KR101209129B1 - Composition for proliferation, differentiation, and anti-aging of mesenchymal stem cell using miRNA control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 miRNA 조절을 이용한 중간엽줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 miR-486 또는 miR-598의 발현 억제제를 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 특정 miRNA의 발현조절에 의하여 인체 기질세포(MSC 포함)의 노화에 중요한 역할을 하는 SIRT1의 발현을 조절함으로써 세포성장, 분화를 조절하고, 세포노화를 억제시킬 수 있으며, 당뇨환자에서 기능이 감소한 중간엽줄기세포의 혈관생성능을 증가시킬 수 있다. 따라서 SIRT1의 발현을 조절하는 miRNA를 이용하여 중간엽줄기세포의 증식, 분화 및 치료효능을 조절하는 기술개발에 이용할 수 있다.
The present invention relates to a composition for promoting proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells using miRNA regulation and inhibiting aging, and more specifically, proliferation and differentiation of stem cells containing an inhibitor of expression of miR-486 or miR-598 as an active ingredient. It relates to a composition for promoting and inhibiting aging.
According to the present invention, by regulating the expression of specific miRNA, the expression of SIRT1, which plays an important role in the aging of human stromal cells (including MSC), can regulate cell growth, differentiation, inhibit cell aging, and in diabetic patients. Angiogenesis of mesenchymal stem cells with reduced function can be increased. Therefore, it can be used in the development of technology to control the proliferation, differentiation and therapeutic effect of mesenchymal stem cells using miRNA to control the expression of SIRT1.

Description

miRNA 조절을 이용한 중간엽줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물 {Composition for proliferation, differentiation, and anti-aging of mesenchymal stem cell using miRNA control}Composition for proliferation, differentiation promotion and anti-aging of mesenchymal stem cells using miRNA control {Composition for proliferation, differentiation, and anti-aging of mesenchymal stem cell using miRNA control}

본 발명은 miRNA 조절을 이용한 중간엽줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 miR-486 또는 miR-598의 발현 억제제를 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for promoting proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells using miRNA regulation and inhibiting aging, and more specifically, proliferation and differentiation of stem cells containing an inhibitor of expression of miR-486 or miR-598 as an active ingredient. It relates to a composition for promoting and inhibiting aging.

노화는 시간이 흐름에 따라 생물의 신체기능이 퇴화하는 현상이다. 세포의 노화는 세포가 분열할 수 있는 능력을 잃어버리는 것으로 나타난다. 줄기세포 역시 세포군이기 때문에 점차 그 기능을 서서히 소실하게 된다. 일반적으로 세포의 노화는 Rb(retinoblastoma) 단백질에 의존적인 노화기전[Kiyono T et al., Nature. 1998 Nov 5;396(6706):84-8]과 염색체를 보호하는 역할을 담당하는 텔로미어(telomere)의 손실로 일어나는 노화[Karlseder J et al., Science. 2002 Mar 29;295(5564):2446-9], 항산화 스트레스에 의한 노화[Sohal RS et al., Science. 1996 Jul 5;273(5271):59-63], DNA 손상에 의한 노화[de Boer J et al., Science. 2002 May 17;296(5571):1276-9] 등이 있다. 이러한 DNA 손상신호 전달기전과 스트레스 신호전달 기전이 외부 환경적 요인에 의해 발생할 수 있는 세포의 변형을 억제하는 종양억제 신호전달과 많은 부분을 공유하며 많은 관련 유전자들에 대한 연구가 진행되고 있다.Aging is a phenomenon in which the body's physical functions deteriorate over time. Aging of the cell appears to lose its ability to divide. Stem cells are also a cell population, and gradually lose their function. In general, the aging of cells depends on the Rb (retinoblastoma) protein-dependent aging mechanism [Kiyono T et al., Nature. 1998 Nov 5; 396 (6706): 84-8] and aging caused by the loss of telomeres, which play a role in protecting chromosomes [Karlseder J et al., Science. 2002 Mar 29; 295 (5564): 2446-9], Aging by Antioxidant Stress [Sohal RS et al., Science. 1996 Jul 5; 273 (5271): 59-63, Aging due to DNA damage [de Boer J et al., Science. 2002 May 17; 296 (5571): 1276-9. These DNA damage signaling and stress signaling mechanisms share much of the tumor suppression signaling that inhibits cell deformation that may be caused by external environmental factors, and many related genes are being studied.

특히 서투인1(Sirtuin1; SIRT1)은 만성염증, 암, 노화를 조절하는 유전자에 속하며, 2000년 MIT 교수인 Leonard Guarente 박사는 SIR2라는 이스트의 유전자가 에너지 처리과정을 조절하는 마스터 스위치 역할을 하는 것을 발견하여 Nature에 발표하였다 [Imai S et al., Nature. 2000 Feb 17;403(6771):795-800]. 상기 논문에는 SIR2 유전자가 활성화된 세포는 평균수명보다 오래 사는 반면, SIR2 유전자가 결여된 세포는 수명이 짧음을 증명하였다. 그 후 꼬마선충, 초파리의 경우 SIR2가 과잉발현되면 수명이 연장되는 것으로 밝혀졌으며 [Guarente L et al., Nature. 2000 Nov 9;408(6809):255-262; Tissenbaum HA et al., Nature. 2001 Mar 8;410(6825):227-230], 2005년 John Hopkins 의과대학에서 연구 중이던 스페인의 Pere Puigserver 박사는 포유류의 SIRT1 유전자가 SIR2와 등가이며, 동일한 작용을 한다는 연구결과를 Nature에 발표하였다 [Rodgers JT et al., Nature. 2005 Mar 3;434(7029):113-118]. 인간의 SIRT1은 히스톤과 비히스톤 단백질을 탈아세틸화하여 염증매개물질을 조절하는 NAD+ 의존성 단백질/히스톤 탈아세틸화효소로써, 항노화ㆍ항염 단백질로 알려져 있다 [Imai S et al., Nature. 2000 Feb 17;403(6771)795-800]. 최근에는 SIRT1이 스트레스, 대사, 세포사멸, 조로 등에 긍정적 역할을 미친다는 연구결과들이 발표되고 있다 [Alcendor RR et al., Circ Res. 2007 May 25;100(10):1512-1521; Kennedy BK et al., Cell. 2005 Nov 18;123(4):548-550].In particular, Sirtuin1 (SIRT1) belongs to genes that regulate chronic inflammation, cancer and aging.In 2000, MIT professor Leonard Guarente said that a yeast gene called SIR2 acts as a master switch to regulate energy processing. Found and published in Nature [Imai S et al., Nature. 2000 Feb 17; 403 (6771): 795-800]. The paper demonstrated that cells with SIR2 gene activation live longer than average life, whereas cells lacking SIR2 gene have short life spans. Subsequently, over-expression of SIR2 has been shown to extend lifespan in small nematodes and fruit flies [Guarente L et al., Nature. 2000 Nov 9; 408 (6809): 255-262; Tissenbaum HA et al., Nature. 2001 Mar 8; 410 (6825): 227-230], Dr. Pere Puigserver of Spain, who was studying at John Hopkins Medical School in 2005, reported to Nature that the mammalian SIRT1 gene is equivalent to SIR2 and has the same effect. Rodgers JT et al., Nature. 2005 Mar 3; 434 (7029): 113-118. Human SIRT1 is a NAD + dependent protein / histone deacetylase that deacetylates histones and nonhistone proteins to regulate inflammatory mediators and is known as an anti-aging and anti-inflammatory protein [Imai S et al., Nature. 2000 Feb 17; 403 (6771) 795-800. Recently, studies have shown that SIRT1 plays a positive role in stress, metabolism, apoptosis and premature ejaculation [Alcendor RR et al., Circ Res. 2007 May 25; 100 (10): 1512-1521; Kennedy BK et al., Cell. 2005 Nov 18; 123 (4): 548-550.

한편, miRNA(microRNA)는 21-25 nt의 단일가닥 RNA 분자로서 mRNA(messengerRNA)의 3'-UTR에 결합하여 진핵생물의 유전자 발현을 제어하는 새로운 물질이다 [Bartel DP et al., Cell. 2004 Jan 23;116(2):281-297]. miRNA의 생성은 Drosha(RNaseⅢ type 효소)에 의해 stem-loop 구조의 pre-miRNA로 만들어지고, 세포질로 이동하여 Dicer에 의해 절단되어 miRNA로 만들어진다 [Kim VN et al., Nat Rev Mol Cell Biol. 2005 May;6(5):376-385]. 이렇게 만들어진 miRNA는 표적단백질의 발현을 조절함으로써 발생, 세포증식 및 사멸, 지방대사, 종양형성 등에 관여한다 [Wienholds E et al., Science. 2005 Jul 8;309(5732):310-311; Nelson P et al., Trends Biochem Sci. 2003 28;534-540; Lee RC et al., Cell. 1993 75:843-854; Esquela-Kerscher A et al., Nat Rev Cancer. 2006 6:259-269].Meanwhile, miRNA (microRNA) is a 21-25 nt single-stranded RNA molecule, which binds to 3'-UTR of mRNA (messengerRNA) and controls eukaryotic gene expression [Bartel DP et al., Cell. 2004 Jan 23; 116 (2): 281-297]. The production of miRNA is made by Drosha (RNase III type enzyme) into a pre-miRNA having a stem-loop structure, migrated into the cytoplasm, cleaved by Dicer, and made into miRNA [Kim VN et al., Nat Rev Mol Cell Biol. 2005 May; 6 (5): 376-385. The miRNAs thus produced are involved in development, cell proliferation and death, fat metabolism, and tumorigenesis by regulating the expression of target proteins [Wienholds E et al., Science. 2005 Jul 8; 309 (5732): 310-311; Nelson P et al., Trends Biochem Sci. 2003 28; 534-540; Lee RC et al., Cell. 1993 75: 843-854; Esquela-Kerscher A et al., Nat Rev Cancer. 2006 6: 259-269.

중간엽줄기세포(Mesenchymal Stem Cell; MSC)는 체외에서 쉽게 증식할 수 있으며, 여러 가지 세포형태(지방세포, 연골세포, 근육세포, 뼈세포)로 분화가 가능하다 [Caplan, A.I. et al., J. Orthop. Res. 1991 9:641-650; Beresford J.N. et al., J. Cell Sci. 1992 102:341-351; Pittenger M.F. et al., Science. 1999 284:143-147; Patricia A.Z. et al., Tissue engineering. 2001 7:211-227]. 따라서 중간엽줄기세포는 유전자 치료와 세포치료에 있어서 유용한 타겟(target)으로 이용될 수 있으며, 중간엽줄기세포에서 miRNA의 성장기전과 노화조절에 대한 이해는 이를 이용한 세포치료를 위해 중요하다.Mesenchymal Stem Cells (MSCs) are easily proliferated in vitro and can be differentiated into various cell types (fat cells, chondrocytes, muscle cells, bone cells) [Caplan, A.I. et al., J. Orthop. Res. 1991 9: 641-650; Beresford J.N. et al., J. Cell Sci. 1992 102: 341-351; Pittenger M.F. et al., Science. 1999 284: 143-147; Patricia A.Z. et al., Tissue engineering. 2001 7: 211-227. Therefore, mesenchymal stem cells can be used as a useful target in gene therapy and cell therapy, and understanding of the growth mechanism and aging regulation of miRNA in mesenchymal stem cells is important for cell therapy using them.

하지만, 지금까지 중간엽줄기세포의 증식과 노화에 miRNA가 어떠한 영향을 미치는지 그 기능이 밝혀진 바가 없다.However, the function of miRNA on the proliferation and senescence of mesenchymal stem cells has not been known so far.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 중간엽줄기세포에서 miR-486 또는 miR-598의 발현을 억제시키는 경우, 중간엽줄기세포의 노화와 증식을 조절할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made a thorough research to overcome the problems of the prior art, when inhibiting the expression of miR-486 or miR-598 in mesenchymal stem cells, can control the senescence and proliferation of mesenchymal stem cells It was confirmed that the present invention was completed.

따라서 본 발명의 주된 목적은 miRNA 억제 효과를 갖는 중간엽줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물을 제공하는 데 있다.
Therefore, a main object of the present invention is to provide a composition for promoting proliferation, differentiation and senescence of mesenchymal stem cells having a miRNA inhibitory effect.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 miR-486 또는 miR-598의 발현 억제제를 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물을 제공한다.According to an aspect of the present invention, the present invention provides a composition for inhibiting proliferation, differentiation and senescence of stem cells comprising an expression inhibitor of miR-486 or miR-598 as an active ingredient.

miRNA(microRNA)는 21-25 뉴클레오티드(nt)의 단일 가닥 RNA 분자로써, 진핵생물의 유전자 발현을 제어하는 조절물질이다. 이러한 miRNA는 두 단계의 프로세싱으로 이루어진다. 최초의 miRNA 전사체(primary miRNA)가 핵 안에서 Drosha라는 RNaseⅢ type 효소에 의해 70-90 nt 정도의 stem-loop 구조, 즉 pre-miRNA로 만들어지고, 이후 세포질로 이동하여 Dicer라는 효소에 의해 절단되어 21-25 nt의 mature miRNA로 만들어진다. 이렇게 생성된 miRNA는 표적 mRNA에 상보적으로 결합하여 전사 후 유전자 억압자(post-transcriptional gene suppressor)로써 작용하며, 번역 억제와 mRNA 불안정화를 유도한다.miRNA (microRNA) is a single stranded RNA molecule of 21-25 nucleotides (nt) and is a regulator that controls gene expression in eukaryotes. This miRNA consists of two stages of processing. The first miRNA transcript (primary miRNA) is made into a 70-90 nt stem-loop structure, or pre-miRNA, by an RNaseIII type enzyme called Drosha in the nucleus, which then migrates into the cytoplasm and is cleaved by an enzyme called Dicer. Made of 21-25 nt mature miRNA. The miRNA thus produced complementarily binds to the target mRNA and acts as a post-transcriptional gene suppressor, inducing translation inhibition and mRNA destabilization.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 miRNA의 numbering은 small RNA의 발견된 순서에 따라 매겨진 번호로써, miR-486은 486번째에 발견된 miRNA [Fu H, Tie Y et al FEBS Lett. 579:3849-3854(2005), Landgraf P, Rusu M et al. Cell. 129:1401-1414(2007)], miR-598은 598번째에 발견된 miRNA [Cummins JM, He Y et al Proc Natl Acad Sci U S A. 103:3687-3692(2006), Landgraf P, Rusu M et al Cell. 129:1401-1414(2007)]를 일컫는다. miR-486 및 miR-598이 무엇을 의미하는지는 당업자에게 자명하다 [http://www.mirbase.org].In the composition of the present invention, the numbering of the miRNA is a number numbered according to the order of discovery of the small RNA, miR-486 is the miRNA [Fu H, Tie Y et al FEBS Lett. 579: 3849-3854 (2005), Landgraf P, Rusu M et al. Cell. 129: 1401-1414 (2007)], miR-598 is the miRNA found at 598 [Cummins JM, He Y et al Proc Natl Acad Sci US A. 103: 3687-3692 (2006), Landgraf P, Rusu M et. al Cell. 129: 1401-1414 (2007). It is apparent to those skilled in the art what miR-486 and miR-598 mean [ http://www.mirbase.org ].

바람직하게는 상기 miR-486은 사람 염색체의 8번에 위치하며 서열번호 1 및 2의 염기서열을 갖는다. 또한 상기 miR-598은 사람 염색체의 8번에 위치하며 서열번호 3 및 4의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 한다. Preferably, miR-486 is located at 8 of the human chromosome and has the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2. In addition, miR-598 is located at 8 of the human chromosome and is characterized by having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4.

상기 염기서열들은 각 miRNA의 mature 형태로써, miR-486의 mature miRNA 형태는 머리핀 구조의 전구체 miRNA(precusor microRNA)의 서로 다른 가닥으로부터 유래하며, 이중 서열번호 1은 생쥐의 mmu-miR-486과 그 서열이 같다.The base sequences are mature forms of each miRNA, and the mature miRNA form of miR-486 is derived from different strands of precursor miRNA (precusor microRNA) of hairpin structure, wherein SEQ ID NO: 1 represents mmu-miR-486 of mouse and its The sequence is the same.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 miR-486 또는 miR-598의 억제제는 miRNA를 억제시킬 수 있는 어떠한 억제제도 사용가능하나, 바람직하게는 안타고미르(antagomir), 안티센스 올리고뉴클레오티드(antisense oligonucleotide), 또는 RNA 억제 분자(inhibitory RNA molecule)인 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 구체적으로 miRNA 헤어핀 억제제(hairpin inhibitor)를 이용하였다.In the composition of the present invention, the inhibitor of miR-486 or miR-598 can be used any inhibitor that can inhibit miRNA, but preferably antagomir, antisense oligonucleotide, or RNA It is characterized by being an inhibitory molecule (inhibitory RNA molecule). In the present invention, specifically miRNA hairpin inhibitor (hairpin inhibitor) was used.

상기 안타고미르(antagomir)나 안티센스 올리고뉴클레오티드(antisense oligonucleotide)는 miR-486 또는 miR-598의 염기서열에 상보적인 서열을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 각각의 miRNA에 상보적인 서열을 갖는 억제제는 miR-486 또는 miR-598에 결합하여 이들 miRNA가 작용하지 못하도록 하는 역할을 한다. The antagomir or antisense oligonucleotide is characterized by having a sequence complementary to the nucleotide sequence of miR-486 or miR-598. Inhibitors having sequences complementary to each of these miRNAs bind to miR-486 or miR-598 and serve to prevent these miRNAs from working.

상기 miRNA 헤어핀 억제제(hairpin inhibitor)는 miRNA와 상보적인 가닥(antisense sequence)을 포함하는 헤어핀(hairpin) 구조의 단일 RNA 가닥으로써 Dicer에서 최종적으로 만들어지는 완전한 miRNA와 결합하여 miRNA가 기능을 하지 못하게 한다. 여기서 억제제(inhibitor)에 쓰이는 RNA는 효율을 높이기 위해서 화학적 변형을 주고, 상보가닥 옆에 헤어핀 구조 등과 같은 또 다른 가닥을 붙이는 등의 기술을 사용한다. 화학적 변형은 억제제 자체도 RNA여서 분해되기 쉽기 때문에 억제제가 덜 분해되게 만들기 위해 실시한다. 화학적 변형의 종류는 크게 세 가지가 있는데, 먼저 RNA 구조 중 당 부분의 2번 탄소에 붙은 산소기에 메틸기를 결합시키는 방법이 있으며, 두 번째는 2'-O-methyl-group 보다 더 효율이 좋은 2번 탄소-산소기에 메소실에틸기(Methoxyethyl group)를 붙이는 것이다. 세 번째는 2번 탄소-산소기가 4번 탄소와 연결된 구조인 잠긴 뉴클레릭 에시트 변형(Locked nucleic acid (LNA)-modified)이다 [J Weiler, J Hunziker and J Hall Gene Therapy (2006) 13, 496.502].The miRNA hairpin inhibitor is a single RNA strand of hairpin structure comprising an antisense sequence complementary to the miRNA and binds to a complete miRNA finally made in Dicer, thereby preventing the miRNA from functioning. Here, RNA used as an inhibitor is a chemical modification to increase the efficiency, using a technique such as attaching another strand, such as a hairpin structure next to the complementary strand. Chemical modifications are made to make the inhibitor less degraded, since the inhibitor itself is also RNA, which is susceptible to degradation. There are three types of chemical modifications. First, there is a method of binding a methyl group to an oxygen group attached to carbon number 2 of the sugar structure of the RNA structure, and the second is more efficient than 2'-O-methyl-group. The carbon-oxygen group is attached to the methoxyethyl group (Methoxyethyl group). Third is the locked nucleic acid (LNA) -modified structure, in which the carbon-oxygen group 2 is linked to carbon 4 (J Weiler, J Hunziker and J Hall Gene Therapy (2006) 13, 496.502). ].

상보가닥(antisense)양 옆에 헤어핀(hairpin) 구조를 붙이는 것은 상보가닥 자체도 siRNA가 되어 다른 곳에 반응할 가능성이 있기 때문에 그것을 차단하여 효율을 높이기 위한 것으로 사료된다. 실제 효과도 헤어핀을 붙였을 때 miRNA의 억제가 더 잘 된다고 보고되고 있다.Attaching the hairpin structure to both sides of the complementary strand (antisense) is considered to increase efficiency by blocking the complementary strand itself because it may be a siRNA and react to the other. The actual effect is reported to be better inhibition of miRNA when hairpin.

상기와 같은 방법으로 제작된 본 발명의 miRNA 억제제는 RNA 올리고로써, 각각의 mature miRNA의 안티센스(antisense)에 여러 가지 화학 물질을 결합시켜 세포내에 존재하는 특정 miRNA를 억제하는 역할을 한다. 즉, 해당 miRNA의 상보적인 서열을 가지는 단일 가닥 RNA로 RNA base를 화학적으로 변형시킴으로 해당 miRNA의 기능을 억제하는 역할을 한다.The miRNA inhibitor of the present invention produced by the above method is an RNA oligo, which binds various chemicals to the antisense of each mature miRNA and serves to inhibit specific miRNA present in the cell. That is, the single-stranded RNA having a complementary sequence of the miRNA serves to inhibit the function of the miRNA by chemically modifying the RNA base.

바람직하게는 상기 miR-486 억제제는 서열번호 5의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하며, miR-598의 억제제는 서열번호 6의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the miR-486 inhibitor is characterized by having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, the inhibitor of miR-598 is characterized by having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포(Mesenchymal Stem Cell; MSC)인 것을 특징으로 한다.In the composition of the present invention, the stem cells are characterized in that the mesenchymal stem cells (Mesenchymal Stem Cell; MSC).

상기 줄기세포는 당뇨병 환자에서 분리된 중간엽줄기세포인 것을 특징으로 한다.The stem cells are characterized in that the mesenchymal stem cells isolated from diabetic patients.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 miR-486 또는 miR-598의 발현 억제제는 중간엽줄기세포의 혈관재생능을 촉진시키는 것을 특징으로 한다.In the composition of the present invention, the expression inhibitor of miR-486 or miR-598 is characterized in that to promote the regeneration of mesenchymal stem cells.

구체적으로 본 발명의 실시예에서 확인한 바와 같이, miR-486 또는 miR-598의 발현을 억제시킨 당뇨환자유래의 중간엽줄기세포를 이식하는 경우 정상인과 유사하게 혈류량이 증가되었다.Specifically, as confirmed in the embodiment of the present invention, when the mesenchymal stem cells derived from diabetic patients who suppressed the expression of miR-486 or miR-598, blood flow increased similarly to normal people.

또한 상기 miR-486 또는 miR-598의 발현 억제제는 miR-486 또는 miR-598과 SIRT1의 3'UTR의 결합을 방해함으로써 노화억제 유전자인 SIRT1의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the expression inhibitor of miR-486 or miR-598 is characterized by increasing the expression of SIRT1, an aging inhibitory gene by interfering with the binding of miR-486 or miR-598 and 3'UTR of SIRT1.

본 발명의 실시예에서 확인한 바와 같이, miR-486 또는 miR-598이 과발현된 세포에서는 루시퍼라아제 활성(luciferase activity)이 감소되었으나 miR-486 또는 miR-598의 발현을 억제시킨 세포에서는 루시퍼라아제 활성이 증가됨을 확인하였다.
As confirmed in the Examples of the present invention, luciferase activity was reduced in cells overexpressing miR-486 or miR-598, but luciferase was inhibited in cells inhibiting the expression of miR-486 or miR-598. It was confirmed that the activity was increased.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제제의 스크리닝 방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for screening proliferation, differentiation promotion and aging inhibitor of stem cells, comprising the following steps:

(a) miR-486 또는 miR-598을 발현하는 동물세포에 임의의 약제를 처리하는 단계; 및(a) treating any agent with an animal cell expressing miR-486 or miR-598; And

(b) 상기 동물세포에서 약제를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 miR-486 또는 miR-598의 발현이 감소되는지 여부를 결정하는 단계.(b) determining whether the expression of miR-486 or miR-598 is reduced compared to the control group not treated with the agent in the animal cells.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 하기의 단계를 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제제의 스크리닝 방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, there is provided a method for screening proliferation, differentiation promotion and aging inhibitor of stem cells, comprising the following steps of the present invention:

(a) miR-486 또는 miR-598을 발현하는 동물세포에 임의의 약제를 처리하는 단계; 및(a) treating any agent with an animal cell expressing miR-486 or miR-598; And

(b) 상기 동물세포에서 miR-486 또는 miR-598의 SIRT1의 3'UTR에의 상보적 결합이 저해되는지 여부를 결정하는 단계.
(b) determining whether complementary binding of miR-486 or miR-598 to the 3'UTR of SIRT1 is inhibited in said animal cell.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 특정 miRNA의 발현조절에 의하여 인체 기질세포(MSC 포함)의 노화에 중요한 역할을 하는 SIRT1의 발현을 조절함으로써 세포성장 및 분화를 조절하고, 세포노화를 억제시킬 수 있으며, 당뇨환자에서 기능이 감소한 중간엽줄기세포의 혈관생성능을 증가시킬 수 있다. 따라서 SIRT1의 발현을 조절하는 miRNA를 이용하여 중간엽줄기세포의 증식, 분화 및 치료효능을 조절하는 기술개발에 이용할 수 있다.
As described above, according to the present invention, by regulating the expression of specific miRNAs, the expression of SIRT1, which plays an important role in aging of human stromal cells (including MSCs), can regulate cell growth and differentiation and inhibit cell aging. In addition, it can increase angiogenesis of mesenchymal stem cells with reduced function in diabetic patients. Therefore, it can be used in the development of technology to control the proliferation, differentiation and therapeutic effect of mesenchymal stem cells using miRNA to control the expression of SIRT1.

도 1a는 노화가 진행된 중간엽줄기세포를 SA-β-Gal 염색을 통해 확인한 결과이며, 도 1b 및 1c는 노화된 세포에서 miR-486 또는 miR-598이 증가되었음을 노던 블롯과 RT-PCR을 통해 확인한 결과이다.
도 2a는 miR-486 또는 miR-598이 과발현된 중간엽줄기세포의 노화 진행정도를 SA-β-Gal 염색을 통해 확인한 결과이며, 도 2b는 miR-486 또는 miR-598의 발현이 억제된 중간엽줄기세포에서 노화가 억제됨을 SA-β-Gal 염색을 통해 확인한 결과이다.
도 3은 중간엽줄기세포에서 miR-486 또는 miR-598의 발현에 따른 골분화능 및 지방분화능을 SA-β-Gal 염색을 통해 확인한 결과이다.
도 4a는 miR-486 또는 miR-598이 과발현된 중간엽줄기세포의 증식능을 측정한 결과이며, 도 4b는 miR-486 또는 miR-598의 발현이 억제된 중간엽줄기세포의 증식능을 측정한 결과이다.
도 5a는 중간엽줄기세포의 노화에 따른 SIRT1의 발현 변화를 웨스턴 블롯으로 측정한 결과를 나타내며, 도 5b는 miR-486 또는 miR-598의 발현이 조절된 중간엽줄기세포의 루시퍼라아제 활성을 측정한 결과를 나타낸다.
도 6은 태아와 성인쥐의 뇌에서 유래한 NSC의 노화 진행에 따른 miR-486의 발현 변화를 측정한 결과를 나타낸다.
도 7은 당뇨환자로부터 분리한 중간엽줄기세포에서 miR-486 또는 miR-598의 발현에 따른 증식능을 측정한 결과이다.
도 8은 miR-486의 발현을 조절시킨 당뇨환자의 중간엽줄기세포를 이식시 혈류회복능을 측정한 결과이다.
Figure 1a is a result of confirming the senescent mesenchymal stem cells through the aging SA-β-Gal staining, Figures 1b and 1c is the Northern blot and RT-PCR that increased miR-486 or miR-598 in aged cells This is the confirmed result.
Figure 2a is the result of confirming the progression of aging of mesenchymal stem cells overexpressed miR-486 or miR-598 through SA-β-Gal staining, Figure 2b is a medium in which the expression of miR-486 or miR-598 is suppressed It was confirmed by SA-β-Gal staining that senescence is inhibited in the leaf stem cells.
Figure 3 is a result of confirming the osteogenic and adipose differentiation ability according to the expression of miR-486 or miR-598 in mesenchymal stem cells through SA-β-Gal staining.
Figure 4a is a result of measuring the proliferative capacity of the mesenchymal stem cells overexpressed miR-486 or miR-598, Figure 4b is a result of measuring the proliferative capacity of mesenchymal stem cells suppressed miR-486 or miR-598 expression to be.
5a shows the results of Western blot measurement of SIRT1 expression according to senescence of mesenchymal stem cells, and FIG. 5b shows luciferase activity of mesenchymal stem cells in which the expression of miR-486 or miR-598 is controlled. The result of the measurement is shown.
Figure 6 shows the results of measuring the expression changes of miR-486 with the progression of aging of NSC derived from the brain of fetus and adult mice.
7 is a result of measuring the proliferative capacity according to the expression of miR-486 or miR-598 in mesenchymal stem cells isolated from diabetic patients.
Figure 8 is the result of measuring the blood flow recovery ability when transplanting mesenchymal stem cells of diabetic patients with controlled expression of miR-486.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1. 지방으로부터  1. from fat 중간엽줄기세포의Mesenchymal stem cells 분리 detach

부산대학병원에서 지방제거수술을 시행한 환자로부터 얻은 지방에서 기질 줄기세포를 분리하였다. Stromal stem cells were isolated from fats obtained from patients who underwent liposuction at Pusan National University Hospital.

보다 구체적으로 설명하면, 지방조직으로부터 기질 줄기세포를 분리하기 위해, 성형외과에서 피하지방제거술을 시행한 환자로부터 지방조직을 얻은 후, 분리한 지방조직을 HBSS로 세척한 후 핀셋과 가위를 이용하여 지방조직을 얇게 잘랐다. 잘려진 지방조직에 0.075% collagenase로 37 ℃에서 30 분간 처리하였다. 이후, 원심분리하여 상층액을 제거하고 남은 펠렛(pellet)에 α-MEM, 10% FBS(Fetal Bovine Serum)으로 이루어진 배지를 첨가하여 재현탁(resuspecsion)시킨 후, 100 μm nylon mesh에 통과시켜 세포들을 얻어내었다. 분리된 세포들을 디쉬(dish)에 플레이팅(plating)하고, 24 시간 경과 후 부착되지 않은 세포를 제거하였다.
More specifically, in order to separate the stromal stem cells from the adipose tissue, after obtaining the adipose tissue from a patient who underwent subcutaneous fat removal surgery in plastic surgery, the isolated adipose tissue was washed with HBSS and then using tweezers and scissors Cut adipose tissue thinly. Cut adipose tissue was treated with 0.075% collagenase at 37 ℃ for 30 minutes. Subsequently, the supernatant is removed by centrifugation, and the remaining pellet is added with a medium consisting of α-MEM and 10% FBS (Fetal Bovine Serum) to resuspend, followed by passage through a 100 μm nylon mesh. I got them. The detached cells were plated in a dish and the unattached cells were removed after 24 hours.

실시예 2. 노화가 진행된 중간엽줄기세포의 miR-486 및 miR-598 발현 정도 확인Example 2. Confirmation of miR-486 and miR-598 expression of senescent mesenchymal stem cells

상기 실시예 1에서 분리한 줄기세포가 70 ~ 80 % 성장하면, 트립신(trypsin)/EDTA를 처리하여 세포를 단일세포로 분리하고, 이를 2000/cm2의 밀도로 첨가하여 계대배양하였다. 반복적으로 여러번 계대배양한 후, SA-β-Gal(Senescence-Associated β-Galactosidase)를 이용하여 세포의 노화 정도를 측정하였다. 이를 위해, 먼저 세포를 PBS 고정액(2%(v/v) formaldehyde, 0.2%(w/v) glutaraldehyde)으로 고정한 후, SA-β-Gal 염색약(5 mM K3Fe(CN)6, 2 mM MgCl2, 150 mM NaCl, 30 mM Citric acid/Phosphate buffer(pH 6), 1 mg/ml X-gal solution)으로 37 ℃에서 16 시간 동안 반응시키고, 염색정도를 통해 노화 정도를 확인하였으며, 20 번 계대배양하였을 때 중간엽줄기세포의 노화 모델을 얻어내었다. 노화가 진행된 세포에서 총 RNA를 분리하고, human-miRNA-V1 Bead Chip(illumina)을 이용하여 마이크로어레이를 수행하였다. 측정 결과는 도 1에 나타내었다.When the stem cells isolated in Example 1 grew 70-80%, the cells were separated into single cells by treatment with trypsin / EDTA, and subcultured by adding them at a density of 2000 / cm 2 . After repeated passages several times, the degree of aging of the cells was measured using SA-β-Gal (Senescence-Associated β-Galactosidase). To this end, cells were first fixed with PBS fixative (2% (v / v) formaldehyde, 0.2% (w / v) glutaraldehyde), followed by SA-β-Gal dye (5 mM K 3 Fe (CN) 6 , 2 mM MgCl 2, 150 mM NaCl, 30 mM Citric acid / Phosphate buffer (pH 6), 1 mg / ml X-gal solution) by reacting at 37 ℃ for 16 hours, it was confirmed the aging degree through the dyeing degree, 20 times Aging models of mesenchymal stem cells were obtained at subculture. Total RNA was isolated from aging cells, and microarray was performed using a human-miRNA-V1 Bead Chip (illumina). The measurement result is shown in FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이 P2 정상세포(분화능과 증식능이 유지되는 즉, 줄기세포의 기능을 할 수 있는 세포)에 비해 노화가 진행된 세포(P20 세포)에서 miR-486과 miR-598의 발현이 각각 66.35 배, 3.07 배 증가하였음을 확인하였다.As shown in FIG. 1, the expression of miR-486 and miR-598 in aging cells (P20 cells) compared to P2 normal cells (cells capable of maintaining differentiation and proliferation, ie, stem cells) are respectively expressed. 66.35 times, 3.07 times increased.

그리고, 노던 블롯(northern blot)과 RT-PCR을 수행함으로써 정상세포에 비해 노화가 진행된 세포에서 miR-486 및 miR-598의 발현이 현저하게 증가됨을 확인하였다 (도 1b).
And, by performing Northern blot (RT) and RT-PCR it was confirmed that the expression of miR-486 and miR-598 significantly increased in aging cells compared to normal cells (Fig. 1b).

실시예Example 3.  3. 중간엽줄기세포에서In mesenchymal stem cells miRmiR -486 및 -486 and miRmiR -598에 의한 노화유도 확인Induction of aging by -598

miR-486 및 miR-598의 발현에 따른 노화유도를 확인하기 위해, miRNA의 발현을 조절시킨 세포에서 노화 정도를 측정하였다.In order to confirm the induction of aging according to the expression of miR-486 and miR-598, the degree of aging was measured in cells that regulate the expression of miRNA.

먼저, miRNA를 과발현 시키기 위해, GFP(Green Fluorescent Protein)가 발현하는 pcDNATM6.2-GW/EmGFP 벡터에 has-miR-486과 miR-598의 성숙한 miRNA 서열(mature miRNA sequence)을 클로닝(cloning)한 후, 최종 벡터인 lentivirus expression 벡터인 pLenti6/V5에 LR clonase를 이용하여 클로닝하였다 (LV-miR-486, LV-miR-598). 대조군으로는 β-galactosidase를 표적으로 하는 LV-miLacZ를 사용하였다. 이후, 렌티바이러스 벡터(Lentivirus vector)를 이용하여 바이러스(virus)를 만들고, 인간 중간엽줄기세포에 6 ~ 12 시간 동안 처리하여 각각의 miRNA를 과발현 시켰다.First, in order to overexpress miRNA, the cloned clone of the mature miRNA sequence of has-miR-486 and miR-598 into pcDNATM6.2-GW / EmGFP vector expressing GFP (Green Fluorescent Protein) Then, the final vector, the lentivirus expression vector, pLenti6 / V5, was cloned using LR clonase (LV-miR-486, LV-miR-598). As a control, LV-miLacZ targeting β-galactosidase was used. Then, a virus was made using a lentiviral vector and treated with human mesenchymal stem cells for 6 to 12 hours to overexpress each miRNA.

그리고 miRNA의 발현 감소의 유도는 중간엽줄기세포 miRNA에 상보적인 서열을 가진 miR-486 및 miR-598 억제제(Thermo scientific사의 microRNA hairpin inhibitor)를 트렌스펙션(transfection)하여 각각의 miRNA 억제를 유도하였다.Induction of miRNA expression reduction induced transfection of miR-486 and miR-598 inhibitors (microRNA hairpin inhibitor from Thermo Scientific) having sequences complementary to mesenchymal stem cell miRNAs, respectively, to induce inhibition of each miRNA.

이렇게 miRNA의 발현을 조절한 상기 각각의 세포를 계속적으로 계대배양하면서 중간엽줄기세포의 노화정도를 상기 실시예 2에서와 같이 측정하였다. 그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, miR-486 및 miR-598을 과발현한 세포의 노화가 현저하게 빠르게 진행됨을 SA-β-Gal 염색을 통해 확인할 수 있었으며(도 2a), miR-486 및 miR-598이 감소된 세포에서는 노화의 진행이 현저하게 감소됨을 확인할 수 있었다(도 2b).
The degree of senescence of mesenchymal stem cells was measured as in Example 2 while continuously passaged each cell in which miRNA expression was controlled. As a result, as shown in Figure 2, it was confirmed through the SA-β-Gal staining that the aging of cells overexpressing miR-486 and miR-598 significantly progressed (Fig. 2a), miR-486 and miR It was confirmed that the progression of aging is significantly reduced in the cells reduced in -598 (Fig. 2b).

실시예Example 4.  4. 중간엽줄기세포에서In mesenchymal stem cells miRmiR -486 및 -486 and miRmiR -598에 의한 By -598 분화능Eruption 확인 Confirm

miR-486 및 miR-598의 발현 정도에 따른 중간엽줄기세포의 골 분화능(osteogenic differentiation) 및 지방 분화능(adipogenic differentiation)을 확인하였다. 이때 miRNA 발현이 조절된 세포는 실시예 3의 세포를 이용하였다. Osteogenic differentiation and adiogenic differentiation of mesenchymal stem cells according to the expression levels of miR-486 and miR-598 were confirmed. At this time, the cells of the miRNA expression is controlled was used the cells of Example 3.

골분화유도는 골분화유도배지(10% 소태아혈청, 50 μg/ml ascorbic acid, 1.5 mg/ml β-glycerophosphate, 10-8 M dexamethasone in α-MEM)를 이용하여 10 일간 분화를 유도한 후, alizarin red S 염색을 통해 확인하였다. 그리고 지방분화유도는 지방분화유도배지(10% 소태아혈청, 1 μM dexamethasone, 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine, 10 μM insulin, 200 μM indomethacin in α-MEM)에서 6 일간 분화를 유도하고, 2% Oil Red O로 실온에서 1 시간 동안 염새한 후, 현미경으로 분화정도를 관찰하였다. 분화능 관찰 결과는 도 3에 나타내었다.Induction of bone differentiation was induced using differentiation-inducing media (10% fetal bovine serum, 50 μg / ml ascorbic acid, 1.5 mg / ml β-glycerophosphate, 10-8 M dexamethasone in α-MEM) for 10 days. , alizarin red S staining was confirmed. Induction of adipose differentiation induces differentiation in adipose differentiation-inducing medium (10% fetal bovine serum, 1 μM dexamethasone, 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine, 10 μM insulin, 200 μM indomethacin in α-MEM), After staining with 2% Oil Red O for 1 hour at room temperature, the degree of differentiation was observed under a microscope. The differentiation observation result is shown in FIG.

도 3에 나타낸 바와 같이, miR-486 및 miR-598이 과발현된 세포는 세포의 노화가 진행되면서 분화능이 현저히 감소되었으나, miR-486 및 miR-598의 발현이 감소된 세포에서는 분화능의 감소폭이 줄어들었음을 확인할 수 있다.
As shown in Figure 3, the cells overexpressing miR-486 and miR-598 significantly reduced the differentiation capacity as the aging of the cell, but in the cells with reduced expression of miR-486 and miR-598 reduced the extent of differentiation capacity decreases It can be confirmed.

실시예Example 5.  5. 중간엽줄기세포에서In mesenchymal stem cells miRmiR -486 및 -486 and miRmiR -598에 의한 By -598 증식능Proliferative capacity 확인 Confirm

miR-486 및 miR-598의 발현 정도에 따른 중간엽줄기세포의 증식능을 확인하였다. 이때 miRNA 발현이 조절된 세포는 실시예 3에서 사용한 세포를 이용하였으며, 각각의 세포를 cm2 당 1 개를 배양하여 세포군집형성 형태를 확인하였다. 결과는 도 4에 나타내었다.The proliferation of mesenchymal stem cells according to the expression level of miR-486 and miR-598 was confirmed. At this time, the miRNA expression-controlled cells were used as the cells used in Example 3, each cell was cultured 1 per cm 2 to confirm the cell colonization form. The results are shown in FIG.

측정 결과, miR-486 및 miR-598이 과발현된 세포는 군집을 형성하는 비율이 낮았으며, 각각의 군집을 구성하는 세포수도 현저히 적음을 확인하였다(도 4a). 그러나 miR-486 및 miR-598의 발현이 감소된 세포에서는 군집을 형성하는 비율이 높았으며, 각각의 군집을 구성하는 세포수도 현저히 많음을 확인할 수 있다(도 4b).As a result, it was confirmed that the cells overexpressing miR-486 and miR-598 had a low rate of forming a colony, and the number of cells constituting each colony was also significantly smaller (FIG. 4A). However, in the cells with reduced expression of miR-486 and miR-598, the rate of forming a colony was high, and the number of cells constituting each colony was also remarkably high (FIG. 4B).

또한, 각각의 중간엽줄기세포 5×103 개를 6-웰(well)에 첨가하고, 3 일 후 각각의 세포수를 측정하였다. 그 결과, miR-486 및 miR-598을 과발현하는 세포의 수가 현저하게 감소됨을 확인하였으며(도 4a의 (c)), miR-486 및 miR-598의 발현이 저해된 세포의 수는 현저하게 증가되었다(도 4b의 (c)).
In addition, 5 × 10 3 cells of each mesenchymal stem cell were added to 6-wells, and the number of cells was measured after 3 days. As a result, it was confirmed that the number of cells overexpressing miR-486 and miR-598 was significantly reduced (FIG. 4A), and the number of cells whose expression of miR-486 and miR-598 was inhibited was significantly increased. ((C) of FIG. 4B).

실시예Example 6.  6. miRmiR -486 및 -486 and miRmiR -598의 발현에 따른 According to the expression of -598 루시퍼라아제Luciferase (( luciferaseluciferase ) 활성 측정) Active measurement

Targetscan 5.1과 Sanger database를 통해 miR-486 및 miR-598의 표적 단백질을 찾았으며, 후보 유전자로 노화관련 유전자인 SIRT1을 선정하였다. 먼저, 웨스턴 블롯(western blot)을 통해 세포의 노화가 진행됨에 따라 SIRT1이 감소됨을 확인하였다(도 5a).The target proteins of miR-486 and miR-598 were found through Targetscan 5.1 and Sanger database, and SIRT1, an aging gene, was selected as a candidate gene. First, it was confirmed that SIRT1 was decreased as the aging of the cells through western blot (FIG. 5A).

이후, 각각의 miRNA와 SIRT1 간의 상호작용을 확인하기 위해, SIRT1의 3'UTR에서 각각의 miRNA가 타겟(target)할 것으로 예상되는 부위를 HindⅢ와 SpeⅠ 제한효소로 절단한 pMIR-reporter vector에 T4 ligase를 이용하여 클로닝하였다. 각각의 벡터를 miRNA를 조절한 세포(실시예 3에서 사용한 세포)에 트랜스펙션(transfection)시키고, 루시퍼라아제 활성을 측정하였다. 측정 결과는 도 5에 나타내었다.Then, in order to confirm the interaction between each miRNA and SIRT1, the T4 ligase to the pMIR-reporter vector cleaved the HindIII and SpeI restriction enzymes at sites where each miRNA is expected to target in the 3'UTR of SIRT1. Cloning was performed using. Each vector was transfected into cells that controlled miRNA (cells used in Example 3) and luciferase activity was measured. The measurement results are shown in FIG. 5.

측정 결과, miR-486 및 miR-598이 과발현된 세포는 루시퍼레이즈의 활성이 감소되었으나, miR-486 및 miR-598의 발현이 감소된 세포에서는 루시퍼레이즈의 활성이 증가됨을 확인하였다. 따라서 miR-486 및 miR-598과 SIRT1의 3'UTR과의 결합을 억제시키면 노화억제 유전자인 SIRT1의 발현을 증가시킬 수 있다(도 5b).
As a result, the cells overexpressing miR-486 and miR-598 decreased luciferase activity, but the luciferase activity was increased in cells in which miR-486 and miR-598 expression was reduced. Therefore, inhibiting the binding of miR-486 and miR-598 to the 3'UTR of SIRT1 may increase the expression of SIRT1, an aging inhibitory gene (FIG. 5B).

실시예 7. miR-486에 의한 생쥐의 발달 및 생쥐 세포의 노화 조절Example 7. Mice Development and Mice Cell Aging Control by miR-486

miR-486의 발현에 따른 생쥐의 발달 및 세포 노화 정도를 알아보기 위해, 15일 된 태아와 7주 된 성인 쥐에서 뇌를 분리하고 각각의 뇌에서 miRNA를 분리하여, miR-486의 발현차를 확인하였다. 또한 쥐의 신경줄기세포를 이용한 실험도 진행하였다.To investigate the development and cellular senescence of mice following expression of miR-486, brains were isolated from 15-day-old fetuses and 7-week-old adult rats, and miRNAs were isolated from each brain. Confirmed. In addition, experiments were carried out using rat neural stem cells.

신경줄기세포의 분리방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 생후 하루 지난 쥐의 뇌실 주변부(subventricular zone, SVZ)를 분리하고 HBSS로 세척한 후 핀셋과 가위를 이용하여 조직을 얇게 잘랐다. 잘려진 조직에 0.25% 트립신과 0.04% DNase를 37 ℃에서 30 분간 처리하였다. 이후, 원심분리하여 상층액을 제거하고 남은 펠렛(pellet)에 neurobasal media, 10% FBS(Fetal Bovine Serum)으로 이루어진 배지를 첨가하여 재현탁(resuspecsion)시킨 후, 100 μm nylon mesh에 통과시켜 세포들을 얻어내었다. 분리된 세포들을 poly-D-lysin 으로 코팅된 디쉬(dish)에 플레이팅(plating)하고, 24 시간 경과 후 부착된 세포를 라미닌(laminin)이 코팅된 디쉬(dish)에 neurobasal media, 1mM L-glutamine, B27 wuplemented, 20ng/ml FGF2, 20ng EGF, 1:50 B27으로 이루어진 배지를 사용하여 배양하였다. 위에서 분리한 신경줄기세포가 70 ~ 80 % 성장하면, 트립신(trypsin)/EDTA를 처리하여 세포를 단일세포로 분리하고, 이를 2000/cm2의 밀도로 첨가하여 계대배양한 다음, P1과 P10 세포에서 miRNA를 분리하고 miR-486의 발현율을 확인해 보았다. 측정 결과는 도 6에 나타내었다.The separation method of neural stem cells is described in detail as follows. One day after birth, the subventricular zone (SVZ) of the rat was isolated, washed with HBSS, and the tissue was thinly cut using tweezers and scissors. The cut tissues were treated with 0.25% trypsin and 0.04% DNase at 37 ° C. for 30 minutes. Subsequently, the supernatant is removed by centrifugation and resuspended by adding a medium consisting of neurobasal media and 10% FBS (Fetal Bovine Serum) to the remaining pellets, and then passing the cells through a 100 μm nylon mesh. Got it. The separated cells were plated in a dish coated with poly-D-lysin, and after 24 hours, the attached cells were placed in a dish coated with laminin on neurobasal media, 1 mM L-. Culture was performed using a medium consisting of glutamine, B27 wuplemented, 20ng / ml FGF2, 20ng EGF, and 1:50 B27. When 70-80% of the neural stem cells isolated above were grown, the cells were separated into single cells by treatment with trypsin / EDTA, and subcultured by adding them at a density of 2000 / cm 2 , and then in P1 and P10 cells. miRNA was isolated and the expression rate of miR-486 was confirmed. The measurement results are shown in FIG. 6.

그 결과, 쥐의 태아에서 분리한 뇌보다 성인쥐에서 분리한 뇌에서 miR-486의 발현율이 현저히 높았으며, 신경줄기세포의 계대배양을 할수록 miR-486의 발현율 역시 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
As a result, the expression rate of miR-486 was significantly higher in the brains of adult rats than the brains of mouse embryos, and the expression rate of miR-486 was also increased with passage of neural stem cells.

실시예Example 8.  8. 당뇨환자에서In diabetics 유래한  Originated 중간엽줄기세포의Mesenchymal stem cells miRmiR -486 및 -486 and miRmiR -598에 의한 증식조절Growth control by -598

miR-486 및 miR-598의 발현에 따른 중간엽줄기세포의 증식변화를 알아보기 위해, 당뇨환자에서 분리한 중간엽줄기세포를 miR-486 및 miR-598 억제제를 이용하여 각각의 miRNA를 감소시킨 후 줄기세포의 증식을 확인하였다. 측정 결과는 도 7에 나타내었다.To investigate the proliferative changes of mesenchymal stem cells according to the expression of miR-486 and miR-598, the miRNAs of the mesenchymal stem cells isolated from diabetic patients were reduced using miR-486 and miR-598 inhibitors. After the proliferation of stem cells was confirmed. The measurement result is shown in FIG.

당뇨환자에서 분리한 줄기세포는 정상인에서 분리한 세포와 비교하여 증식능이 현저하게 감소됨을 보였다. 그러나 miR-486 및 miR-598을 감소시켰을 경우 당뇨환자의 줄기세포의 증식능이 정상인과 유사할 정도로 회복됨을 확인하였다.
Stem cells isolated from diabetic patients showed significantly decreased proliferative capacity compared with cells isolated from normal subjects. However, when miR-486 and miR-598 were reduced, it was confirmed that the proliferative capacity of the stem cells of diabetic patients recovered to the extent similar to that of normal persons.

실시예Example 9.  9. 당뇨환자에서In diabetics 분리한  Detached 중간엽줄기세포의Mesenchymal stem cells miRmiR -486에 의한 By -486 혈관생성능Angiogenesis 조절 control

miR-486의 발현에 따른 중간엽줄기세포의 혈관생성능을 확인하기 위해, 면역결핍생쥐로부터 대퇴동맥을 결찰하고, 결찰 1일 후 근육으로 106개의 지방 조직기질세포를 이식하였다. 이식 1, 2 주 후 Laser Doppler로 혈류량을 측정하였다. 측정 결과는 도 8에 나타내었다.In order to confirm the angiogenesis of mesenchymal stem cells according to the expression of miR-486, the femoral artery was ligated from immunodeficient mice, and 10 6 adipose tissue stromal cells were transplanted into the muscle one day after ligation. Blood flow was measured at 1 and 2 weeks after implantation with a Laser Doppler. The measurement results are shown in FIG. 8.

측정 결과, 정상인의 중간엽줄기세포를 이식한 경우와 비교하여 당뇨환자유래의 줄기세포를 이식한 경우 혈류량이 현저하게 감소됨을 보였다. 그러나 miR-486을 감소시킨 당뇨환자유래의 중간엽줄기세포를 이식하였을 때에는 혈류량이 정상인과 유사하게 증가되었다.
As a result, blood flow was significantly decreased when stem cells derived from diabetic patients were transplanted compared with that of normal mesenchymal stem cells. However, when the mesenchymal stem cells derived from diabetic patients with reduced miR-486 were transplanted, the blood flow increased similarly to that of normal persons.

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Claims (11)

서열번호 1 및 2의 염기서열을 갖는 miR-486의 발현 억제제를 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
Composition for inhibiting proliferation, differentiation and senescence of stem cells comprising the expression inhibitor of miR-486 having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and 2 as an active ingredient.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 miR-486의 억제제는 안타고미르(antagomir), 안티센스 올리고뉴클레오티드(antisense oligonucleotide), 또는 RNA 억제 분자(inhibitoy RNA molecule)인 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The method of claim 1, wherein the inhibitor of miR-486 is antagomir (antiagomir), antisense oligonucleotide (antisense oligonucleotide), or RNA inhibitory molecule (inhibitoy RNA molecule) characterized in that to promote the proliferation, differentiation of stem cells and aging Inhibitory composition.
제 3항에 있어서, 상기 안타고미르(antagomir) 또는 안티센스 올리고뉴클레오티드(antisense oligonucleotide)는 miR-486의 염기서열에 상보적인 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The composition of claim 3, wherein the antagomir or antisense oligonucleotide has a sequence complementary to the nucleotide sequence of miR-486.
제 4항에 있어서, 상기 miR-486의 억제제는 서열번호 5의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The composition of claim 4, wherein the inhibitor of miR-486 has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, wherein the stem cell proliferates, promotes differentiation, and inhibits aging.
제 1항에 있어서, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포인 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The composition of claim 1, wherein the stem cells are mesenchymal stem cells.
제 6항에 있어서, 상기 중간엽줄기세포는 당뇨병 환자에서 분리된 중간엽줄기세포인 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The composition of claim 6, wherein the mesenchymal stem cells are mesenchymal stem cells isolated from diabetic patients.
제 6항에 있어서, 상기 miR-486의 발현 억제제는 중간엽줄기세포의 혈관재생능을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The composition for inhibiting proliferation, differentiation and senescence of stem cells according to claim 6, wherein the miR-486 expression inhibitor promotes vascular regeneration of mesenchymal stem cells.
제 1항에 있어서, 상기 miR-486의 발현 억제제는 miR-486과 서투인1(Sirtuin 1; SIRT1)의 3'UTR의 결합을 방해함으로써 노화 억제 유전자인 Sirt1의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제용 조성물.
The method of claim 1, wherein the miR-486 expression inhibitor increases the expression of Sirt1, an aging inhibitory gene, by inhibiting the binding of miR-486 and 3'UTR of Sutuin 1 (SIRT1). Promotes proliferation, differentiation of stem cells and composition for inhibiting aging.
하기의 단계를 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제제의 스크리닝 방법:
(a) 서열번호 1 및 2의 염기서열을 갖는 miR-486을 발현하는 동물세포에 임의의 약제를 처리하는 단계; 및
(b) 상기 동물세포에서 약제를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 miR-486의 발현이 감소되는지 여부를 결정하는 단계.
Screening method of stem cell proliferation, differentiation promotion and aging inhibitor comprising the following steps:
(a) treating any agent with an animal cell expressing miR-486 having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2; And
(b) determining whether the expression of miR-486 is reduced compared to the control group not treated with the agent in the animal cells.
하기의 단계를 포함하는 줄기세포의 증식, 분화 촉진 및 노화 억제제의 스크리닝 방법:
(a) 서열번호 1 및 2의 염기서열을 갖는 miR-486을 발현하는 동물세포에 임의의 약제를 처리하는 단계; 및
(b) 상기 동물세포에서 miR-486의 SIRT1의 3'UTR에의 상보적 결합이 저해되는지 여부를 결정하는 단계.
Screening method of stem cell proliferation, differentiation promotion and aging inhibitor comprising the following steps:
(a) treating any agent with an animal cell expressing miR-486 having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2; And
(b) determining whether complementary binding of miR-486 to the 3'UTR of SIRT1 is inhibited in said animal cell.
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