTH) and the like.

상처를 치료하는데 있어서 사이토킨과 같은 치료 단백질을 이용하는 것과 연관하여 여러 가지 문제점이 있다. 우선, 치료 단백질의 정제, 재조합 생산 등은 비용 및 시간이 많이 드는 과정이다. 그러나, 이와 같은 방대한 노력에도 불구하고 정제된 단백질 조제물은 가끔 저장 시에 불안정하고 사용이 번거롭고, 단백질이 불안정한 경우 예기치 못한 염증 반응을 유도하여(단백질 분재 생성물에 대해) 숙주에게 독성을 줄 수 있다.There are several problems associated with using therapeutic proteins such as cytokines in treating wounds. First of all, purification, recombinant production, etc. of therapeutic proteins is a costly and time consuming process. However, despite these vast efforts, purified protein preparations are sometimes unstable and cumbersome in storage, and if the proteins are unstable, they can induce unexpected inflammatory responses (to protein bonsai products) to toxic to the host. .

둘째, 사이토킨과 같은 치료 단백질을 전신으로 전달할 경우 상처가 없는 조직에 심각한 부작용을 야기시킬 수 있다. 신체의 특정 세포 및 조직에 비효과적인 전달되기 때문에 충분한 양의 단백질을 적절한 조직 표적에 도달할 수 있도록 해야 한다. 단백질 분해로 인한 짧은 반감기 때문에, 단백질은 반복적으로 투여해야 하는데 이는 치료 단백질에 대해 면역 반응을 야기시킬 수 있다. 다량의 치료 단백질이 순환함에 따라 투여된 단백질의 다양한 영향으로 인하여 독성을 야기할 수 있고, 이는 심각한 부작용을 일으킨다.Second, systemic delivery of therapeutic proteins such as cytokines can cause serious side effects in intact tissues. Because of the ineffective delivery to specific cells and tissues in the body, a sufficient amount of protein must be available to reach the appropriate tissue target. Because of the short half-life resulting from proteolysis, the protein must be administered repeatedly, which can cause an immune response to the therapeutic protein. As a large amount of therapeutic protein circulates, the various effects of the administered protein can cause toxicity, which causes serious side effects.

셋째, 재조합 단백질의 외부 수송은 비효율적이다. 표적 부위로 치료 단백질의 고정화를 통하여 다량의 단백질을 투여하는 것을 제한하는 시도가 있었다. 그러나, 이와 같은 치료요법적 방법은 반복적인 약량을 제공하기 위해 단백질을 재투여하는 복잡한 과정을 요한다.Third, external transport of recombinant proteins is inefficient. Attempts have been made to limit the administration of large amounts of protein through immobilization of the therapeutic protein to the target site. However, such therapeutic methods require a complex process of re-administering proteins to provide repeat doses.

넷째, 막 수용체, 전사 인자 및 세포내 결합 단백질과 같은 다양한 단백질에 대해 생물학적 활성은 세포에서 정확한 발현과 국소화에 따라 달라진다. 많은 단백질의 경우에 정확한 세포 국소화는 단백질이 세포내에서 해독후 변형이 일어날 때 이루어진다. 따라서, 이와 같은 단백질은 세포 내에 적절히 취해지고 국소화되는 방식으로 외부에서 투여할 수 없다.Fourth, biological activity for various proteins, such as membrane receptors, transcription factors, and intracellular binding proteins, depends on accurate expression and localization in the cell. For many proteins, accurate cell localization occurs when the protein undergoes posttranslational modification in the cell. Thus, such a protein cannot be administered externally in a manner that is properly taken up and localized in the cell.

이와 같은 문제점이 증명되었기 때문에, 상처를 치료하기 위한 현재 재조합 단백질 요법은 이와 같은 외부에서 단백질을 전달하는 적절한 방법을 제시하지 못하기 때문에 사용하지 못하게 되었다. 사이토킨과 같은 이들 단백질들은 생리학적 양으로 이들의 작용 부위에서 정상적으로 생산되고 세포 표면에 있는 시그날 발생 수용체에 효과적으로 전달된다.Since these problems have been demonstrated, current recombinant protein therapies for treating wounds are not available because they do not present an appropriate method of delivering such external proteins. These proteins, such as cytokines, are normally produced at their site of action in physiological amounts and effectively delivered to signal generating receptors on the cell surface.

2.2. 유전자 치료법2.2. Gene therapy

유전자 치료법은 표적한 세포 안으로 기능을 가진 활성 치료제 유전자를 전달하기 위여 유전적으로 결함이 있는 것을 교정하기 위한 특정 유전자를 대체하는 요법으로 원래 착상된 것이다. 체세포 유전자 치료법에 대해 초기 시도는 조직으로 유전자를 유도하는 데 간접적인 수단을 이용하는 것인데(ex vivo 유전자 요법으로 칭함) 예를 들면, 표적 세포를 신체로부터 떼어내고 재조합 유전자를 가지는 벡터를 트랜스펙트시켜 신체로 다시 이식( "자가 세포 전달" )시키는 것이다. 세포로 DNA를 in vitro로 전달하는데 이용되는 다양한 트랜스펙션 기술을 이용할 수 있는데; 인산칼슘-DNA 침전법, DEAE-덱스트란 트랜스펙션, 전기천공, 리포좀-중개된 DNA 전달 또는 재조합 바이러스 벡터를 사용한 트랜스덕션 등을 포함한다. 이와 같은 ex vivo 처리 과정은 상피세포(U.S. Patent 4,868,116; Morgan and Mulligan WO87/00201;Morgan et al., 1987, Science 237:1476-1479;Morgan and Mulligan, U.S. Patent No. 4,980,286); 내피세포(WO89/05345); 간세포(WO89/07136; Wolff et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3344-3348; Ledley et al., 1987 Proc. Natl. Acad. Sci. 84:5335-5339; Wilson and Mulligan, WO89/07136;Wilson et al., 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. 87:8437-8441); 섬유아세포(Palmer et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:1055-1059;Anson et al., 1987, Mol. Biol. Med. 4:11-20; Rosenberg et al., 1988, Science 242:1575-1578;Naughton & Naughton, U.S. Patent 4,963,489); 임파세포(Anderson et al., U.S. Patent No. 5,399,346; Blaese, R.M. et al., 1995, Science 270:475-480); 조혈 간 세포(Lim, B. et al. 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:8892-8896;Anderson et al., U.S. Patent No. 5,399,346) 등을 포함하는 다양한 세포형으로 DNA를 전달하는데 이용된다.Gene therapy is originally conceived as a therapy that replaces specific genes to correct for genetic defects in order to deliver an active therapeutic gene with a function into a targeted cell. Early attempts at somatic gene therapy use indirect means of inducing genes into tissues (called ex vivo gene therapy), for example, by removing target cells from the body and transfecting the vector with the recombinant gene. Is then transplanted back into (“self-transferring”). There are a variety of transfection techniques available for delivering DNA into cells in vitro; Calcium phosphate-DNA precipitation, DEAE-dextran transfection, electroporation, liposome-mediated DNA delivery or transduction using recombinant viral vectors, and the like. Such ex vivo treatments include epithelial cells (U.S. Patent 4,868,116; Morgan and Mulligan WO 87/00201; Morgan et al., 1987, Science 237: 1476-1479; Morgan and Mulligan, U.S. Patent No. 4,980,286); Endothelial cells (WO89 / 05345); Hepatocytes (WO89 / 07136; Wolff et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 3344-3348; Ledley et al., 1987 Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 5335-5339; Wilson and Mulligan, WO 89/07136; Wilson et al., 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. 87: 8437-8441); Fibroblasts (Palmer et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 1055-1059; Anson et al., 1987, Mol. Biol. Med. 4: 11-20; Rosenberg et al., 1988 Science 242: 1575-1578; Naughton & Naughton, US Patent 4,963,489); Lymphocytes (Anderson et al., U.S. Patent No. 5,399,346; Blaese, R.M. et al., 1995, Science 270: 475-480); DNA delivery to various cell types, including hematopoietic stem cells (Lim, B. et al. 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 8892-8896; Anderson et al., US Patent No. 5,399,346) It is used to

리포좀에 포집된 DNA(Ledley et al., 1987, J. Pediatrics 110:1); 또는 바이러스성 외피 수용체 단백질을 포함하는 프로테오리포좀에 포집된 DNA(Nicolau et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80:1068) 그리고 폴리리신-당단백질 담체 복합체에 결합된 DNA를 in vivo에서 직접 전달하는 시도가 최근에 있었다. 또한, "gene guns"를 이용하여 세포 안으로 유전자를 전달하였다(Australian Patent No. 9068389). DNA 또는 리포좀과 연합된 DNA는 세포에 DNA를 전달하기 위해 틈새 공간으로 주사하기 위해 액체 담체 용액에 넣어 만든다(Felgner, WO90/11092).DNA captured in liposomes (Ledley et al., 1987, J. Pediatrics 110: 1); Or DNA bound to a proteoliposome comprising a viral envelope receptor protein (Nicolau et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 1068) and DNA bound to a polylysine-glycoprotein carrier complex. Attempts to deliver directly in vivo have recently been made. In addition, genes were transferred into cells using "gene guns" (Australian Patent No. 9068389). DNA associated with DNA or liposomes is made in liquid carrier solution for injection into niche spaces for delivery of DNA to cells (Felgner, WO90 / 11092).

ex vivo이건 in vivo이건간에 현재 고안된 유전자 요법과 연관된 최대 문제점중에 하나는 표적 세포 집단으로 DNA를 효과적으로 전달할 수 없음과 in vivo에서 유전자 생성물을 다량 발현시킬 수 없음이다. 바이러스 벡터가 가장 효과적인 시스템으로 간주되는데, 재조합 복제-결함이 있는 바이러스 벡터를 이용하여 ex vivo 및 in vivo에서 세포에 형질 도입시킨다. 이와 같은 벡터에는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터 및 아데노-연합된 벡터, 허피스 바이러스성 벡터등이 있다. 유전자를 전달하는데에는 매우 효과가 있으나 바이러스 벡터를 이용하는 것과 연관된 주요 단점으로는 분할하지 않는 세포로 형질 도입시키기 위해 많은 바이러스 벡터를 이용하는 문제점; 삽입으로 인한 돌연변이 발생과 연관된 문제점; 바이러스와 헬퍼 바이러스 생산에 대한 염증 반응 및 다른 사람 환자에 유해한 바이러스의 전달 등을 포함한다.One of the biggest problems associated with gene therapies currently designed, ex vivo or in vivo, is the inability to efficiently deliver DNA to target cell populations and the inability to express large amounts of gene products in vivo. Viral vectors are considered the most effective systems, which are transfected into cells ex vivo and in vivo using recombinant replication-defective viral vectors. Such vectors include retroviral vectors, adenovirus vectors and adeno-associated vectors, herpes viral vectors, and the like. The major drawback associated with using viral vectors, although very effective at delivering genes, is the problem of using many viral vectors to transduce into cells that do not divide; Problems associated with the occurrence of mutations due to insertion; Inflammatory responses to virus and helper virus production and the transmission of viruses that are harmful to other patients.

외부 DNA를 취하고 발현하는데 대부분의 세포형태가 효율이 낮기 때문에 많은 표적 세포 집단은 신체에 적은 수로 발견되고 특정 표적 세포형으로 DNA을 제공하는 효과가 더욱 감소된다. 현재까지, 표적 세포 집단에 DNA를 표적화하는데 효과를 증가시키는 방법등은 없다.Because most cell types are less efficient at taking and expressing foreign DNA, many target cell populations are found in a smaller number in the body and the effect of providing DNA to specific target cell types is further reduced. To date, there are no methods for increasing the effect of targeting DNA on target cell populations.

3. 발명의 요약3. Summary of the Invention

본 발명은 상처 부위에 치료제 생성물을 발현시키기 위해 상처 치료와 연관된 포유류 복구 세포 안으로 DNA을 특정하게 표적시켜 전달하는 새로운 방법에 관계한다. 본 발명의 방법은 신체의 새로운 상처 부위에 유전자 활성화된 매트릭스를 투여하는 것과 관계 있다. 이와 관계하여, 복구 세포를 상처부위에 국소화시키고 이때 상처부위는 형질감염되어 종국에는 DNA-인코드된 물질(RNA, 단백질)을 생산하여 상처를 치유한다.The present invention relates to a novel method of specifically targeting and delivering DNA into mammalian repair cells associated with wound treatment to express a therapeutic product at the wound site. The method of the present invention involves administering a gene activated matrix to a new wound site of the body. In this regard, repair cells are localized to the wound, where the wound is transfected, eventually producing DNA-encoded material (RNA, protein) to heal the wound.

본 발명은 상처 치유 공정에 활성이 있는 복구 세포가 증식하여 상처 부위 조직으로 이동하여 유전자 활성화된 매트릭스에 침윤한다는 발견에 기초한 것이다. 매트릭스는 세포의 생장을 촉진시키고 DNA 부근에 있는 복구 세포의 국소 축적으로 통하여 유전자 전달을 촉진하는 골격으로 작용한다. 매트릭스에서, 복구 세포는 DNA를 취하고, 이를 해독 산물 즉, 단백질 또는 전사 생성물 가령, 안티센스 및 리보자임으로 발현시키는데 놀라운 효과를 가진다. 형질도입된 복구 세포는 in vivo에서 유전자 생성물의 생산을 증폭시킬 수 있는 국소 바이오리엑터로 작용을 한다.The present invention is based on the discovery that repair cells active in the wound healing process proliferate, migrate to wound tissue and infiltrate into a gene activated matrix. The matrix acts as a backbone that promotes cell growth and promotes gene delivery through local accumulation of repair cells near the DNA. In the matrix, repair cells have a surprising effect on taking DNA and expressing it as a translation product, ie a protein or transcription product such as antisense and ribozyme. Transduced repair cells act as local bioreactors that can amplify the production of gene products in vivo.

방법에는 여러 DNA 서열이 이용될 수 있으나 적절한 DNA 서열은 a) 조직 복구을 촉진시키는 ; 또는 b) 질병 과정을 중단시킬 수 있는 그리하여 정상적인 조직 치유를 할 수 있는 해독 생성물(가령, 단백질) 및 전사 생성물(가령 안티센스 또는 리보자임)을 인코드하는 것이 바람직하다.Several DNA sequences may be used in the method, but suitable DNA sequences may be used to a) facilitate tissue repair; Or b) encoding detoxification products (eg proteins) and transcriptional products (eg antisense or ribozymes) which can disrupt the disease process and thus allow normal tissue healing.

본 발명은 치료 단백질을 투여하는 것과 연관된 상처를 치유하는데 현재 이용되는 과정의 단점을 극복한다. 우선, 안정적이고 독성이 없는 DNA를 in vivo로 다량 안전하게 투여할 수 있다. 둘째, 가능하면 반복 투여를 피할 수 있다. DNA를 취하고 발현시키는 세포는 상처 부위에 유전자 생성물을 제공한다. 셋째, 본 발명은 일시적인 약량을 요구하는 방식으로 실행할 수 있다. 예를 들면, 표적 세포의 게놈으로 삽입될 수 있는 벡터에 DNA를 제공한다. 이 경우, 모든 자손 세포는 형질도입된 DNA를 포함하고 이를 발현시켜 치료제를 지속적으로 공급하는 공급원으로 작용을 한다. 대조적으로 결합하지 않는 시스템을 이용하는 경우에, DNA는 게놈으로 삽입되지 않고, 유전자는 자손 세포로 전달되지 않는다. 이와 같은 경우에 상처 치유 공정이 완료되면, 유전자는 더 이상 필요로 하지 않고 유전자 생성물은 발현될 필요가 없다.The present invention overcomes the disadvantages of the processes currently used to heal wounds associated with administering a therapeutic protein. First, stable and nontoxic DNA can be safely administered in large quantities in vivo. Second, if possible, repeated administrations can be avoided. Cells that take and express DNA provide the gene product at the wound site. Third, the present invention can be implemented in a manner that requires a temporary dose. For example, DNA is provided to a vector that can be inserted into the genome of a target cell. In this case, all progeny cells contain and express the transduced DNA to serve as a source of continuous supply of therapeutic agent. In contrast, when using a system that does not bind, DNA is not inserted into the genome and genes are not delivered to progeny cells. In this case, once the wound healing process is complete, the gene is no longer needed and the gene product need not be expressed.

본 발명은 실시예를 통하여 설명하는데 이는 유전자를 반복적으로 전달하여 다양한 상처를 입은 연조직 및 경조직에서 in vivo 상태로 발현된다. 특히, 본 발명의 방법은 현재 이용할 수 있는 유전자 치료법과정의 단점을 극복한다. 본 발명의 방법은 적절한 수의 복구 세포에 유전자를 전달하여 임의 다른 표적 없이 또는 실행자가 세포 확인을 할 필요 없이 기능적인 효과를 얻을 수 있다. 유전자 치료 in vivo 방법은 흔히 작용을 하지 않는 일부 표적형을 요구한다. 본 발명의 방법에서 표적화는 문제가 되지 않는다. 분석에 의하면, DNA는 "trap"에서 "bait"로 작용을 하고; DNA는 증식된 그리고 유전자 활성화된 매트릭스로 이동한 알지못하는 복구 세포와 만나게 된다. 다시 이들 세포는 DNA를 취하여 치료제로써 이들 DNA를 발현할 수 있다.The present invention is described by way of examples, which are expressed in vivo in soft tissues and hard tissues that are variously wounded by delivering genes repeatedly. In particular, the methods of the present invention overcome the disadvantages of currently available gene therapy procedures. The methods of the present invention can deliver genes to an appropriate number of repair cells to achieve a functional effect without any other targets or without the need for practitioners to identify cells. Gene therapy in vivo methods require some targeted forms that often do not function. Targeting is not a problem in the method of the invention. According to the analysis, DNA acts from "trap" to "bait"; DNA encounters an unknown repair cell that has migrated into a proliferated and genetically activated matrix. Again, these cells can take DNA and express these DNA as therapeutic agents.

본 발명의 한 구체예에서, 본 발명의 방법은 연조직 및 경조직 복구를 자극하고 조직 복구를 자극하는 목적으로 포유류 복구 세포 안으로 DNA를 전달하는 약물 전달 시스템으로 이용할 수 있다. 복구 세포는 치료를 할 상처 부위에 정상적으로 있는 세포를 말한다. 따라서, 현재 치료 조성물을 공급하게 될 적절한 표적 세포를 얻는 것과 연관한 어려움이 없다. 모두 상처 부위에 유전자 활성화된 매트릭스를 이식하는 것이다. 이와 같은 생물학적 환경의 특성은 적절한 복구 세포가 임의 추가 표적화 또는 세포 확인을 할 필요 없이 "bait" DNA를 취하고 발현할 수 있는 것이다.In one embodiment of the invention, the methods of the invention can be used as a drug delivery system for delivering DNA into mammalian repair cells for the purpose of stimulating soft and hard tissue repair and stimulating tissue repair. Recovery cells are cells that are normally at the wound site to be treated. Thus, there are currently no difficulties associated with obtaining appropriate target cells to supply the therapeutic composition. All are implanted with a gene-activated matrix at the wound site. The nature of this biological environment is that appropriate repair cells can take and express "bait" DNA without the need for any further targeting or cell identification.

또 다른 구체예에서, 본 발명의 방법은 생물학적 그리고 합성 매트릭스를 모두 이용하여 골 근육 복구를 자극한다. 또 다른 구체예에서, 생물학적 그리고 합성 매트릭스를 이용하면, 본 발명의 방법은 포유류 세포 안으로 DNA를 전달하여 인대와 건(腱) 복구를 촉진한다. 본 발명의 방법은 또한 생물학적 그리고 합성 매트릭스를 이용하여 포유류 복구 세포 안으로 DNA을 전달하여 골 근육 복구 세포 또는 혈관 복구를 자극한다.In another embodiment, the methods of the present invention utilize both biological and synthetic matrices to stimulate bone muscle repair. In another embodiment, using biological and synthetic matrices, the methods of the present invention deliver DNA into mammalian cells to promote ligament and tendon repair. The methods of the present invention also use biological and synthetic matrices to deliver DNA into mammalian repair cells to stimulate bone muscle repair cells or vascular repair.

본 발명에서 이용된 DNA에는 조직 복구를 촉진하거나 질병 진행을 중단시킬 수 있는 해독 산물(가령, 단백질) 및 전사 산물(안티센스 또는 리보자임)을 인코드하는 임의 DNA를 포함한다. 가령, DNA는 성장인자. 사이토킨, 호르몬 등과 같은 치료 상으로 유용한 단백질을 인코드하는 유전자로 구성된다. 또한, DNA는 상처 치료를 방해하는 또는 염증을 유도하는 단백질을 인코드하는 mRNA의 해독을 방지하는 안티-센스 또는 리보자임분자를 인코드할 수 있다.DNA used in the present invention includes any DNA that encodes translation products (eg proteins) and transcription products (antisense or ribozymes) that can promote tissue repair or disrupt disease progression. For example, DNA is a growth factor. It consists of genes that encode therapeutically useful proteins such as cytokines, hormones, and the like. DNA can also encode anti-sense or ribozyme molecules that prevent translation of mRNA encoding proteins that interfere with wound healing or induce inflammation.

원하는 치료 생성물을 인코드하는 DNA는 매트릭스와 연합되거나 매트릭스내에 포함되어 유전자 활성화된 매트릭스를 형성한다. 일단 매트릭스가 준비되면, 포유류의 상처 부위에 매트릭스를 위치시킨다.The DNA encoding the desired therapeutic product is associated with or included in the matrix to form a gene activated matrix. Once the matrix is prepared, the matrix is placed at the wound site of the mammal.

본 발명은 실시예를 통하여 설명하는데 이때 복구 및 재생을 하는 조직 안으로 유전자를 in vivo에서 전달하고 발현시키는 효율을 설명한다.The present invention will be described by way of examples, which illustrate the efficiency of in vivo delivery and expression of genes into tissues for repair and regeneration.

3.1 정의3.1 Definition

여기에서 사용된 바와 같이, 다음의 용어는 하기에서 제시한 의미를 가진다. As used herein, the following terms have the meanings given below.

유전자 활성화된 매트릭스(GAM)은 원하는 치료제를 인코드하는 DNA을 포함하는 임의 매트릭스 물질로 정의한다. 가령, 유전자 활성화된 매트릭스는 포유류의 신체 상처 부위에 위치시켜 상처 치유를 강화시킨다.Gene activated matrix (GAM) is defined as any matrix material comprising DNA encoding a desired therapeutic agent. For example, genetically activated matrices are placed in the body wound sites of mammals to enhance wound healing.

복구 세포는 조직 손상에 반응하여 이동 및 증식을 자극할 수 있는 임의 세포를 말한다. 복구 세포는 상처 치유 반응의 성분이다. 이와 같은 세포에는 섬유아세포, 모세 내피 세포, 모세 주변세포, 단핵 염증성 세포, 분절된 염증 세포 및 입상 조직 세포 등을 포함한다. 상처 부위는 외상으로 인한 조직 손상, 외과술로 인한 결과로 또는 이로부터 유도된 조직 손상으로 발생한 숙주에 있는 임의 위치를 말하는 것이다.Recovery cells are any cells that can stimulate migration and proliferation in response to tissue damage. Repair cells are components of the wound healing response. Such cells include fibroblasts, capillary endothelial cells, per capillary cells, mononuclear inflammatory cells, segmented inflammatory cells, granular tissue cells, and the like. A wound site refers to any location in the host resulting from tissue damage from trauma, tissue damage as a result of or derived from surgery.

도 1a는 섬유성 유착결여(골절에 있어서 골 절단의 유합이 일어나지 않음)의 대퇴부 골 절개술. 성인 수컷 Sprague-Dawley 쥐의 대퇴에 5㎜ 골 절개술을 실시한다. 나타낸 갭은 전체 기준 집단을 나타내는데; 골 절개술 단독(n=3)을 제공받은 포유류 숙주, 골 절개술과 콜라겐 스폰지(n=10)를 제공받은 숙주 및 기준(표식 유전자) 플라스미드 DNA(n=2)를 포함하는 콜라겐 스폰지와 골 절개술을 제공받은 숙주를 나타낸다. 평면 X-선 필름에서는 외과술직후의 기준 쥐 대퇴를 나타낸다. 갭은 플레이트와 4개 핀으로 된 외부 고정기에 의해 안정화시킨다. 피부 절개부는 금속 클립으로 덮어둔다.1A is a femoral bone incision without fibrous adhesion (no union of bone breaks in fracture). A 5 mm bone incision is performed on the thigh of an adult male Sprague-Dawley rat. The gap indicated represents the entire reference population; Mammalian hosts receiving bone incision alone (n = 3), hosts receiving bone incision and collagen sponge (n = 10) and collagen sponges and bone incisions containing reference (marker gene) plasmid DNA (n = 2) Indicate host provided. The planar X-ray film shows the reference rat thighs immediately after surgery. The gap is stabilized by plates and four pin external fasteners. The skin incision is covered with a metal clip.

도 1b는 외과술후 9주 뒤의 기준 쥐 대퇴를 나타내는 평면 x-선 필름을 나타낸다. 둥근 외과적인 가장자리(화살표)는 반응성 뼈 형성으로 인한 것이고 이는 유착결여 골절의 고유 방사능그래프와 일치한다.1B shows a planar x-ray film showing reference rat femoral 9 weeks after surgery. The round surgical edges (arrows) are due to reactive bone formation, consistent with the inherent radiographs of fractures lacking adhesion.

도 1c는 수종 세포외 매트릭스에 박혀있는 증식하는 복구 섬유아세포와 모세혈관을 나타내는 외과술 후 3주 뒤 갭 조직의 조직부분이다. 또한 임파세포 및 대식세포로 구성된 염증성 침윤물을 나타낸다.FIG. 1C is a tissue section of the gap tissue three weeks after surgery showing proliferating repaired fibroblasts and capillaries embedded in the extracellular matrix. It also shows inflammatory infiltrates composed of lymphocytes and macrophages.

도 1d는 조밀한 섬유 조직을 나타내는 9주 기준 갭의 조직이다. 1㎝=20㎛(C와 D).1D is a tissue of 9 weeks reference gap showing dense fibrous tissue. 1 cm = 20 µm (C and D).

도 2는 쥐 BMP-4를 인코드하는 pGAM1의 구조 다이아그램이다. CMV 프로모터, BMP-4 코딩 서열, HA 에피토프, 소 성장 호르몬 폴리아데닐화 시그날의 위치를 나타낸다.2 is a structural diagram of pGAM1 encoding murine BMP-4. CMV promoter, BMP-4 coding sequence, HA epitope, bovine growth hormone polyadenylation signal are shown.

도 3a는 복구 섬유아세포에 의한 BMP-4 발현을 나타내는 것이다. 플라스미드-인코드된 BMP-4 발현은 항-HA 항체를 이용하여 pGAM1 플라스미드 DNA를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 이식한 후 4주뒤에 이뮤노퍼옥시스 방법에 따라 Bouins-고정된, 미네랄을 제거한 파라핀에 고정된 조직에서 감지할 수 있다. 화살표는 섬유아세포(적색-갈색) 세포질(상부 좌측에 있는 마이크로그래프)의 양성 착색의 예를 가리키는 것이다. 이와 같은 세포는 스핀들 모양, 섬유속으로 생장, 타입 I 콜라겐(나타내지 않음)에 대해 양성 면역착색 등에 기초하여 섬유아세포로 확인되었다. 토끼 pre-면역 혈청으로 배양시키고 제 1항체 없이 배양된 연속 부분은 음성으로 나타났다. 음성으로 나타난 결과는 항-HA.11 항체(상부 우측에 있는 마이크로그래프)로 배양한 sham-작용한 기준(콜라겐 스폰지만으로)에서도 얻을 수 있다. 대식세포, 파골세포, 조골세포의 가짜 양성 착색은 HA.11 항체로 배양시킨 기준 부분에서 관찰된 것과 일치한다. pGAM1 전달 후 3주째에 새로 형성된 뼈는 바닥 좌측에 있는 마이크로그래프에서 볼 수 있다. 새로운 뼈는 입상 조직 형성과 연합한다. 아래 우측에 있는 마이크로그래프에서는 새로 형성된 뼈를 나타낸다. 화살표는 새로운 뼈 결체조직 표면에서 추정되는 조골세포를 나타낸다. 갭 조직은 헤마토실린과 에오신(상측 마이크로그래프)를 이용하여 착색하거나 Gomori trichrome 방법(콜라겐-풍부한 조직은 그린색으로 나타나고, 아래측 마이크로그래프)으로 착색한다. 1㎝=20㎜(상측 마이크로그래프).3A shows BMP-4 expression by repaired fibroblasts. Plasmid-encoded BMP-4 expression was followed by Bouins-fixed, demineralized paraffins according to the immunoperoxy method 4 weeks after implantation of the gene activated matrix comprising pGAM1 plasmid DNA using an anti-HA antibody. Can be detected in tissues that are anchored to The arrow points to an example of positive staining of the fibroblast (red-brown) cytoplasm (micrograph on the upper left). Such cells were identified as fibroblasts based on spindle shape, fibrous growth, and positive immunostaining for type I collagen (not shown). Continuous portions incubated with rabbit pre-immune serum and incubated without the first antibody were negative. Negative results can also be obtained from sham-acted criteria (with collagen sponges only) incubated with anti-HA.11 antibody (micrograph on the top right). Fake positive staining of macrophages, osteoclasts and osteoblasts is consistent with that observed in the reference section incubated with HA.11 antibody. Newly formed bone three weeks after pGAM1 delivery can be seen in the micrograph on the bottom left. New bones associate with granular tissue formation. The micrograph on the bottom right shows the newly formed bone. Arrows indicate osteoblasts presumed on the surface of new bone connective tissue. Gap tissue can be stained using hematocillin and eosin (upper micrograph) or by the Gomori trichrome method (collagen-rich tissue appears green and lower micrograph). 1 cm = 20 mm (upper micrograph).

도 3b는 동물의 평면 필름 방사능그래프를 나타낸다(23주 후). 평면 필름 방사능기래프(좌측)에서, 화살표는 골 절개술 갭의 대략 위치를 나타내고, 갭은 방사능-조밀한 조직으로 채워져 있다. 외부 고정기는 제거한다. 변화를 주는 방식으로 지적한 것과 같이, 골 재형성이 일어난다. 화살표머리는 갭에 인접한 뼈에 결함을 나타낸다(핀을 위치시킨 결과). 두 개의 말단 핀 부위는 이때 완전하게 치유된다(나타낸지 않음). 전체판 사진(우측)은 (죽인 다음) 나타낸 동물의 갭으로부터 Gomori trichrome-착색된 조직 부분을 나타낸다. 내측에 있는 고정 핀으로 인하여 골 공간에 원형 흠이 생겼다. 마이크로그래프 아래에 조직이 파괴된 것은 견본을 취급할 대에 생긴 것이다.3B shows planar film radiographs of animals (after 23 weeks). In the planar film radioactive raft (left), the arrow indicates the approximate location of the bone incision gap, which is filled with radio-dense tissue. Remove the external fasteners. As pointed out in a way that changes, bone remodeling occurs. The arrowheads show defects in bone adjacent to the gap (result of pin placement). The two terminal pin regions then heal completely (not shown). The full photograph (right) shows the Gomori trichrome-colored tissue portion from the gap of the animal shown (after killing). Inner fixation pins created circular flaws in the bone space. The destruction of the tissue under the micrograph occurred when handling the specimen.

도 4a는 사람 PTH1-34를 인코드하는 pGAM2 구조물의 다이아그램이다. PTH1-34 발현을 유도하는(화살표) 상류 긴 단부 반복부, PTH1-34 코딩 서열, neo 발현(화살표)을 유도하는 SV40 프로모터, neo 코딩 서열, pBR 서열, 하류 긴 단부 반복서열의 위치를 나타낸다.4A is a diagram of a pGAM2 structure encoding human PTH1-34. Location of the upstream long end repeat that leads to PTH1-34 expression (arrow), the PTH1-34 coding sequence, the SV40 promoter that leads to neo expression (arrow), the neo coding sequence, the pBR sequence, and the downstream long end repeat sequence.

도 4b는 PTH1-34 유전자 전달 및 발현으로 in vivo에서 새로운 골 형성을 유도한다. 평면 필름 방사능 사진은 pGAM2 플라스미드 DNA를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 수용한 동물에서 이식 9주후에 5㎜ 골 절개술을 연결하는 새로운 뼈를 나타낸다. 화살표는 갭에 있는 방사능 조밀한 조직을 가리킨다. 나타낸 결과에서 한 가지 동물을 추가로 실험한 것을 나타낸다.4B induces new bone formation in vivo with PTH1-34 gene delivery and expression. Planar film radiographs show new bone linking 5 mm bone incision 9 weeks after transplantation in animals receiving a gene activated matrix comprising pGAM2 plasmid DNA. The arrow points to the radioactive dense tissue in the gap. The results indicated further experiments with one animal.

도 5는 두 가지-플라스미드 GAM(top)를 통하여 in vivo에서 새로운 뼈의 형성을 나타낸다. 평면 필름 방사능사진에서는 pGAM1과 pGAM2 플라스미드 DNA를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 수용한 동물에서 이식 4주후에 5㎜ 골 절개술을 연결하는 새로운 뼈를 나타낸다. 화살표는 갭에 있는 방사능 조밀한 조직을 가리킨다(조직학적으로 뼈가 되는 것을 확인)(아래). 외부 고정기를 제거한 후(5주 일찍, 전체 17주후) 상부에서 갭을 나타내는 사진. 화살표는 갭의 위치를 나타내는데, 이는 전단 외과적 가장자리부근에 있는 미네랄을 제거한 조직 띠를 제외하고는 방사능-조밀한 조직으로 채워져 있다. 다양한 방식으로 나타낸 것과 같이, 방대한 리모델링 반응이 나타난다. 나타난 결과에서는 한가지 추가 동물의 실험을 나타낸다.Figure 5 shows the formation of new bone in vivo through two-plasmid GAM (top). Planar film radiographs show a new bone linking 5 mm bone incision 4 weeks after transplantation in animals receiving a gene activated matrix containing pGAM1 and pGAM2 plasmid DNA. The arrow points to the radioactive dense tissue in the gap (histologically confirmed to be bone) (below). Photo showing the gap at the top after removal of the external fixture (5 weeks early, after 17 weeks in total). The arrow indicates the location of the gap, which is filled with radio-dense tissue, except for the strip of tissue that has been demineralized near the shear surgical edge. As shown in various ways, massive remodeling reactions occur. The results shown represent one additional animal experiment.

도 6에서는 in vivo에서 뼈 복구/재생 세포로 아데노바이러스-중개된 유전자 전달을 나타낸다. 6분간 AdCMVlacZ 바이러스(1010-1011PFU/㎖) 용액에 UltraFiberTM를 담근 다음 골 절개술 부분에 이식한다. 결합은 3주간 치료되는데 이 기간은 매주 방사능그래프로 검사하여 상처가 치유되는 과정을 모니터한 것이다. 3주간 결함의 40%가 가골(假骨)로 채워진다. 포유류 숙주를 죽이고, 조직은 Bouins 고정액에 고정시키고 표준 포름산 용액을 이용하여 7일간 미네랄을 제거한다. 외과술후 3주뒤에 골 절개술에 형성된 새로운 뼈(가골)의 횡부분에서 찍은 현미경사진이다. 상부 좌측의 패널: UltraFiberTM 아데노바이러스 이식물로부터 가골 조직 세포를 착색하는 양성(적색) β-gal 세포질을 나타낸다. 이와 같은 결과는 감염을 중개하여 바이러스 형질도입되는 세포 표면 수용체가 골절 치유 과정동안에 가골 세포(적어도 하나의 집단)에 의해 발현된다는 것을 나타낸다; 연속하는 음성 기준은 비-특이적 토끼lgG 항체 칵테일과 β-gal 항체의 담체로 착색된다. 아래 패널: UltraFiberTM 과 AdRSVntlacZ로 채워진 골 절개술 부위에 연골세포를 착색하는 양성(적색) β-gal 핵을 나타낸다. 이 결과는 항-β-gal 항체의 매우 정교한 특이성을 나타내고 결론적으로 골 절개술 갭에 표식 유전자 생성물의 발현을 설명하는 것이다.6 shows adenovirus-mediated gene delivery to bone repair / regenerating cells in vivo. Soak UltraFiber in a solution of AdCMVlacZ virus (10 10 -10 11 PFU / mL) for 6 minutes and then implant in the bone incision. Binding is treated for three weeks, during which weekly radiographs are monitored to monitor the healing of the wound. For three weeks, 40% of the defects are filled with bone. Killing the mammalian host, tissue is fixed in Bouins fixative and minerals are removed for 7 days using standard formic acid solution. Three weeks after surgery, the micrographs were taken from the transverse section of the new bone (bone) formed in the bone incision. Upper left panel: Shows positive (red) β-gal cytoplasm staining osteoblast tissue cells from UltraFiber adenovirus implants. These results indicate that cell surface receptors that are virus-transduced by mediating infection are expressed by osteoblasts (at least one population) during the fracture healing process; Successive negative criteria are stained with carriers of non-specific rabbit IgG antibody cocktails and β-gal antibodies. Lower panel: Positive (red) β-gal nuclei that stain chondrocytes at the site of bone incision filled with UltraFiber and AdRSVntlacZ. These results show the very sophisticated specificity of the anti-β-gal antibody and consequently explain the expression of the marker gene product in the bone incision gap.

도 7은 쥐 골 절개술 모델에서 섬유아세포를 복구하기 위한 pGAM2 플라스미드 유전자를 전달하면 새로운 뼈를 생장시킨다. 평면 필름 방사능사진에서는 pGAM1과 pGAM2 플라스미드 DNA를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 수용한 동물에서 이식 6주후에 5㎜ 골 절개술을 연결하는 새로운 뼈를 나타낸다. 화살표는 갭에 있는 방사능 조밀한 조직을 가리킨다(조직학적으로 뼈가 되는 것을 확인). FIG. 7 shows the growth of new bone when delivered with the pGAM2 plasmid gene for repairing fibroblasts in a rat osteotomy model. Planar film radiographs show new bone linking 5 mm bone incision 6 weeks after transplantation in animals that received a gene activated matrix comprising pGAM1 and pGAM2 plasmid DNA. The arrow points to the radioactive dense tissue in the gap (histologically confirmed to be bone).

5. 본 발명의 설명5. Description of the invention

본 발명은 치료요법제를 발현시킬 목적으로 포유류 복구 세포 안으로 DNA를 제공 및 전달하는 in vivo 방법에 관계한다. 본 발명은 새로운 상처 부위로 유전자 활성화된 매트릭스를 이식시키는 것과 관계한다.The present invention relates to an in vivo method for providing and delivering DNA into mammalian repair cells for the purpose of expressing a therapeutic agent. The present invention relates to implanting a gene activated matrix into a new wound site.

상처 치유는 (a) 조직 파괴 및 정상 조직의 상실; (b) 세포 괴사 및 출혈; 지혈(응혈 형성); (c) 분절된 단핵 염증 세포의 침윤과 혈관 울혈 및 조직 부종; (d) 단핵세포(대식세포)에의해 응혈 뿐만 아니라 손상된 조직 및 세포 용해; (e) 입상 세포의 형성(섬유증식 및 맥관형성)을 포함하는 통합된 그리고 정형화된 일련의 과정이다. 이와 같은 세포 과정은 많은 포유류 종의 모든 조직 및 기관에서 상처가 있는 부분에서 관찰된다(Gailet et al., 1994, Curr. Opin. Cell. Bio. 6:717-725). 따라서, 전술한 세포 반응은 모든 포유류 조직의 복에 대한 일반적인 것이다.Wound healing includes (a) tissue destruction and loss of normal tissue; (b) cell necrosis and bleeding; Hemostasis (coagulation); (c) infiltration of segmented mononuclear inflammatory cells and vascular congestion and tissue edema; (d) coagulation as well as damaged tissue and cell lysis by monocytes (macrophages); (e) It is an integrated and formalized series of processes involving the formation of granular cells (fibroblasts and angiogenesis). Such cellular processes are observed in wounded areas in all tissues and organs of many mammalian species (Gailet et al., 1994, Curr. Opin. Cell. Bio. 6: 717-725). Thus, the cell responses described above are general for the apparel of all mammalian tissues.

본 발명은 상처 치유 과정에 관계하는 복구 세포가 자연적으로 증식되어 조직 손상 부위로 이동되어 유전자 활성화된 매트릭스로 침윤한다는 발견에 기초한다. 놀라운 것은 이와 같은 효과적으로 형질 감염되기가 어려운 복구 세포는 상처 치유 공정에 의해 증식되도록 활성화된 경우에 DNA의 수령 및 발현에 상당한 효과가 있다.The present invention is based on the discovery that repair cells involved in the wound healing process naturally multiply and migrate to tissue injury sites and infiltrate into a gene activated matrix. Surprisingly, repair cells that are difficult to transfect effectively have a significant effect on the receipt and expression of DNA when activated to proliferate by the wound healing process.

이와 같은 장점을 가지면서 본 발명의 방법은 증식하는 복구 세포 안으로 치료제를 인코드하는 하나 이상의 DNA 분자를 효과적으로 전달하도록 고안되었다. 방법은 포유류 숙주의 상처 부위에 해독 생성물(가령 치료 단백질) 또는 전사 생성물(가령 안티센스 또는 리보자임)을 인코드하는 DNA를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 투여하는 것이다. 상처는 외상으로 인한 조직 손상으로 일어날 수 있고 또는 외과술동안에 유도된 또는 이로 인한 조직 손상으로 일어날 수 있다.With this advantage, the method of the present invention is designed to effectively deliver one or more DNA molecules encoding a therapeutic agent into proliferating repair cells. The method is to administer a genetically activated matrix comprising DNA encoding a translational product (such as a therapeutic protein) or a transcription product (such as antisense or ribozyme) to a wound site of a mammalian host. Wounds may result from tissue damage due to trauma or may result from tissue damage induced during or due to surgery.

증식하는 복구 세포는 유전자 활성화된 매트릭스로 이동하여 이와 접하기 때문에 원하는 DNA를 수용하여 이를 발현시켜 치료제, 단백질 또는 RNA 일정량을 증폭시킨다. 따라서 형질 도입된 복구 세포는 국소 복구 환경에 영향을 주는 치료제를 생산하는 국소 바이오리엑터로 작용을 한다. 예를 들면, 형질도입된 복구 세포에 의해 생산되는 생장 인자 또는 사이토킨은 동족 세포 표면 수용체를 발현시키는 표적화된 효과물질 세포에 결합하여 이를 자극하고 따라서 상처 치유 공정과 정상적으로 연관된 생리학적 일련의 연속 과정을 자극하고 증폭시킨다.Because proliferating repair cells migrate to and come into contact with the gene-activated matrix, they accept and express the desired DNA to amplify a certain amount of therapeutic agent, protein or RNA. Thus, transduced repair cells act as topical bioreactors that produce therapeutic agents that affect the topical repair environment. For example, growth factors or cytokines produced by transduced repair cells bind to and stimulate targeted effector cells expressing cognate cell surface receptors and thus undergo a physiological series of sequential processes normally associated with the wound healing process. Stimulate and amplify

또는 복구 세포는 상처 치유 공정의 길항 활성을 방해하는 단백질을 인코드하는 DNA를 수용하여 이를 발현시킬 수 있다. DNA 또한 상처 치유를 방해하는 또는 과도한 섬유형성의 원인이 되는 염증성 단백질 또는 다른 인자를 인코드하는 mRNA의 해독을 방해하는데 이용할 수 있는 안티센스 또는 mRNA를 인코드할 수 있다.Alternatively, repair cells may receive and express DNA encoding a protein that interferes with the antagonistic activity of the wound healing process. DNA can also encode antisense or mRNA that can be used to interfere with the translation of mRNA encoding inflammatory proteins or other factors that interfere with wound healing or cause excessive fibrosis.

본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스는 다양한 기술을 이용하여 환자에게 이전시킬 수 있다. 가령, 상처 치유를 자극하고 재생을 자극할 때 매트릭스를 상처 부위 가령, 골절된 뼈, 손상된 결합 조직 등에 직접 전달한다. 피부를 복구하는 경우에 이용을 위해서는 매트릭스를 국소적으로 투여할 수 있다. 기관을 재생하기 위해서는 매트릭스는 기관에 있는 상처에 외과술을 이용하여 배치시킨다.The gene activated matrix of the present invention can be transferred to a patient using a variety of techniques. For example, when stimulating wound healing and regeneration, the matrix is delivered directly to wound sites such as fractured bone, damaged connective tissue, and the like. The matrix may be topically administered for use in repairing skin. To regenerate the trachea, the matrix is placed surgically on the wound in the trachea.

본 발명의 방법은 상처 부위에 복구 세포의 자연적인 이동 및 증식하여 상처부위에 있는 유전자 활성화된 매트릭스안으로 침윤되어 DNA를 수용하는 것에 기초하기 때문에 배는 상처 치유 과정을 유도할 신체의 부위로 전달되어야 한다.Since the method of the present invention is based on the natural migration and proliferation of repair cells at the wound site to infiltrate into the gene-activated matrix at the wound site to receive DNA, the embryo must be delivered to the site of the body to induce the wound healing process. do.

본 발명의 특히 중요한 특징은 치유 공정을 조작하여 반흔 조직 또는 조직 재생을 이루게 하는 것이다. 가령, 상처 부위에 치료제 단백질이 과도하게 발현되면 반흔 조직이 형성되지 않고 손상된 조직을 재생한다. 예를 들면, 많은 경우에 뼈의 재생과 같은 경우는 정상적인 기계적인 기능을 지원하기 위해 반흔 조직을 만드는 것이 바람직하지 않기 때문에 이와 같은 재생이 바람직하다. 또는 봉합주변에는 원래 약한 조직을 함께 보유하도록 반흔 조직을 만드는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 방법은 발현된 치료 단백질의 종류와 그 양에 따라 반흔 조직의 형성 또는 반흔 조직의 형성 없이 상처 치유를 자극한다.A particularly important feature of the present invention is to manipulate the healing process to achieve scar tissue or tissue regeneration. For example, overexpression of the therapeutic protein at the wound site results in the formation of scar tissue and regeneration of damaged tissue. In many cases, for example, bone regeneration, such regeneration is desirable because it is not desirable to make scar tissue to support normal mechanical function. Or it is desirable to make scar tissue around the suture to retain the original weak tissue together. Thus, the method of the present invention stimulates wound healing without the formation of scar tissue or the formation of scar tissue, depending on the kind and amount of therapeutic protein expressed.

상처 치유 과정을 통하여 매트릭스로부터 포유류 복구 세포로 직접 플라스미드 DNA를 전달하는 것은 여러 가지 장점을 가진다. 우선, 전통적인 단백질 생산 방법의 비용과 비교할 때 DNA 구조물의 생산 및 정제가 용이하다. 둘째, 매트릭스는 구조적인 골조로 이용되어 세포 성장 및 증식을 자극한다. 따라서, 이들은 유전자를 전달하기 위한 복구 세포의 표적화를 실행한다. 셋째, 직접적인 유전자 전달은 복합 생합성 과정을 정상적으로 실행하는 분자 또는 세포막에 적절히 위치해야 하는 수용체용 약물 전달 방법으로 이점이 있다. 이와 같은 형태의 분자는 외부에서 세포로 투여할 경우 작용을 하지 못한다.Transferring plasmid DNA directly from the matrix to mammalian repair cells through the wound healing process has several advantages. First, the production and purification of DNA constructs is easy compared to the cost of traditional protein production methods. Second, the matrix is used as a structural framework to stimulate cell growth and proliferation. Thus, they carry out targeting of repair cells for delivering genes. Third, direct gene delivery is advantageous as a drug delivery method for receptors that must be properly located on the molecules or cell membranes that normally perform complex biosynthetic processes. This type of molecule does not work when administered to cells from the outside.

본 발명은 상처 치유에 이용할 수 있는 DNA를 포함하는 매트릭스로 구성된 제약학적 조성물에 관계한다. 본 발명의 조성물은 생체 적응성이 있는 또는 뼈 적응성이 있는 매트릭스로써 원하는 치료 단백질을 인코드하는 DNA를 포함하는 매트릭스 물질로 구성되는 것이 일반적이다.The present invention relates to pharmaceutical compositions consisting of a matrix comprising DNA that can be used for wound healing. The composition of the present invention is generally composed of a matrix material comprising DNA encoding a desired therapeutic protein as a biocompatible or bone compatible matrix.

본 발명은 상처 치유에 이용할 수 있는 현행 재조합 단백질과 특히 연관된 단점들을 해결한다. 우선, 직접적인 유전자 전달은 형질도입된 세포가 (a) 조직 및 내용 특이적인 방식으로 변형된 치료제 단백질을 생리학적인 양으로 만들게 하고; (b) 적절한 환경 하에서 적절한 세포 표면 시그날 발생 수용체에 이와 같은 단백질을 전달하게 하는 이상적인 전략이다. 전술한 이유로, 이와 같은 분자를 외부에서 전달하면, 중요한 약량 및 수송 문제를 야기한다. 둘째, 가능하다면, 유전자 활성화된 매트릭스 기술을 이용하면 반복투여하지 않아도 된다; DNA의 세포 수용은 잘 정립된 지연 방출 수송 기술로 정확하게 조절할 수 있거나 또는 형질도입된 DNA의 결합은 장기간 재조합 단백질 발현과 연관이 있다.The present invention addresses the shortcomings particularly associated with current recombinant proteins that can be used for wound healing. First, direct gene transfer causes the transduced cells to (a) make physiological amounts of therapeutic protein modified in a tissue and content specific manner; (b) It is an ideal strategy to deliver such proteins to the appropriate cell surface signaling receptors under appropriate circumstances. For the reasons mentioned above, delivery of such molecules from outside results in significant dosage and transport problems. Second, if possible, gene activation matrix technology eliminates the need for repeat dosing; Cell uptake of DNA can be precisely controlled by well-established delayed release transport techniques or binding of transduced DNA is associated with long-term recombinant protein expression.

본 발명의 방법은 많은 다른 세포, 조직 및 기관이 관계하는 상처에 널리 이용할 수 있다; 과립화 조직의 복구 세포(Gailet et al., 1994, Curr. Opin. Cell. Biol. 6:717-725)은 본 발명 방법을 이용하여 "표적화" 시킨다. 본 발명은 세 마리 동물 모델(개, 쥐, 토끼)과 다섯 가지 조직(뼈, 건, 인대, 혈관 및 골 근육)에서 세 가지 표식 유전자(β-갈락토시다제, 루시페라제, 알칼리 포스파타제)와 세 가지 프로모터 시스템(CMV, RSV, LTR and SV40), 두 가지 형태의 매트릭스(생합성 및 생물학적 매트릭스)를 이용하여 설명한다. 모든 경우에 유전자 활성화된 매트릭스안으로 이주된 복구 세포는 성공적으로 형질 도입되었다. 특히, 조골세포 분화 및 생장을 위한 시그날 유도 스위치로 작용을 하는 BMP-4(Wozney, 1992, Mol. Reprod. Dev. 32:160-167; Reddi, 1994, Curr. Opin. Genet. Deve. 4:737-744)를 인코하는 또는 골 선조 세포를 모집하는 PTH1-34(Orloff, et al, 1992, Endocrinology 131:1603-1611; Dempster et al., 1995 Endocrin Rev. 4:247-250)를 인코드하는 플라스미드 구조체의 섬유아세포 복구를 위해 유전자를 전달한 후에 기능적 결과(뼈 생장)이 있었음 설명한다.The method of the present invention is widely available for wounds involving many other cells, tissues and organs; Repair cells of granulated tissue (Gailet et al., 1994, Curr. Opin. Cell. Biol. 6: 717-725) are “targeted” using the method of the present invention. Three marker genes (β-galactosidase, luciferase, alkaline phosphatase) in three animal models (dogs, mice, rabbits) and five tissues (bone, tendon, ligament, blood vessels and bone muscle) And three promoter systems (CMV, RSV, LTR and SV40) and two types of matrices (biosynthetic and biological matrices). In all cases repair cells that migrated into the gene activated matrix were successfully transduced. In particular, BMP-4 (Wozney, 1992, Mol. Reprod. Dev. 32: 160-167; Reddi, 1994, Curr. Opin. Genet. Deve. 4 :) acts as a signal induction switch for osteoblast differentiation and growth. 737-744) or encode PTH1-34 (Orloff, et al, 1992, Endocrinology 131: 1603-1611; Dempster et al., 1995 Endocrin Rev. 4: 247-250), which recruits bone progenitor cells. Explain that there was a functional outcome (bone growth) after gene delivery for fibroblast repair of the plasmid construct.

5.1 유전자 활성화된 매트릭스5.1 Gene Activated Matrix

해독 생성물(가령 치료 단백질) 또는 전사 생성물(안티센스 또는 리보자임)과 같은 원하는 치료제를 인코드하는 DNA를 포함하는 임의 생체적응성이 있는 매트릭스 물질은 본 발명에 따라 만들고 이용할 수 있다.Any biocompatible matrix material comprising DNA encoding a desired therapeutic agent, such as a detoxification product (such as a therapeutic protein) or a transcription product (antisense or ribozyme), can be made and used in accordance with the present invention.

본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스는 임의 생체적응성이 있는 물질에서 유도할 수 있다. 이와 같은 물질에는 세포 부착, 생장을 지원할 수 있는 구조로 만들어질 수 있는 생분해가능한 또는 생분해되지 않는 물질, 분말, 겔을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 합성 고분자 또는 콜라겐과 같은 자연 발생 단백질, 다른 세포외 매트릭스 단백질 또는 다른 구조 거대분자에서 유도될 수 있다.The genetically activated matrix of the present invention can be derived from any biocompatible material. Such materials include, but are not limited to, biodegradable or non-biodegradable materials, powders, gels, which can be made into structures capable of supporting cell adhesion and growth. It can be derived from naturally occurring proteins such as synthetic polymers or collagen, other extracellular matrix proteins or other structural macromolecules.

매트릭스에 결합된 DNA는 예측하는 치료 용도에 따라 다양한 치료 단백질을 인코드할 수 있다. 이와 같은 단백질에는 성장인자, 사이토킨, 호르몬 또는 세포의 생장, 분화 또는 생리학적 기능을 조절할 수 있는 다른 임의 단백질을 포함한다. DNA는 상처 치유를 방해하는 또는 염증을 유도하는 단백질의 해독을 방해하는 안티센스 또는 리보자임을 인코드할 수 있다.DNA bound to the matrix can encode a variety of therapeutic proteins depending on the predictive therapeutic use. Such proteins include growth factors, cytokines, hormones or any other protein that can modulate the growth, differentiation or physiological function of cells. DNA can encode an antisense or ribozyme that interferes with the translation of a protein that interferes with wound healing or induces inflammation.

형질도입된 DNA는 표적 세포의 게놈 안으로 결합할 필요는 없다; 또한 유전자 활성화된 매트릭스에서 결합하지 않는 DNA를 이용하는 것도 본 발명의 구체예에 속한다. 이와 같은 경우에 상처 치유가 완료되면, 유전자 생성물은 더 이상 필요하지 않고 유전자 생성물은 발현되지 않는다.The transduced DNA does not need to bind into the genome of the target cell; It is also an embodiment of the present invention to use DNA that does not bind in a gene activated matrix. In this case, once wound healing is complete, the gene product is no longer needed and the gene product is not expressed.

본 발명의 또 다른 특징은 생체적응성이 있는 매트릭스와 DNA를 포함하는 치료 키트이다. 일부 경우에 있어서, 키트에는 미리 형성된 유전자 활성화된 매트릭스가 포함되어 의사가 신체로 직접 매트릭스를 투여할 수 있다. 또는 키트에는 유전자 활성화된 매트릭스를 만드는데 필수적인 성분을 포함한다. 이와 같은 경우에 신체에 위치하여 치료요법적으로 이용될 수 있는 유전자 활성화된 매트릭스를 만들기 위해 성분을 의사가 복합한다. 본 발명의 구체예에서, 매트릭스를 이용하여 봉합 물질 또는 이식물과 같은 외과 장치를 덮을 수 있다. 본 발명의 또 다른 구체예에서 유전자 활성화된 매트릭스에는 스폰지, 튜브, 반창고, 냉동 건조된 성분, 겔, 패치 또는 분말 및 텔퍼 패드를 이용하는 것을 포함한다.Another feature of the invention is a therapeutic kit comprising a biocompatible matrix and DNA. In some cases, the kit includes a preformed gene activated matrix so that the doctor can administer the matrix directly to the body. Or the kit contains components necessary to make a gene activated matrix. In such cases, the doctor combines the ingredients to create a gene-activated matrix that can be located on the body and used therapeutically. In embodiments of the invention, the matrix can be used to cover surgical devices such as suture materials or implants. In another embodiment of the invention the genetically activated matrix comprises using a sponge, tube, band-aid, lyophilized component, gel, patch or powder and teflon pad.

5.1.1 매트릭스 재료5.1.1 Matrix Materials

본 발명의 한 특징에 따르면, 원하는 치료제를 인코드하는 DNA는 매트릭스에 연합되거나 매트릭스에 포함되어 유전자 활성화된 매트릭스를 만든다. 매트릭스 조성물은 i) 복구 세포의 생장을 실행시키고; 그리고 ii) DNA를 정착시키는(전달) 기능을 한다. 일단 유전자 활성화된 매트릭스가 준비되면, 차후에 사용을 위해 저장을 하거나 상처부위에 바로 이용할 수 있다.According to one feature of the invention, the DNA encoding the desired therapeutic agent is associated with or included in the matrix to create a genetically activated matrix. The matrix composition comprises i) effecting growth of repair cells; And ii) settling (delivering) DNA. Once the genetically activated matrix is ready, it can be stored for later use or used directly on the wound.

본 발명의 조성물, 장치 및 방법에 이용할 수 있는 매트릭스 형태는 실제 제한이 없고, 여기에는 생물학적 그리고 합성 매트릭스를 포함한다. 매트릭스는 "생체적응성" 이 있는 것과 연관된 모든 특징을 가지는데 이는 포유류 숙주에 투여할 경우에 부작용, 알레르기 또는 다른 원하지 않는 반응을 만들지 않도록 한다. 이와 같은 매트릭스는 천연 및 합성 물질로부터 만들 수 있다. 매트릭스가 생분해되지 않을 수도 있는데 이 경우 신체에 영구적 구조로 남아 있는 것이 바람직하고; 생분해되는 걍우에는 치료 단백질이 단기간동안만 발현되도록 하는 것이 바람직하다. 매트릭스는 스폰지, 이식물, 튜브, 텔파 패드, 밴드-에이드, 밴드, 패드, 냉동건조된 성분, 겔, 패치, 분말 또는 나노입자형이 될 수 있다. 또한, 매트릭스는 장시간에 걸쳐 DNA를 서서히 방출하도록 고안될 수 있다.Matrix forms that can be used in the compositions, devices, and methods of the present invention are not limited in practice, and include biological and synthetic matrices. The matrix has all the characteristics associated with being "biocompatible", which when administered to a mammalian host does not create side effects, allergies or other unwanted reactions. Such matrices can be made from natural and synthetic materials. The matrix may not be biodegradable, in which case it is desirable to remain permanent in the body; In biodegradable cows, it is desirable to ensure that the therapeutic protein is expressed only for a short time. The matrix can be sponge, implant, tube, telpa pad, band-aid, band, pad, lyophilized component, gel, patch, powder or nanoparticulate. In addition, the matrix can be designed to release DNA slowly over long periods of time.

치료할 상처 부위와 특정 환경에 따라 매트릭스 재료를 다르게 선택한다. U.S. Patent 5,270,300에서 상술하는 것과 같은 매트릭스를 이용할 수 있다. 물리적인 그리고 화학적인 특징 가령, 생체적응성, 생분해성, 강도, 견고성, 인터페이스 성질 및 외양 등을 매트릭스를 선택하는데 고려하고 이는 당분야에 공지된 것이다. 적절한 매트릭스는 DNA 분자를 수송하고 포유류 복구 세포가 이주하는 것를 통하여 in situ 골조로 작용을 한다.The matrix material is chosen differently depending on the wound area to be treated and the specific circumstances. U.S. The matrix as described in Patent 5,270, 300 can be used. Physical and chemical features such as biocompatibility, biodegradability, strength, robustness, interface properties and appearance, etc. are considered in selecting the matrix and are known in the art. The appropriate matrix acts as an in situ framework through the transport of DNA molecules and the migration of mammalian repair cells.

매트릭스가 장시간동안 유지되는 경우에 생분해되지 않는 매트릭스를 이용하는데 가령, 소결 히드록시아파타이트, 바이오글래스, 알루미네이트, 다른 바이오세라민 물질, 금속 특히 티타늄 등을 이용한다. 적절한 세라믹 수송 시스템은 미국 특허 4,956,574에 상술하고 있다. 바이오세라믹은 칼슘-알루미네이트-인산염과 같은 조성물로 변형될 수 있고; 이는 프로세스되어 포어 크기, 입자 크기, 입자 모양, 생분해성등과 같은 특정 물리 화학적 성질을 변형시킬 수 있다. 고분자 매트릭스를 이용할 수 있는데 예를 들면, 미국 특허 4,521,909와 4,563,489에 상술된 것과 같은 아크릴 에스테르 고분자와 라틱산 고분자를 포함한다. 유용한 고분자로 특정한 예를 들면, 오르소에스테르, 안하이드라이드, 프로필렌-코퓨마레이트 또는 하나이상의 γ-하이드록시 카르복실산 단량체로된 고분자 가령, γ-하이드록시 아우린산(글리콜산) 그리고/또는 γ-하이드록시 프로피온산(라틱산)등이 된다.A matrix that does not biodegrade when the matrix is maintained for a long time is used, for example, sintered hydroxyapatite, bioglass, aluminate, other bioceramin materials, metals in particular titanium, and the like. Suitable ceramic transport systems are detailed in US Pat. No. 4,956,574. Bioceramic may be modified with a composition such as calcium-aluminate-phosphate; This can be processed to modify certain physicochemical properties such as pore size, particle size, particle shape, biodegradability, and the like. Polymer matrices can be used, including, for example, acrylic ester polymers and lactic acid polymers such as those described in US Pat. Nos. 4,521,909 and 4,563,489. Useful polymers include, for example, orthoesters, anhydrides, propylene-cofumarates or polymers of one or more γ-hydroxy carboxylic acid monomers such as γ-hydroxy auric acid (glycolic acid) and / Or γ-hydroxy propionic acid (ratic acid).

본 발명의 특히 중요한 특징은 이식물의 기능 부품 가령, 외과용 나사, 핀 등과 같은 것을 포함하는 정형 이식물, 인터페이스 및 인공 관절과 연관하여 이용할 수 있다. 적절한 구체예에서, 이식물 또는 이의 일부분의 금속 표면 또는 표면 가령 티타늄 표면은 핵산과 친화성이 있는 물질, 가장 적절한 것은 하이드록실 아파타이트로 피복시키고 그 다음 피복된 금속은 전달하고자 하는 유전자 또는 핵산으로 추가 피복할 수 있다.Particularly important features of the present invention can be used in connection with orthopedic implants, interfaces and artificial joints, including functional parts of implants such as surgical screws, pins and the like. In a suitable embodiment, the metal surface or surface of the implant or portion thereof, such as the titanium surface, is coated with a substance that is compatible with the nucleic acid, most appropriate with hydroxyl apatite and then the coated metal is added to the gene or nucleic acid to be delivered. Can be covered.

하이드록시 아파타이트와 같은 흡수 물질의 이용가능한 화학기는 당 기술분야에 공지의 방법으로 핵산에 대한 친화성을 조절하도록 조작할 수 있다.Available chemical groups of absorbent materials, such as hydroxyapatite, can be engineered to modulate affinity for nucleic acids by methods known in the art.

적절한 구체예에서, 생분해가능한 매트릭스가 가장 유용한 것으로 간주된다. 생분해가능한 매트릭스는 일반적으로 신체에 재흡수될 수 있는 것으로 정의된다. 본 발명의 조성물, 장치 및 방법과 연관하여 이용할 수 있는 가능성이 있는 생분해 가능한 매트릭스에는 생분해가능한 그리고 화학적으로 한정된 황화칼슘, 3인산칼슘, 하이드록시아파타이트, 폴리아세트산, 폴리안하이드라이드, 정제된 단백질 매트릭스와 반정제된 세포외 매트릭스 조성물을 포함한다.In suitable embodiments, biodegradable matrices are considered to be the most useful. Biodegradable matrices are generally defined as those that can be reabsorbed by the body. Biodegradable matrices that may be utilized in connection with the compositions, devices and methods of the present invention include biodegradable and chemically defined calcium sulfides, calcium triphosphate, hydroxyapatite, polyacetic acid, polyanhydrides, purified protein matrices. And semi-purified extracellular matrix composition.

이용할 수 있는 생분해가능한 고분자는 당분야에 공지되어 있는데 예를 들면, 폴리글리코리드, 폴리락티드와 폴리라틱 폴리클리콜산 혼성중합체와 같은 폴리에스테르("PLGA") (Langer and Folkman, 1976, Nature 263:797-800); 폴리카프로락톤("PCL")과 같은 폴리에테르; 폴리안하이드라이드; n-부틸 시아노아크릴레이트와 이소프로필 시아노아크릴레이트와 같은 폴리알킬 시아노아크릴레이트; 폴리아크릴아미드; 폴리(오르소에스테르); 폴리포스파젠; 폴리펩티드; 폴리우레탄; 그리고 이와 같은 고분자의 혼합물을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다.Biodegradable polymers that can be used are known in the art and include, for example, polyesters ("PLGA") such as polyglycolide, polylactide and polyratic polyglycolic acid interpolymers (Langer and Folkman, 1976, Nature). 263: 797-800); Polyethers such as polycaprolactone (“PCL”); Polyanhydrides; polyalkyl cyanoacrylates such as n-butyl cyanoacrylate and isopropyl cyanoacrylate; Polyacrylamide; Poly (orthoesters); Polyphosphazenes; Polypeptides; Polyurethane; And mixtures of such polymers, including but not limited to.

현재 공지된 도는 지연된 또는 조절된 핵산 방출에 적합한 후에 개발될 수 있는 임의 고분자를 본 발명에 이용할 수도 있음을 인지할 것이다.It will be appreciated that any polymer that can be developed after being suitable for delayed or controlled nucleic acid release may be used in the present invention.

적절한 구체예에서, 생분해가능한 고분자는 라틱산과 글리콜산 단위가 100/0 내지 25/75 범위의 비율을 가지는 글리콜산과 라틱산("PLGA") 혼성중합체이다. 고분자의 평균 분자량( "MW")은 약 6,000 내지 700,000 범위 적절하게는 약 30,000 내지 120,000 범위가 되는데 이는 시판되는 표준 분자량의 폴리스티렌을 이용하여 겔-침투 크로마토그래피에 의해 측정할 수 있고, 고유 점성도는 약 0.5 내지 10.5가 된다.In a suitable embodiment, the biodegradable polymer is a glycolic acid and a lactic acid ("PLGA") interpolymer having a ratio of lactic acid and glycolic acid units in the range of 100/0 to 25/75. The average molecular weight (“MW”) of the polymer is in the range of about 6,000 to 700,000, suitably in the range of about 30,000 to 120,000, which can be determined by gel-penetration chromatography using commercially available standard molecular weight polystyrene, and the inherent viscosity is About 0.5 to 10.5.

본 발명에 따라 매트릭스로부터 핵산의 지속적으로 지연 또는 제어된 방식으로 방출을 하는 기간은 고분자의 MW와 라틱산/글리콜산의 조성물 비율에 따라 달라진다. 일반적으로 라틱산/글리콜산의 비율이 큰 경우(가령 75/25), 핵산의 지연된 제어된 방식의 방출 기간이 길어지고 반면에 라틱산/글리콜산의 비율이 더 적은 경우, 핵산의 방출 기간이 짧아진다.The duration of the sustained release or controlled release of nucleic acid from the matrix in accordance with the present invention depends on the composition ratio of the MW of the polymer and of the lactic acid / glycolic acid. In general, when the ratio of lactic acid / glycolic acid is high (eg 75/25), the delayed controlled manner of release of the nucleic acid is long, while when the ratio of lactic acid / glycolic acid is smaller, the release period of the nucleic acid is Shorten.

지연된 또는 조절된 방출 기간은 또한 고분자의 MW에 따라 달라진다. 일반적으로, 분자량이 클 고분자은 상당 기간동안 지연 또는 조절된 방출을 제공한다. 약 3개월동안 지연 또는 조절된 방출을 하는 매트릭스를 준비하는 경우에, 라틱산/글리콜 산의 조성 비율이 100/0인 경우, 고분자의 적절한 분자량은 약 7,000 내지 25,000이고; 90/10인 경우에는 분자량은 약 6,000 내지 30,000이고; 80/20인 경우에는 약 12,000 내지 30,000이다.The delayed or controlled release period also depends on the MW of the polymer. In general, high molecular weight polymers provide delayed or controlled release over a significant period of time. When preparing a matrix with delayed or controlled release for about 3 months, when the composition ratio of lactic acid / glycolic acid is 100/0, the appropriate molecular weight of the polymer is about 7,000 to 25,000; For 90/10, the molecular weight is about 6,000 to 30,000; 80/20 is about 12,000 to 30,000.

이용할 수 있는 또 다른 형태의 생체물질은 소장 부점막(SIS)이다. SIS 그래프트 물질은 어른 돼지의 공장(空腸) 단편으로부터 만들 수 있다. 조직 샘플의 분리는 Badybak et al., 1989, J. Surg. Res. 47:74-80에 상술된 일상적인 조직 배양 기술을 이용하여 실행한다. 장간막 조직을 떼어내고, 단편을 뒤집고, 점막을 제거하고 기계적인 마찰 기술을 이용하여 표면 부점막 단편을 떼어내어 SIS 재료를 얻는다. 단편은 원래 방향으로 되돌린 후에, 장막과 근육층을 씻어내고 추가 사용을 위해 보관한다.Another form of biomaterial that can be used is small intestinal mucosa (SIS). SIS graft material can be made from the factory fragments of adult pigs. Isolation of tissue samples is described by Badybak et al., 1989, J. Surg. Res. It is performed using routine tissue culture techniques detailed at 47: 74-80. The mesenteric tissue is removed, the fragments are inverted, the mucosa removed and the surface submucosa fragments are removed using mechanical friction techniques to obtain the SIS material. After the fragments are returned to their original orientation, the membranes and muscle layers are washed off and stored for further use.

적절한 재료로 또 다른 특정 예를 들자면 섬유성 콜라겐이 있는데 이는 조직으로 부터 추출하고 부분적인 정제 후에 멸균하여 냉동 건조시킨다. 건 또는 피부 콜라겐으로부터 매트릭스를 준비할 수도 있는데 이들은 Sigma와 Collagen Corporation등과 같은 다양한 공급원으로부터 구할 수도 있다. 콜라겐 매트릭스는 U. S. Patents 4,394,370 and 4,975,527에 상술된 방법에 따라 준비할 수 있다.Another particular example of a suitable material is fibrous collagen, which is extracted from the tissue and sterilized by freeze drying after partial purification. The matrix may be prepared from dry or skin collagen, which may be obtained from a variety of sources such as Sigma and Collagen Corporation. Collagen matrices can be prepared according to the methods described in U. S. Patents 4,394,370 and 4,975,527.

또한, Yannas Burke, U.S. Patent 4,505,266에서 설명하는 것과 같은 콜라겐과 글리코사미노글리칸(GAG)로 만들어진 격자를 본 발명에서 이용할 수 있다. 콜라겐/GAG 매트릭스는 복구 세포가 이주하는 서포트 또는 "골조" 구조로 사용될 수 있다. Bell, U.S. Patent No. 4,485,097에서 상술하고 있는 콜라겐 매트릭스 또는 매트릭스 재료로 이용할 수 있다.See also Yannas Burke, U.S. Lattice made of collagen and glycosaminoglycan (GAG) as described in Patent 4,505,266 can be used in the present invention. Collagen / GAG matrices can be used as a support or "skeleton" structure in which repair cells migrate. Bell, U.S. Patent No. It can be used as the collagen matrix or matrix material described in 4,485,097.

다양한 콜라겐 재료는 미네랄화된 콜라겐형이 될 수 있다. 가령, Norian Corp., (1025 Terra Bella Ave., Mountain View, CA, 94043)에서 구할 수 있는 UltraFiberTM라고 칭하는 섬유성 콜라겐 이식 물질을 매트릭스를 만드는데 이용할 수 있다. 미국 특허 5,231,169에서는 분산된 콜라겐 섬유 존재 하에 in situ에서 약하게 교반시키면서 인산 칼슘 미네랄 형성을 통하여 미네랄처리된 콜라겐을 만드는 것에 대해 상술하고 있다. 이와 같은 조성물은 뼈 조직 부위에 핵산 단편을 수송하는데 이용된다. 미네랄처리된 콜라겐은 골절 복구용 유전자 활성화된 매트릭스 치료용 키트의 부품으로 이용할 수 있다. 예를 들면, 가동 관절 또는 생장 판에서 분리한 히알린 연골에서 타입 II 콜라겐을 정제한다. 쥐 꼬리 건의 타입 I 콜라겐은 Sigma Chemical Company, St. Louis에서 구입할 수 있다. 재조합 콜라겐의 임의 형태를 이용할 수 있는데, 이들은 박테리아성 이스트, 포유류, 곤충 세포를 포함한 콜라겐을 발현할 수 있는 재조합 숙주세포로부터 수득할 수 있다. 콜라겐을 매트릭스 재료로 이용하는 경우에, 염증반응을 유도하는 것으로 알려진 콜라겐 분자의 단부에 위치하는 "telopeptide"라고 불리는 것을 제거하는 것이 유익하다.Various collagen materials can be mineralized collagen type. For example, a fibrous collagen implant material called UltraFiber , available from Norian Corp., (1025 Terra Bella Ave., Mountain View, CA, 94043), can be used to make the matrix. U. S. Patent 5,231, 169 describes the preparation of mineralized collagen through the formation of calcium phosphate minerals with gentle stirring in situ in the presence of dispersed collagen fibers. Such compositions are used to transport nucleic acid fragments to bone tissue sites. Mineralized collagen can be used as part of a gene activated matrix therapeutic kit for fracture repair. For example, type II collagen is purified from hyaline cartilage isolated from movable joints or growth plates. Type I collagen in rat tail tendons was obtained from Sigma Chemical Company, St. Available from Louis. Any form of recombinant collagen can be used, which can be obtained from recombinant host cells capable of expressing collagen, including bacterial yeast, mammalian, and insect cells. When collagen is used as the matrix material, it is beneficial to remove what is called "telopeptide" located at the end of the collagen molecule known to induce an inflammatory response.

본 발명에서 이용된 콜라겐에는 인산칼슘형태의 칼슘 등을 추가로 보충할 수 있다. 고유 콜라겐 및 재조합 콜라겐에 이와 같은 방식으로 미네랄을 추가하거나 혼합하거나 하여 보충할 수 있다.Collagen used in the present invention may be further supplemented with calcium in the form of calcium phosphate. Intrinsic collagen and recombinant collagen can be supplemented by adding or mixing minerals in this manner.

5.1.2. DNA5.1.2. DNA

본 발명의 방법 및 조성물에는 여러 가지 다른 형태의 DNA 분자를 다양하게 이용할 수 있다. DNA 분자는 게놈, cDNA, 단일 가닥 DNA, 이중 가닥 DNA, 3중 가닥 DNA, 올리고뉴클레오티드, Z-DNA 등을 포함한다.Various other forms of DNA molecules can be used in the methods and compositions of the present invention. DNA molecules include genomes, cDNAs, single stranded DNA, double stranded DNA, triple stranded DNA, oligonucleotides, Z-DNA and the like.

DNA 분자는 세포외, 세포 표면, 세포내 RNA 및 단백질을 포함하는 상처 치유를 촉진하는 다양한 인자를 코드한다. 세포외 단백질을 예로 들자면, 생장 인자, 사이토킨 치료 단백질, 호르몬 및 호르몬의 펩티드 단편, 사이토킨 방해물질, 펩티드 생장 및 분화 인자, 인터루킨, 케모킨, 인터페론, 콜로니 자극인자, 맥관형성인자 등을 포함한다. 이와 같은 단백질의 예를 들자면, 다섯가지 TGF-β동소체, 골 형태발생 단백질(BMP), 잠복성 TGF-β 결합 단백질, LTBP; 케라틴세포 생장 인자(KGF); 간세포 생장 인자(HGF); 혈소판 유도된 생장 인자(PDGF); 인슐린-유사 생장 인자(IGF); 염기성 섬유아세포 생장인자(FGF-1, FGF-2,등); 맥관 내피 생장 인자(VEGF); 인자 VIII 또는 인자 IX; 에리트로포에틴(EPO); 조직 플라스미노겐 활성물질(TPA); 악티빈 및 인히빈을 포함하는 TGF-β 분자의 슈퍼패밀리 등을 포함하나 이에 국한시키는 것은 아니다. 본 발명에 이용할 수 있는 호르몬에는 생장 호르몬(GH)와 상피소체 호르몬(PTH) 등을 포함한다. 세포외 단백질에는 콜라겐, 라미닌 및 피브로넥틴도 포함한다. 세포 표면 단백질에는 세포 흡착 분자(가령, 인테그린, 셀렉틴, N-CAM과 L1과 같은 Ig 족, 카드헤린); 타입 I과 II TGF-β 수용체와 FGF 수용체와 같은 사이토킨 시그날 발생 수용체; 베타글리칸 및 신데칸과 같은 비-시그날 발생 공동수용체 등을 포함한다. 세포내 RNA와 단백질로는 시그날 전달 카이나제, 탈린과 빈큘린과 같은 세포골근육 단백질, 잠복성 TGF-β결합 단백질 족과 같은 사이토킨 결합 단백질 그리고 전사인자 및 보강 인자와 같은 핵 trans 작용 단백질을 포함한다.DNA molecules encode various factors that promote wound healing, including extracellular, cell surface, intracellular RNA and proteins. Examples of extracellular proteins include growth factors, cytokine therapeutic proteins, peptide fragments of hormones and hormones, cytokine disruptors, peptide growth and differentiation factors, interleukins, chemokines, interferons, colony stimulating factors, angiogenesis factors, and the like. Examples of such proteins include five TGF-β allotropes, bone morphogenesis proteins (BMP), latent TGF-β binding proteins, LTBP; Keratinocyte growth factor (KGF); Hepatocyte growth factor (HGF); Platelet induced growth factor (PDGF); Insulin-like growth factor (IGF); Basic fibroblast growth factors (FGF-1, FGF-2, etc.); Vasculature endothelial growth factor (VEGF); Factor VIII or factor IX; Erythropoietin (EPO); Tissue plasminogen activator (TPA); Superfamily of TGF-β molecules, including actibin and inhibin, and the like. Hormones usable in the present invention include growth hormone (GH) and epithelial hormone (PTH). Extracellular proteins also include collagen, laminin and fibronectin. Cell surface proteins include cell adsorption molecules (eg, integrins, selectins, Ig groups such as N-CAM and L1, caherin); Cytokine signal generating receptors such as type I and II TGF-β receptors and FGF receptors; Non-signaling co-receptors such as betaglycans and syndecans, and the like. Intracellular RNA and proteins include signal transduction kinases, cytoskeleton muscle proteins such as Tallinn and Vinculin, cytokine binding proteins such as the latent TGF-β binding protein family, and nuclear trans-acting proteins such as transcription and reinforcement factors. Include.

DNA 분자는 또한 질병의 진행을 차단하는 단백질을 인코드하여, 자연적인 상처 치유 과정이 방해받지 않도록 한다. 차단 인자로는 조직 일체성을 파괴하는 효소 조직 방해물질 가령, 관절염과 연관된 금속성단백질분해효소의 방해물질을 인코드하는 RNA와 DNA 기능을 파괴하는 리보자임을 포함한다.DNA molecules also encode proteins that block disease progression so that the natural wound healing process is not interrupted. Blocking factors include enzyme tissue disruptors that disrupt tissue integrity, such as ribozymes that destroy RNA and DNA functions that encode interferers of metalloproteinases associated with arthritis.

당분야에 일반적으로 공지된 다양한 분자 생물학적 기술을 이용하여 원하는 단백질을 인코드하는 DNA 단편을 얻을 수 있다. 가령, cDNA 또는 게놈 라이브러리는 공지의 뉴클레오티드 서열에 기초한 서열을 가지는 프라이머 또는 프로브를 이용하여 스크리닝할 수 있다. 폴리메라제 사슬 형성 반응(PCR)을 이용하여 원하는 단백질을 인코드하는 DNA 단편을 만들 수 있다. 또는 시판되는 DNA 단편을 구할 수 있다.Various molecular biological techniques generally known in the art can be used to obtain DNA fragments encoding the desired proteins. For example, a cDNA or genomic library can be screened using primers or probes having sequences based on known nucleotide sequences. Polymerase chain formation reactions (PCR) can be used to make DNA fragments encoding the desired protein. Alternatively, commercially available DNA fragments can be obtained.

문헌에서 상술하고 있는 다양한 서열을 가지는 DNA 또는 본 발명에 포함되는데 이와 같은 변형된 유전자는 임의 직접적인 또는 간접적인 방식으로 상처 치유를 자극하는 기능을 가지는 단백질을 인코드해야 한다. 이와 같은 서열에는 점 돌연변이에 의한 서열, 유전자 코드의 축중으로 인한 서열 또는 자연 발생 대립형질로 인한 서열 및 사람의 손에 의해 유전공학적으로 조작된 변형이 있는 서열을 포함한다.DNA having various sequences detailed in the literature or included in the present invention, such modified genes, should encode proteins having the function of stimulating wound healing in any direct or indirect manner. Such sequences include sequences by point mutations, sequences due to degeneracy of the genetic code or sequences due to naturally occurring alleles, and sequences with genetically engineered modifications by the human hand.

인코드된 단백질 또는 폴리펩티드의 기능적인 성질을 변형시키기 위해 뉴클레오티드 서열에 변화를 일으키는 기술은 당 분야에 공지되어 있다. 이와 같은 변형에는 염기의 결손, 삽입 또는 치환시켜 아미노산 서열을 변화시키는 것을 포함한다. 이와 같은 변화로 인코드된 활성을 증가시키기 위해, 생물학적 안정성을 증가시키거나 또는 반감기를 증가시키기 위해, 이의 프로테오글리칸 방식을 변화시키거나, 온도 감응성을 제공하거나 또는 단백질의 발현 패턴을 변화시키도록 할 수 있다. 이와 같은 뉴클레오티드 서열에 가해는 변화는 본 발명의 범위에 속한다.Techniques for causing changes in nucleotide sequences to modify the functional properties of encoded proteins or polypeptides are known in the art. Such modifications include changing the amino acid sequence by deletion, insertion or substitution of bases. In order to increase the activity encoded by such a change, to increase the biological stability or to increase the half-life, it is possible to change its proteoglycan manner, to provide temperature sensitivity or to change the expression pattern of the protein. have. Changes to such nucleotide sequences are within the scope of this invention.

유전자 활성화된 매트릭스를 만들기 위해 대규모로 DNA 복제를 제공하는 다양한 벡터 시스템에 원하는 해독 또는 전사 생성물을 인코드하는 DNA를 재조합적으로 삽입할 수 있다. 이와 같은 벡터는 in vivo에서 복구 세포가 DNA 서열을 수용하고 이를 전사 및 해독할 수 있는 필수 성분을 포함하도록 만든다.DNA can be recombinantly inserted into a variety of vector systems that provide DNA replication on a large scale to create a genetically activated matrix. Such vectors allow in vivo repair cells to contain essential components that can accept, transcrib, and translate DNA sequences.

이용할 수 있는 벡터에는 재조합 박테리오파아지 DNA, 플라스미드 DNA 또는 코스미드 DNA에서 유도할 수 있으나 이에 국한시키지는 않는다. 예를 들면, pBR322, pUC 19/18, pUC 118, 119 and the M13 mp 벡터와 같은 플라스미드 벡터를 이용할 수 있다. 박테리오파아지 벡터에는 λgt10, λgt11, λgt18-23, λZAP/R, EMBL 박테리오파아지 등을 포함한다. 이용할 수 있는 코스미드 벡터에는 pJB8, pCV 103, pCV 107, pCV 108, pTM, pMCS, pNNL, pHSG274, COS202, COS203, pWE15, pWE16 및 charomid 9 벡터 등을 포함한다. SP6 벡터와 같은 RNA의 in vitro 전사를 할 수 있는 벡터를 이용하면 매트릭스안으로 결합할 수 있는 다량의 RNA를 만들 수 있다. 또는 재조합 바이러스 벡터에는 허피스 심플렉스 바이러스, 레트로바이러스, 벡시니아 바이러스, 아데노바이러스, 아데노-연합된 바이러스 또는 소 파필로마 바이러스와 같은 바이러스에서 유도한 재조합 바이러스를 이용할 수 있으나 이에 국한하지는 않는다. 통합 바이러스 벡터를 이용할 수 있으나, 여러 세대동안 자손 세포로 유전자 생성물을 전달하지 않는 비-통합 시스템을 이용하는 것이 상처 치유에 바람직하다. 이와 같은 방식으로 상처 치유 과정동안에 유전자 생성물이 발현되어 유전자는 후손 세대에는 희석되어 제거되오 발현된 유전자 생성물의 양도 감소된다.Available vectors can be derived from, but are not limited to, recombinant bacteriophage DNA, plasmid DNA or cosmid DNA. For example, plasmid vectors such as pBR322, pUC 19/18, pUC 118, 119 and the M13 mp vector can be used. The bacteriophage vector includes? Gt10,? Gt11,? Gt18-23,? ZAP / R, EMBL bacteriophage, and the like. Cosmid vectors that can be used include pJB8, pCV 103, pCV 107, pCV 108, pTM, pMCS, pNNL, pHSG274, COS202, COS203, pWE15, pWE16 and charomid 9 vectors and the like. Vectors capable of in vitro transcription of RNA, such as SP6 vectors, can be used to create large amounts of RNA that can bind into the matrix. Alternatively, recombinant viral vectors may include, but are not limited to, recombinant viruses derived from viruses such as herpes simplex virus, retrovirus, Bexonia virus, adenovirus, adeno-associated virus or bovine papilloma virus. Integrated viral vectors may be used, but it is desirable to use a non-integrated system that does not deliver gene products to progeny cells for generations. In this way, the gene product is expressed during the wound healing process, and the gene is diluted and removed in offspring, thus reducing the amount of expressed gene product.

당분야에 공지의 방법을 이용하여 적절한 전사/해독 조절 시그날이 연합된 단백질 코딩 서열을 포함하는 발현 벡터를 만들 수 있다. 이와 같은 방법에는 in vitro 재조합 DNA 기술 및 합성 기술을 포함한다(Sambrook, et al., 1992, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, cold Spring Harbor Laboratory, N.Y. and Ausubel et al., 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates & Wiley Interscience, N.Y.에 기술된 것을 참고함).Methods known in the art can be used to create expression vectors comprising protein coding sequences associated with appropriate transcriptional / translational control signals. Such methods include in vitro recombinant DNA techniques and synthetic techniques (Sambrook, et al., 1992, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, cold Spring Harbor Laboratory, NY and Ausubel et al., 1989, Current Protocols in Molecular Biology , Described in Greene Publishing Associates & Wiley Interscience, NY).

원하는 단백질을 인코드하는 유전자는 다양한 여러 가지 다른 프로모터/인헨서 원소등과 연합될 수 있다. 이와 같은 발현 요소는 이들의 강도 및 특이성이 다양할 수 있다. 이용되는 숙주/벡터에 따라 적절한 전사 및 해독 원소중 임의 하나를 이용할 수 있다. 프로모터는 원하는 유전자와 자연적으로 연합된 프로모터 형태가 될 수 있다. 또는, 재조합 또는 이형 프로모터 가령, 프로모터는 유전자 정상적으로 연합하지 않는 프로모터 조절하에 위치할 수 있다. 예를 들면, 조직 특이적인 프로모터/인헨서 원소를 이용하여 특정 세포 형에 전달된 DNA의 발현을 조절할 수 있다. 조직 특이성을 나타내는 전사 조절 부분의 예로는 다음과 같은 것을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다; 췌장 선방 세포에서 활성을 가지는 엘라스타제 I 유전자 조절 부위(Swift et al., 1984, Cell 38:639-646; Ornitz et al., 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50:399-409; MacDonald, 1987, Hepatology 7:42S-51S); 췌장 베타 세포에 활성이 있는 인슐린 유전자 조절 부분(Hanahan, 1985, Nature 315:1150122); 임파 세포에 활성이 있는 이뮤노글로블린 유전자 조절 부분(Grosschedl et al., 1984, Cell 38:647-658; Adams et al., 1985, Nature 318:533-538; Alexander et al., 1987, Mol. Cell. Biol. 7:1436-1444); 간에 활성이 있는 알부민 유전자 조절 부분(Pinkert et al., 1987, Genes and Devel. 1:268-276); 간에 활성이 있는 알파-페토단백질 유전자 조절 부분(Krumlauf et al., 1985, Mol. Cell. Biol. 5:1639-1648; Hammer et al., 1987, Science 235:53-58); 간에 활성이 있는 알파-1-안티트립신 유전자 조절 부분(Kelsey et al., 1987, Genes and Devel. 1:161-171); 골 세포에 활성이 있는 베타-글로빈 유전자 조절 부분(Magram et al., 1985, Nature 315:338-340; Kollias et al., 1986, Cell 46:89-94); 뇌에 있는 핍지신경교 세포에 활성이 있는 미엘린 염기성 단백질 유전자 조절 부분(Readhead et al., 1987, Cell 48:703-712); 골 근육에 활성이 있는 미오신 경사슬-2 유전자 조절 부분(Shani, 1985, Nature 314:703-712); 해마에 활성이 있는 고나도트로핀 방출 호르몬 유전자 조절 부분(Mason et al., 1986, Science 234:1372-1378) 포유류 세포에서 생장할 수 있는 바이러스(가령, RSV, 백시니아 바이러스 7.5K, SV40, HSV, 아데노바이러스 MLP, MMTV LTR and CMV 프로모터)의 게놈으로부터 분리한 프로모터를 이용하거나 재조합 DNA 또는 합성 기술에 의해 준비된 프로모터를 이용할 수 있다.Genes encoding the desired proteins can be associated with a variety of different promoters / enhancer elements. Such expression elements may vary in their strength and specificity. Any one of the appropriate transcription and translation elements can be used depending on the host / vector employed. The promoter may be in the form of a promoter that is naturally associated with the desired gene. Alternatively, a recombinant or heterologous promoter, such as a promoter, can be placed under promoter control that does not normally associate with the gene. For example, tissue specific promoter / enhancer elements can be used to regulate the expression of DNA delivered to specific cell types. Examples of transcriptional regulatory moieties that exhibit tissue specificity include, but are not limited to: Elastase I gene regulatory site having activity in pancreatic progenitor cells (Swift et al., 1984, Cell 38: 639-646; Ornitz et al., 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50: 399-409 MacDonald, 1987, Hepatology 7: 42S-51S); Insulin gene regulatory portion active on pancreatic beta cells (Hanahan, 1985, Nature 315: 1150122); Immunoglobulin gene regulatory portion active in lymphocytes (Grosschedl et al., 1984, Cell 38: 647-658; Adams et al., 1985, Nature 318: 533-538; Alexander et al., 1987, Mol. Cell. Biol. 7: 1436-1444); Albumin gene regulatory regions that are active in the liver (Pinkert et al., 1987, Genes and Devel. 1: 268-276); Alpha-fetoprotein gene regulatory moieties that are active in the liver (Krumlauf et al., 1985, Mol. Cell. Biol. 5: 1639-1648; Hammer et al., 1987, Science 235: 53-58); Alpha-1-antitrypsin gene regulatory portion that is active in the liver (Kelsey et al., 1987, Genes and Devel. 1: 161-171); Beta-globin gene regulatory moieties active against bone cells (Magram et al., 1985, Nature 315: 338-340; Kollias et al., 1986, Cell 46: 89-94); Myelin basic protein gene regulatory portion that is active in oligodendrocyte cells in the brain (Readhead et al., 1987, Cell 48: 703-712); Myosin light chain-2 gene regulatory region active in bone muscle (Shani, 1985, Nature 314: 703-712); Gonadotropin releasing hormone gene regulatory region active in the hippocampus (Mason et al., 1986, Science 234: 1372-1378) Viruses capable of growing in mammalian cells (eg RSV, vaccinia virus 7.5K, SV40, Promoters isolated from the genome of the HSV, adenovirus MLP, MMTV LTR and CMV promoters) or promoters prepared by recombinant DNA or synthetic techniques.

일부 경우에, 프로모터 요소는 구조 프로모터 또는 유도성 프로모터일 수 있는데 이는 적절한 조건하에서 이용하여 원하는 유전자의 다량 또는 조절된 발현을 할 수 있다. 구성 프로모터의 조절하에 유전자를 발현할 경우에는 유전자 발현을 유도할 수 있는 특정 기질이 필요하지는 않으며 이는 모든 세포 생장 조건에서 발생할 수 있다. 대조적으로 유도성 프로모터의 조절하에 유전자를 발현시키는 경우에 유도성 물질의 유무에 따라 반응이 나타난다.In some cases, the promoter element may be a structural promoter or an inducible promoter, which may be used under appropriate conditions to result in large or controlled expression of the desired gene. Expression of a gene under the control of a constitutive promoter does not require a specific substrate to induce gene expression, which can occur under all cell growth conditions. In contrast, when genes are expressed under the control of an inducible promoter, a response occurs depending on the presence or absence of an inducible substance.

삽입된 단백질 코딩 서열의 충분한 전사를 위해 특정 개시 시그날이 필요하다. 이와 같은 시그날에는 ATG 코돈과 인접 서열을 포함한다. 개시 코돈 및 인접 서열을 포함하는 전체 코딩 서열을 적절한 발현 벡터에 삽입하는 경우에는 추가로 해독 조절 시그날이 필요하지는 않는다. 그러나, 코딩 서열 부분만을 삽입하는 경우에는 ATG 코돈을 포함하는 외부의 해독 조절 시그날을 제공해야 한다. 또한, 개시 코돈은 전체 삽입물의 해독을 보장하기 위해 단백질 코딩 서열의 판독 구조에 있어야 한다. 이와 같은 외부 해독 조절 시그날 및 개시 코돈은 천연 및 합성된 기원으로부터 얻을 수 있다. 발현 효과와 조절은 전사 감쇠 서열, 인헨서 원소를 포함시켜 강화시킬 수 있다.Certain initiation signals are required for sufficient transcription of the inserted protein coding sequence. Such signals include ATG codons and contiguous sequences. Additional translational control signals are not required when inserting the entire coding sequence, including the initiation codon and the contiguous sequence, into an appropriate expression vector. However, incorporation of only the coding sequence portion should provide an external translational control signal comprising the ATG codon. In addition, the start codon must be in the read structure of the protein coding sequence to ensure translation of the entire insert. Such external detoxification control signals and initiation codons can be obtained from natural and synthetic origin. Expression effects and regulation can be enhanced by including transcription attenuation sequences, enhancer elements.

원하는 치료 단백질을 인코드하는 DNA 서열에 추가하여, 본 발명의 범위에는 포유류 복구 세포로 전달될 수 있는 리보자임 또는 안티센스 DNA 분자를 이용하는 것을 포함한다. 이와 같은 안티센스 또는 리보자임 분자를 이용하여 질병의 진행 또는 상처 치유 공정을 방해하는 유전자의 단백질을 인코드하는 RNA의 해독을 방해하여 조직이 복구되도록 한다.In addition to the DNA sequences encoding the desired therapeutic protein, the scope of the present invention includes the use of ribozyme or antisense DNA molecules that can be delivered to mammalian repair cells. Such antisense or ribozyme molecules can be used to repair tissue by interfering with the translation of RNA encoding proteins of genes that interfere with disease progression or wound healing processes.

안티센스 RNA 분자를 발현시키면 표적 mRNA에 결합하여 단백질 해독을 방해하여 mRNA의 해독을 직접방해하도록 작용할 수 있다. RNA의 특이적인 절단을 촉매할 수 있는 효소적 RNA 분자인 리보자임을 발현시켜 단백질 해독을 방해한다. 리보자임 작용 기작은 상보적인 표적 DNA에 리보자임 분자의 특이적인 하이브리드반응과 제한효소 절단과 연관된다. 본 발명의 범위에는 RNA 서열의 특이적인 그리고 효과적인 제한효소절단을 촉매하는 조작된 망치머리형 모티프 리보자임 분자를 포함한다. RNA 분자를 인코드하는 DNA 서열의 전사에 의해 RNA 분자를 만들 수 있다.Expression of antisense RNA molecules may act to directly disrupt the translation of mRNA by binding to target mRNA and interfering with protein translation. Expression of ribozyme, an enzymatic RNA molecule capable of catalyzing the specific cleavage of RNA, interferes with protein translation. Ribozyme mechanisms of action are associated with specific hybridization and restriction enzyme cleavage of ribozyme molecules to complementary target DNA. The scope of the present invention includes engineered hammerhead motif ribozyme molecules that catalyze specific and effective restriction enzyme cleavage of RNA sequences. RNA molecules can be made by transcription of DNA sequences encoding RNA molecules.

또한 본 발명의 범위에는 하나이상의 프로모터의 조절하에 단일 유전자 구조에 복합된 또는 동일한 또는 상이한 형태의 별도 구조로 준비한 다중 유전자를 이용하는 것을 포함한다. 따라서, 상이한 유전자와 유전자 구조의 거의 무한한 복합을 이용할 수 있다. 특정 유전자 복합물은 세포 증식과 재생에 상승작용을 가지도록 만들 수 있고 임의 또는 모든 복합은 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 많은 상승효과는 문헌에 기술되어 있고 당업자는 상승효과를 가지는 유전자 복합을 확인할 수 있다.The scope of the present invention also includes the use of multiple genes that are complexed to a single gene structure or prepared in the same or different forms of separate structures under the control of one or more promoters. Thus, an almost infinite combination of different genes and gene structures can be used. Certain gene complexes can be made synergistic with cell proliferation and regeneration and any or all combinations are within the scope of the present invention. In addition, many synergies are described in the literature and those skilled in the art can identify gene complexes with synergistic effects.

5.1.3. 유전자 활성화된 매트릭스의 준비5.1.3. Preparation of Gene Activated Matrix

적절한 구체예에서, 매트릭스 또는 이식물 재료는 재조합 DNA 원액에 매트릭스 재료를 담구어 원하는 치료 생성물을 인코드하는 DNA와 접하게 된다. 이용된 매트릭스 형태에 따라 DNA 양, 매트릭스에 DNA가 결합하는데 요구되는 접촉 시간 등을 달리 할 수 있고 이는 실험 없이도 당업자가 용이하게 결정할 수 있다. 또는 폴리라틱-폴리글리콜산 블록 혼성중합체와 같은 합성 고분자 매트릭스내에 DNA를 포집시킬 수 있다(See Langer and Folkman, 1976 Nature, 263:797-800 which is incorporated herein by reference). 다시, 이와 같은 변수는 과도한 실험없이 당업자가 용이하게 결정할 수 있다. 예를 들면, 매트릭스에 적용하는 DNA 구조의 양은 다양한 생물학적 그리고 의학적 인자를 고려하여 결정할 수 있다. 특정 유전자, 매트릭스, 상처부위, 포유류 숙주의 나이, 성별, 음식 및 혈청의 다양한 인자 및 호르몬과 같은 상처 치유에 영향을 줄 수 있는 다른 임상적인 인자 등을 고려해야 한다.In a suitable embodiment, the matrix or implant material is immersed in the recombinant DNA stock and brought into contact with the DNA encoding the desired therapeutic product. Depending on the matrix type used, the amount of DNA, the contact time required for DNA to bind to the matrix, and the like can be varied, which can be easily determined by those skilled in the art without experimentation. Or encapsulate DNA in a synthetic polymer matrix, such as a polyratic-polyglycolic acid block interpolymer (See Langer and Folkman, 1976 Nature, 263: 797-800 which is incorporated herein by reference). Again, such variables can be readily determined by one skilled in the art without undue experimentation. For example, the amount of DNA structure applied to the matrix can be determined in consideration of various biological and medical factors. Consideration should be given to specific genes, matrices, wounds, age, sex, food, and various clinical factors that may affect wound healing such as hormones and hormones.

본 발명의 추가 구체예에서 생물학적 그리고 합성 조성물과 DNA는 함께 동결건조시켜 건조한 제약학적 분말을 만들 수 있다. 유전자 활성화된 매트릭스는 신체에 이식하기 전에 재수화시키거나 유전자 활성화된 매트릭스는 신체에 이식하여 자연적으로 재수화될 수 있다.In a further embodiment of the invention the biological and synthetic composition and the DNA can be lyophilized together to form a dry pharmaceutical powder. Gene-activated matrices can be rehydrated prior to transplantation into the body, or gene-activated matrices can be transplanted into the body and naturally rehydrated.

일부 경우에, 이식물, 봉합실, 상처 드레싱등과 같은 의료 수단에 당 기술분야에 알려진 기술을 이용하여 본 발명의 핵산 조성물을 피복시킨다. 이와 같은 방법에는 핵산 조성물에 장치를 담구거나, 장치에 핵산 조성물을 문지러거나 본 발명의 핵산 조성물을 분무하는 것을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 장치는 실온에서 또는 건조 오븐을 이용하여 감압하에 건조시킬 수 있다. 봉합사를 피복하는 적절한 방법은 실시예에서 제공한다.In some cases, the nucleic acid composition of the present invention is coated with medical means such as implants, sutures, wound dressings, etc. using techniques known in the art. Such methods include, but are not limited to, dipping the device in the nucleic acid composition, rubbing the nucleic acid composition into the device, or spraying the nucleic acid composition of the present invention. The device can be dried at room temperature or under reduced pressure using a drying oven. Suitable methods of coating the sutures are provided in the Examples.

플라스미드 DNA를 포함하는 고분자 매트릭스로 피복된 봉합사의 경우에 출원인은 플라스미드 DNA 약 0.01 내지 10㎎, 적절하게는 플라스미드 DNA 약 1 내지 5㎎을 포함하는 피복 조성물을 70㎝ 길이의 봉합사에 바르는데 약 5 내지 100, 적절하게는 5 내지 50, 가장 적절하게는 약 15 내지 30회 제공하여 치료요법적으로 효과를 가진 균질한 피복이 이루어진다는 것을 알았다.In the case of sutures coated with a polymer matrix comprising plasmid DNA, Applicants applied a coating composition comprising about 0.01-10 mg of plasmid DNA, suitably about 1-5 mg of plasmid DNA, to a 70 cm long suture, It has been found that a homogeneous coating with a therapeutic effect is achieved by providing from 100 to 100, suitably 5 to 50, most suitably about 15 to 30 times.

특히 적절한 구체예에서, 본 발명은 in vivo에서 상처 치유를 자극하는 치료 단백질을 인코드하는 핵산을 포함하는 고분자 매트릭스로 피복된 봉합사를 제공한다.In a particularly suitable embodiment, the present invention provides sutures coated with a polymeric matrix comprising nucleic acids encoding therapeutic proteins that stimulate wound healing in vivo.

본 발명의 방법과 조성물에 따라 피복된 봉합사는 임의 천연 또는 합성 봉합사를 포함한다. 전형적인 봉합사 재료에는 실크; 면, 린넨; 폴리에틸렌과 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀; 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르; 하이드록시카르복실산 에스테르 동종고분자 및 혼성중합체; 콜라겐(plain 또는 크로마사이즈된); 장선(plain 또는 크로마사이즈된); 시아노아크릴레이트와 같은 봉합사-치환체 등을 포함한다. 봉합사는 노끈 또는 꼬임형으로 제공될 수 있고 당 기술에서 흔히 이용할 수 있는 다양한 크기 범위를 가진다.Sutures coated according to the methods and compositions of the present invention include any natural or synthetic suture. Typical suture materials include silk; Cotton, linen; Polyolefins such as polyethylene and polypropylene; Polyesters such as polyethylene terephthalate; Hydroxycarboxylic acid ester homopolymers and interpolymers; Collagen (plain or chromasized); Joists (plain or chromasized); Suture-substituents such as cyanoacrylate, and the like. Sutures may be provided in a braid or twisted form and have a variety of size ranges commonly available in the art.

상처 치유를 자극하는 치료 단백질을 인코드하는 핵산을 포함하는 고분자 매트릭스로 피복된 봉합사의 장점은 사람 및 동물에서 모든 분야의 외과적 용도를 이용할 수 있다.The advantage of sutures coated with a polymeric matrix comprising nucleic acids encoding therapeutic proteins to stimulate wound healing can be used for all fields of surgical use in humans and animals.

5.2. 유전자 활성화된 매트릭스의 용도5.2. Use of Gene Activated Matrix

본 발명은 사람의 의약에 다양한 상처 치유에 이용할 수 있다. 여기에는 골 복구, 건 복구, 인대, 복구, 혈관 복구, 골 근육 복구 및 피부 복구를 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 예를 들면, 유전자 활성화된 매트릭스 기술을 이용하여, 형질도입된 복구 세포에 의해 생산되는 사이토킨 생장 인자는 세포 표면 시그날링 수용체의 결합을 통하여 상처에 있는 다른 세포에 영향을 줄 수 있어 상처 치유와 연합된 생리학적 일련의 과정을 자극하고 증폭시킬 수 있다. The present invention can be used for healing various wounds in human medicine. This includes but is not limited to bone repair, tendon repair, ligament, repair, vascular repair, bone muscle repair and skin repair. For example, using gene-activated matrix technology, cytokine growth factors produced by transduced repair cells can affect other cells in the wound through the binding of cell surface signaling receptors to associate with wound healing. Can stimulate and amplify a series of physiological processes.

본 발명은 또한 질병의 진행을 차단하는 목적에 이용하여 자연스런 조직 치유를 일어나게 하고 또는 유전적으로 결합이 있는 단백질 기능을 대체하는 목적이 이용할 수 있다.The present invention can also be used for the purpose of blocking the progression of the disease to cause natural tissue healing or to replace genetically bound protein function.

상처는 외상 손상 또는 외과술로인한 또는 이 결과로 발생할 수 있다. 본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스는 다양한 기술을 이용하여 환자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 치료 장치 또는 피복된 장치(가령, 봉합사, 스텐츠, 피복된 이식물 등)로써 의사가 상처 부위에 직접 매트릭스를 전달할 수 있다. 매트릭스는 국소적으로 투여할 수 있고 또는 정상 조직에 외과적으로 배치할 수 있어 질병이 있는 조직을 치료한다.The wound may occur due to or as a result of trauma injury or surgery. The genetically activated matrix of the present invention can be delivered to a patient using a variety of techniques. For example, a medical device or coated device (eg, sutures, stents, coated implants, etc.) may allow the physician to deliver the matrix directly to the wound site. The matrix can be administered topically or surgically placed in normal tissue to treat diseased tissue.

상처 치유 과정은 출혈, 응집 형성, 손상된 조직의 제거와 동시에 응혈을 용해 그리고 초기 복구 물질로 입자 조직의 침착 등을 포함하는 조직적인 일련의 과정이다. 입자 조직은 섬유아세포와 모세 혈관 혼합물이다. 상처 치유 과정은 내피세포, 간 세포, 대식세포 및 섬유아세포를 포함하는 다양한 세포 집단이 관계한다. 상처 복구에 관여하는 조절 인자는 전신 호르몬, 사이토킨, 생장인자, 세포외 매트릭스 단백질 및 생장 및 분화를 조절하는 다른 단백질을 포함하는 것으로 알려져 있다.The wound healing process is a series of systematic processes that involve bleeding, cohesion formation, removal of damaged tissues at the same time, dissolution of clots and deposition of particulate tissue as an initial repair material. Particulate tissue is a mixture of fibroblasts and capillaries. The wound healing process involves various cell populations including endothelial cells, liver cells, macrophages and fibroblasts. Regulatory factors involved in wound repair are known to include systemic hormones, cytokines, growth factors, extracellular matrix proteins and other proteins that regulate growth and differentiation.

본 발명의 DNA 전달 방법 및 매트릭스 조성물은 다양한 여러 다른 조직에서 조직 복구 및 재생을 자극하는 약물 수송 방법으로 광범위하게 이용할 수 있다. 여기에는 골 복구, 피부 복구, 결합 조직 복구, 기관 재생 또는 도관형성 및 혈관형성 등을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 유전자 활성화된 매트릭스의 용도는 노화 또는 당뇨병으로 인한 치료 능력이 손상된 환자를 치료하는데 이용할 수 있다. 매트릭스를 이용하여 자연적인 이유 가령, 노화 및 만성적인 피부 상처가 있는 개인 등에서 치료요법에 반응을 하지 않는 등의 이유로 치유가 서서히 일어나는 상처를 치료하는데 이용한다.The DNA delivery method and matrix composition of the present invention can be widely used as a drug transport method to stimulate tissue repair and regeneration in a variety of different tissues. This includes, but is not limited to bone repair, skin repair, connective tissue repair, organ regeneration or catheterization and angiogenesis. The use of genetically activated matrices can be used to treat patients with impaired treatment capacity due to aging or diabetes. The matrix is used to treat wounds that heal slowly, for natural reasons, such as those who do not respond to therapy in individuals with aging and chronic skin wounds.

본 발명의 한가지 중요한 특징은 상처부위에 반흔 조직 형성은 유전자 활성화된 매트릭스를 선택적으로 이용함으로써 조절할 수 있다. 반흔 조직의 형성은 발현된 치료 단백질 수준을 조절하여 조절할 수 있다. 예를 들면, 화상 또는 결합 조직 손상 치료와 같은 경우에 반흔 조직의 형성을 방지하는 것이 특히 바람직하다.One important feature of the present invention is that scar tissue formation at the wound site can be controlled by selectively using a gene activated matrix. The formation of scar tissue can be controlled by regulating the level of therapeutic protein expressed. It is particularly desirable to prevent the formation of scar tissue, for example in the treatment of burns or connective tissue damage.

본 발명의 방법은 숙주에 원하는 DNA를 포함하는 매트릭스를 이식하는 것을 포함한다. 매트릭스를 이식하는 고정은 숙주에게 매트릭스를 외과적으로 배치시키거나 또는 주사하는 것을 포함한다. 매트릭스를 주사하는 경우에 매트릭스는 주사기에 넣고 환자의 상처 부위에 주사한다. 상처 부위에 여러번 주사할 수 있다. 또는, 매트릭스는 상처 부위에 외과적으로 배치시킬 수 있다. 본 발명의 목적, 가령 상처 치유 및 재생을 자극하는 목적을 이루는데 필요한 매트릭스의 양은 숙주의 나이, 키, 체중에 따라 달라진다.The method of the invention involves implanting a matrix comprising the desired DNA into a host. Fixation to implant the matrix involves surgically placing or injecting the matrix into a host. When injecting the matrix, the matrix is placed in a syringe and injected into the wound of the patient. Multiple injections can be made at the wound site. Alternatively, the matrix can be surgically placed at the wound site. The amount of matrix required to achieve the purpose of the present invention, such as to stimulate wound healing and regeneration, depends on the age, height and weight of the host.

본 발명의 필수적인 특징은 유전자 활성화된 매트릭스를 숙주에 전달할 때마다(주사 또는 외과술에 관계없이) 상처 치유 과정을 유도할 수 있는 충분하다. 이는 유전자 활성화된 매트릭스에 표적화한 포유류 복구 세포의 이동 및 증식을 유도하는데 필요조건이다.An essential feature of the present invention is sufficient to induce a wound healing process each time (regardless of injection or surgery) a gene activated matrix is delivered to the host. This is a requirement for inducing migration and proliferation of mammalian repair cells targeted to the gene activated matrix.

다음의 단락에는 특정 구체예를 설명하고 있다.The following paragraphs describe specific embodiments.

5.3. 골 재생5.3. Goal play

골절후에 뼈는 재생할 수 있는 능력을 실제 가진다. 골절을 복구하는 일련의 과정은 복잡하나 순서대로 일어나는데, 지혈, 응혈 용해, 입자 세포 내생장, 가골 형성, 가골이 최적 구조로 재형성 등의 과정을 포함한다(A.W. Ham., 1930, J. Bone Joint Surg. 12, 827-844). 이와 같은 공정에 참여하는 세포는 혈소판, 염증세포, 섬유아세포, 내피세포, 주변세포, 파골세포, 골형성 조상세포 등을 포함한다. 최근에는 몇 가지 펩티드 생장 및 분화 인자가 골 형성 및 복구와 연관된 세포 과정을 조절하는 것으로 확인되었다(Erlebacher, A., et al., 1995, Cell 80, 371-378). 가령, 골 형태형성 단백질(BMPs)는 골질생성 세포의 운명을 조절하는 가용성 세포외 인자이고; BMP 유전자는 배양된 태아 성골세포에 의해 정상적으로 발현되고(Harris, S.E., et al., 1994, J. Bone Min. Res. 9, 389-394) 그리고 쥐 배 골격형성동안에 정상적으로 발현되고(Lyons, K.M., et al., 1989, Genes Dev. 3, 1657-1668; Lyons, K.M., et al., 1990, Development 190, 833-844; Jones, M.C., et al., 1991, Development 111, 531-542), 재조합 BMP 단백질은 연골 및 골 조상세포 분화를 개시하고(Yamaguchi, A., et al., 1991, J. Cell Biol. 113, 681-687; Ahrens, M., et al., 1993, J. Bone Min. Res. 12, 871-880; Gitelman, S.E., et al., 1994, J. Cell Biol. 126, 1595-1609; Rosen, V., et al., 1994, J. Cell Biol. 127, 1755-1766), 재조합 BMPs를 전달하여 연골내 골 형성과 유사하게 골 형성 과정을 유도하고(Wozney, J.M., 1992, Mol. Reprod. Dev. 32, 160-167; Reddi, A.H., 1994, Curr. Opin. Genet. Dev. 4, 737-744), 골절 복구 과정에서 초기에는 BMP-4 유전자 발현이 조절되지는 않는다(Nakase, T., et al., 1994, J. Bone Min. Res. 9, 651-659). BMPs와 연관된 족의 구성원인 골질 생성 단백질-1(Ozkaynak, E., et al., 1990, EMBO J. 9, 2085-2093)은 in vitro와 in vivo에서 유사한 효과를 가진다(Sampath, T.K., et al., 1992, J. Biol. Chem. 267, 20352-20362;Cook, S.D., et al., (1994) J. Bone Joint Surg. 76-A, 827-838). TGF-β는 또한 in vivo에서 연골 및 골 형성을 자극하는 것으로 보인다(Centrella, M., et al., 1994, Endocrine Rev. 15, 27-38; Sumner, D.R., et al., 1995, J. Bone Joint Surg. 77A, 1135-1147). 마지막으로, 부갑상선 호르몬(PTH)은 혈장 및 세포외 액체 Ca2+ 농축을 일으키는 84개 아미노산으로된 호르몬이다. 골격 조직에서, 생물학적 활성에 구조적으로 요구되는(aa 1-34)를 가지는 PTH 단편을 간헐적으로 투여하면 실제 동화작용 효과를 가지는데; 다수의 in vivo 및 in vitro 연구에서는 PTH1-34를 동물(쥐를 포함)에 투여하게 되면 파골세포에 저해효과와 골질생성 세포에 자극 효과가 복합되어 결합 안된 다량의 골 형성을 하게 된다(Dempster, D.W., et al., 1993, Endocrine Rev. 14, 690-709). PTH1-34 펩티드는 BMP-4와 상승효과를 가지도록 상호작용을 하는 것으로 알려져 있는데 이로써 in vitro에서 성골세포 분화에 있어서 기능을 가지는 세포 표면 PTH 수용체의 발현을 상향조절한다(Ahrens, M., et al., 1993, J. Bone Min. Res. 12, 871-880).After fracture, the bones actually have the ability to regenerate. A series of processes for repairing fractures are complex but occur in sequence, including hemostasis, coagulation lysis, endogenous growth of particles, bone formation, and the remodeling of bone into optimal structures (AW Ham., 1930, J. Bone). Joint Surg. 12, 827-844). Cells participating in such a process include platelets, inflammatory cells, fibroblasts, endothelial cells, peripheral cells, osteoclasts, osteogenic progenitor cells and the like. Recently, several peptide growth and differentiation factors have been identified to regulate cellular processes associated with bone formation and repair (Erlebacher, A., et al., 1995, Cell 80, 371-378). For example, bone morphogenic proteins (BMPs) are soluble extracellular factors that regulate the fate of osteogenic cells; The BMP gene is normally expressed by cultured fetal osseous cells (Harris, SE, et al., 1994, J. Bone Min. Res. 9, 389-394) and is normally expressed during rat embryonic skeletal formation (Lyons, KM). , et al., 1989, Genes Dev. 3, 1657-1668; Lyons, KM, et al., 1990, Development 190, 833-844; Jones, MC, et al., 1991, Development 111, 531-542) , Recombinant BMP protein initiates cartilage and bone progenitor differentiation (Yamaguchi, A., et al., 1991, J. Cell Biol. 113, 681-687; Ahrens, M., et al., 1993, J. Bone Min.Res. 12, 871-880; Gitelman, SE, et al., 1994, J. Cell Biol. 126, 1595-1609; Rosen, V., et al., 1994, J. Cell Biol. 127, 1755-1766), delivering recombinant BMPs to induce bone formation processes similar to intrachondral bone formation (Wozney, JM, 1992, Mol. Reprod. Dev. 32, 160-167; Reddi, AH, 1994, Curr. Opin. Genet. Dev. 4, 737-744), BMP-4 gene expression is not initially regulated during fracture repair (Nakase, T., et al., 1994, J. Bone). Min. Res. 9, 651-659). Osteoblastic protein-1 (Ozkaynak, E., et al., 1990, EMBO J. 9, 2085-2093), a member of the family associated with BMPs, has similar effects in vitro and in vivo (Sampath, TK, et. al., 1992, J. Biol. Chem. 267, 20352-20362; Cook, SD, et al., (1994) J. Bone Joint Surg. 76-A, 827-838). TGF-β also appears to stimulate cartilage and bone formation in vivo (Centrella, M., et al., 1994, Endocrine Rev. 15, 27-38; Sumner, DR, et al., 1995, J. Bone Joint Surg. 77A, 1135-1147). Finally, parathyroid hormone (PTH) is a hormone of 84 amino acids that causes plasma and extracellular liquid Ca 2+ enrichment. In skeletal tissues, intermittent administration of PTH fragments structurally required for biological activity (aa 1-34) has a real anabolic effect; In many in vivo and in vitro studies, administration of PTH1-34 to animals (including rats) results in the formation of large amounts of unbound bone in combination with inhibitory effects on osteoclasts and stimulating effects on osteogenic cells (Dempster, DW, et al., 1993, Endocrine Rev. 14, 690-709). PTH1-34 peptides are known to interact synergistically with BMP-4, thereby up-regulating the expression of cell surface PTH receptors that function in osteoblast differentiation in vitro (Ahrens, M., et. al., 1993, J. Bone Min.Res. 12, 871-880.

재조합 단백질로써, BMP와 TGF-β1과 같은 펩티드 생장 및 분화 인자는 골절 복구의 또 다른 가능성이 있는 치료방법을 제공한다(Wozney, J.M., 1992, Mol. Reprod. Dev. 32, 160-167; Reddi, A.H., 1994, Curr. Opin. Genet. Dev. 4, 737-744; Centrella, M., et al., 1994, Endocrine Rev. 15, 27-38; Sumner, D.R., et al., 1995 J. Bone Joint Surg. 77-A, 1135-1147). 그러나, 동물에서 상당한 새로운 골 형성을 자극하는데에는 상대적으로 다량의 약량이 요구되기 때문에(㎍), 앞으로 사람 치료요법은 비용이 많이 들것이고 독성이 증가되는 위험도 가진다.As recombinant proteins, peptide growth and differentiation factors such as BMP and TGF-β1 provide another possible treatment for fracture repair (Wozney, JM, 1992, Mol. Reprod. Dev. 32, 160-167; Reddi , AH, 1994, Curr. Opin. Genet. Dev. 4, 737-744; Centrella, M., et al., 1994, Endocrine Rev. 15, 27-38; Sumner, DR, et al., 1995 J. Bone Joint Surg. 77-A, 1135-1147). However, since relatively large doses are required to stimulate significant new bone formation in animals (μg), future human therapies will be costly and at increased risk of toxicity.

본 발명의 한 구체예에서 유전자 활성화된 매트릭스를 쥐(사람에서 치료 안된 복합 골절의 모델)에 5㎜ 골 절개술 부위에 외과적으로 이식한다. 본 발명에서 골 절개술 갭에 있는 세포를 복구하기 위해 유전자를 전달할 수 있다는 것을 알았다. In one embodiment of the invention the genetically activated matrix is surgically implanted in a 5 mm bone incision site in a rat (model of untreated complex fracture in humans). It was found in the present invention that genes can be delivered to repair cells in the bone incision gap.

골 복구 및 재생 과정에 결합은 임상적인 정형외과술에서 상당한 합병증과 연관이 있다. 예를 들면, 뼈 골절 후에 섬유 비-결합, 이식물의 인터페이스 실패 및 큰 이종? 이식 실패등이 있다. 많은 복합 골절은 자가이식을 이용하여 현재 치료를 하고 있으나 이 기술은 효과적이지 못하고 합병증을 가진다.Coupling in bone repair and regeneration processes is associated with significant complications in clinical orthopedic surgery. For example, fiber non-binding after bone fracture, interface failure of the graft, and large heterogeneity? Transplant failure. Many complex fractures are currently being treated using autograft, but this technique is not effective and has complications.

원래, 골 복구를 자극하도록 고안된 임의 새로운 기술은 뼈 골절을 치료하는데 귀중한 수단이 될 수 있다. 골절된 뼈의 상당 부분이 상처를 복구하는데 영향을 끼치는 자연적인 기작을 허용하는 주조에 의해 여전히 치료를 받고 있다. 최근 수년간 골절을 치료함에 있어 장치의 개선, 자극하고 보강하는 새로운 공정을 개발하는 것을 포함하여 상당한 진전이 있었지만, 상처 복구 기작은 이 분야에서 중요한 진전이 될 것이다.Originally, any new technology designed to stimulate bone repair can be a valuable means to treat bone fractures. Much of the fractured bone is still being treated by castings that allow for natural mechanisms that affect the healing of wounds. Significant progress has been made in recent years in the treatment of fractures, including the development of new processes to improve, stimulate and augment the device, but wound repair mechanisms will be an important step in this area.

본 발명은 골절 복구를 촉진하기 위해 뼈 생장 유전자를 전달하는데 이용할 수 있다. 이와 같은 기술의 다른 중요한 특징은 골 다공증과 같은 "약한 뼈" 를 가진 환자를 치료하기 위하여; 섬유 비-결합등과 같은 미지의 이유로 인하여 상처 치유가 잘 안되는 것을 개선하기 위해; 이식물 결합을 촉진시키기 위해; 아킬레스 건과 같은 다른 골격 조직의 치유를 자극하기 위해; 그리고 큰 결함을 복구하기 위한 어쥬번트로 이용하기 위해 유전자 전달을 이용한다.The present invention can be used to deliver bone growth genes to promote fracture repair. Other important features of this technique are to treat patients with "weak bones" such as osteoporosis; To improve wound healing poorly due to unknown reasons such as fiber non-bonding; To promote implant binding; To stimulate healing of other skeletal tissues such as the Achilles tendon; And gene delivery is used to use as an adjuvant to repair large defects.

뼈 조직은 복구 및 재생을 할 수 있는 능력을 소유한 것으로 공지되어 있고 이와 같은 공정의 세포 및 분자에 대해 특정 이해된 부분이 있다. 새롭게 뼈를 만드는 처음 과정은 복구세포의 책임 있는 클론 확장 및 분화와 관계한다. 일단 시작되면, 뼈 형성은 다양한 폴리펩티드 생장 인자에 의해 촉진된다. 새로 만들어진 뼈는 일련의 국소 및 전신 생장 인자와 분화인자에 의해 유지된다.Bone tissue is known to possess the ability to repair and regenerate and there is a specific understanding of the cells and molecules of such a process. The initial process of building bone involves the responsible clonal expansion and differentiation of repair cells. Once initiated, bone formation is promoted by various polypeptide growth factors. Newly formed bone is maintained by a series of local and systemic growth factors and differentiation factors.

몇 가지 뼈 형태형성 단백질 유전자가 클론되었고(Wozney et al., 1988; Rosen et al. 1989, Connect. Tissue Res., 20:313:319; summarized in Alper, 1994), 이와 같은 작업에서 DNA 서열 동일성에 기초한 형질변환 생장 인자-β(TGF-β) 슈퍼패밀리의 구성원으로써 BMPs를 확인하였다. 별도의 BMP 유전자를 클로닝하여 각 개별 BMP 유전자와 단백질을 지정하였는데 적어도 BMP-1 내지 BMP-8이 있다. BMPs 2-8은 골질생성물인 것으로 보이고 BMP-1은 종합적인 형태발생물질인 것으로 보인다(Shimell et al., 1991, Cell, 67:469-481). BMP-3은 골형성원으로 부르고(Luyten et al., 1989, J. Biol. Chem., 264:13377-13380), BMP-7은 OP-1으로 칭한다(Ozkaynak et al., 1990, EMBO J., 9:2085-2093). TGFs와 BMPs는 각각 세포 표면 수용체족과 복합적인, 조직-특이적인 상호작용을 통하여 세포에 작용한다(Roberts & Sporn, 1989, M.B. Sporn and A.B. Roberts, Eds., Springer-Verlag, Heidelberg, 95 (Part 1); Aralkar et al., 1991).Several bone morphogenic protein genes have been cloned (Wozney et al., 1988; Rosen et al. 1989, Connect. Tissue Res., 20: 313: 319; summarized in Alper, 1994), and DNA sequence identity in this work. BMPs were identified as members of the transforming growth factor-β (TGF-β) superfamily based on the Separate BMP genes were cloned to designate each individual BMP gene and protein, with at least BMP-1 to BMP-8. BMPs 2-8 appear to be bone products and BMP-1 appears to be a comprehensive morphogenetic material (Shimell et al., 1991, Cell, 67: 469-481). BMP-3 is called osteogenic (Luyten et al., 1989, J. Biol. Chem., 264: 13377-13380) and BMP-7 is called OP-1 (Ozkaynak et al., 1990, EMBO J , 9: 2085-2093). TGFs and BMPs act on cells through complex, tissue-specific interactions with cell surface receptor families, respectively (Roberts & Sporn, 1989, MB Sporn and AB Roberts, Eds., Springer-Verlag, Heidelberg, 95 (Part 1); Aralkar et al., 1991).

형질변환 생장 인자(TGFs)는 또한 세포 증식, 유전자 발현 및 매트릭스 단백질 합성에 영향을 주어 조직 치유를 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 보인다(Roberts & Sporn, 1989, M.B. Sporn and A.B. Roberts, Eds., Springer-Verlag, Heidelberg, 95 (Part 1)). 예를 들면, TGF-β1과 TGF-β2sms 연골생성 및 골질생성 모두를 개시할 수 있다(Joyce et al., 1990, J. Cell Biol., 110:195-2007; Izumi et al., 1992, J. Bone Min. Res., 7:115-11; Jingushi et al., 1992, J. Orthop. Res., 8:364-371).Transforming growth factors (TGFs) also appear to play an important role in regulating tissue healing by affecting cell proliferation, gene expression and matrix protein synthesis (Roberts & Sporn, 1989, MB Sporn and AB Roberts, Eds., Springer). Verlag, Heidelberg, 95 (Part 1)). For example, both TGF-β1 and TGF-β2sms can be described as cartilage and osteogenic (Joyce et al., 1990, J. Cell Biol., 110: 195-2007; Izumi et al., 1992, J Bone Min.Res., 7: 115-11; Jingushi et al., 1992, J. Orthop.Res., 8: 364-371).

골절후에 새로운 뼈를 만드는데 영향을 주기 위해서 TGF와 BMP이외에 다른 생장 인자/호르몬도 본 발명에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 다수의 높은 약량(1.0㎎/50㎖)으로 쥐 골절 부위로 섬유아 세포 생장 인자를 주사하면 골절 갭에 연골 조직이 상당히 증가되는데(Jingushi et al., 1990), 낮은 약량을 주사하면 효과가 없다.Other growth factors / hormones besides TGF and BMP can also be used in the present invention to influence the formation of new bone after fracture. For example, injecting fibroblast growth factors into rat fracture sites at a number of high doses (1.0 mg / 50 mL) significantly increases cartilage tissue in the fracture gap (Jingushi et al., 1990). Is not effective.

부갑상선 호르몬(PTH)와 같은 칼슘 조절 호르몬을 본 발명에서 이용할 수 있다. PTH는 84개 아미노산으로 된 칼슘 조절 호르몬으로 이의 주요 기능은 혈장 및 세포외 유체에 Ca2+ 농도를 상승시키는 것이다. 고유의 PTH는 30년 이상동안 기관 배양물에서 뼈 재흡착을 자극하는 것으로 보이고 호르몬은 파골세포의 수와 활성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 고유 호르몬과 합성 펩티드에 대한 연구에서 분자의 아미노 단부(aa 1-34)에는 생물학적 활성을 위한 구조를 포함한다는 것을 설명한다(Tregear et al., 1973; Hermann-Erlee et al., 1976, Endocrine Research Communications, 3:21-35; Riond, 1993, Clin. Sci., 85:223-228).Calcium regulatory hormones such as parathyroid hormone (PTH) can be used in the present invention. PTH is a calcium-regulating hormone of 84 amino acids whose main function is to raise the Ca 2+ concentration in plasma and extracellular fluids. Intrinsic PTH has been shown to stimulate bone resorption in organ cultures for more than 30 years and hormones are known to increase the number and activity of osteoclasts. Studies on intrinsic hormones and synthetic peptides explain that the amino ends (aa 1-34) of molecules include structures for biological activity (Tregear et al., 1973; Hermann-Erlee et al., 1976, Endocrine Research). Communications, 3: 21-35; Riond, 1993, Clin. Sci., 85: 223-228).

본 발명의 한 구체예에서 유전자 활성화된 매트릭스는 뼈 골절 부위에 외과적으로 이식할 수 있다. 이와 같은 외과적인 과정에는 골절 부위에 GAM 조제물을 직접 주사하는 것, 복합 골절의 외과적인 복구 또는 관절경을 이용한 외과술을 포함한다. 골절된 뼈를 복구하기위해 유전자 활성화된 매트릭스를 이용하는 경우에, 포유류 복구 세포는 자연적으로 뼈 손상 부위에 이동하여 증식하게 된다.In one embodiment of the invention the genetically activated matrix can be surgically implanted at the bone fracture site. Such surgical procedures include direct injection of GAM preparations at the fracture site, surgical repair of complex fractures, or arthroscopic surgery. When using genetically activated matrices to repair fractured bones, mammalian repair cells naturally migrate to and propagate bone damage.

본 발명에서 발견한 놀라운 사실은 골 절개된 갭에 재생 조직에 있는 복구세포로 유전자를 전달할 수 있다는 것이다. 현재, 유전자 전달을 하기 위한 적절한 방법은 뼈 생장을 촉진시키기를 원하는 부위에 위치시키기 직전에 DNA 용액에 담군 섬유성 콜라겐 이식 물질을 이용하거나 PLGA와 같은 블록 혼성중합체 등의 합성 매트릭스에 포집된 플라스미드 DNA를 이용하는 것이다. 여기에서 제시한 연구에서 볼 수 있는 것과 같이, 이식 물질이 골 절개된 갭에 있는 세포가 외부 플라스미드 구조를 표적으로 수용하도록 하여 뼈 재생/복구에 참여한다. 세포를 수용한 후에 전이유전자는 재조합 폴리펩티드를 직접 발현시키는데 이는 in vivo에서 기능이 있는 표식 유전자 생성물의 발현으로 확인된다.The surprising finding found in the present invention is that the gene can be delivered to repair cells in regenerative tissue in the bone incision gap. Currently, suitable methods for gene delivery include plasmid DNA captured in synthetic matrices, such as block interpolymers such as PLGA, or using fibrous collagen implant material immersed in a DNA solution immediately before being placed in the desired site to promote bone growth. To use. As can be seen in the study presented here, the cells in the gap where the implant material is bone-dissected participate in bone regeneration / recovery by targeting the external plasmid structure as a target. After receiving the cell, the transgene directly expresses the recombinant polypeptide, which is confirmed by the expression of a functional marker gene product in vivo.

또한, 골 속성을 가지는 유전자를 전달하면 재조합 골 속성 분자가 세포내에 발현되고 이와 같은 발현은 새로운 뼈 형성을 직접적으로 자극하는 것이라는 것을 연구를 통하여 설명한다. 특히, BMP-4를 인코드하는 유전자 전달 벡터와 사람 PTH1-34 단편을 인코드하는 유전자 전달 벡터는 단독 또는 복합적으로 새로운 뼈 형성을 자극할 것이다. 상대적으로 많은 수의 추천 유전자를 고려한 후에, 사람 부갑상선 호르몬, hPTH1-34를 인코드하는 유전자 전달 벡터가 Sprague-Dawley 쥐에서 새로운 뼈 형성을 자극하였는데 이는 사람 펩티드가 쥐 성골세포 표면에 있는 PTH/PTH께 수용체에 효과적으로 결합할 수 있다는 것을 설명하는 것이다.In addition, the study demonstrates that the delivery of genes with bone properties results in the expression of recombinant bone property molecules in the cell and such expression directly stimulates new bone formation. In particular, a gene transfer vector encoding BMP-4 and a gene transfer vector encoding human PTH1-34 fragments, alone or in combination, will stimulate new bone formation. After considering a relatively large number of recommended genes, a gene transfer vector encoding the human parathyroid hormone, hPTH1-34, stimulated new bone formation in Sprague-Dawley rats, which revealed that human peptides were found on PTH / PTH on the surface of rat osseous cells. It explains that it can bind to the receptor effectively.

5.4 연조직 5.4 Soft tissue

본 발명은 인대, 건, 연골 및 피부와 같은 연조직의 생장 또는 재생을 촉진시키는데 이용할 수 있다. 외상으로 인하여 골격 결합 조직 손상은 다양한 생장 인자를 인코드하는 유전자를 포함하는 매트릭스를 이용하여 치료할 수 있다. 결합 조직은 정상적으로는 특징적인 조직 구조에서 조직화된 세포와 세포외 매트릭스로 구성된다. 조직이 상처를 입으면 이와 같은 구조가 파괴되고 상처 치유 공정을 자극하게 된다. 본 발명의 방법은 결합 조직의 생장 및 재생을 자극하는데 특히 적합한데 이는 손상된 조직은 반흔 조직을 형성하지 않고 재생할 수 있어서 중요한데 그 이유는 반흔 조직은 결합 조직의 정상적인 기계적 기능을 간섭할 수 있기 때문이다.The present invention can be used to promote the growth or regeneration of soft tissues such as ligaments, tendons, cartilage and skin. Skeletal connective tissue injury due to trauma can be treated with a matrix containing genes encoding various growth factors. Connective tissue normally consists of cells organized extracellularly in a characteristic tissue structure and extracellular matrix. If the tissue is injured, this structure is destroyed and stimulates the wound healing process. The method of the invention is particularly suitable for stimulating the growth and regeneration of connective tissue, which is important because damaged tissue can regenerate without forming scar tissue because the scar tissue can interfere with the normal mechanical function of connective tissue. .

연조직 복구를 촉진하기 위해 다양한 생장 인자를 이용할 수 있다. 여기에는 세포외 매트릭스 단백질을 코딩하는 유전자의 발현을 자극할 수 있는 TGF-β 슈퍼패밀리 성분(TGF-β 자체 포함), EGF와 PDGF와 같은 다른 사이토킨을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 이용할 수 있는 다른 유전자를 예로 들자면, (a) 펩티드 생장 및 분화인자와 같은 사이토킨, 인터루킨, 케모킨, 인토페론, 콜로니 자극 인자; (b) FGF와 VEGF와 같은 맥관형성 인자; (c) 콜라겐, 라미닌 및 피브로넥틴과 같은 세포외 매트릭스 단백질; (d) 세포 흡착 분자 성분(가령, 인테그린, 셀렉틴, N-CAM, L1와 같은 Ig 족 성분 그리고 카헤드린); (e) 타입 I과 II TGF-β 수용체와 FGF 수용체 등의 세포 표면 사이토킨 시그날 생성 수용체; (f) 탈린 및 빈큘린과 같은 세포골격 단백질; (i) 잠복성 TGF-β 결합 단백질족과 같은 사이토킨 결합 단백질; 그리고 (j) 전사인자와 같은 핵 trans 작용 단백질 등이 있다.Various growth factors can be used to facilitate soft tissue repair. These include, but are not limited to, TGF-β superfamily components (including TGF-β itself), which can stimulate expression of genes encoding extracellular matrix proteins, and other cytokines such as EGF and PDGF. Other genes that may be used include, for example: (a) cytokines such as peptide growth and differentiation factors, interleukins, chemokines, intoferons, colony stimulating factors; (b) angiogenic factors such as FGF and VEGF; (c) extracellular matrix proteins such as collagen, laminin and fibronectin; (d) cell adsorption molecular components (eg, integrin, selectin, N-CAM, Group Ig components such as L1, and kahedrin); (e) cell surface cytokine signal generating receptors such as type I and II TGF-β receptors and FGF receptors; (f) cytoskeletal proteins such as Tallinn and vinculin; (i) cytokine binding proteins such as latent TGF-β binding protein families; And (j) nuclear trans-acting proteins such as transcription factors.

일단 형성된 이와 같은 매트릭스는 숙주 포유류의 상처를 입은 결합조직부위에 위치시킨다. 유전자 활성화된 매트릭스는 손상을 입은 결합 조직 부위에 바로 주사할 수 있다. 또는 관절경 와과술과 같은 외과적인 기술을 이용하여 상처를 입은 결합조직 부위에 매트릭스를 이동시킬 수 있다.Once formed, this matrix is placed in the wound connective tissue of the host mammal. The gene activated matrix can be injected directly into the damaged connective tissue site. Alternatively, surgical techniques such as arthroscopic surgery may be used to transfer the matrix to the wound connective tissue site.

5.5. 기관 재생5.5. Organ regeneration

본 발명은 또한 기관 조직의 복구 및 재생을 자극하는데 이용할 수 있다. 외상으로 인한 상처 또는 외과술로인한 기관 손상을 본 발명의 방법을 이용하여 치료할 수 있다. 간의 경우, 지나친 알코올 섭취 또는 간염 바이러스와 같은 다양한 형태의 감염물질에 감염되어 간이 손상될 수 있다. 신장도 신장 질환 등으로 인하여 손상되어 정상적인 기능을 상실할 수 있다. 식도, 위장 또는 십이지장의 점막에는 산과 위산에 있는 펩신에의해 궤양을 가질 수 있다. 궤양은 또한 헬리코박터 필로0리(Helicobacter pylori) 박테리아에 의해 위장 점막 세포의 콜로니형성으로 일어날 수 있다. 이와 같은 기관 및 질병은 예시적인 것이고 본 발명은 신체의 임의 다른 기관에 있는 질병 또는 기관을 재생을 자극하는데 이용될 수 있다.The invention can also be used to stimulate repair and regeneration of organ tissue. Traumatic wounds or traumatic organ damage due to surgery can be treated using the methods of the present invention. In the liver, the liver can be damaged by infection with various types of infectious agents, such as excessive alcohol intake or hepatitis virus. The kidneys may also be damaged due to kidney disease or the like and lose normal function. The mucous membranes of the esophagus, stomach or duodenum may have ulcers by pepsin in acids and stomach acids. Ulcers can also occur due to colony formation of gastrointestinal mucosa cells by Helicobacter pylori bacteria. Such organs and diseases are exemplary and the invention may be used to stimulate regeneration of a disease or organ in any other organ of the body.

세포의 증식 및 분화를 자극하는 또는 조직 형태발생을 조절하는 사이토킨을 인코드하는 DNA를 가지는 매트릭스를 적절한 기관 부위에 이식할 수 있다. 이와 같은 인자에는 단백질의 형질변환 생장 인자족, 혈소판 유도된 생장 인자(PDGF), 인슈린-유사 생장 인자(IGF), 섬유아세포 생장 인자(FGF) 등을 포함하나 이에 한정시키지는 않는다. 일부 경우에, 간세포, 신장 및 심장세포등과 같은 주어진 기관에 특이적인 세포 형의 증식을 자극하는 생장 인자 또는 사이토킨을 발현시키는데 이용할 수 있다. 가령, 간에서 상처 치료 과정을 자극하기 위해 간 세포 생장 인자를 발현시킬 수 있다. 헬리코박터(Helicobacter) 감염으로 인한 궤양을 치료하기 위해, 유전자 활성화된 매트릭스에는 항-미생물 단백질을 인코드하는 DNA를 포함할 수 있다.A matrix having DNA encoding cytokines that stimulate cell proliferation and differentiation or regulate tissue morphogenesis can be implanted at appropriate organ sites. Such factors include, but are not limited to, transgenic growth factor family of proteins, platelet induced growth factor (PDGF), insulin-like growth factor (IGF), fibroblast growth factor (FGF), and the like. In some cases, it can be used to express growth factors or cytokines that stimulate the proliferation of cell types specific to a given organ, such as hepatocytes, kidneys and heart cells. For example, hepatic cell growth factors may be expressed in the liver to stimulate the wound healing process. To treat ulcers due to Helicobacter infection, the genetically activated matrix may include DNA encoding anti-microbial proteins.

본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스는 치료할 기관으로 외과적으로 이식할 수 있다. 또는 복부경 외과 과정을 이용하여 신체로 유전자 활성화된 매트릭스를 전달할 수 있다. 조직 손상을 치료를 할 경우에, 자연적인 상처 치유 공정은 복구세포를 이식된 매트릭스로 이동시켜 증식하도록 자극을 할 것이다. 또는 손상 안된 기관으로 유전자 활성화된 매트릭스를 전달할 경우 예를 들자면, 상처 치료와 관게가 없는 치료 단백질을 발현시키도록 하기 위해 매트릭스를 이식한 경우에, 조직 손상을 유도하여 상처 치유 과정이 자극을 받을 수 있다.The gene activated matrix of the present invention can be surgically implanted into the organ to be treated. Alternatively, a laparoscopic surgery procedure can be used to deliver the genetically activated matrix to the body. When treating tissue damage, the natural wound healing process will stimulate repair cells to migrate and propagate to the implanted matrix. Or delivery of a gene-activated matrix to an undamaged organ, for example, if the matrix is implanted to express a therapeutic protein unrelated to wound healing, inducing tissue damage that can stimulate the wound healing process have.

5.6. 맥관 형성의 조절5.6. Regulation of vasculature

본 발명은 또한 혈관의 형성 및 확장 또는 맥관형성 및 혈관생성을 조절하는데 이용할 수 있다. 이와 같은 생리적인 과정은 상처 치료와 기관 재생에 중요한 역할을 한다.The invention can also be used to regulate the formation and expansion of blood vessels or angiogenesis and angiogenesis. This physiological process plays an important role in wound healing and organ regeneration.

우선, 상처 부위에 콜라겐, 매트릭스와 혈관 혼합물로 구성된 입자 조직이 침착되고 이는 조직 복구동안에 상처에 내구력을 제공한다. 새로운 혈관이 만들어지는 것은 맥관 내피 세포의 증식, 이동 및 침윤등이 관계하는데 이는 다양한 폴리펩티드 생장 인자에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 내피 세포 생장 촉진 활성을 가지는 몇 가지 폴리펩티드가 확인되었는데 산성 및 염기성 섬유아세포 생장 인자(FGF), 맥관 내피 생장 인자(VEGF) 그리고 태반 유도된 생장 인자(PDGF)를 포함한다.First, particle tissue consisting of collagen, matrix and vascular mixture is deposited at the wound site, which provides durability to the wound during tissue repair. The formation of new blood vessels involves the proliferation, migration and infiltration of vascular endothelial cells, which are known to be regulated by various polypeptide growth factors. Several polypeptides with endothelial cell growth promoting activity have been identified, including acidic and basic fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF) and placental induced growth factor (PDGF).

혈관의 형성과 연장을 자극하기 위해, 이와 같은 생장 인자를 인코드하는 DNA를 매트릭스에 결합시키고 이와 같은 매트릭스를 숙주에 이식한다. 일부 경우에는 조직 손상을 통하여 상처 치유 과정을 유도하는데 필수적이다.To stimulate the formation and extension of blood vessels, DNA encoding such growth factors is bound to a matrix and transplanted into the host. In some cases it is essential to induce wound healing processes through tissue damage.

생장을 위해 맥관형성에 의존하는 고형 종양 생장과 연관된 맥관형성에서와 같이 혈관의 형성이 증식되는 것을 방비할 필요가 있을 수도 있다. 종양 맥관형성은 트롬보스포딘 또는 앙기오스태틴과 같은 혈관형성의 음성 방해물질을 인코드하는 DNA를 전달하여 방해할 수 있다. 본 발명의 구체예에서 트롬보스포딘 또는 앙기오스태틴을 인코드하는 DNA를 매트릭스에 결합시키고, 매트릭스를 환자의 종양 부위에 이식한다.It may be necessary to protect the growth of blood vessel formation as in angiogenesis associated with solid tumor growth that relies on angiogenesis for growth. Tumor angiogenesis can be interrupted by delivering DNA encoding a negative blocker of angiogenesis such as thrombospodine or angiostatin. In an embodiment of the invention DNA encoding thrombospodine or angiostatin is bound to a matrix and the matrix is implanted in a tumor site of a patient.

5.7. 피부의 복구5.7. Repair of the skin

본 발명은 피부 조직의 생장 및 복구를 자극하는데 이용될 수 있다. 피부에 손상이 있는 상처의 경우에, 특히 피부에 큰 화상이 있는 경우에 감염을 방지하고, 유체 손실을 막고, 가능성이 있는 반흔 형성 부위를 감소시키기 위해 피부를 신속하게 생장시키는 것이 중요하다. 화상, 자상, 절단 또는 찰과상으로 인한 피부 손상은 본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스를 이용하여 치료할 수 있다. 건선, 아토피성 피부염과 같은 피부 질환 또는 곰팡이, 세균 및 바이러스 감염으로 인한 피부 손상 또는 흑색종과 같은 피부암 처리등은 본 발명의 방법에 따라 치료될 수 있다.The present invention can be used to stimulate the growth and repair of skin tissue. In the case of wounds in which the skin is damaged, it is important to grow the skin quickly in order to prevent infection, to prevent fluid loss and to reduce potential scarring sites, especially in the case of large burns on the skin. Skin damage due to burns, cuts, cuts or abrasions can be treated using the genetically activated matrix of the present invention. Skin diseases such as psoriasis, atopic dermatitis or skin damage due to fungal, bacterial and viral infections or skin cancer treatment such as melanoma can be treated according to the methods of the present invention.

중앙 기저 간 세포, 케라틴세포, 멜라닌세포, 랑게르한스샘 및 Merkel 세포 등을 포함하는 피부 세포의 증식 및 분화를 자극하는 사이토킨을 인코드하는 DNA를 포함하는 매트릭스를 이용하여 피부 손상 및 피부 질환을 치료한다. 유전자 활성화된 매트릭스는 두 가지 기능을 하는데, 하나는 감염과 탈수로부터 피부를 보호하는 것이고, 다른 하나는 복구 세포에 DNA를 공급하는 역할이다. 본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스에는 U.S. Patent 4,505,266 or U.S. Patent 4,485, 097에서 상술하고 있는 것과 같이 피부 패치, 사체 피부, 반창고, 거즈 패드, 콜라겐 격자 등을 포함한다. 상처 부위에 매트릭스를 사용하기 전에, 손상된 피부 또는 죽은 조직은 제거한다. 매트릭스에 결합시킬 DNA는 케라틴세포-생장인자(KGF) 또는 상피 생장 인자(EGF)를 포함하는 다양한 여러 가지 생장 인자를 인코드할 수 있다. 치료과정의 일부로써 상피 세포 이동 및 증식의 강력한 유도물질인 IL-1을 인코드하는 DNA를 본 발명의 매트릭스에 결합시킬 수 있다.Treating skin damage and skin diseases using a matrix comprising DNA encoding cytokines that stimulate the proliferation and differentiation of skin cells, including central basal liver cells, keratinocytes, melanocytes, langerhanssam and Merkel cells . Gene-activated matrices have two functions, one to protect the skin from infection and dehydration, and the other to supply DNA to repair cells. Gene-activated matrices of the invention include U.S. Patent 4,505,266 or U.S. As described in Patent 4,485, 097, it includes a skin patch, dead skin, a band-aid, gauze pad, collagen lattice and the like. Before using the matrix at the wound site, damaged skin or dead tissue is removed. The DNA to be bound to the matrix can encode a variety of different growth factors, including keratinocyte-growth factor (KGF) or epidermal growth factor (EGF). As part of the treatment process, DNA encoding IL-1, a potent inducer of epithelial cell migration and proliferation, can be bound to the matrix of the invention.

6. 실시예; 뼈 유전자 전달에 이용하기 위한 이식 물질6. Examples; Implants for Use in Bone Gene Delivery

in vivo에서 뼈 복구 및 재생 부위에 유전자를 전달하기 위해 다양한 이식물 재료가 이용되었다. 이와 같은 물질은 뼈 재생 부위로 전달된 DNA 또는 유전자를 포함하는 용액에 담군다. 또는 적절한 제조방법으로 매트릭스에 DNA를 결합시킨다.Various implant materials have been used to deliver genes to bone repair and regeneration sites in vivo. Such substances are immersed in a solution containing DNA or genes delivered to the bone regeneration site. Alternatively, the DNA is bound to the matrix by an appropriate preparation method.

적절한 재료로 특히 적합한 것은 섬유성 콜라겐인데, 이는 조직으로부터 추출하여 부분적으로 정제한 후에 멸균하여 냉동건조한 것 일 수 있다. 또 다른 특별히 적합한 콜라겐은 타입 II 콜라겐으로 가장 적잘한 콜라겐은 재조합 타입 II 콜라겐 또는 미네랄처리된 타입 II 콜라겐이다. 골 절개 부위에 위치시키기 전에 이식 물질은 멸균 조건하에 DNA(또는 바이러스) 용액에 담군다. 담그는 시간은 6분 내지 하룻밤정도가 된다. DNA(가령 플라스미드) 용액은 멸균 수 또는 수용 가능한 완충액 등의 멸균 용액이 되고 농도는 일반적으로 액 0.5-1.0㎎/㎖이 된다. 현재 적절한 플라스미드는 pGL2 (Promega), pSV40β-gal, pAD.CMV1acZ, and pcDNA3 등이다.Particularly suitable as a suitable material is fibrous collagen, which may be sterilized and lyophilized after extraction from the tissue and partially purified. Another particularly suitable collagen is type II collagen, the least of which is recombinant type II collagen or mineralized type II collagen. The implant material is immersed in a DNA (or virus) solution under sterile conditions prior to placement at the bone incision site. Soak time is from 6 minutes to overnight. The DNA (eg plasmid) solution is a sterile solution such as sterile water or an acceptable buffer and the concentration is generally 0.5-1.0 mg / ml of the solution. Currently suitable plasmids are pGL2 (Promega), pSV40β-gal, pAD.CMV1acZ, and pcDNA3.

7. 실시예: 전이유전자 발현 후에 in vitro에서 단백질 감지Example: Detection of Proteins in vitro after Transgene Expression

7.1. β-갈락토시다제 전이유전자7.1. β-galactosidase transfer gene

박테리아성 β-갈락토시다제는 면역조직학적으로 감지할 수 있다. Bounis 고정액에 골 절개 샘플을 고정시키고, 미네랄을 제거하고 그 다음 중축면을 따라 반으로 나눈다. 각 샘플의 절반은 연이어 박테리아성 β-갈락토시다제 단백질의 면역조직에 의한 확인을 위해 파라핀에 고정시킨다.Bacterial β-galactosidase can be detected immunohistochemically. Fix the bone incision sample in Bounis fixative, remove the minerals and then divide in half along the axial plane. Half of each sample is subsequently fixed in paraffin for identification by the immune tissue of the bacterial β-galactosidase protein.

면역조직검사를 위해, 절단 부분(2-3㎜ 두께)을 폴리-L-리신 피복된 현미경 슬라이드 글라스에 옮기고 적어도 20분간 0℃에서 아세톤에 고정시킨다. 부분은 PBS에 재수화시킨다. 10분간 실온에서 0.1% 과산화수소(95% 메탄올에 포함된)에 담구어 내생 과산화효소의 활성을 중단시키고, 중단된 부분은 PBS로 3X 세척한다. 일부 경우에, 두개관(頭蓋冠) 부분은 4% EDTA, 5% 폴리비닐 피롤리돈, 7% 슈크로즈, pH 7.4에 4℃에서 24시간동안 담구어 미네랄을 제거한다. 미네랄이 제거된 부분은 항체로 사용하기전에 3X 세척한다. 1차 항체는 하이브리도마 상청액 형으로 희석하지 않고 이용한다. 정제된 항체는 5㎎/㎖ 농도로 조직 부분에 사용한다. 1차 항체는 바이노티닐화된 토끼 항-쥐 IgG와 과산화효소 공액된 스트렙토아비딘(Zymed Histostain-SPkit)을 이용하여 감지한다. 과산화효소 착색 후에, 부분은 헤마토실린으로 반대착색을 시킨다.For immunohistochemistry, the cuts (2-3 mm thick) are transferred to a poly-L-lysine coated microscope slide glass and fixed in acetone at 0 ° C. for at least 20 minutes. The part is rehydrated in PBS. Soak for 10 minutes at room temperature in 0.1% hydrogen peroxide (contained in 95% methanol) to stop the endogenous peroxidase activity, the stopped portion is washed 3X with PBS. In some cases, the cranial canal is immersed in 4% EDTA, 5% polyvinyl pyrrolidone, 7% sucrose, pH 7.4 at 4 ° C. for 24 hours to remove minerals. The demineralized portion is washed 3X before use as an antibody. Primary antibodies are used without dilution in hybridoma supernatant form. Purified antibody is used for the tissue portion at a concentration of 5 mg / ml. Primary antibodies are detected using binotinylated rabbit anti-rat IgG and peroxidase conjugated streptoavidin (Zymed Histostain-SPkit). After peroxidase staining, the parts are counterstained with hematoclinin.

박테리아성 β-gal은 시판되는 키트(가령 Promega)를 이용하여 제조업자의 지시에 따라 기질 이용 검사를 통하여 감지할 수 있다.Bacterial β-gal can be detected using a commercially available kit (eg, Promega) via a substrate utilization test as directed by the manufacturer.

7.2. 루시페라제 전이유전자7.2. Luciferase transgene

루시페라제는 시판되는 키트(가령 Promega)를 이용하여 제조업자의 지시에 따라 기질 이용 검사를 통하여 감지할 수 있다. Luciferase can be detected using a commercially available kit (eg, Promega) through a substrate utilization test as directed by the manufacturer.

7.3. PTH 전이유전자7.3. PTH Transgene

hPTH1-34 펩티드와 같은 재조합 PTH는 시판되는 두 가지 방사능면역검사 키트(Nichols Institute Diagnostics, San Juan Capistrano, CA)를 이용하여 제조업자의 지시에 따라 골 절개 갭 조직의 균질물을 통하여 감지할 수 있다. Recombinant PTH, such as the hPTH1-34 peptide, can be detected through homogenates of bone incision gap tissue using two commercially available radioimmunoassay kits (Nichols Institute Diagnostics, San Juan Capistrano, Calif.) as directed by the manufacturer.

한 개 키트는 Intact PTH-부갑상선 호르몬 100T 키트이다. 이와 같은 방사능면역검사는 고유 호르몬의 C 단부에 대한 하체를 이용하고 이는 골 절개 갭 조직에 있는 내생 호르몬 수준을 측정하는데 이용한다. One kit is the Intact PTH parathyroid hormone 100T kit. This radioimmunoassay uses the lower body to the C end of the native hormone, which is used to measure endogenous hormone levels in the bone incision gap tissue.

이 검사는 쥐 골 절개 모델에서 PTH가 발현되는 최저치를 정립하는데 이용할 수 있다.This test can be used to establish the lowest expression level of PTH in a rat bone incision model.

두 번째 키트는 쥐 PTH의 측정을 위해 두 부위 면역방사능을 측정하는 키트이다. 이와 같은 키트는 고유 쥐 호르몬(PTH1-34)의 아미노 단부에 특이적인 최화력 정제된 항체를 이용하고 따라서 내생 PTH 뿐만 아니라 재조합 단백질을 측정할 수도 있다. 기존의 연구에서 이와 같은 항체는 사람 PTH와 교차반응을 하는 것으로 나타나 in vivo에서 재조합 분자를 인지할 수 있다.The second kit is a kit for measuring two-site immunoradioactivity for the determination of rat PTH. Such kits utilize the most potent purified antibody specific for the amino end of the native murine hormone (PTH1-34) and thus can measure endogenous PTH as well as recombinant protein. Previous studies have shown that such antibodies cross-react with human PTH, allowing the recognition of recombinant molecules in vivo.

키트 #2(아미노 단부에 대한 항체)에서 얻은 값에서 키트 #1(C 단부에 대한 항체)에서 얻은 값을 빼면 정확한 감응성 측정을 할 수 있다. 재조합 펩티드 수준은 새로운 뼈 형성 정도와 상관관계에 있다.Accurate sensitivity measurements can be obtained by subtracting the value obtained from kit # 1 (antibody to the C terminus) from the value obtained from kit # 2 (antibody to the amino terminus). Recombinant peptide levels correlate with the degree of new bone formation.

7.4. BMP 전이유전자 7.4. BMP Transgene

쥐 BMP-4 전이유전자 펩티드 생성물과 같은 BMP 단백질은 Boehringer-Mannheim에서 이용할 수 있는 단클론 항체와 같은 HA 에피토프(Majmudar et al., 1991, J. Bone and Min. Res. 6:869-881)를 인지하는 특정 항체를 이용하여 면역조직학적으로 감지할 수 있다. BMP 단백질에 대한 항체를 이용할 수도 있다. 다양한 면역검사 방법을 이용하는 이와 같은 항체는 U.S. Patent 4,857,456,에 상세하게 설명하고 있다. Bounis 고정액에 골 절개 샘플을 고정시키고, 미네랄을 제거하고 그 다음 중축면을 따라 반으로 나눈다. 각 샘플의 절반은 연이어 재조합 BMP-4 분자의 면역조직에 의한 확인을 위해 파라핀에 고정시킨다.BMP proteins, such as the murine BMP-4 transgene peptide product, recognize HA epitopes (Majmudar et al., 1991, J. Bone and Min. Res. 6: 869-881), such as monoclonal antibodies available from Boehringer-Mannheim. It can be detected immunohistochemically using a specific antibody. Antibodies against BMP proteins can also be used. Such antibodies using various immunoassay methods are described in U.S. It is described in detail in Patent 4,857,456. Fix the bone incision sample in Bounis fixative, remove the minerals and then divide in half along the axial plane. Half of each sample is subsequently immobilized in paraffin for confirmation by immunohistochemistry of the recombinant BMP-4 molecule.

8. 실시예: 골 속성 유전자를 전달하면 in vivo에서 골 재생 및 복구를 자극한다.8. Example: Delivery of bone attribute genes stimulates bone regeneration and repair in vivo.

다음의 실험은 in vivo에서 재조합 hPTH1-34를 구조적으로 발현하는 형질 도입된 세포를 만들기 위해 유전자 전달을 이용할 수 있는 지를 그리고 이와 같은 전이유전자가 뼈 형성을 자극하는 지를 조사하기 위한 것이다. 새로운 뼈를 형성하는 속도는 다음과 같이 분석한다. 검사 시에, 조직형태학적 분석을 위해 골 절개 부위를 조심스레 분리한다. 가골 조직 A-P와 M-L의 크기는 캘리퍼스를 이용하여 측정한다. 샘플은 Bouins 고정액에 담구고, 에탄올로 씻고, 프름산 완충액으로 미네랄을 제거한다. 샘플을 준비하고 분리하는 동안 메타아크릴레이트의 우수한 안정성으로 인하여 석회를 제거한 물질이 고정된 플라스틱을 이용한다.The next experiment is to investigate whether gene transfer can be used to make transduced cells that structurally express recombinant hPTH1-34 in vivo and whether these transgenes stimulate bone formation. The speed of new bone formation is analyzed as follows. Upon examination, the bone incision site is carefully separated for histological analysis. The size of bone tissue A-P and M-L is measured using a caliper. Samples are soaked in Bouins fixative, washed with ethanol, and minerals are removed with fric acid buffer. Due to the good stability of the methacrylate during the preparation and separation of the samples, plastics with fixed descaling materials are used.

알코올 농도를 증가시키면서 조직 블록을 탈수시키고 고정시킨다. Reichert Polycot microtom을 이용하여 두정면에서 5㎜ 두께 부분을 절단한다. 부분은 뼈골 강의 폭을 따라 중앙에서 준비하여 샘플링이 한쪽으로 편향되는 것을 막는다. 광 현미경으로 부분을 보기위해 변형된 Goldner's 트리크롬 착색을 이용하여 착색시켜 뼈, 골질, 연골, 섬유성 조직을 분류한다. Eukitt's 탑재 매체(Calibrated Instruments, Ardsley, NY)을 이용하여 부분에 덮개를 얹는다. 조직형태학적 분석은 Nikon Optipot Research 현미경을 이용하여 빛아래에서 관찰한다. 10㎜ X 10㎜ 접안렌즈 격자를 이용하여 입체해석 기술을 사용.The tissue block is dehydrated and fixed while increasing the alcohol concentration. Using a Reichert Polycot microtom, cut 5 mm thick sections from the parietal plane. The part is prepared centrally along the width of the bony cavity to prevent sampling from biasing to one side. Stain bone, bone, cartilage, and fibrous tissue by staining using modified Goldner's Trichrome staining to view parts under a light microscope. Cover the sections using Eukitt's payload media (Calibrated Instruments, Ardsley, NY). Histomorphological analysis is observed under light using a Nikon Optipot Research microscope. Stereoscopic analysis using a 10mm x 10mm eyepiece grating.

치료 반응의 전반적인 강도의 지수로써 125X 확대시에 전체 가골 지역을 측정한다. 뼈, 연골 및 섬유성 조직 지역은 250X 확대로 측정하여 이는 가골 형성에서 각 조직의 상대적인 분포를 검사한다. 골 절개 갭의 크기는 기준치를 반영하기 때문에(시간 0), 연속하여 일정 시간 간격으로 뼈 지역을 측정하여 뼈가 채워지는 속도를 나타낼 수 있다. 통계상의 유의는 변수를 분석하여 측정하고 Tukey's 표준화된 범위 테스트를 이용하여 실시한 post-hoc 비교를 한다.The total bone area at 125 × magnification is measured as an index of the overall intensity of the treatment response. Bone, cartilage, and fibrous tissue areas are measured at 250 × magnification, which examines the relative distribution of each tissue in bone formation. Since the size of the bone incision gap reflects the reference value (time 0), the bone area can be measured at regular intervals in succession to indicate the rate at which the bone is filled. Statistical significance is measured by analyzing the variables and comparing post-hoc data using Tukey's standardized range test.

전술한 것과 같이 5㎜ 골 절개 모델에서 PTH 전이유전자는 살아있는 동물에서 뼈 재생/복구를 자극할 수 있는 것을 알았다. 이는 특히 hPTH1-34가 지속적인 것에 반대되는 간헐적으로 제공되었을 경우에 더욱 강력한 동화제라는 것과 여기에서 이용한 유전자 전달 방법으로 연속적인 형태의 수송이 된다는 중요한 발견이다.As described above, in the 5 mm bone incision model, it was found that the PTH transgene could stimulate bone regeneration / recovery in living animals. This is an important finding that hPTH1-34 is a more potent assimilation agent, especially when provided intermittently as opposed to persistent, and that the gene transfer method used here is a continuous form of transport.

9. 실시예; in vivo에서 재생하는 뼈에 직접 유전자 전달9. Examples; Direct gene transfer to regenerative bone in vivo

성인 수컷 대퇴부에서 만든 큰 단편 갭안에 포유류 발현 플라스미드 DNA을 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 이식한다. 베타-갈락토시다제 또는 루시페라제 플라스미드를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 이식하면 갭안으로 생장하는 복구 세포가 DNA를 수용하고 기능을 가지는 효소를 발현시키도록 한다. 또한, 뼈 형태발생 단백질-4 플라스미드 또는 부갑상선 호르몬(아미노산 1-34)을 인코드하는 플라스미드를 포함하는 유전자 활성화된 매트릭스를 이식하면 새로운 뼈가 갭을 메우는 생물학적 반응이 일어난다. 마지막으로, in vitro에서 상승효과를 가지는 것으로 나타나는 뼈 형태발생 단백질-4 플라스미드 또는 부갑상선 호르몬(아미노산 1-34) 단편을 인코드하는 두 가지 플라스미드 유전자 활성화된 매트릭스를 이식하면 단독으로 각각 이식하는 경우보다 더 빨리 새로운 뼈가 만들어진다. 이와 같은 연구에서 처음으로 뼈에 있는 복구 세포가 in vivo에서 유전적으로 조작될 수 있다는 것을 설명하였다. 복구 섬유아세포와 상처 치유 공정의 생물학에 대한 연구의 유용한 도구로 작용하면서 본 발명의 유전자 활성화된 매트릭스는 또한 광범위한 치료 활성을 가진다.A gene activated matrix containing mammalian expression plasmid DNA is implanted into a large fragment gap made in the adult male thigh. Transplanting a gene activated matrix comprising a beta-galactosidase or luciferase plasmid allows repair cells growing in the gap to express DNA and accept a functioning enzyme. In addition, implanting a gene activated matrix comprising a bone morphogenic protein-4 plasmid or a plasmid encoding parathyroid hormone (amino acids 1-34) results in a biological response in which new bone fills the gap. Finally, transplanting two plasmid gene-activated matrices encoding bone morphogenetic protein-4 plasmids or parathyroid hormone (amino acids 1-34) fragments that appear to have synergistic effects in vitro are more likely than single grafts alone. New bones are made faster. For the first time, these studies demonstrated that repair cells in bone can be genetically manipulated in vivo. While acting as a useful tool in the study of the biology of repair fibroblasts and the wound healing process, the genetically activated matrix of the present invention also has a wide range of therapeutic activities.

9.1. 재료와 방법.9.1. Materials and methods.

5㎜ 골 절개를 하기 위해, 전신 마취하에 일정한 자극을 주면서 직경이 1.2㎜인 4개 핀을 정상인 어른 Spargue-Dawley 쥐의 대퇴 횡돌기관절부에 고정시킨다. 나란히 핀을 배치하여 유도된 외과용 판은 형광사진으로 확인하였다(핀은 고정기의 모서리로부터 3.5㎜에 설정하고 2.5㎜떨어져 있다). 외부 고정기 판(30X10X5㎜)을 핀에 고정한다. 외부 고정판은 CNC 밀에 있는 알루미늄 합금으로 만들어 높은 내성을 가지도록 한다. 록 워셔와 나사 핀이 연결된 미리 만든 끈은 스테인레스 강으로 만든다. 모든 고정부는 와과술에 사용하기 전에 산화 에틸렌 기체로 멸균한다. 5㎜ 단편적 결함은 Hall Micro 100 oscillating saw (Zimmer Inc., Warsaw, IN)를 이용하여 축중앙에 만든다. 응혈된 혈액이 주변에 에워쌀 때까지 골 절개 갭에 콜라겐 스폰지를 배치시켜 유지시킨다; 예비 연구에서는 이와 같은 실험물이 골 절개부에 스폰지를 고정시키는 것으로 나타났다. 절개된 피부는 섬유로 덮는다. 고정기는 안정을 위해 제공되어 포유류 숙주의 보행 및 이동은 몇 주간 제한을 받지 않는다.For 5 mm bone incisions, four pins 1.2 mm in diameter are fixed to the femoral transverse tracheal joints of normal adult Spargue-Dawley rats with constant stimulation under general anesthesia. The surgical plate derived by placing the pins side by side was identified by fluorescence (the pins were set at 3.5 mm from the edge of the fixture and 2.5 mm apart). Secure the outer fixture plate (30X10X5mm) to the pin. The outer mounting plate is made of aluminum alloy in the CNC mill for high resistance. Pre-made straps with lock washers and threaded pins are made of stainless steel. All fixtures are sterilized with ethylene oxide gas prior to use in the surgery. 5 mm fractional defects are made at the center of the shaft using a Hall Micro 100 oscillating saw (Zimmer Inc., Warsaw, Ind.). Collagen sponge is placed and maintained in the bone incision gap until the clot is surrounded by blood; Preliminary studies have shown that such specimens anchor sponges to bone incisions. The incised skin is covered with fibers. The anchor is provided for stability so that the walking and movement of the mammalian host is not restricted for several weeks.

9.1.2. 면역조직학9.1.2. Immunohistochemistry

조직은 광현미경으로 준비하고 면역조직학은 (Wong et al., 1992, J. Biol. Chem. 267:5592-5598)에 상술한 것과 같다. 조직 부분은 시판하는 항-β-gal 항체(1:200 희석, 5 Prime → 3 Prime)으로 배양하고 그리고 시판되는 항-HA.11 폴리클론 항체(1:500 희석, BAbco)로 배양한다.Tissues were prepared by light microscopy and immunohistochemistry as described above (Wong et al., 1992, J. Biol. Chem. 267: 5592-5598). Tissue sections are incubated with a commercially available anti-β-gal antibody (1: 200 dilution, 5 Prime → 3 Prime) and incubated with a commercially available anti-HA.11 polyclonal antibody (1: 500 dilution, BAbco).

9.1.3. 루시페라제와 β-gal 효소 검사9.1.3. Luciferase and β-gal Enzyme Test

제조업자가 제공하는 프로토콜에 따라 루시페라제 검사 시스템(Promega)과 β-갈락토시다제 효소 검사 시스템(Promega)을 이용하여 루시페라제와 β-gal 활성을 측정한다.Luciferase and β-gal activity are measured using a luciferase assay system (Promega) and a β-galactosidase enzyme assay system (Promega) according to the manufacturer's protocol.

9.1.4. pGAM1 발현 플라스미드9.1.4. pGAM1 expression plasmid

pGAM1을 합체하기 위해, 키트 시약 및 프로토콜(Poly AT Tract mRNA Isolation System I, Promega)을 이용하여 13.5일 p.c. CD-1 쥐 배로부터 mRNA을 준비한다. mRNA를 이용하여 시판되는 시약으로 cDNA를 만들 수 있다(Reverse Transcriptase System, Promega). 다음과 같은 조건을 이용하여 PCR 반응으로 전체 길이의 쥐 BMP-4 cDNA 코딩 서열을 만들 수 있다; 94℃, 4분 1회; 94℃, 1분, 65℃, 1분, 72℃ 1분을 30회; 72℃ 8분을 1회. PCR 프라이머는 공지의 쥐 BMP-4 서열(GenBank)를 기초로한다; 상류 프라이머-5' CCATGATTCCTGGTAACCGAATGCTG 3'; 하류 프라이머-5' CTCAGCGGCATCCGCACCCCTC 3'. 아가로즈 겔 전기영동을 하여 예측된 크기(1.3kb)의 단일 PCR 생성물을 정제해낸다. BMP-4 삽입물의 5 ' 단부는 HA-에피토프를 인코드하는 27개 뉴클레오티드 서열을 추가하여 추가 변형시킨 다음(PCR), BMP-4 삽입물은 pcDNA3 발현 벡터(InVitrogen)에 클론시킨다. 플라스미드 댜를 준비하고 서열화하여(양쪽 가닥 모두) BMP-4 삽입물의 방향 및 삽입을 보장한다.To incorporate pGAM1, 13.5 days p.c. using kit reagents and protocol (Poly AT Tract mRNA Isolation System I, Promega). Prepare mRNA from CD-1 rat embryos. cDNA can be made from commercially available reagents using mRNA (Reverse Transcriptase System, Promega). Full-length murine BMP-4 cDNA coding sequence can be generated by PCR reaction using the following conditions; 94 ° C., once every 4 minutes; 30 times of 94 degreeC, 1 minute, 65 degreeC, 1 minute, 72 degreeC 1 minute; Once at 72 ° C. for 8 minutes. PCR primers are based on the known murine BMP-4 sequence (GenBank); Upstream primer-5 ′ CCATGATTCCTGGTAACCGAATGCTG 3 ′; Downstream primer-5 ′ CTCAGCGGCATCCGCACCCCTC 3 ′. Agarose gel electrophoresis is used to purify a single PCR product of expected size (1.3 kb). The 5 'end of the BMP-4 insert is further modified by adding 27 nucleotide sequences encoding the HA-epitope (PCR), and the BMP-4 insert is cloned into the pcDNA3 expression vector (InVitrogen). Plasmid VII is prepared and sequenced (both strands) to ensure orientation and insertion of the BMP-4 insert.

제조업자가 제공하는 프로토콜에 따라 in vitro 전사 및 해독 키트를 이용하여(TNT T7 결합된 Reticulocyte Lysate System, Promega) pGAM1 플라스미드를 발현시킨다. 단백질 방사능라벨링, 면역침전, 샘플 준비 및 SDS-PAGE, 자가방사능사진, 순간적인 형질감염 및 웨스턴 분석은 Yin et al., 1995, J. Biol. Chem. 270:10147-10160에 상술된 것과 같이 실행한다.The pGAM1 plasmid is expressed using an in vitro transcription and translation kit (TNT T7 bound Reticulocyte Lysate System, Promega) according to the manufacturer's protocol. Protein radiolabeling, immunoprecipitation, sample preparation and SDS-PAGE, autoradiographs, transient transfections and Western analysis are described in Yin et al., 1995, J. Biol. Chem. 270: 10147-10160, as described above.

9.1.5. pGAM2 발현 플라스미드9.1.5. pGAM2 expression plasmid

PCR을 이용하여 아미노산 preprol-34를 인코드하는 사람 부갑상성 호르몬 cDNA 단편을 만든다. PCR 프라이머는 공지의 사람 PTH 서열 (GenBank): 상류 프라이머-5' GCGGATCCGCGATGATACCTGCAAAAGACATG 3'; 하류 프라이머-5' GCGGATCCGCGTCAAAAATTGTGCACATCC 3'에 기초한다. 이와 같은 한쌍의 프라이머에는 PCR 단편의 양단에 BamHI 부위를 만든다. 단편은 BamHI으로 절단하고 PLJ 레트로바이러스 벡터의 BamHI 클로닝 부위로 결찰시킨다(Wilson et al., 1992, Endocrinol. 130:2947-2954). 코딩 방향으로 삽입된 클론을 분리하고 DNA 서열 분석을 통하여 특징을 조사한다.PCR is used to make human parathyroid hormone cDNA fragments encoding amino acid preprol-34. PCR primers are known human PTH sequence (GenBank): upstream primer-5 'GCGGATCCGCGATGATACCTGCAAAAGACATG 3'; Downstream primer-5 'GCGGATCCGCGTCAAAAATTGTGCACATCC 3'. In such a pair of primers, BamHI sites are made at both ends of the PCR fragment. The fragment is cleaved with BamHI and ligated into the BamHI cloning site of the PLJ retroviral vector (Wilson et al., 1992, Endocrinol. 130: 2947-2954). Inserted clones in the coding direction are isolated and characterized by DNA sequencing.

레트로바이러스 원액을 만들기 위해, 인산칼슘 방법을 이용하여 재조합 벡터 DNA 10㎍을 φCRIP 패키지 세포 주(Wilson, J.M., et al., 1992, Endocrinology 130:2947-2954)에 형질 감염시켰다. 하룻밤동안 배양시킨 후에, 레트로바이러스 입자를 포함하는 10% 태아 송아지 혈청, 페니실린(100U/㎖), 스트렙토마이신(100㎎/㎖)(모든 시약은 Gibco-BRL Life Technologies, Inc의 것을 이용함)이 보충된 배양 배지(Dulbecco's Modified Eagle's Medium)를 수득하여 배양된 Rat-1 세포에 이용한다. 성공적으로 형질 도입된 Rat-1 세포의 개별 클론은 표준 삽입 및 선별 과정에 따라 수득한다. 간략하면, 배양된 Rat-1 세포는 합류하도록 생장시키고, 1:10으로 하여 G418에서 선별한다(1㎎/㎖.Gibco-BRL Life Technologies, Inc). 일부 경우에 항생제 저항성이 있는 콜로니는 단일 배양물에 모은다. 다른 경우에는 저항성 세포의 단일 콜로니를 유지시킨다. 유사한 방법을 이용하여, 박테리아성 β-gal 효소를 인코드하는 BAGT 레트로바이러스로 형질도입된 RAT-1 세포의 콜로니를 만든다.To make retroviral stocks, 10 μg of recombinant vector DNA was transfected into the φCRIP package cell line (Wilson, J.M., et al., 1992, Endocrinology 130: 2947-2954) using the calcium phosphate method. After overnight incubation, supplemented with 10% fetal calf serum, penicillin (100 U / ml), streptomycin (100 mg / ml) containing retroviral particles (all reagents are from Gibco-BRL Life Technologies, Inc.) Cultured medium (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) is obtained and used for cultured Rat-1 cells. Individual clones of successfully transfected Rat-1 cells are obtained following standard insertion and selection procedures. Briefly, cultured Rat-1 cells are grown to join and selected at G418 at 1:10 (1 mg / ml. Gibco-BRL Life Technologies, Inc.). In some cases antibiotic resistant colonies are collected in a single culture. In other cases, a single colony of resistant cells is maintained. Similar methods are used to make colonies of RAT-1 cells transduced with BAGT retroviruses encoding bacterial β-gal enzymes.

시판되는 방사능면역검사 키트(INS-PTH Nichols)를 이용하여 제조업자가 제공하는 프로토콜에 따라 세포 배양 배지에 hPTH1-34 농도를 측정한다. pGAM2에의해 인코드되는 펩티드의 생물학적 활성은 McCauley, et al., 1994, Mol. Cell. Endocrinol. 101: 331-336에서 상술하는 것과 같이 평가한다.Using a commercially available radioimmunoassay kit (INS-PTH Nichols), the concentration of hPTH1-34 is measured in the cell culture medium according to the protocol provided by the manufacturer. The biological activity of peptides encoded by pGAM2 is described by McCauley, et al., 1994, Mol. Cell. Endocrinol. 101: Evaluate as described above in 331-336.

9.1.6. 유전자 활성화된 콜라겐 스폰지의 준비9.1.6. Preparation of Gene Activated Collagen Sponges

각 골 절개 갭에서 냉동 건조된 소 기관 콜라겐(10㎎, Sigma)는 0.5-1.0㎎ 플라스미드 DNA 멸균 용액에 완전히 적시고 이식하기 전에 4℃에서 1-16시간동안 배양한다.Freeze-dried bovine organ collagen (10 mg, Sigma) in each bone incision gap is completely soaked in 0.5-1.0 mg plasmid DNA sterile solution and incubated for 1-16 hours at 4 ° C. prior to transplantation.

9.1.7. 방사능사진9.1.7. Radioactivity

이동식 X-선 unit를 이용하여 포유류 숙주를 깨운 상태에서 매주 평면 필름 방사능사진을 찍는다(후방에서-전방 방향으로). 노출은 57kV, 15ma에서 1/10초간 한다.A weekly planar film radiograph is taken with the mobile X-ray unit awake from the mammalian host (backward-forward direction). Exposure is 1 / 10th of a second at 57kV, 15ma.

9.2. 결과9.2. result

9.2.1. 골 절개 모델9.2.1. Bone incision model

우리가 이용한 시스템은 성인 쥐 대퇴의 중앙 축에 5㎜ 골 절개를 한 것이다. 쥐에서 골 절개 갭은 외과술 후 9주 후에 복구가 완료되는데 복구는 갭의 크기에 따라 달라진다; 2㎜ 갭은 뼈 접합에의해 치유되니 5㎜ 갭은 섬유 유착결여에 의해 치유된다(Rouleau, J.P., et al., Trans. Ortho. Res. Soc. 20:). 외과술후 최고 13주 동안 유지된 조절된 포유류 숙주에서 5㎜ 갭이 섬유성 유착결여에 의해 일반적으로 치유된다는 것을 확인하였다. 매주 평면 필름 방사능사진과 조직 검사(도 1a-d)에서는 5㎜ 골 절개(n=3), 5㎜ 골 절개와 콜라겐 스폰지(n=10) 또는 5㎜ 골 절개와 표식 유전자만 있는 플라스미드 DNA를 포함하는 콜라겐 스폰지(n=23)를 수용한 포유류에서는 뼈가 형성되지 않는 것을 말한다. 모든 36개 기준 갭은 섬유성 조직의 침착에의해 치료되었다. 기준 대퇴부는 새로운 골막 뼈가 형성되는 것을 나타낸다(핀이 위치한 것과 혼합됨). 갭 조직에서 일시적인 염증 반응(임파세포 및 대식세포) 또한 외과술 후에 관찰되었다.The system we used is a 5 mm bone incision in the central axis of the adult rat femur. In rats, the bone incision gap completes recovery 9 weeks after surgery, which depends on the size of the gap; The 2 mm gap is healed by bone bonding and the 5 mm gap is healed by lack of fiber adhesion (Rouleau, J. P., et al., Trans. Ortho. Res. Soc. 20 :). In controlled mammalian hosts maintained for up to 13 weeks after surgery, it was confirmed that the 5 mm gap is generally cured by the lack of fibrous adhesions. Weekly flat film radiographs and histological examinations (FIGS. 1A-D) showed plasmid DNA containing only 5 mm bone incisions (n = 3), 5 mm bone incisions and collagen sponges (n = 10) or 5 mm bone incisions and marker genes. In mammals containing the collagen sponge (n = 23) containing the bone is not formed. All 36 baseline gaps were treated by deposition of fibrous tissue. The reference thigh indicates the formation of new periosteal bone (mixed with where the pin is located). Transient inflammatory responses (lymphocytes and macrophages) in gap tissues were also observed after surgery.

9.2.2. 표식 유전자 연구9.2.2. Marker Gene Research

미리 실행한 연구에서, lacZ와 β-gal 발현 플라스미드 DNA는 in vivo에서 성공적으로 전달되었다. 목적은 유전자 활성화된 매트릭스 준비 과정 프로토콜과 시술후의 시간별 반응을 표준화시키는 것이다. GAM을 인코드하는 루시페라제를 한 마리 쥐의 골절개 갭에 위치시키고 β-gal을 인코드하는 유전자 활성화된 매트릭스는 두 번째 동물의 갭에 위치시킨다. 3주후에, 주변 뼈, 연골 및 골격 근육을 조심스레 절단 후에 갭 균질물(입상 조직으로 구성된)을 준비한다. 각 균질물에 대해 기질 이용 검사를 이용하여 효소 발현을 평가한다. 각 균질물 샘플에서 예상한 효소 활성은 감지한다. 조건(DNA 양, 단백질 발현을 검사하는 시간등)을 다양하게 한 다른 실험에서 양성 결과를 얻는다.In a preliminary study, lacZ and β-gal expressing plasmid DNA were successfully delivered in vivo. The goal is to standardize the gene activated matrix preparation protocol and the hourly response after the procedure. Luciferase encoding GAM is placed in the fracture gap of one rat and a gene activated matrix encoding β-gal is placed in the gap of the second animal. After 3 weeks, the gap homogenate (consisting of granular tissue) is prepared after careful cutting of the surrounding bone, cartilage and skeletal muscle. For each homogenate, enzyme expression is assessed using the substrate utilization test. The expected enzyme activity in each homogenate sample is detected. Positive results are obtained in different experiments varying the conditions (DNA amount, time to examine protein expression, etc.).

9.2.3. BMP-4 유전자 전달9.2.3. BMP-4 gene delivery

매트릭스로부터 플라스미드 DNA을 수용한 후에 갭 세포가 기능을 가지는 효소를 발현한다는 설명을 하면서 우리는 뼈 재생을 조절하는데에도 유전자 전달을 이용할 수 있는 지에 의문을 가졌다. 골절 복구 동안에 조상 세포에 의해 정상적으로 발현되는 골질 유도인자인 BMP-4를 과발현시켰다. PCR을 이용하여 전체 길이의 쥐 BMP-4 cDNA를 만들고 pcDNA3(Invitrogen) 진핵 발현 벡터(도 2)로 서브클론시킨다. 재조합 단백질만을 특이적으로 감지하기 위해, BMP-4 코딩 서열의 3 '단부에 헤마글루티닌(HA) 에피토프를 첨가하여 변형시킨다. in vitro 전자 및 해독 프로토콜을 이용하여 이 구조체(pGAM1)로부터 재조합 BMP-4를 발현시켰다. 면역침전 연구는 항-HA 다클론 항체가 인지하는 HA 에피토프를 인지하도록한다. pGAM1 플라스미드 DNA를 배양된 293T 세포에 일시적으로 형질 도입시킨 후에 재조합 BMP-4를 생합성하였다. 면역침전에 의해 설명되는 것과 같이, BMP-4 분자는 동종이량체로 합체되고, 분비되어 예상된 것과 같이 처리된다. 이와 같은 결과는 항-HA 다클론성 항체가 HA-에피토프를 인지한다는 것을 정립시켰다.Explaining that gap cells express functional enzymes after receiving plasmid DNA from the matrix, we questioned whether gene delivery could also be used to regulate bone regeneration. During fracture repair, BMP-4, an osteoinductive factor normally expressed by progenitor cells, was overexpressed. Full length murine BMP-4 cDNA was generated using PCR and subcloned with pcDNA3 (Invitrogen) eukaryotic expression vector (FIG. 2). To specifically detect only recombinant proteins, modifications are made by adding a hemagglutinin (HA) epitope at the 3 'end of the BMP-4 coding sequence. Recombinant BMP-4 was expressed from this construct (pGAM1) using in vitro electronic and translation protocols. Immunoprecipitation studies allow the recognition of HA epitopes recognized by anti-HA polyclonal antibodies. pGAM1 plasmid DNA was transiently transduced into cultured 293T cells followed by biosynthesis of recombinant BMP-4. As explained by immunoprecipitation, BMP-4 molecules are coalesced into homodimers, secreted and processed as expected. These results established that anti-HA polyclonal antibodies recognize HA-epitopes.

pGAM1 DNA를 포함하는 콜라겐 스폰지는 4-24주간 유지시킨 아홉 마리 성인 쥐의 갭에 위치시킨다. 외과술후 4주뒤에 한 마리 포유류 숙주를 죽여서 항-HA 항체를 이용한 면역조직 연구를 통하여 갭에 있는 복구 섬유아세포가 pGAM1을 발현시켰다는 것을 알 수 있다. 이것은 13개 기준 포유류 숙주로부터 취한 갭 조직의 염구에서 양성 착색된 것이 없기 때문에 상당히 중요하다. 외과술 부분의 가장자리에서 기인한 새로운 뼈의 현미경 병소 또는 4주 견본에서 관찰할 수 있다. 자가유도에의해 뼈 형성을 설명하는 것과 일치하게(Urist, 1965, Science 150:893-899), 이와 같은 초점은 큰 투자골 성골세포에 의해 부상되고 다기능 스핀들 섬유아세포와 모세혈관으로 구성된 세포 결합조직에 의해 지지되는 골 판으로 구성된다. 외과술 후 5-12주후에 희생시킨 7마리 포유류 숙주에서는 면역조직에의해 전이유전자에의해 인코드된 BMP-4가 감지되지는 않았으나 방사능사진상으로 새로운 뼈의 양이 일정하게 증가되었다(도 3a). 골 절개 갭을 가로질러 외과적 가장자리로부터 연장되는 새로운 뼈의 연결은 9주 정도에 관찰되었다. 9번째 포유류 숙부는 외과술 후 24시간동안 합병증이 없이 생존하였다. 충분한 양의 새로운 뼈가 18주경에 형성되어 외부 고정기를 제거할 수 있고 추가 6주간 포유류 숙주는 보행을 잘 할 수 있었다(도 3a). 죽을 때 갭은 활동적으로 재구성을 하는 새로운 뼈로 채워지고 단 갭의 단부 가장자리 부근에 있는 방사능에 의해 반짝이는 박판 스트립은 예외이다. 고정이 없이 포유류 숙주가 성공적으로 보행한다면 이와 같은 스트립은 부분적으로 미네랄처리된 것으로 보인다. 생물역학적인 가설 테스트와 일치하는데(Frankenburg et al., 1994, Trans. Ortho. Res. Soc. 19:513)이는 치료된 갭은 동일한 포유류 숙주의 움직이지 않는 관절과 같은 동일한 역학 강도를 가진다는 것을 설명한다(6.3% 차이, 최대 토오크 테스트). 아홉 가지 경우에 반대쪽에서 일어나는 방사선 외양은 변화되지 않았고 이는 유전자 전달과 BMP-4 과발현의 영향은 골절개 갭에 한 정된다는 것을 말한다.Collagen sponges containing pGAM1 DNA were placed in the gaps of nine adult mice maintained for 4-24 weeks. Four weeks after surgery, one mammalian host was killed and immunohistochemistry using anti-HA antibodies showed that repair fibroblasts in the gap expressed pGAM1. This is significant because there is no positive staining in the gap tissue of the gap tissue taken from 13 reference mammalian hosts. It can be observed in microscopic lesions or 4-week specimens of new bone resulting from the edge of the surgical part. Consistent with the description of bone formation by autoinduction (Urist, 1965, Science 150: 893-899), this focus is on cellular connective tissue, which is injured by large scleroblasts and composed of multifunctional spindle fibroblasts and capillaries. It consists of a corrugated plate supported by. In 7 mammalian hosts sacrificed 5-12 weeks after surgery, BMP-4 encoded by the transgene was not detected by the immune tissues, but the amount of new bones was constantly increased on radiographs (FIG. 3A). . New bone connections extending from the surgical edge across the bone incision gap were observed at around 9 weeks. The ninth mammal uncle survived without complications for 24 hours after surgery. Sufficient amount of new bone was formed around 18 weeks to remove external fixation and for an additional six weeks the mammalian host was able to walk well (FIG. 3A). The exception is when the die is filled with fresh bone that is actively reconstituted, and the thin strip is shiny by radiation near the end edge of the gap. If the mammalian host successfully walks without immobilization, such a strip appears to be partially mineralized. Consistent with the biomechanical hypothesis test (Frankenburg et al., 1994, Trans. Ortho. Res. Soc. 19: 513), indicating that the treated gap has the same dynamic strength as the immobile joints of the same mammalian host. Explain (6.3% difference, maximum torque test). In nine cases, the appearance of radiation on the opposite side did not change, indicating that the effects of gene transfer and BMP-4 overexpression are limited to the fracture gap.

9.2.4. 플라스미드 칵테일(BMP-4 + PTH1-34)의 전달 및 발현9.2.4. Delivery and Expression of Plasmid Cocktail (BMP-4 + PTH1-34)

정상적인 뼈 생성은 조절된 서열에서 다중 인자에 의해 조절을 받고, 따라서 몇 가지 동화인자들의 발현이 한 가지 인자가 발현할 때 보다 뼈 생성을 자극하는지에 대해 의문을 가졌다. 이와 같은 가설을 증명하기 위해, BMP-4와 부갑상선 호르몬(PTH)의 펩티드을 함께 인코드하는 두 개-플라스미드 GAM을 전달하기로 하였다. PTH는 부갑상선 호르몬(PTH)은 혈장 및 세포외 액체 Ca2+ 농축을 일으키는 84개 아미노산으로된 호르몬이다. 골격 조직에서, 생물학적 활성에 구조적으로 요구되는(aa 1-34)를 가지는 PTH 단편을 간헐적으로 투여하면 실제 동화작용 효과를 가지는데; 다수의 in vivo 및 in vitro 연구에서는 PTH1-34를 동물(쥐를 포함)에 투여하게 되면 파골세포에 저해효과와 골질생성 세포에 자극 효과가 복합되어 결합안된 다량의 골 형성을 하게 된다(Dempster, D.W., et al., 1993, Endocrine Rev. 14, 690-709). PTH1-34 펩티드는 BMP-4와 상승효과를 가지도록 상호작용을 하는 것으로 알려져 있는데 이로써 in vitro에서 성골세포 분화에 있어서 기능을 가지는 세포 표면 PTH 수용체의 발현을 상향조절한다(Ahrens, M., et al., 1993, J. Bone Min. Res. 12, 871-880).Normal bone formation is regulated by multiple factors in the regulated sequence, and therefore the question is whether the expression of several assimilation factors stimulates bone production than when one factor is expressed. To prove this hypothesis, we decided to deliver two plasmid GAMs that encode peptides of BMP-4 and parathyroid hormone (PTH) together. PTH, parathyroid hormone (PTH) is a hormone of 84 amino acids that causes plasma and extracellular liquid Ca 2+ enrichment. In skeletal tissues, intermittent administration of PTH fragments structurally required for biological activity (aa 1-34) has a real anabolic effect; In many in vivo and in vitro studies, administration of PTH1-34 to animals (including rats) results in a combination of inhibitory effects on osteoclasts and stimulation effects on osteogenic cells, resulting in large amounts of unbound bone formation (Dempster, DW, et al., 1993, Endocrine Rev. 14, 690-709). PTH1-34 peptides are known to interact synergistically with BMP-4, thereby up-regulating the expression of cell surface PTH receptors that function in osteoblast differentiation in vitro (Ahrens, M., et. al., 1993, J. Bone Min.Res. 12, 871-880.

사람 PTH1-34를 인코드하는 cDNA 단편은 PCR을 이용하여 만든다. 이의 생물학적 활성을 알아보기 위해. 단편은 PLJ 레트로바이러스 벡터에 서브클로닝하여(Wilson et al., 1992, Endocrin, 130:2947-2954), pGAM2 발현 플라스미드를 만든다(도 4a). 복제 결함이 있는 제조합 레트로바이러스를 준비하고 배양물에 있는 Rat-I 세포에 제공한다. 형질도입된 Rat-I 세포의 독립 클론을 수득하고, 서던 및 노던 분석을 통하여 레트로바이러스 DNA가 안정적으로 삽입되어 발현되었는지를 안다. 방사능면역검사를 이용하여 개별 클론의 조건화 배지에서 사람 PTH1-34의 농도를 확인한다. ROS 17/2.8 세포는 PTH 세포 표면 수용체를 보유하는데 이는 G 단백질 결합된 수용체 슈퍼패밀리에 속한다(Dempster et al., 1993, Endocrin. Rev. 14:690-709). 안정적으로 형질도입된 세포주에서 수득한 조건화 배지 약간으로 ROS 17/2.8 세포를 배양하면 기준과 비교할 때 CAMP 반응이 2.7배 증가되었고 그 결과는 분비된 PTH1-34 펩티드가 생물학적으로 활성이 있다는 것을 나타낸다.CDNA fragments encoding human PTH1-34 are made using PCR. To find out its biological activity. Fragments were subcloned into PLJ retroviral vectors (Wilson et al., 1992, Endocrin, 130: 2947-2954) to create pGAM2 expression plasmids (FIG. 4A). Prepared retroviruses with replication defects are prepared and given to Rat-I cells in culture. Independent clones of the transduced Rat-I cells were obtained, and Southern and Northern analyzes were used to determine whether retroviral DNA was stably inserted and expressed. Radioimmunoassays are used to determine the concentration of human PTH1-34 in the conditioned medium of individual clones. ROS 17 / 2.8 cells possess a PTH cell surface receptor, which belongs to the G protein bound receptor superfamily (Dempster et al., 1993, Endocrin. Rev. 14: 690-709). Incubation of ROS 17 / 2.8 cells with conditioned medium obtained from stably transduced cell lines resulted in a 2.7-fold increase in CAMP response compared to baseline, indicating that the secreted PTH1-34 peptide is biologically active.

뼈를 자극하는 pGAM2 플라스미드 DNA를 포함하는 GAMs와 BMP-4와 PTH1-34 발현 플라스미드 DNA를 포함하는 GAMs를 함께 추가로 세 마리 포유류 숙주의 골 절개 갭에 이식하였다. 세 마리 모두(한 마리 숙주는 조직학을 연구하기 위해 이때 죽임)에서 4주경에 연결이 나타났고, 나머지 포유류 숙주에서 이식 12주후에 충분한 양의 새로운 뼈가 형성되어 외부 고정기를 제거할 수 있다(도 5). 두 마리 포유류 숙주 모두 이식후 15 내지 26주경에 각각 보행을 잘 할 수 있었다. 평면 필름 방사능사진에 근거하면, 유전자 전달 및 과발현의 효과는 골 절개 갭에만 한정되어 나타나는 것을 알 수 있다.GAMs containing bone stimulating pGAM2 plasmid DNA and GAMs containing BMP-4 and PTH1-34 expressing plasmid DNA were transplanted together into a bone incision gap of three mammalian hosts. All three (one host killed at this time to study histology) had a linkage around 4 weeks, and in the remaining mammalian hosts a sufficient amount of new bone formed 12 weeks after transplantation to remove external anchorage (Fig. 5). Both mammalian hosts were able to walk well 15 to 26 weeks after transplantation, respectively. Based on planar film radiographs, it can be seen that the effects of gene transfer and overexpression are limited to bone incision gaps.

콜라겐 스폰지를 이용한 연속적인 연구에서 플라스미드 DNA는 폴리라틱-폴리글리콜 입자로된 블록 혼성중합체 준비물에 포집시킨 후에 지속적인 방식으로 세포에 전달됨을 알 수 있다. 이 결과로 배양된 세포는 폴리라틱-폴리글리콜 입자로부터 방출되는 플라스미드 DNA에 의해 형질감염된다는 것을 설명할 수 있다. 또한 결과로부터 in vivo에서 복구 섬유아세포(쥐 골 절개 모델)는 폴리라틱-폴리글리콜 입자로된 블록 혼성중합체 준비물로부터 방출되는 플라스미드 DNA를 수용하고 발현시킬 수 있다는 것을 말한다. 도 7에서는 in vivo에서 복구 섬유아세포(쥐 골 절개 모델)는 폴리라틱-폴리글리콜 입자로된 블록 혼성중합체 준비물로부터 방출되는 pGAM2 플라스미드 DNA를 수용하고 발현시킬 수 있다는 것을 말한다. 도 7에서 볼 수 있는 것과 같이, 플라스미드에 인코드된 PTH1-34의 발현은 골 절개 갭에 있는 상당한 새로운 뼈 생성과 연관이 있다.Subsequent studies with collagen sponges show that the plasmid DNA is delivered to the cells in a sustained manner after being captured in a block interpolymer preparation of polytic-polyglycol particles. It can be explained that the cultured cells are transfected with plasmid DNA released from polyratic-polyglycol particles. The results also indicate that in vivo repair fibroblasts (rat bone incision model) are capable of receiving and expressing plasmid DNA released from a block interpolymer preparation of polyratic-polyglycol particles. In FIG. 7 it is shown that repair fibroblasts (rat bone incision model) in vivo are capable of receiving and expressing pGAM2 plasmid DNA released from a block interpolymer preparation of polyratic-polyglycol particles. As can be seen in Figure 7, expression of PTH1-34 encoded in the plasmid is associated with significant new bone production in the bone incision gap.

이와 함께, 본 연구에서는 유전자 활성화된 매트릭스 기술은 성공을 위해 콜라겐성 매트릭스에 따라 달라지지는 않음을 나타낸다. 따라서, 이 기술은 생물학적 매트릭스 및 합성 매트릭스와 복합하여 할 수 있다는 것을 포함한다.Together, this study indicates that genetically activated matrix technology does not depend on collagen matrix for success. Thus, this technique includes that it can be combined with biological matrices and synthetic matrices.

10. 실시예 : in vivo에서 건과 십자 인대를 생성시키기 위한 유전자의 전달10. Example: Delivery of genes for generating tendons and cruciate ligaments in vivo

손상된 조직의 물리적인 능력을 강화시키기 위해 아킬레스 건과 인대(어깨와 무릎)를 복구하는 동안 반흔 형성을 임시 자극시킬 필요가 있다. 실험 모델로 아킬레스 건에 부분적인 결함을 만들고, 건 이식물/분자 전달 물질로는 소장 부점막 또는 SIS를 이용한다. 본 실시예에서 SIS 이식물을 이용하여 재생하는 건 조직으로 표식 유전자 구조물의 수송 및 발현을 설명한다.Temporary stimulation of scar formation during repair of the Achilles tendon and ligaments (shoulder and knee) is needed to strengthen the physical capacity of the damaged tissue. Experimental models make partial defects in the Achilles tendon, and small intestinal mucosa or SIS is used as the gun implant / molecular delivery material. In this Example, the regeneration using SIS implants illustrates the transport and expression of marker gene constructs into the dry tissue.

10.1 재료 및 방법10.1 Materials and Methods

아킬레스 건에 부분적인 결함을 만들고 SIS 준비물을 건 이식/분자 수송 시스템으로 이용하였다. 플라스미드(pSVogal, Promega) 원액 용액은 표준 방법에 준하여 준비한다(Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press). SIS 이식 물질은 어른 돼지의 공장 단편으로부터 준비한다(Badylak et al., 1989, J. Surg. Res. 47:74-80). 수득 시에 중간 조직을 제거하고 단편을 뒤집어 기계적인 마찰 기술을 이용하여 점막 및 상피 부점막을 제거한다. 단편을 원래 방향으로 되돌리고 희석 과아세트산으로 멸균 처리하고 사용할 때까지 4℃에 저장한다.Partial defects were made in the Achilles tendon and the SIS preparation was used as a gun transplant / molecular transport system. Plasmid (pSVogal, Promega) stock solutions are prepared according to standard methods (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press). SIS implant material is prepared from factory fragments of adult pigs (Badylak et al., 1989, J. Surg. Res. 47: 74-80). Intermediate tissue is removed and the fragments are inverted upon removal to remove mucosa and epithelial mucosa using mechanical friction techniques. The fragments are returned to their original orientation and sterilized with dilute peracetic acid and stored at 4 ° C. until use.

잡종 연구(모든 연구)를 마취시키고, 관을 삽입하여, 가열 패트상에서 우측면 횡으로 눕혀두고 흡입에 의한 마취상태를 유지한다. 근육과 근 접점부에서 측근막까지 측면 절개를 이용하여 아킬레스 건을 노출시킨다. 건의 중앙 부분을 SIS 이중 두께 시트로 싸고 양단은 봉하고 1.5㎝ 건 단편은 이식 물질의 측면 구멍을 통하여 빼낸 후 이식물과 외과부위를 봉한다. 다리는 6주간 고정시키고 6주후에 자유롭게 사용한다. 이식 조직은 하기에서 지시한 시간대별로 수득하고 Bouins 용액에 고정시켜 파라핀에 묻는다. 조직 일부분(8㎛)을 잘라내어 면역조직검사에 이용한다.Hybrid studies (all studies) are anesthetized, tubes are inserted, lying on the right side horizontally on a heating pad and maintained anesthesia by inhalation. Achilles tendon is exposed using a lateral incision from the muscle and muscle contacts to the fascia. The central part of the gun is wrapped in a SIS double-thick sheet, sealed at both ends, and 1.5 cm of the gun piece is pulled out through the lateral openings of the graft material and then sealed the implant and surgical site. Legs should be fixed for 6 weeks and used freely after 6 weeks. The transplanted tissue is obtained at the time points indicated below and fixed in Bouins solution and buried in paraffin. A portion of the tissue (8 μm) is cut out and used for immunohistochemistry.

10.2 결과10.2 Results

초기 연구에서, 수술 후 6개월까지 잡종 개에 부분적인 결함을 만든 후 SIS 재료(SIS-단독 이식편)을 이식하면 아킬레스 건의 재생을 촉진하였다. 재건과정에는 과립 조직의 신속한 형성 및 이식편의 분해가 관련한다. 반흔 조직은 형성되지 않았고, 면역-중개된 거부 반응도 나타나지 않았다.In early studies, partial defects in mongrel dogs up to 6 months after surgery, followed by implantation of SIS material (SIS-only graft), promoted Achilles tendon regeneration. The reconstruction process involves the rapid formation of granular tissue and the degradation of the graft. No scar tissue was formed and no immune-mediated rejection was seen.

두 번째 연구에서, SIS는 플라스미드 DNA 용액(SIS+플라스미드 이식편)에 담구고, 정상 잡종 개에 아킬레스 건(n=2) 또는 십자 인대 이식편(n=2)으로 이식하였다. β-갈락토시다제 활성을 작동시키기 위해 원숭이 바이러스 40 조절 서열을 이용하는 pSVβgal 플라스미드는 4/4 포유류 숙주에서 특정 항체를 이용하여 면역조직학적으로 감지할 수 있다. 이들 포유류의 조절 안한 아킬레스,건, 십자 인대에서는 β-gal활성이 나타나지 않는 것을 네가티브 기준으로 한다. 따라서 SIS는 건과 인대에서 새로운 건 세포에의해 플라스미드 DNA를 수용하고 발현시키는 것으로 나타났다.In a second study, SIS was immersed in plasmid DNA solution (SIS + plasmid graft) and implanted into Achilles tendon (n = 2) or cruciate ligament graft (n = 2) in normal hybrid dogs. pSVβgal plasmids using monkey virus 40 regulatory sequences to drive β-galactosidase activity can be immunohistochemically detected using specific antibodies in 4/4 mammalian hosts. The negative criterion is that β-gal activity does not appear in uncontrolled Achilles, tendon and cruciate ligaments of these mammals. Thus, SIS has been shown to receive and express plasmid DNA by new tendon cells in tendons and ligaments.

세 번째 연구는 시간대 별로 β-gal 전이유전자의 발현을 측정하는 것이다. SIS+플라스미드 이식편을 3, 6, 9, 12주(n=시간별 개의 수)로 이식하여 면역조직학으로 전이유전자 발현을 검사하였다. Bounis에 고정되고 파라핀에 묻은 조직을 십자(8㎛)로 잘라내어 Probeon Plus 슬아이드(Fisher)에 얹는다. Histonstain-SP 키트(Zymed)에서 제공하는 프로토콜에 따라 면역조직화학검사를 실행하였다. 간략하면, 특징을 잘 아는 항-β-갈락토시다제 항체(12:00 dilution, 5 Prime → 3 Prime)로 슬라이드를 배양한 다음, PBS에서 세척하고, 바이오티닐화된 제 2 항체로 배양하고, 세척하고, 효소 공액된 기질-크로모겐 혼합물로 착색하고 그 다음 헤마토실린과 에오신으로 반대 착색시킨다.The third study measures the expression of β-gal transgenes over time. Transgenic gene expression was examined by immunohistochemistry by implanting SIS + plasmid grafts at 3, 6, 9, and 12 weeks (n = number of dogs per hour). The tissue fixed in Bounis and paraffin-embedded is cut crosswise (8 μm) and placed on a Probeon Plus Fisher. Immunohistochemistry was performed according to the protocol provided by Histonstain-SP kit (Zymed). Briefly, slides were incubated with well-characterized anti-β-galactosidase antibody (12:00 dilution, 5 Prime → 3 Prime), washed in PBS, incubated with a second biotinylated antibody , Washed, stained with the enzyme conjugated substrate-chromogen mixture and then counterstained with hematocillin and eosin.

SIS+ 플라스미드 이식편(8/8 포유류 숙주)을 수용한 건에서 박테리아성 β-gal 활성을 감지한다. 상당한 양은 아니지만 9-12주경에 전이유전자 발현이 나타났다. 박테리아성 β-gal 유전자 발현은 SIS-이식편만을 수용한 35마리 포유류 숙주에서는 감지되지 않았다.Bacteria receiving SIS + plasmid grafts (8/8 mammalian hosts) detect bacterial β-gal activity. Transgene expression occurred around 9-12 weeks, although not in significant amounts. Bacterial β-gal gene expression was not detected in 35 mammalian hosts that received only SIS-grafts.

11. 실시예 : in vivo에서 재생하는 뼈에 아데노바이러스에 의한 유전자 전달11.Examples: Gene Delivery by Adenoviruses to Regenerating Bone in Vivo

재생하는 조직으로 in vivo 유전자를 전달하는 또 다른 방법은 아데노바이러스-중개된 전달 방법을 이용하는 것이다. 쥐 골 절개 모델에서 뼈 복구 세포로 표식 유전자 구조체의 아데노바이러스 유전자 전달을 성공하였다.Another method of delivering in vivo genes to regenerative tissue is to use adenovirus-mediated delivery methods. Successful delivery of adenovirus genes from the marker gene construct to the bone repair cells in the rat bone incision model.

11.1 재료 및 방법11.1 Materials and Methods

아데노바이러스 벡터 pAd. CAMlacZ는 허용 세포에서 복제할 수 있는 복제-결함성 아데노바이러스 벡터의 예이다(Stratford-Perricaudet et al., 1992, J. Clin. Invest. 90:626-630). 이와 같은 특정 벡터에서, 사이토메갈로바이러스(CMV)의 초기 인헨서/프로모터를 이용하여 리포터 유전자의 하류에 클론된 SV40 폴리아데닐화 반응 서열과 lacZ를 전사시킨다(Davidson et al., 1993, Nature Genetics 3:219-223).Adenovirus vector pAd. CAMlacZ is an example of a replication-defective adenovirus vector capable of replicating in acceptor cells (Stratford-Perricaudet et al., 1992, J. Clin. Invest. 90: 626-630). In this particular vector, an early enhancer / promoter of cytomegalovirus (CMV) is used to transcribe lacZ and the SV40 polyadenylation reaction sequence cloned downstream of the reporter gene (Davidson et al., 1993, Nature Genetics 3 : 219-223).

pAd.RSV4는 pAdCMVlacZ와 동일한 기본 구조를 가지나, CMV 프로모터와 단일 BglII 클로닝 부위는 카세트로 대체하였는데, 이때 카세트는 RSV 프로모터, 다중 클로닝 부위, 폴리(A + ) 부위로 구성된다. 이 벡터의 큰 탄력성은 추가 연구를 위한 hPTH1-34 cDNA 단편과 같은 골질성 유전자의 서브클로닝에 유용한 것으로 간주된다.pAd.RSV4 has the same basic structure as pAdCMVlacZ, but the CMV promoter and single BglII cloning site were replaced with a cassette, which consists of the RSV promoter, multiple cloning site and poly (A + ) site. The large elasticity of this vector is considered useful for subcloning of osteogenic genes such as hPTH1-34 cDNA fragments for further study.

AdCMV lacZ 바이러스 용액(1010-1011 PFU/ml)에 6분간 Ulter FiberTM 이식편을 담구고 골 절개 부위에 배치한다. 결함은 3주간 치유할 수 있는데 이 시간동안의 상처 치유 과정은 매주 방사능사진 검사를 통하여 모니터한다. 3주경에 결합의 40%가 가골 조직으로 채워진다. 포유류 숙주를 죽이고 조직은 Bounis에 고정시키고 7일간 표준 포름산 용액에서 미네랄을 제거한다.Immerse Ulter Fiber grafts in AdCMV lacZ virus solution (10 10 -10 11 PFU / ml) for 6 minutes and place at the bone incision site. The defect can heal for three weeks, during which time the wound healing process is monitored by weekly radiographic examination. At 3 weeks, 40% of the bonds are filled with osteogenic tissue. Kill the mammalian host and fix the tissue in Bounis and remove the mineral from the standard formic acid solution for 7 days.

11.2 결과11.2 Results

수득된 결과로부터 골 절개 갭의 연골형-세포에서 표식 유전자 생성물이 발현되었음을 알 수 있다(도 6). 핵-표적으로하는 시그날 또한 선-성상세포에서 관찰되었다.The results obtained indicate that the marker gene product was expressed in the chondrocyte-cells of the bone incision gap (FIG. 6). Nuclear-targeted signals were also observed in glandular astrocytes.

12. 실시예: 골 근육에 유전자의 전달12. Example: Delivery of Gene to Bone Muscle

손상된 조직에서 물리적인 능력을 강화시키기 위해 아킬레스 건과 인대(어깨와 무릎)이외에 연조직을 복구하는 동안에 반흔 형성을 임상적으로 자극을 할 필요가 있다. 성인 쥐 골 근육에 절개를 하여 지속적으로 PLGA 입자와 플라스미드 DNA를 방출할 수 있는 준비물을 피복한 봉합사 준비물을 골 근육/유전자 전잘 장치로 이용하는 모델 시스템을 준비한다. 피복 조성물과 본 발명의 방법의 가능성을 설명하기 위해, 봉합사를 표식 DNA(사람 태반 알칼리 포스포타제를 인코드하는)로 피복하고 이를 이용하여 쥐 근육 조직을 봉한다. 실험에서는 피복된 봉합사로 복구한 조직에서 DNA의 성공적인 전달 및 발현이 이루어짐을 설명한다.In addition to Achilles tendons and ligaments (shoulders and knees), it is necessary to clinically stimulate scar formation during repair of soft tissues to enhance physical capacity in damaged tissues. An adult rat bone muscle is incised to prepare a model system that uses a suture preparation coated with a preparation capable of continuously releasing PLGA particles and plasmid DNA as a bone muscle / genetic well device. To illustrate the feasibility of the coating composition and the method of the invention, sutures are coated with marker DNA (encoding human placental alkaline phosphatase) and used to seal rat muscle tissue. Experiments demonstrate the successful delivery and expression of DNA in tissue repaired with coated sutures.

12.1 재료 및 방법12.1 Materials and Methods

12.1.1. DNA-PLGA 피복 조성물의 준비12.1.1. Preparation of DNA-PLGA Coating Composition

1.5㎖ PLGA/클로로포름 용액(3%(w/v) 50/50 폴리라틱 폴리글리콜산 PLGA 혼성중합체, ave. MW 90,000, 고유 점성 1.07)에 사람 태반 알칼리 포스포타제(1㎎, 0.5mM 트리스-EDTA, pH 7.3)을 인코드하는 표식 DNA를 포함한 용액 0.2㎖을 첨가한다. 용액은 2분간 교반시키고, 55 Watt 출력에서 마이크로팁 프로브형 초음파파쇄기를 이용하여 액 0℃에서 30초간 초음파분쇄하여 유화시킨다. 이와 같은 공정으로 우유빛 나는 유제를 만든다.Human placental alkaline phosphatase (1 mg, 0.5 mM Tris-) in 1.5 ml PLGA / chloroform solution (3% (w / v) 50/50 polytic polyglycolic acid PLGA interpolymer, ave.MW 90,000, intrinsic viscosity 1.07) 0.2 ml of solution containing labeled DNA encoding EDTA, pH 7.3) is added. The solution was stirred for 2 minutes and emulsified by ultrasonic grinding at 0 ° C. for 30 seconds using a microtip probe type ultrasonic wave crusher at 55 Watt output. This process produces a milky emulsion.

12.1.2. 외과용 봉합사의 피복12.1.2. Surgical Suture Cloth

22-가우지 바늘을 이용하여 테플론-피복된 호일(Norton Performance Plastic Corp., Akron, OH) 조각에 구멍을 뚫는다. 구멍에는 DNA-PLGA 유제 한 방울(약 60㎕)를 떨어뜨린다. 70㎝ 길이의 3-0크롬 봉합사(Ethicon)를 구멍을 통하여 빼내어 봉합사를 피복한다. 봉합사가 구멍을 통과하면 봉합사는 피복 조성물이 균질하게 얇게(ca.30㎛ 두께) 피복된다. 봉합사는 약 3분간 공기 건조시키고 피복 과정은 15회 반복하여 각 피복이 공기 건조되도록 한다. 피복된 봉합사를 전자 현미경(150X)으로 검사하면 봉합사에 DNA-PLGA가 균질하게 피복되어 있음을 알 수 있다. 또한, 조직을 통하여 봉합사를 여러 번 통과시킨 후에도 피복은 원래대로 유지되었다.A 22-gauge needle is used to puncture a piece of Teflon-coated foil (Norton Performance Plastic Corp., Akron, OH). Drop a drop (approximately 60 μl) of DNA-PLGA emulsion into the hole. A 70 cm long 3-0 chrome suture (Ethicon) is removed through the hole to cover the suture. When the suture passes through the pores, the suture is uniformly thinly coated (ca. 30 μm thick). The sutures are air dried for about 3 minutes and the coating process is repeated 15 times to allow each coating to air dry. Examination of the coated suture with an electron microscope (150X) shows that the DNA-PLGA is uniformly coated on the suture. In addition, the coating remained intact even after several suture passes through the tissue.

12.1.3. 피복된 봉합사로 골 근육의 복구12.1.3. Repair of Bone Muscle with Coated Sutures

상기 준비한 봉합사를 이용하여 두 마리 성인 쥐의 골 근육 조직을 성공적으로 봉합하였다. 봉합사는 우수한 묶은 성질을 가진다. 1주 후에, 봉합된 근육을 절개하여 액체 질소에 순간 냉동시키고 분말로 만든다. 분말은 200㎕ 용해 완충액에서 배양시키고 3회 냉동-해동 과정을 거쳐 맑게 한다. 맑은 액체는 65℃에서 배양시킨 후에 표준 방법을 이용하여 알칼리 포스포타제 활성을 검사하였다.The sutures prepared above were used to suture the bone muscle tissue of two adult mice. Sutures have excellent bundled properties. After 1 week, the sutured muscles are dissected, flash frozen in liquid nitrogen and powdered. The powder is incubated in 200 μl lysis buffer and cleared by three freeze-thaw procedures. The clear liquid was incubated at 65 ° C. and then tested for alkaline phosphatase activity using standard methods.

12.2. 결과12.2. result

결과에서 피복된 봉합사로 꿰맨 쥐 골 근육에서는 1주 후에 알칼리 포스포타제 활성이 회복되었고 이는 표식 알칼리 포스포타제 유전자가 골 근육에서 발현되었음을 나타내는 것이다. 기준에서는 알칼리 포스포타제 활성이 회복되지 않았다. 이와 같은 데이터에서 유제를 이용하면 in vivo에서 효과적으로 봉합사를 피복하고 유전자를 전달하여 복구세포를 증식시킨다는 것을 알 수 있다.In the results, the rat bone muscles sewn with coated sutures recovered alkaline phosphatase activity after 1 week, indicating that the labeled alkaline phosphatase gene was expressed in bone muscle. The baseline did not recover alkaline phosphatase activity. These data show that emulsions can be used to effectively coat sutures and transfer genes to propagate repaired cells in vivo.

13. 실시예 혈관에 유전자의 전달13. Example Delivery of genes to blood vessels

혈관형성술후에 혈관이 복구되는 동안에 과도한 섬유증(재협착)을 임상적으로 방지할 필요가 있다. 이는 리실 옥시다제 방해물질을 인코드하는 유전자의 전달 또는 특정 TGF-βs를 인코드하는 유전자를 전달함으로써 이행할 수 있다. 또한, 맥관이 불충분한 질병에서 혈관형성술을 조절할 필요가 있는데 이는 조직의 혈중 산소 감소 및 세포 죽음을 방지하기 위해 새로운 혈관이 생성되는 것을 자극하는 것이 목적이다. 토끼에서 대부분 혈관을 지속적으로 방출되는 PLGA 입자 및 플라스미드 DNA 준비물로 형질 도입시킨 모델을 준비한다. 이와 같은 토끼 혈관에는 사람에서 임상적으로 아테롬성 동맥경화증과 유사한 기포 세포 병소를 가지기 때문에 복구세포가 있다. 본 실시예에서는 큰 혈관 복수 세포에 표식 유전자 구조체의 전달 및 발현시킬 수 있음을 설명한다.There is a need to clinically prevent excessive fibrosis (restenosis) while the vessels are repaired after angioplasty. This can be done by delivering a gene encoding a lysyl oxidase blocker or by delivering a gene encoding a particular TGF-βs. In addition, it is necessary to control angiogenesis in diseases with insufficient vasculature, which aims to stimulate the formation of new blood vessels to prevent blood oxygen reduction and cell death of tissues. A model is prepared in which most blood vessels in rabbits are transfected with PLGA particles and plasmid DNA preparations which are continuously released. These rabbit blood vessels have repair cells because they have foam cell lesions that are clinically similar to atherosclerosis in humans. In this example, it is described that the marker gene construct can be delivered and expressed in large blood vessel ascites cells.

13.1. 재료 및 방법13.1. Materials and methods

암수 3.1 내지 3.5㎏의 New Zealand 흰 토끼를 본 연구에 이용하였다. 토끼는 근육으로 케타민(35㎎/㎏)과 실라진(5㎎/㎏)을 이용하여 마취시키고, 정맥으로 케타민(8㎎/㎏)을 투여하여 마취 상태를 유지시킨다. 하향 대동맥 분지지점과 사타구니 인대사이에 두 개 장골 동맥 약 2㎝ 단편을 분리하여, 매듭을 짓고 모든 작은 가지는 결찰시킨다. 헤파린(100㎎)을 귀 정맥으로 국소 투여하여 국소적으로 혈전형성을 방지한다. 장골 동맥절개를 통하여 장골 동맥 단편에 기구형 혈관생성 카테테르(2.0㎜ 기구)를 삽입하여 기구를 8atm 압력에서 1분간 팽창시킨다.Male and female New Zealand white rabbits of 3.1 to 3.5 kg were used in this study. Rabbits are anesthetized using ketamine (35 mg / kg) and silazine (5 mg / kg) as muscles, and ketamine (8 mg / kg) is administered intravenously to maintain anesthesia. Between the downward aortic branch and the groin ligament, about two centimeters of the two iliac arteries are separated, knotted and all small branches ligated. Heparin (100 mg) is administered locally to the ear vein to prevent thrombus formation locally. An angiogenic catheter (2.0 mm instrument) is inserted into the iliac artery fragment through the iliac arterial incision and the instrument is inflated at 8 atm pressure for 1 minute.

기구 패창후에, 혈관생성 카테테르를 제거하고 20㎎ 헤파린을 동맥으로 주입하여 말단 혈전형성을 방지한다. 장골 동맥 양단은 10.0 실크로 묶고, 5㎎/㎖ DNA-나노입자 현탁액을 각 장골 동맥에 0.5atm에서 3분간 주입시킨다. 상처는 봉한다. 토끼는 기구 혈관생성 및 나노입자 수송후 약 2주뒤에 죽인다. 수직 하측 복부 절개를 통하여 장골 동맥을 분리한다. 장골 동맥양단에서 2㎝ 단편을 잘라낸다. 토끼 경동맥을 기준으로 이용한다. 조직은 액체 질소에 보관하여 알칼리 포스포타제 검사를 한다. After instrumental incision, angiogenic catheter is removed and 20 mg heparin is injected into the artery to prevent terminal thrombus formation. Both ends of the iliac artery are tied with 10.0 silk and a 5 mg / ml DNA-nanoparticle suspension is injected into each iliac artery at 0.5 atm for 3 minutes. The wound is sealed. Rabbits are killed about two weeks after instrumental angiogenesis and nanoparticle transport. The iliac artery is separated through a vertical lower abdominal incision. Cut 2 cm fragments from both ends of the iliac artery. Rabbit carotid artery is used as a reference. Tissues are stored in liquid nitrogen for alkaline phosphatase testing.

13.2 결과13.2 Results

포스포타제 발현 검사 결과에서는 나노입자와 DNA 조제물은 기구 카테테르로 손상을 받은 성인 토끼의 장골 동맥에 있는 복구세포에 핵산을 전달할 수 있음을 설명하고 있다. 좌우 장골 동맥은 나노입자와 DNA 조제물에 노출 후에 포스포타제 활성에 양성으로 나타났다. 기준 동맥은 포스포타제 활성이 감지되지 않았다. 이와 같은 양성 결과는 큰 혈관에 있는 복구세포에 유전자 활성화된 매트릭스를 노출시키면 핵산 분자를 수용하고 이를 발현시킨다는 것을 나타낸다.Phosphotase expression test results demonstrate that nanoparticles and DNA preparations can deliver nucleic acids to repair cells in the iliac arteries of adult rabbits damaged by instrumental catheter. The left and right iliac arteries were positive for phosphatase activity after exposure to nanoparticle and DNA preparations. The reference artery did not detect phosphatase activity. These positive results indicate that exposing the gene activated matrix to repair cells in large blood vessels accepts and expresses nucleic acid molecules.

본 발명은 예시한 실시예에 한정시키고자 함이 아니고 이와 같은 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시이고 임의 클론, DNA 또는 아미노산을 이용할 수 있는데 이 또한 본 발명의 범위에 속한다. 또한 전술한 설명에 추가하여 당업자는 본 발명에 다양한 변화를 제공할 수 있음을 인지할 것이다. 이와 같은 변형 또한 본 발명의 범위에 속한다.The present invention is not intended to be limited to the illustrated embodiments, which are examples for explaining the present invention and may use any clone, DNA or amino acid, which is also within the scope of the present invention. In addition to the above description, those skilled in the art will recognize that various changes can be made to the present invention. Such modifications also fall within the scope of the present invention.

뉴클레오티드의 모든 염기쌍은 대략적인 것이고 이는 설명을 목적으로 이용되었음을 인지할 것이다. It will be appreciated that all base pairs of nucleotides are approximate and have been used for illustrative purposes.

Claims (11)

상처 치유 활성 유전자가 생체 적합성 매트릭스내에 포함된 구성을 가지며, 이때 생체 적합성 매트릭스는 콜라겐, 금속, 하이드록시아파타이트, 바이오글래스, 알루미네이트, 바이오세라믹 중에서 선택되며, 상기 상처 치료용 유전자는 상처부위 주변에 있는 섬유아세포(fibroblasts), 모세 내피 세포(capillary endothelial cells), 모세 주변 세포(capillary pericytes), 단핵 염증성 세포(monoclear inflammatory cells), 분절된 염증 세포(segmented inflammatory cells), 입상 조직 세포(granulation tissue cells)에 의해 침윤되어 발현되며, 상기 세포들은 주변 조직으로부터 상처부위로 이동하여 상처를 치유하는 복구 기능을 하는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.The wound healing active gene is included in the biocompatibility matrix, wherein the biocompatibility matrix is selected from collagen, metal, hydroxyapatite, bioglass, aluminate, and bioceramic, and the wound treatment gene is formed around the wound area. Fibroblasts, capillary endothelial cells, capillary pericytes, mono inflammatory cells, segmented inflammatory cells, granulated tissue cells Infiltrated by), the cells are wound healing matrix composition, characterized in that the recovery function to move from the surrounding tissue to the wound to heal the wound. 제 1 항에 있어서, 유전자 생성물은 단백질인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.2. The wound healing matrix composition of claim 1, wherein the gene product is a protein. 제 1 항에 있어서, 유전자 생성물은 안티센스 또는 리보자임인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.2. The wound healing matrix composition of claim 1, wherein the gene product is antisense or ribozyme. 제 1 항에 있어서, 유전자 생성물은 생장 인자인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.2. The wound healing matrix composition according to claim 1, wherein the gene product is a growth factor. 제 4 항에 있어서, 생장인자는 TGFβ, FGF, PDGF, IGF, BMP인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.5. The wound healing matrix composition according to claim 4, wherein the growth factors are TGFβ, FGF, PDGF, IGF, BMP. 제 1 항에 있어서, 매트릭스에는 한 개 이상의 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.2. The wound healing matrix composition of claim 1, wherein the matrix comprises one or more molecules. 제 1 항에 있어서, 생체적응성이 있는 매트릭스는 콜라겐인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물. The wound healing matrix composition according to claim 1, wherein the biocompatible matrix is collagen. 제 7 항에 있어서, 콜라겐은 타입 Ⅱ 콜라겐인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 매트릭스 조성물.8. The wound healing matrix composition of claim 7, wherein the collagen is type II collagen. 상처 치유용 키트에 있어서, 적절한 용기에 제 1항에 따른 상처 치유용 매트릭스 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.A wound healing kit comprising: the wound healing matrix composition according to claim 1 in a suitable container. 상처 치유용 키트에 있어서, 적절한 용기에 제 1 항에 따른 상처 치유용 매트릭스 조성물과 치료 단백질을 인코드하는 DNA 준비물을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.A wound healing kit comprising: a DNA preparation encoding a wound healing matrix composition according to claim 1 and a therapeutic protein in a suitable container. 상처 치유 DNA와 생체적합성이 있는 매트릭스를 접촉시켜 DNA가 매트릭스에 비공유적으로 결합시켜 제 1 항에 따른 상처 치유용 매트릭스를 만드는 방법.A method of making a wound healing matrix according to claim 1 wherein the wound healing DNA is brought into contact with a biocompatible matrix to cause DNA to covalently bind to the matrix.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100431779B1 (en) * 1995-07-03 2004-09-04 가부시끼가이샤 고껜 Gene product

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995022611A2 (en) * 1994-02-18 1995-08-24 The Regents Of The University Of Michigan Methods and compositions for stimulating bone cells
KR100431779B1 (en) * 1995-07-03 2004-09-04 가부시끼가이샤 고껜 Gene product

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