KR101309500B1 - Isolated lineage negative hematopoietic stem cells and methods of treatment therewith - Google Patents

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Abstract

분리된, 포유동물의 성체 골수 유래의 계통 음성 조혈 줄기세포 (Lin HSC)는 안구 내의 망막 혈관 및 신경세포 망을 구제할 수 있는 내피 전구 세포 (EPC)를 함유한다. 바람직하게는, 분리된 Lin HSC 중의 약 20% 이상의 세포는 세포 표면 항원 CD31을 발현한다. 분리된 Lin HSC 집단은 안구 혈관 질환의 치료 및 망막 내의 추체 세포 변성의 개선에 유용하다. 바람직한 태양에서, Lin HSC는 성체 포유동물로부터 골수를 추출하고; 골수로부터 다수의 단핵구를 분리하고; 하나 이상의 계통 표면 항원에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 단핵구를 표지화하고; 계통 표면 항원에 대해 양성인 단핵구를 다수의 상기 단핵구로부터 제거하고; EPC를 함유하는 Lin HSC 집단을 회수함으로써 분리된다. 분리된 Lin HSC는 또한 치료학적으로 유용한 유전자로 형질감염될 수 있다. 상기 치료는 레이저를 사용하여 망막에서 활성화된 성상세포의 증식을 자극함으로써 향상될 수 있다. The isolated, lineage negative hematopoietic stem cells (Lin HSCs) from the adult adult bone marrow contain endothelial progenitor cells (EPCs) that can rescue retinal blood vessels and neuronal networks in the eye. Preferably, at least about 20% of the cells in the isolated Lin HSCs express the cell surface antigen CD31. The isolated Lin HSC populations are useful for the treatment of ocular vascular diseases and for improving cortical cell degeneration in the retina. In a preferred embodiment, Lin HSC extracts bone marrow from adult mammals; Separating a number of monocytes from the bone marrow; Monocytes are labeled with biotin-conjugated line panel antibody to one or more lineage surface antigens; Removing monocytes positive for lineage surface antigen from a plurality of said monocytes; Isolates by recovering Lin HSC populations containing EPC. Isolated Lin HSCs can also be transfected with therapeutically useful genes. The treatment can be enhanced by stimulating the proliferation of activated astrocytes in the retina using a laser.

계통 음성 조혈 줄기세포, 내피 전구 세포, 추체 세포, 망막 변성, 표면 항원 Lineage negative hematopoietic stem cells, endothelial progenitor cells, vertebral cells, retinal degeneration, surface antigen

Description

분리된 계통 음성 조혈 줄기세포 및 이를 사용한 치료 방법 {Isolated lineage negative hematopoietic stem cells and methods of treatment therewith}Isolated lineage negative hematopoietic stem cells and methods of treatment therewith

관련 출원의 상호참조Cross reference of related application

본 출원은 2002년 7월 25일자로 출원된 임시특허 출원 제60/398,522호 및 2003년 5월 2일자로 출원된 임시특허출원 제60/467,051호의 이익을 주장하는, 2003년 7월 25일자로 출원된 미국 특허출원 제10/628,783호의 CIP 출원인 2004년 4월 28일자로 출원된 미국 특허출원 제10/833,743호의 CIP 출원이며, 이 출원들의 전문이 본원에 참조로서 인용된다.This application is filed on July 25, 2003, which claims the benefit of Provisional Patent Application No. 60 / 398,522 filed July 25, 2002 and Provisional Patent Application No. 60 / 467,051 filed May 2, 2003. The CIP application of US patent application Ser. No. 10 / 833,743, filed April 28, 2004, the CIP application of US patent application Ser. No. 10 / 628,783, which is incorporated by reference in its entirety.

정부 권리의 진술Statement of Government Rights

본원에서 기술된 연구의 일부는 미국국립암연구소 (National Cancer Institute)로부터 원조번호 제CA92577호 및 미국국립보건연구소 (National Institute of Health)로부터 원조번호 제EY11254호, 제EY12598호 및 제EY125998호에 의해 지원되었다. 미연방정부는 본 발명에 대해 일정 권리를 갖는다.Some of the studies described herein are provided by the aid number CA92577 from the National Cancer Institute and by the aid numbers EY11254, EY12598 and EY125998 from the National Institute of Health. Supported. The United States Government has certain rights in the invention.

본 발명은 분리된, 포유동물의 줄기 세포에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 골수로부터 유래된 계통 음성 조혈줄기 세포 (lineage negative hematopoietic stem cell: Lin-HSC) 집단, 및 분리된 Lin-HSC 집단으로 포유동물의 안구를 치료하여, 안구 변성 질환을 앓고 있는 포유동물의 망막 내의 추체 세포 (cone cell)를 보존하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an isolated, mammalian stem cell. More specifically, the present invention treats the eye of a mammal with a lineage negative hematopoietic stem cell (Lin - HSC) population derived from bone marrow, and a separate Lin - HSC population, and is suffering from ocular degeneration. A method for preserving cone cells in the retina of a mammal.

노화 관련 황반변성 (ARMD) 및 당뇨성 망막병증 (DR)은 산업화된 국가들에서 시력 상실의 주된 원인이며 비정상적 망막 혈관신생 (neovascularization)의 결과로서 발생한다. 망막은 신경세포 요소, 아교 요소 및 혈관 요소의 매우 명확한 층으로 이루어지기 때문에, 혈관 증식 또는 부종에서 보여지는 바와 같이 비교적 작은 장애라도 현저한 시기능 상실을 유발할 수 있다. 망막 색소변성 (RP)과 같은 유전성 망막 변성도 또한 세동맥 협착 및 혈관 위축과 같은 혈관 비정상성과 연관이 있다. 대부분의 유전성 사람 망막 변성은 구체적으로 간체 광수용체에 영향을 주지만, 중추, 미세 시력을 책임지는 사람 망막의 영역인 황반의 주요 세포 성분인 추체의 상실이 수반된다. 추체-특이적 생존 인자가 최근에 보고되었으며 (MohandSaid et al. 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 95: 8357-8362), 이는 망막 변성의 마우스 모델에서 추체 생존을 촉진할 수 있다. Aging-related macular degeneration (ARMD) and diabetic retinopathy (DR) are the leading cause of vision loss in industrialized countries and occur as a result of abnormal neovascularization. Because the retina consists of very clear layers of neuronal, glial and vascular elements, even relatively small disorders, as seen in vascular proliferation or edema, can cause significant loss of visual function. Hereditary retinal degeneration, such as retinal pigment degeneration (RP), is also associated with vascular abnormalities such as arterioles narrowing and vascular atrophy. Most hereditary human retinal degenerations specifically affect hepatic photoreceptors, but are accompanied by loss of the vertebrae, a major cellular component of the macula, the region of the human retina responsible for central, microscopic vision. Cone-specific survival factors have recently been reported (MohandSaid et al . 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95: 8357-8362), which can promote vertebral survival in mouse models of retinal degeneration.

유전성 망막 변성은 3500명 중 1명꼴로 다수가 앓고 있으며, 진행성 야맹증, 시야 상실, 시신경 위축, 세동맥 약화, 혈관 투과성 변경, 및 완전 실명으로 종종 진행되는 중심 시력 상실을 특징으로 한다[참조: Heckenlively, J.R., editor, 1988; Retinitis Pigmentosa, Philadelphia; JB Lippincott Co.]. 이러한 질환의 분자 유전학 분석은, 공지된 질환자 중 비교적 적은 비율에서만 원인이 되는 110개 이상의 상이한 유전자에서 돌연변이를 확인하였다[참조: Humphries et al., 1992, Science 256:804-808; Farrar et al., 2002, EMBO J.21: 857-864]. 다수의 이들 돌연변이들은 로돕신, cGMP 포스포디에스터라제, rds 페리페린 및 RPE65를 비롯한 광변환 기구의 효소 성분 및 구조 성분과 관련이 있다. 이러한 발견에도 불구하고, 이러한 망막 변성 질환의 진행을 지연 또는 역전시키는 효과적인 치료법은 여전히 없는 상황이다. 최근 유전자 요법의 진보는 특정 돌연변이를 보유한 동물의 광수용체 또는 망막 색소상피 (RPE)로 야생형 전이유전자 (transgene)가 전달될 때, 마우스의 rds 표현형[참조: Ali et al. 2000, Nat. Genet. 25:306-310] 및 rd 표현형[참조: Takahashi et al., 1999, J. Virol. 73:7812-7816]과 개의 RPE65 표현형[참조: Acland et al., 2001, Nat. Genet. 28:92-95]의 역전을 성공적으로 이끌었다.Hereditary retinal degeneration is the majority of 1 in 3500 people and is characterized by progressive night blindness, blindness, optic nerve atrophy, arteriosclerosis, vascular permeability alteration, and central vision loss, which often progresses to complete blindness. Heckenlively, JR, editor, 1988; Retinitis Pigmentosa, Philadelphia; JB Lippincott Co.]. Molecular genetic analysis of these diseases has identified mutations in at least 110 different genes that are responsible for only a relatively small proportion of known diseases. Humphries et al., 1992, Science 256: 804-808; Farrar et al., 2002, EMBO J. 21: 857-864. Many of these mutations relate to the enzyme components and structural components of the photoconversion machinery, including rhodopsin, cGMP phosphodiesterase, rds periprine, and RPE65. Despite these findings, there are still no effective therapies to delay or reverse the progression of such retinal degeneration diseases. Recent advances in gene therapy have resulted in the rds phenotype of mice when wild type transgenes are delivered to photoreceptors or retinal pigment epithelium (RPE) in animals with specific mutations [Ali et al. 2000, Nat. Genet. 25: 306-310 and the rd phenotype (Takahashi et al., 1999, J. Virol. 73: 7812-7816] and the RPE65 phenotype of dogs (Acland et al., 2001, Nat. Genet. 28: 92-95 successfully led the reversal.

다년간, 줄기세포 집단이 정상 성인 순환계 및 골수에 존재한다는 것은 공지되어 왔다. 이러한 세포들의 상이한 아집단은 조혈 계통 양성 (Lin+) 또는 계통 음성 (Lin-) 계통을 따라서 분화할 수 있다. 또한, 계통 음성 조혈 줄기세포 (HSC) 집단은 최근에 시험관내 및 생체내에서 혈관을 형성할 수 있는 내피 전구세포 (EPC)를 함유하는 것으로 밝혀졌다[참조: Asahara et al. 1997, Science 275:964-7]. 이들 세포는 정상적 및 병리학적 출생후 혈관형성 (angiogenesis)에 관여할 수 있을 뿐만 아니라[참조: Lyden et al. 2001, Nat. Med. 7:1194-201; Kalka et al. 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:3422-7; and Kocher et al. 2001, Nat. Med. 7:430-6], 간세포[참조: Lagasse et al. 2000, Nat. Med. 6:1229-34], 미세아교세포[참조: Priller et al. 2002, Nat. Med. 7:1356-61], 심근세포[참조: Orlac et al. 2001, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98:10344-9] 및 상피[참조: Lyden et al. 2001, Nat. Med. 7:1194-201]를 포함하는 각종 비-내피 세포형으로 분화할 수 있다. 이들 세포가 혈관형성의 몇가지 실험 모델에서 사용되어왔다 해도, 신생혈관계를 표적으로 하는 EPC의 기전은 공지되어 있지 않으며, 특정 혈관계에 기여하는 세포의 수를 효과적으로 증가시킬 전략은 확인되지 않았다.For many years, it has been known that stem cell populations exist in the normal adult circulation and bone marrow. Different subpopulations of these cells can differentiate along hematopoietic lineage positive (Lin + ) or lineage negative (Lin ) lineages. In addition, lineage negative hematopoietic stem cell (HSC) populations have recently been found to contain endothelial progenitor cells (EPCs) that can form blood vessels in vitro and in vivo. Asahara et al. 1997, Science 275: 964-7. These cells may be involved in normal and pathological postnatal angiogenesis, as well as in Lyden et al. 2001, Nat. Med. 7: 1194-201; Kalka et al. 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 3422-7; and Kocher et al. 2001, Nat. Med. 7: 430-6], hepatocytes [Lagasse et al. 2000, Nat. Med. 6: 1229-34], microglia (Priller et al. 2002, Nat. Med. 7: 1356-61], cardiomyocytes [Orlac et al. 2001, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 10344-9] and epithelium [Lyden et al. 2001, Nat. Med. 7: 1194-201] can be differentiated into various non-endothelial cell types. Although these cells have been used in several experimental models of angiogenesis, the mechanism of EPC targeting neovascular system is unknown and no strategy has been identified to effectively increase the number of cells contributing to a particular vascular system.

골수 유래의 조혈 줄기세포는 현재 치료용으로 통상적으로 사용되는 줄기세포의 유일한 종류이다. 골수 HSC는 40년 이상 동안 이식에 사용되어왔다. 현재, 정제된 줄기세포를 수거하는 진전된 방법이 백혈병, 림프종 및 유전성 혈액 질환들을 치료하기 위한 요법의 개발을 위해 연구되고 있다. 사람 줄기세포의 임상 적용이 제한된 수의 사람 환자에게서 당뇨병 및 진행성 신장암의 치료를 위해 검토되고 있다.Bone marrow-derived hematopoietic stem cells are currently the only kind of stem cells commonly used for treatment. Bone marrow HSCs have been used for transplants for over 40 years. Currently, advanced methods of harvesting purified stem cells are being investigated for the development of therapies for treating leukemia, lymphoma and hereditary blood diseases. Clinical applications of human stem cells are being reviewed for the treatment of diabetes and advanced kidney cancer in a limited number of human patients.

발명의 개요 Summary of the Invention

본 발명은 안 질환을 앓고 있는 포유동물의 망막에서 추체 세포 변성을 개선하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 포유동물의 골수-유래 분리된, 조혈 줄기세포 및 내피 전구세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 포유동물의 망막에 투여하는 단계를 포함한다. 상기 세포는 망막에서 추체 세포 변성을 지연시키기에 충분한 양으로 투여된다. The present invention provides a method for improving vertebral cell degeneration in the retina of a mammal suffering from eye disease. The method comprises administering to the mammalian retina a lineage-negative hematopoietic stem cell population comprising a mammalian bone marrow-derived isolated hematopoietic stem cell and endothelial progenitor cell. The cells are administered in an amount sufficient to retard vertebral cell degeneration in the retina.

바람직한 방법은, 안 질환을 앓고 있는 포유동물의 골수로부터 내피 전구세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 분리한 다음, 분리된 줄기세포를 망막의 추체 세포의 변성을 개선하기에 충분한 수로 포유동물의 안구에 유리체내로 주사함을 포함한다. A preferred method is to isolate a lineage-negative hematopoietic stem cell population comprising endothelial progenitor cells from the bone marrow of a mammal suffering from eye disease, and then isolate the stem cells in sufficient numbers to improve the degeneration of the cortical cells of the retina. Injection into the vitreous into the eye.

본 발명의 방법은, 포유동물 골수로부터 유래된, 분리된 포유동물의 계통 음성 조혈 줄기세포 (Lin- HSC) 집단 (즉, 세포 표면 상에 계통 표면 항원 (Lin)을 발현하지 않는 조혈 줄기세포 (HSC))를 이용한다. 바람직하게는, 상기 세포는 자가 줄기세포 (즉, 치료될 포유동물 개체의 골수로부터 유래)이다. 분리된 포유동물의 Lin- HSC 집단은, 안구에 유리체내로 주사되는 경우에, 활성화된 망막 성상세포를 선택적으로 표적으로 하는, 내피 선조세포로도 알려진 내피 전구세포 (EPC)를 포함한다. 바람직하게는, 포유동물은 사람이다. The method of the present invention is directed to a population of isolated mammalian lineage negative hematopoietic stem cells (Lin - HSC) derived from mammalian bone marrow (ie, hematopoietic stem cells that do not express lineage surface antigen (Lin) on the cell surface) ( HSC)). Preferably, the cells are autologous stem cells (ie, derived from bone marrow of the mammalian subject to be treated). The Lin - HSC population of isolated mammals includes endothelial progenitor cells (EPCs), also known as endothelial progenitor cells, which selectively target activated retinal stellate cells when injected intraocularly into the eye. Preferably the mammal is a human.

바람직한 태양에서, 본 발명의 Lin-HSC 집단은, 안 질환을 앓고 있는 포유동물로부터 골수를 추출하는 단계; 골수로부터 복수의 단핵구를 분리하는 단계; 당해단핵구를 1종 이상의 계통 표면 항원에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 표지시키는 단계; 계통 표면 항원에 대해 양성인 단핵구를 제거하는 단계; 및 EPC를 함유하는 Lin-HSC 집단을 회수하는 단계를 통해 분리된다. 바람직하게는, 단핵구는 CD2, CD3, CD4, CD11, CD11a, Mac-11, CD14, CD16, CD19, CD24, CD33, CD36, CD38, CD45, Ly-6G, TER-119, CD45RA, CD56, CD64, CD68, CD86, CD66b, HLA-DR 및 CD235a (글리코포린 A)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 계통 표면 항원에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 표지된다. 바람직하게는, 본 발명의 분리된 Lin-HSC 집단의 세포 중 약 20% 이상은 표면 항원 CD31을 발현한다. 이어서, 분리된 세포를 바람직하게는 안내 주사로 포유동물의 질환에 걸린 안구에 투여한다. 바람직한 태양에서, 분리된 Lin- HSC의 약 50% 이상은 표면 항원 CD31을 발현하고, 분리된 Lin- HSC의 약 50% 이상은 표면 항원 CD117 (c-kit)를 발현한다. In a preferred embodiment, the Lin - HSC population of the present invention comprises extracting bone marrow from a mammal suffering from an eye disease; Separating the plurality of monocytes from the bone marrow; Labeling the monocytes with a biotin-conjugated line panel antibody against one or more lineage surface antigens; Removing monocytes positive for lineage surface antigen; And recovering the Lin - HSC population containing EPC. Preferably, the monocytes are CD2, CD3, CD4, CD11, CD11a, Mac-11, CD14, CD16, CD19, CD24, CD33, CD36, CD38, CD45, Ly-6G, TER-119, CD45RA, CD56, CD64, Labeled with biotin-conjugated lineage panel antibodies to one or more lineage surface antigens selected from the group consisting of CD68, CD86, CD66b, HLA-DR and CD235a (glycoporin A). Preferably, at least about 20% of the cells of the isolated Lin - HSC population of the invention express surface antigen CD31. The isolated cells are then administered to the diseased eye of the mammal, preferably by intraocular injection. In a preferred embodiment, separate Lin - HSC is an about 50% or more of the expression of surface antigens CD31 and to separate Lin - about 50% or more of the HSC has a surface antigen expression of CD117 (c-kit).

본 발명의 Lin- HSC 집단 내의 EPC는 광범위하게 발달중인 망막 혈관 및 망막의 신경세포 망으로 침입하여, 안구의 신생혈관계 및 신경세포 망 내로 안정하게 혼입되어 유지된다. 정상 마우스 망막은 간체 (rod)가 우세하지만, 본 발명의 방법에 의해 치료된 마우스에서, Lin- HSC를 사용한 치료 후 구제된 세포는 놀랍게도 거의 모두 추체였다. EPCs in the Lin - HSC population of the present invention invade extensively developing retinal vessels and retinal neuronal networks, stably incorporating into the ocular neovascular system and neuronal networks. Normal mouse retinas dominated by rods, but in mice treated by the methods of the invention, the cells rescued after treatment with Lin - HSC were surprisingly almost all conical.

바람직한 일 태양에서, 분리된 Lin-HSC 집단의 세포는 치료학적으로 유용한 유전자로 형질감염된다. 예를 들면, 당해 세포는 신생혈관계를 선택적으로 표적화하여, 세포-기반 유전자 요법 형태를 통해 이미 확립된 혈관에 영향을 주지 않으면서 새로운 혈관 형성을 억제하는, 신경영양제 및 항-혈관형성제를 작동가능하게 암 호화하는 폴리뉴클레오티드로 형질감염될 수 있다. 일 태양에서, 본 발명의 방법에서 유용한 분리된 Lin-HSC 집단은 혈관형성 억제성 펩티드를 암호화하는 유전자를 포함한다. 혈관형성 억제성 Lin-HSC는 ARMD, DR 및 비정상적 혈관계와 관련 있는 특정의 망막 변성과 같은 질환에서 비정상적 혈관 성장을 조절하는데 유용하다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 분리된 Lin-HSC는 신경영양성 펩티드를 암호하는 유전자를 포함한다. 당해 신경영양성 Lin-HSC는 녹내장, 망막 색소변성 등과 같은 망막 신경 변성을 포함한 안 질환의 신경세포의 구제를 촉진하는데 유용하다. In one preferred embodiment, cells of the isolated Lin - HSC population are transfected with a therapeutically useful gene. For example, the cell selectively targets the neovascular system to operate neurotrophic and anti-angiogenic agents that inhibit new blood vessel formation without affecting blood vessels already established through cell-based gene therapy forms. Possibly transfected with a polynucleotide that encodes. In one aspect, isolated Lin - HSC populations useful in the methods of the invention include genes encoding angiogenesis inhibitory peptides. Inhibitory angiogenesis Lin - HSC is useful for regulating abnormal blood vessel growth in diseases such as ARMD, DR and certain retinal degenerations associated with abnormal vasculature. In another preferred embodiment, the isolated Lin - HSC of the present invention comprises a gene encoding a neurotrophic peptide. The neurotrophic Lin - HSC is useful for promoting the rescue of neurons in eye diseases including retinal nerve degeneration, such as glaucoma, retinal pigment degeneration.

본 발명의 분리된 Lin-HSC 집단을 이용한 안구 치료법의 특별한 이점은 Lin-HSC로 유리체내로 치료된 안구에서 관찰되는 혈관영양성 및 신경영양성 구제 효과이다. 본 발명의 분리된 Lin-HSC로 치료된 안구에서, 망막 신경세포 및 광수용체, 특히 추체가 보존되고 시기능이 어느 정도 유지될 수 있다. A particular advantage of ocular therapies using the isolated Lin - HSC population of the present invention is the vasotrophic and neurotrophic rescue effects observed in the eye treated intralinically with Lin - HSC. In the eye treated with the isolated Lin - HSC of the present invention, retinal neurons and photoreceptors, especially vertebral bodies, can be preserved and visual function maintained to some extent.

바람직하게는, 본 발명의 방법에 의해 치료될 질환에 걸린 망막은 활성화된 성상세포를 포함한다. 이는 관련 신경아교증이 있을 때 안구를 조기 치료하거나, 또는 레이저를 사용하여 활성화된 성상세포의 국소 증식을 자극함으로써 달성될 수 있다. Preferably, the retina affected by the disease to be treated by the method of the present invention comprises activated astrocytes. This can be achieved by early treatment of the eye in the presence of associated neuroglia, or by stimulating local proliferation of activated astrocytic cells using a laser.

도면에서, In the drawings,

도 1은 발달중인 마우스 망막의 대략적 그림을 도시한 것이다. 도 1a: 1차 혈관총의 발달. 도 1b: 망막 혈관 형성의 제2기. GCL, 신경절 세포 층; IPL, 내부 혈관총 층; INL, 내부 핵 층; OPL, 외부 혈관총 층; ONL, 외부 핵 층; RPE, 망막 색소 상피; ON, 시신경; P, 주변부.1 shows a schematic illustration of the developing mouse retina. 1A: Development of primary vascular plexus. 1B: Second phase of retinal angiogenesis. GCL, ganglion cell layer; IPL, internal plexus layer; INL, inner nuclear layer; OPL, outer plexus layer; ONL, outer nuclear layer; RPE, retinal pigment epithelium; ON, optic nerve; P, periphery.

도 1c는 골수 유래의 Lin+HSC 및 Lin-HSC로 분리된 세포의 유세포분석 (flow cytometry) 특징을 도시한 것이다. 상단 줄: 비-항체 표지된 세포의 돗트-플롯 (dot plot) 분포 (여기서, R1은 양성 PE-염색의 정량가능한-개폐 면적을 의미하고, R2는 GFP-양성을 나타낸다); 중간 줄: Lin-HSC (C57B/6) 및 하단 줄: Lin+HSC (C57B/6) 세포, 각각의 세포주는 Sca-1, c-kit, Flk-1/KDR, CD31에 대한 PE-접합된 항체로 표지된다. Tie-2 데이터는 Tie-2-GFP 마우스로부터 수득되었다. %는 전체 Lin-HSC 또는 Lin+HSC 집단 중 양성-표지된 세포의 %를 나타낸다.FIG. 1C depicts flow cytometry characteristics of cells isolated with bone marrow-derived Lin + HSC and Lin - HSC. Top row: dot plot distribution of non-antibody labeled cells, wherein R1 represents the quantifiable-opening area of positive PE-staining and R2 represents GFP-positive; Middle row: Lin - HSC (C57B / 6) and bottom row: Lin + HSC (C57B / 6) cells, each cell line PE-conjugated for Sca-1, c-kit, Flk-1 / KDR, CD31 Labeled with an antibody. Tie-2 data was obtained from Tie-2-GFP mice. % Represents the percentage of positively-labeled cells in the entire Lin HSC or Lin + HSC population.

도 2는 발달중인 마우스 망막 내로의 Lin-HSC의 생착 (engraftment)을 도시한 것이다. 도 2a: 주사 후 4일 (P6)째에, 유리체내로 주사된 eGFP+ Lin-HSC 세포는 망막에 부착하여 분화한다. 도 2b: Lin-HSC (B6.129S7-Gtrosa26 마우스, β-gal 항체로 염색됨)는 그 스스로 콜라겐 IV 항체로 염색된 혈관계의 앞에 확립된다 (*는 혈관계의 선단을 나타낸다). 도 2c: 주사 후 4일 (P6)째에서 대부분의 Lin+HSC 세포 (eGFP+)는 분화되지 못하였다. 도 2d: 주사 후 4일 (P6)째의 장간막 eGFP+ 쥐 EC. 도 2e: 성체 마우스 안구에 주사된 Lin-HSC (eGFP+). 도 2f: GFAP-GFP 유전자전이된 (transgenic) 마우스에서 기존의 성상세포 주형을 따라서 이동하여 분화되는 eGFP+ Lin-HSC (화살표)의 저배율상. 도 2g: Lin- 세포 (eGFP)와 기저 성상세포 사이의 연합 (화살표)의 고배율상. 도 2h: 주사되지 않은 GFAP-GFP 유전자전이된 대조군. 도 2i: 주사 후 4일 (P6)째, eGFP+ Lin-HSC 세포는 장래의 심부 혈관총 영역으로 이동하여 분화된다. 좌측 도면은 온조직 표본 (whole mount)의 망막에서의 Lin-HSC 활성을 포착한 것이고, 우측 도면은 망막내 Lin- 세포의 위치 (화살표)를 나타낸 것이다 (상단은 유리체 측면이고, 하단은 공막 측면이다). 도 2j: α-CD31-PE 및 α-GFP-alexa 488 항체에 의한 이중 표지화. 주사한지 7일 후, 주사된 Lin-HSC (eGFP, 적색)는 혈관계 (CD31)내로 혼입되었다. 화살촉은 혼입된 영역을 나타낸다. 도 2k: eGFP+ Lin-HSC 세포는 주사 후 14일 (P17)째에 혈관을 형성한다. 도 2l 및 2m: 로다민-덱스트란의 심장내 주사는 혈관이 1차 혈관총 (l) 및 심부 혈관총 (m) 둘다에서 온전하며 기능적임을 나타낸다.2 shows the engraftment of Lin HSC into the developing mouse retina. Figure 2a: 4 days post injection (P6), eGFP + Lin - HSC cells injected intravitreally attach and differentiate to the retina. Figure 2B: Lin - HSC (B6.129S7-Gtrosa26 mouse, stained with β-gal antibody) is established in front of the vascular system itself stained with collagen IV antibody (* indicates the tip of the vascular system). 2C: Most of Lin + HSC cells (eGFP + ) did not differentiate at 4 days (P6) after injection. 2D: Mesenteric eGFP + rat EC 4 days post injection (P6). 2E: Lin - HSC (eGFP + ) injected into adult mouse eyes. Figure 2F: Low magnification of eGFP + Lin - HSC (arrows) that migrate and differentiate along existing astrocytic template in GFAP-GFP transgenic mice. 2G: High magnification of association (arrow) between Lin cells (eGFP) and basal stellate cells. 2H: Non-injected GFAP-GFP transgenic control. FIG. 2i: Day 4 post-injection (P6), eGFP + Lin - HSC cells migrate to and differentiate into future deep plexus regions. The left plot captures Lin - HSC activity in the retina of the whole mount and the right plot shows the location (arrow) of Lin - cells in the retina (top is the vitreous side and the bottom is the sclera side) to be). 2J: Double labeling with α-CD31-PE and α-GFP-alexa 488 antibodies. Seven days after injection, injected Lin - HSC (eGFP, red) was incorporated into the vascular system (CD31). Arrowheads indicate incorporated areas. 2K: eGFP + Lin HSC cells form blood vessels 14 days after injection (P17). 2L and 2M: Intracardiac injection of rhodamine-dextran indicates that blood vessels are intact and functional in both primary plexus (1) and deep plexus (m).

도 3은, eGFP+ Lin-HSC 세포가 성체 망막에서 레이저로 유도된 손상 (a) 및 기계적으로 유도된 손상 (b) (*는 손상된 부위를 나타낸다)에 의해 유발된 신경아교증 (GFAP를 발현하는 성상세포로 나타남, 가장 좌측 영상)으로 이동함을 도시한 것이다. 가장 우측의 영상은 Lin-HSC와 성상세포의 밀접한 연합을 나타내는 고배율상이다. 눈금 막대 = 20μM.FIG. 3 shows that glioma (GFAP) eGFP + Lin HSC cells are induced by laser induced injury (a) and mechanically induced injury (b) (* indicates damaged sites) in the adult retina. It is shown as a stellate cell, the leftmost image). The rightmost image is a high magnification showing close association of Lin - HSC with astrocytes. Scale bar = 20 μM.

도 4는, Lin-HSC 세포가 망막 변성 마우스의 혈관계를 구제함을 나타낸다. 도 4a 내지 4d: 콜라겐 IV로 염색한, 주사 후 27일째 (P33)의 망막; 도 4a 및 4b, Lin+HSC 세포 (Balb/c)가 주사된 망막은 정상 FVB 마우스의 혈관계와 차이를 보이지 않았다; 도 4c 및 4d: Lin-HSC (Balb/c)가 주사된 망막은 야생형 마우스와 유사한 풍부한 혈관 망을 나타냈다; 도 4a 및 4c: DAPI로 염색한 전체 망막의 동결된 절편 (상단은 유리체 측면이고, 하단은 공막 측면이다); 도 4b 및 4d: 망막 온조직 표본의 심부 혈관총; 도 4e: Lin-HSC 세포-주사된 망막 (n=6)에 형성된 심부 혈관총의 혈관분포정도의 증가를 보여주는 막대 그래프. 심부 망막의 혈관화 정도는 각 영상내의 혈관의 총 길이를 계산함으로써 정량하였다. Lin-HSC, Lin+HSC 또는 대조군 망막의 혈관의 평균 총 길이/고배율 시야 (마이크론 단위)를 비교하였다. 도 4f: rd/rd 마우스로부터의 Lin-HSC (R, 우측 안구) 세포 또는 Lin+HSC (L, 우측 안구) 세포를 주사한 후 심부 혈관총 길이의 비교. 6마리의 독립적 마우스의 결과를 제시한다 (각 색상은 각 마우스를 나타낸다). 도 4g 및 4h: Lin-HSC 세포는 또한 (Balb/c) P15 안구에 주사된 경우 rd/rd-혈관계를 구제하였다. Lin-HSC (G) 또는 Lin+HSC (H) 세포가 주사된 망막의 (주사한지 한달 후) 중간 및 심부 혈관총이 제시된다.4 shows that Lin - HSC cells rescue the vascular system of retinal degeneration mice. 4A-4D: retina at day 27 post injection (P33), stained with collagen IV; 4A and 4B, retinas injected with Lin + HSC cells (Balb / c) showed no difference from the vascular system of normal FVB mice; 4C and 4D: Retinas injected with Lin HSC (Balb / c) showed a rich vascular network similar to wild type mice; 4A and 4C: Frozen sections of the entire retina stained with DAPI (top side is vitreous side and bottom side sclera side); 4B and 4D: Deep vascular plexus of retinal warm tissue specimens; 4E: Bar graph showing an increase in the degree of vascular distribution of the deep plexus formed in Lin - HSC cell-injected retinas (n = 6). The degree of vascularization of the deep retina was quantified by calculating the total length of blood vessels in each image. Mean total length / high magnification field of view (in microns) of blood vessels of Lin - HSC, Lin + HSC or control retina was compared. 4F: Comparison of deep vascular length after injection of Lin HSC (R, right eye) cells or Lin + HSC (L, right eye) cells from rd / rd mice. Results of 6 independent mice are shown (each color represents each mouse). 4G and 4H: Lin - HSC cells also rescued the rd / rd-blood system when injected into (Balb / c) P15 eyes. Intermediate and deep vascular plexuses (one month after injection) of the retina injected with Lin - HSC (G) or Lin + HSC (H) cells are shown.

도 5는 마우스 망막 조직의 현미경사진을 도시한 것이다: 도 5a, 가시성 eGFP+ Lin-HSC (회색)를 주사한 후 5일 (P11)째에서 망막 온조직 표본 (rd/rd 마우스)의 심층. 도 5b 및 5c: P6에서 Balb/c Lin- 세포 (b) 또는 Lin+HSC 세포 (c)가 주사된 Tie-2-GFP (rd/rd) 마우스의 P60 망막 혈관계. (b)와 (c)의 좌측 패널에서는 내인성 내피세포 (GFP 염색된 세포)만이 보인다. (b)와 (c)의 중간 패널은 CD31 항체로 염색된 것으로서, 화살표는 GFP가 아닌 CD31로 염색된 혈관을 나타내고, (b)와 (c)의 우측 패널은 GFP 및 CD31로 염색한 결과를 도시한 것이다. 도 5d: Lin-HSC 주사된 망막 (좌측 패널) 및 대조군 망막 (우측 패널)의 α-SMA 염색.5 shows micrographs of mouse retinal tissue: FIG. 5A, depth of retinal warm tissue specimens (rd / rd mice) on day 5 (P11) following injection of visible eGFP + Lin HSC (grey). 5B and 5C: P60 retinal vascular system of Tie-2-GFP (rd / rd) mice injected with Balb / c Lin cells (b) or Lin + HSC cells (c) at P6. Only endogenous endothelial cells (GFP stained cells) are visible in the left panel of (b) and (c). The middle panels of (b) and (c) are stained with CD31 antibody, the arrows indicate blood vessels stained with CD31 rather than GFP, and the right panels of (b) and (c) show the staining with GFP and CD31. It is shown. 5D: α-SMA staining of Lin HSC injected retina (left panel) and control retina (right panel).

도 6은 T2-TrpRS-형질감염된 Lin-HSC가 마우스 망막 혈관계의 발달을 억제함을 보여준다. 도 6a: 아미노 말단에 Igk 시그널 서열을 갖는 사람 TrpRS, T2-TrpRS 및 T2-TrpRS의 도식적 묘사. 도 6b: T2-TrpRS 형질감염된 Lin-HSC가 주사된 망막은 생체내에서 T2-TrpRS 단백질을 발현한다. (1) 이. 콜라이에서 생산된 재조합 T2-TrpRS; (2) 이. 콜라이에서 생산된 재조합 T2-TrpRS; (3) 이. 콜라이에서 생산된 재조합 T2-TrpRS; (4) 대조군 망막; (5) Lin-HSC + pSecTag2A (벡터 단독)가 주사된 망막; (6) Lin-HSC + pKLe135 (pSecTag 내의 Igk-T2-TrpRS)가 주사된 망막. 도 6a: 내인성 TrpRS. 도 6b: 재조합 T2-TrpRS. 도 6c: Lin-HSC가 주사된 망막의 T2-TrpRS. 도 6c 내지 6f: 주사 후 7일째의 주사된 망막의 대표적인 1차 (표재) 혈관총 및 2차 (심부) 혈관총; 도 6c 및 6d: 공 (空) 플라스미드-형질감염된 Lin-HSC가 주사된 안구는 정상적으로 발달하였다; 도 6e 및 6f: 대다수의 T2-TrpRS-형질감염된 Lin-HSC가 주사된 안구는 심부 혈관총의 억제를 나타냈다; 도 6c 및 6e: 1차 (표재성) 혈관총; 도 6d 및 6f: 2차 (심부) 혈관총. 도 6f에서 관찰된 혈관의 희미한 외곽선은 도 6e에 도시한 1차 혈관 망의 "출혈" 영상이다.6 shows that T2-TrpRS-transfected Lin - HSCs inhibit the development of the mouse retinal vascular system. 6A: Schematic depiction of human TrpRS, T2-TrpRS and T2-TrpRS with Igk signal sequences at the amino terminus. 6B: Retinas injected with T2-TrpRS transfected Lin - HSC express T2-TrpRS protein in vivo. (1) Lee. Recombinant T2-TrpRS produced in E. coli; (2) Lee. Recombinant T2-TrpRS produced in E. coli; (3) Lee. Recombinant T2-TrpRS produced in E. coli; (4) control retina; (5) retinas injected with Lin - HSC + pSecTag2A (vector only); (6) Retina injected with Lin - HSC + pKLe135 (Igk-T2-TrpRS in pSecTag). 6A: endogenous TrpRS. 6B: Recombinant T2-TrpRS. 6C: T2-TrpRS of retina injected with Lin HSC. 6C-6F: Representative primary (surface) plexus and secondary (deep) plexus of the injected retina 7 days after injection; 6C and 6D: Eyes injected with empty plasmid-transfected Lin - HSC developed normally; 6E and 6F: Eyes injected with the majority of T2-TrpRS-transfected Lin - HSC showed inhibition of the deep plexus; 6C and 6E: primary (superficial) vascular plexus; 6D and 6F: Secondary (deep) plexus. The faint outline of the blood vessel observed in FIG. 6F is an “bleed” image of the primary vascular network shown in FIG. 6E.

도 7은 His6-태그된 T2-TrpRS의 DNA 서열 (서열번호 1)을 도시한 것이다.Figure 7 depicts the DNA sequence of His 6 -tagged T2-TrpRS (SEQ ID NO: 1).

도 8은 His6-태그된 T2-TrpRS의 아미노산 서열 (서열번호 2)를 도시한 것이다.8 shows the amino acid sequence of His 6 -tagged T2-TrpRS (SEQ ID NO: 2).

도 9는 안구에 본 발명의 Lin-HSC 및 Lin+HSC (대조군)이 주사된 마우스의 망막의 현미경사진과 망막전위도 (ERG)를 도시한 것이다.9 shows micrographs and retinal potential maps (ERG) of the retina of mice injected with Lin - HSC and Lin + HSC (control) of the present invention in the eye.

도 10은 Lin-HSC로 처리된 rd/rd 마우스 안구의 중간 혈관총 (Int.) 및 심부 혈관 층 둘다에 대한 신경 구제 (y-축) 및 혈관 구제 (x-축) 간의 상관관계를 보여주는 통계학적 플롯을 도시한 것이다. Figure 10 Statistics showing the correlation between neuronal rescue (y-axis) and vascular rescue (x-axis) for both medial plexus (Int.) And deep vascular layers of rd / rd mouse eye treated with Lin - HSC. The mathematical plot is shown.

도 11은 Lin+HSC로 처리된 rd/rd 마우스 안구에 대한 신경 구제 (y-축) 및 혈관 구제 (x-축) 간에는 상관관계가 없음을 보여주는 통계학적 플롯을 도시한 것이다. FIG. 11 shows statistical plots showing no correlation between neuronal rescue (y-axis) and vascular rescue (x-axis) for rd / rd mouse eyes treated with Lin + HSC.

도 12는 주사 후 1개월 (1M), 2개월 (2M) 및 6개월 (6M)의 시점에서, Lin-HSC로 처리된 rd/rd 마우스 안구 (검은색 막대) 및 미처리된 rd/rd 마우스 안구 (흰색 막대)에 대한 임의 상대 단위의 혈관 길이 (y-축)의 막대 그래프이다. 12 shows rd / rd mouse eye (black bars) and untreated rd / rd mouse eye treated with Lin - HSC at time points 1 month (1M), 2 months (2M) and 6 months (6M) post-injection. Bar graph of vessel length (y-axis) in any relative units (white bar).

도 13은 주사 후 1개월 (1M), 2개월 (2M) 및 6개월 (6M)의 시점에서 rd/rd 마우스의 외부 신경세포 층 (ONR) 내의 핵의 수에 대한 3개의 막대 그래프를 포함하며, Lin+HSC로 처리된 대조군 안구 (흰색 막대)에 비해서 Lin-HSC로 처리된 안구 (검은색 막대)의 경우에 핵의 수가 현저하게 증가했음을 입증한다.FIG. 13 includes three bar graphs of the number of nuclei in the outer neuronal layer (ONR) of rd / rd mice at time points 1 month (1M), 2 months (2M) and 6 months (6M) post injection. It is demonstrated that the number of nuclei was markedly increased in the case of eyes treated with Lin - HSC (black bars) compared to control eyes treated with Lin + HSC (white bars).

도 14는 (주사 후) 1개월 (1M), 2개월 (2M) 및 6개월 (6M)의 시점에서 우측 안구 (R, Lin-HSC로 처리됨)를 좌측 안구 (L, Lin+HSC로 처리된 대조군 안구)에 대해 비교하는, 개개의 rd/rd 마우스에 대한 외부 신경세포 층 내의 핵의 수에 대한 플롯을 도시한 것으로, 소정의 플롯에서 각각의 선은 개개의 마우스의 안구를 비교한다.FIG. 14 treated the right eye (treated with R, Lin-HSC) with the left eye (L, Lin + HSC) at time points 1 month (1M), 2 months (2M) and 6 months (6M) (after injection). A plot of the number of nuclei in the outer neuronal layer for individual rd / rd mice, compared to the control eye), is shown, with each line in the given plot comparing the eyes of the individual mice.

도 15는 rd1/rd1 (C3H/HeJ, 좌측 패널) 마우스 또는 야생형 마우스 (C57BL/6, 우측 패널)의 망막 혈관계 및 신경세포의 변화를 도시한 것이다. 온조직 표본 망막의 중간 (상단 패널) 또는 심부 (중간 패널) 혈관총의 망막 혈관계 (적색: 콜라겐 IV, 녹색: CD31) 및 동일 망막의 절편 (적색: DAPI 및 녹색: CD31, 하단 패널) (GCL: 신경절 세포층, INL: 내부 핵 층, ONL: 외부 핵 층)를 도시했다 (P: 출생후 경과일). FIG. 15 shows changes in retinal vascular system and neurons in rd1 / rd1 (C3H / HeJ, left panel) mice or wild type mice (C57BL / 6, right panel). Retinal vascular system (red: collagen IV, green: CD31) and sections of the same retina (red: DAPI and green: CD31, bottom panel) of the middle (top panel) or deep (middle panel) plexus of the warm tissue specimen retina (GCL : Ganglion cell layer, INL: inner nuclear layer, ONL: outer nuclear layer) (P: days after birth).

도 16은 Lin-HSC 주사가 rd1/rd1 마우스의 신경세포 변성을 구제하는 것을 보여준다. A, B 및 C는 P30 (A), P60 (B), 및 P180 (C)에서 관찰되는 Lin-HSC 주사된 안구 (우측 패널) 및 대측성 대조군 세포 (CD31-) 주사된 안구 (좌측 패널)의 중간 또는 심부 혈관총 및 절편의 망막 혈관계를 도시한 것이다. D는 P30 (좌측, n=10), P60 (중간, n=10) 및 P180 (우측, n=6)에서 관찰되는 Lin-HSC 주사된 망막 또는 대조군 세포 (CD31-) 주사된 망막의 혈관계의 평균 총 길이 (+ 또는 -는 평균값의 표준 오차이다)를 나타낸 것이다. 중간 혈관총과 심부 혈관총의 데이터를 각각 나타냈다 (Y축: 혈관계의 상대적 길이). E는 대조군 세포 (CD31-) 또는 Lin-HSC 주사된 망막에서 P30 (좌측, n=10), P60 (중간, n=10) 또는 P180 (우측, n=6)에 관찰되는 ONL 중의 세포핵의 평균 수를 도시한 것이다 (Y축: ONL 중의 세포핵의 상대적 수). F는 Lin-HSC 또는 대조군 세포 주사된 망막의 P30 (좌측), P60 (중간) 및 P180 (우측)에 관찰되는 혈관계의 길이 (X축)와 ONL 중의 세포 핵의 수 (Y축) 사이의 직선 상관관계를 도시한 것이다.16 shows that Lin - HSC injection rescues neuronal degeneration in rd1 / rd1 mice. A, B and C are P30 (A), P60 (B), and P180 Lin observed at (C) - HSC injected eye (right panels) and contralateral control cell (CD31 -) injected eye (left panels) The retinal vascular system of the middle or deep vascular plexus and section is shown. D represents the vasculature of the retinal or Lin - HSC injected retina or control cells (CD31 ) injected at P30 (left, n = 10), P60 (middle, n = 10) and P180 (right, n = 6). Mean total length (+ or-is the standard error of the mean). The data of the medial and deep plexus were shown respectively (Y axis: relative length of the vascular system). E is the mean of the nuclei in ONL observed in P30 (left, n = 10), P60 (middle, n = 10) or P180 (right, n = 6) in control cells (CD31 ) or Lin HSC injected retina Numbers are shown (Y axis: relative number of cell nuclei in ONL). F is a straight line between the length of the vascular system (X axis) and the number of cell nuclei in the ONL (Y axis) observed in P30 (left), P60 (middle) and P180 (right) of the retina injected with Lin - HSC or control cells. Correlation is shown.

도 17은 Lin-HSC 주사로 망막 기능이 구제됨을 입증하는 도면이다. 망막전위도 (ERG) 기록을 사용하여 Lin-HSC 또는 대조군 세포 (CD31-)가 주사된 망막의 기능을 측정했다. A 및 B는 주사 2개월 후 구제된 망막 및 구제되지 않은 망막의 대표예를 도시한 것이다. 동일한 동물의 Lin-HSC 주사된 우측 안구 (A)와 CD31- 대조군 세포 주사된 좌측 안구 (B)의 망막 절편이다 (녹색: CD31 염색된 혈관계, 적색: DAPI 염색된 핵). C는 A와 B에 제시했던 동일한 동물의 ERG 결과를 도시한 것이다.Figure 17 demonstrates that retinal function is rescued by Lin - HSC injection. The ERG using (ERG) recording Lin - to measure the function of the retinal scanning - HSC or control cell (CD31). A and B show representative examples of the retinal and unrelieved retinas rescued 2 months after injection. Retinal sections of Lin - HSC injected right eye (A) and CD31 - control cells injected left eye (B) of the same animal (green: CD31 stained vascular system, red: DAPI stained nucleus). C shows the ERG results of the same animal presented in A and B.

도 18은 사람 골수 세포의 집단이 rd1 마우스의 망막 변성을 구제할 수 있음을 도시한 것이다 (A 내지 C). 또한, 다른 망막 변성 모델인 rd10에서도 구제가 관찰되었다 (D-K). A는 녹색 염료로 표지된 사람 Lin-HSC (hLin-HSC)가 C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID 마우스의 유리체내로 주사된 후, 망막 혈관 세포로 분화할 수 있음을 보여준다. B 및 C는 주사후 1.5개월째의 hLin-HSC 주사된 안구 (B) 또는 대측성 대조군 안구 (C)의 망막 혈관계 (좌측 패널; 상단: 중간 혈관총, 하단: 심부 혈관총) 및 신경세포 (우측 패널)이다. D-K는 Lin-HSC (P6에 주사됨)에 의한 rd10 마우스의 구제를 도시한 것이다. P21 (D: Lin-HSC, J: 대조군 세포), P30 (E: Lin-HSC, I: 대조군 세포), P60 (F: Lin-HSC, J: 대조군 세포) 및 P105 (G: Lin-HSC, K: 대조군 세포)에 관찰되는 대표적인 망막을 도시했다 (각 시점에서 처리된 안구와 대조군 안구는 동일한 동물의 것이다). 망막 혈관계 (각 패널의 상단 영상은 중간 혈관총이고, 각 패널의 중간 영상은 심부 혈관총이다)는 CD31 (녹색) 및 콜라겐 IV (적색)으로 염색했다. 각 패널의 하단 영상은 동일한 망막 유래의 단면도를 나타낸 것이다 (적색: DAPI, 녹색: CD31).FIG. 18 shows that a population of human bone marrow cells can rescue retinal degeneration of rd1 mice (A-C). In addition, rescue was also observed in another model of retinal degeneration, rd10 (DK). A shows that human Lin - HSC (hLin - HSC) labeled with green dye can be injected into the vitreous of C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID mice and then differentiate into retinal vascular cells. B and C are the retinal vasculature of the hLin - HSC injected eye (B) or contralateral control eye (C) at 1.5 months post injection (left panel; top: middle plexus, bottom: deep plexus) and nerve cells ( Right panel). DK depicts rescue of rd10 mice by Lin - HSC (injected in P6). P21 (D: Lin - HSC, J: control cells), P30 (E: Lin - HSC, I: control cells), P60 (F: Lin - HSC, J: control cells) and P105 (G: Lin - HSC, Representative retinas observed in K: control cells) are shown (the treated eye and the control eye are from the same animal at each time point). The retinal vascular system (top image of each panel is the medial vascular plexus, and the middle image of each panel is the deep vascular plexus) was stained with CD31 (green) and collagen IV (red). The bottom image of each panel shows a cross-sectional view of the same retina (red: DAPI, green: CD31).

도 19는 대조군 세포로 처리된 대측성 안구가 아닌, Lin-HSC로 처리한 후의 구제된 외부 핵 층 세포에서 크리스탈린 αA가 상향조절됨을 보여주는 것이다. 좌측 패널: 구제된 망막의 IgG 대조군, 중간 패널: 구제된 망막의 크리스탈린 αA, 우측 패널; 구제되지 않은 망막의 크리스탈린 αA.FIG. 19 shows that crystallin αA is upregulated in rescued outer nuclear layer cells after treatment with Lin HSC but not contralateral eye treated with control cells. Left panel: IgG control of rescued retina, middle panel: Crystalline αA of rescued retina, right panel; Crystalline αA in the unrelieved retina.

도 20은 본 발명의 Lin-HSC로 처리된 쥐 망막에서 상향조절되는 유전자를 도표화한 것이다. (A) 쥐 Lin-HSC로 처리된 마우스 망막에서 발현이 3배 증가되는 유전자. (B) 쥐 Lin-HSC로 처리된 마우스 망막에서 상향조절되는 크리스탈린 유전자. (C) 사람 Lin-HSC로 처리된 마우스 망막에서 발현이 2배 증가되는 유전자. (D) 사람 Lin-HSC로 처리된 마우스 망막에서 발현이 상향조절되는 신경영양 인자 또는 성장 인자의 유전자. 20 is a diagram of genes that are upregulated in rat retinas treated with Lin - HSC of the present invention. (A) Gene with 3-fold increase in expression in mouse retina treated with mouse Lin - HSC. (B) Crystalline gene upregulated in mouse retina treated with mouse Lin - HSC. (C) Genes with a 2-fold increase in expression in mouse retinas treated with human Lin - HSC. (D) Neurotrophic or growth factor genes whose expression is upregulated in mouse retinas treated with human Lin - HSC.

도 21은 본 발명의 CD133 양성 (CD133+) 및 CD133 음성 (CD133-) 사람 Lin-HSC 집단에서 관찰되는 CD31 및 인테그린 α6 표면 항원의 분포를 도시한 것이다. 좌측 패널은 유세포분석의 산점도 (scatter plot)를 보여준다. 중앙 및 우측 패널은 세포 집단에 대한 특이적 항체 발현 수준을 보여주는 히스토그램이다. Y 축은 사건의 수를 나타내고, X 축은 시그널의 강도를 나타낸다. 채워진 히스토그램이 개략 (대조군) 히스토그램의 우측으로 이동된 것은 배경 수준 이상으로 항체의 형광성 시그널 및 발현이 증가함을 나타낸다. Figure 21 depicts the distribution of CD31 and integrin α6 surface antigens observed in the CD133 positive (CD133 + ) and CD133 negative (CD133 ) human Lin HSC populations of the present invention. The left panel shows the scatter plot of the flow cytometry. Middle and right panels are histograms showing specific antibody expression levels for a cell population. The Y axis represents the number of events and the X axis represents the strength of the signal. Shifting the filled histogram to the right of the coarse (control) histogram indicates an increase in fluorescent signal and expression of the antibody above the background level.

도 22는 출생후 P0에서 P30일까지 관찰한, 정상 산소 수준 (정상산소 (normoxia))에서 발생되는 야생형 C57/B16 마우스의 출생후 망막 발달을 도시한 것이다. FIG. 22 shows postnatal retinal development of wild-type C57 / B16 mice that develop at normal oxygen levels (normoxia), observed from postnatal P0 to P30 days.

도 23은 P7에서 P12 사이의 고산소 수준 (고산소 (hyperoxia); 75% 산소) 및 이후의 P12에서 P17 사이의 정상산소 (normoxia)에서 발생되는 C57/B16 마우스의 산소-유도된 망막병증의 모델을 도시한 것이다. FIG. 23 shows oxygen-induced retinopathy of C57 / B16 mice that develop at high oxygen levels (hyperoxia; 75% oxygen) between P7 and P12 and subsequent normal oxygen (normoxia) between P12 and P17. The model is shown.

도 24는 산소-유도된 망막병증 모델에서 본 발명의 Lin-HSC 집단으로 치료 시 관찰되는 혈관 구제를 입증하는 것이다.FIG. 24 demonstrates vascular rescue observed upon treatment with the Lin - HSC population of the invention in an oxygen-induced retinopathy model.

도 25는 LinHSC의 유리체내 주사 후, rd1 마우스의 외부 핵 (ONL) 층 내의 구제된 광수용체가 주로 추체임을 보여준다. 야생형 마우스 망막 (상부 패널)에서 광수용체의 적은 비율이 적색/녹색 추체 옵신 (opsin)의 발현에 의해 입증된 바와 같이 추체였으며 (A), ONL의 대부분 세포가 간체 특이적 로돕신에 대해 양성이었다. 망막 혈관계는 예비면역 (preimmune) 혈청으로 자가형광 (autofluorescence)을 발하지만 (C), 핵 층은 간체 또는 추체-특이적 옵신에 의한 염색에 대해 완전히 음성이었다. Rd/rd 마우수 망막 (하부 패널)은 축소된 내부 핵 층 및 거의 완전히 위축된 ONL을 가지며, 이들 둘 모두는 추체 (D) 또는 간체 (패널 G) 옵신에 대해 음성이었다. 대조군인 CD31-HSC 처리된 안구는, 추체 (E) 또는 간체 (H) 옵신에 대해 어떠한 염색도 하지 않은 비-주사된 rd/rd 망막과 동일하다. Lin-HSC 처리된 대측성 안구는 현격하게 감소되었지만, 명백히 존재하는 ONL를 나타내었으며, 이는 추체 적색/녹색 옵신에 대한 양성 면역활성에 의해 입증되는 바와 같이 주로 추체로 구성되었다 (I). 적은 수의 간체가 또한 관찰되었다 (I). 25 shows that after intravitreal injection of LinHSC, the rescued photoreceptors in the outer nucleus (ONL) layer of rd1 mice are predominantly vertebral. A small proportion of photoreceptors in the wild-type mouse retina (top panel) were vertebrae as evidenced by the expression of red / green vertebral opsin (A), with most cells of ONL positive for hepatic specific rhodopsin. The retinal vascular system emits autofluorescence with preimmune serum (C), but the nuclear layer is completely negative for staining by either interstitial or cone-specific opsin. The Rd / rd Maus retina (bottom panel) had a shrunken inner nuclear layer and a nearly complete atrophy ONL, both of which were negative for the vertebral (D) or simplified (panel G) opsin. The control CD31-HSC treated eye is identical to the non-injected rd / rd retina without any staining for the vertebral (E) or hepatic (H) opsin. Lin-HSC treated contralateral eye showed a markedly reduced but presently present ONL, which consisted mainly of vertebral bodies, as evidenced by the positive immune activity against vertebral red / green opsin (I). A small number of simplifieds was also observed (I).

줄기세포는 통상적으로 세포 표면상의 항원의 분포에 의해 동정된다[상세한 설명은 본원에 적절하게 인용된 문헌 (Stem Cells: Scientific Progress and Future Directions, 미국 국립보건원 과학정책국 (National Institutes of Health, Office of Science Policy)에서 작성된 보고서, 2001.6., Appendix E: Stem Cell Markers) 참조]. Stem cells are typically identified by the distribution of antigens on the cell surface [detailed descriptions of which are properly cited herein (Stem Cells: Scientific Progress and Future Directions, National Institutes of Health, Office of Science) Policy Report, 2001.6., Appendix E: Stem Cell Markers).

본 발명은 안 질환을 앓는 포유동물의 망막에서 추체 세포 변성을 개선하는 방법을 제공한다. 포유동물 골수-유래의 분리된, 조혈 줄기세포 및 내피 전구세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단은 포유동물의 망막에 바람직하게는 유리체내 주사에 의해 투여된다. 상기 세포는 망막에서 추체 세포 변성을 개선하기에 충분한 양으로 투여된다. The present invention provides a method of improving vertebral cell degeneration in the retina of a mammal suffering from eye disease. The lineage negative hematopoietic stem cell population, including mammalian bone marrow-derived isolated, hematopoietic stem cells and endothelial progenitor cells, is administered to the mammalian retina, preferably by intravitreal injection. The cells are administered in an amount sufficient to improve vertebral cell degeneration in the retina.

바람직한 방법은 치료하고자 하는 포유동물의 골수 유래의 계통 음성, 조혈 줄기세포를 분리한 다음, 당해 세포를 망막 내의 추체 세포의 변성을 개선하기에 충분한 수로 포유동물에 투여함을 포함한다.Preferred methods include the isolation of lineage-negative, hematopoietic stem cells from the bone marrow of the mammal to be treated and then administering the cells to the mammal in sufficient numbers to improve degeneration of the vertebral cells in the retina.

상기 세포들은 병든 포유동물, 바람직하게는 안 질환의 초기 단계의 포유동물로부터 수득될 수 있다. 달리, 상기 세포들은, 예를 들어 망막 색소변성과 같은 안 질환에 대한 유전적 소인을 가진 것으로 알려진 환자에게서 질환이 발병하기 전에 수득될 수 있다. 상기 세포들은 필요할 때까지 보관될 수 있으며, 질환 발병의 징후가 처음으로 관찰된 때에 예방을 위해 주사될 수 있다. 바람직하게는, 병든 망막은 줄기세포가 표적화되는 활성화된 성상세포를 포함한다. 따라서, 관련 신경아교증이 있을 때, 안구의 조기 치료가 유익하다. 달리, 망막은, 레이저로 활성화된 성상세포의 국소 증식을 자극한 후 자가 줄기세포를 투여하여 치료할 수 있다. The cells may be obtained from a diseased mammal, preferably a mammal at an early stage of eye disease. Alternatively, the cells can be obtained before the disease develops in patients known to have genetic predisposition to eye diseases such as, for example, retinal pigmentation. The cells can be stored until needed and injected for prophylaxis when the first signs of disease development are observed. Preferably, the diseased retina comprises activated stellate cells to which stem cells are targeted. Therefore, early treatment of the eye is beneficial when there is associated neuroglia. Alternatively, the retina can be treated by administering autologous stem cells after stimulating local proliferation of laser activated astrocytes.

조혈 줄기세포는 다양한 혈액 세포 유형, 예를 들어 B 세포, T 세포, 과립구, 혈소판 및 적혈구로 발달할 수 있는 줄기세포이다. 계통 표면 항원은 성숙한 혈액 세포 계통의 마커인 세포 표면 단백질의 그룹으로서, CD2, CD3, CD11, CD11a, Mac-1(CD11b:CD18), CD14, CD16, CD19, CD24, CD33, CD36, CD38, CD45, CD45RA, 쥐 Ly-6G, 쥐 TER-119, CD56, CD64, CD68, CD86(B7.2), CD66b, 사람 백혈구 항원 DR(HLA-DR) 및 CD235a(글리코포린 A)를 포함한다. 이러한 항원을 유의적인 수준으로 발현하지 않는 조혈 줄기세포를 일반적으로 계통 음성 (Lin-)이라 부른다. 사람 조혈 줄기세포는 일반적으로 다른 표면 항원, 예컨대 CD31, CD34, CD117 (c-kit) 및/또는 CD133을 발현한다. 쥐 조혈 줄기세포는 일반적으로 CD34, CD117 (c-kit), Thy-1 및/또는 Sca-1과 같은 다른 표면 항원을 발현한다. Hematopoietic stem cells are stem cells that can develop into a variety of blood cell types, such as B cells, T cells, granulocytes, platelets, and red blood cells. Lineage surface antigens are a group of cell surface proteins that are markers of mature blood cell lineages. , CD45RA, murine Ly-6G, murine TER-119, CD56, CD64, CD68, CD86 (B7.2), CD66b, human leukocyte antigen DR (HLA-DR) and CD235a (glycoporin A). Hematopoietic stem cells that do not express significant levels of these antigens are generally called lineage negative (Lin ). Human hematopoietic stem cells generally express other surface antigens such as CD31, CD34, CD117 (c-kit) and / or CD133. Murine hematopoietic stem cells generally express other surface antigens such as CD34, CD117 (c-kit), Thy-1 and / or Sca-1.

본 발명은 세포 표면상에 "계통 표면 항원" (Lin)을 유의적인 수준으로 발현하지 않는 분리된 조혈 줄기세포를 제공한다. 본원에서 이러한 세포를 "계통 음성" 또는 "Lin-" 조혈 줄기세포라 한다. 특히, 본 발명은 발달중인 혈관계로 혼입된 후 혈관 내피세포로 분화될 수 있는, 내피 전구세포 (EPC)를 포함하는 Lin- 조혈 줄기세포 (Lin-HSC)의 집단을 제공한다. 바람직하게는, 이러한 분리된 Lin-HSC 집단은 인산염 완충 염수 (PBS)와 같은 배양 배지에 존재한다.The present invention provides isolated hematopoietic stem cells that do not express significant levels of "lineage surface antigen" (Lin) on the cell surface. These cells present in the "Grid voice" or "Lin -" The hematopoietic stem Sephora. In particular, the present invention provides a population of Lin - hematopoietic stem cells (Lin - HSC), including endothelial progenitor cells (EPC), which can be incorporated into the developing vascular system and then differentiate into vascular endothelial cells. Preferably, this isolated Lin - HSC population is present in a culture medium such as phosphate buffered saline (PBS).

본 명세서 및 청구의 범위에 사용된, 골수와 관련된 "성체"란 용어는 출생 후 분리된 골수, 즉 유년기에서 성체 사이에서 분리된 골수를 포함하는 것으로서, 배아와 대조되는 표현이다. 따라서, "포유동물 성체"란 용어는 유년기 포유동물과 완전 성숙한 포유동물을 모두 의미한다.As used herein and in the claims, the term "adult" in relation to bone marrow refers to the bone marrow isolated after birth, ie, the bone marrow isolated between adults in infancy and is an expression that contrasts with an embryo. Thus, the term "mammal adult" refers to both childhood mammals and fully mature mammals.

본 발명의 분리된 포유동물 계통 음성 조혈 줄기세포 (Lin-HSC) 집단은 내피 전구세포 (EPC)를 포함한다. 분리된 Lin-HSC 집단은 바람직하게는, 약 20% 이상의 세포가 내피 세포에 통상적으로 존재하는 표면 항원 CD31을 발현하는 포유동물 세포를 포함한다. 다른 양태에서, 약 50% 이상의 세포, 보다 바람직하게는 약 65% 이상, 보다 바람직하게는 약 75% 이상의 세포가 CD31을 발현한다. 바람직하게는, 본 발명의 Lin-HSC 집단의 약 50% 이상의 세포가 인테그린 α6 항원을 발현한다.Isolated mammalian lineage negative hematopoietic stem cell (Lin - HSC) populations of the invention include endothelial progenitor cells (EPC). The isolated Lin - HSC population preferably comprises mammalian cells that express surface antigen CD31, wherein at least about 20% of the cells are normally present in endothelial cells. In another embodiment, at least about 50% of the cells, more preferably at least about 65%, more preferably at least about 75% of the cells express CD31. Preferably, at least about 50% of the cells of the Lin - HSC population of the invention express an integrin α6 antigen.

쥐 Lin-HSC 집단의 바람직한 일 태양에서, 약 50% 이상의 세포는 CD31 항원을 발현하고, 약 50% 이상의 세포는 CD117 (c-kit) 항원을 발현한다. 바람직하게는, 약 75% 이상, 보다 바람직하게는 약 81% 이상의 Lin-HSC 세포가 표면 항원 CD31을 발현한다. 쥐의 또 다른 바람직한 태양에서, 약 65% 이상의 세포, 보다 바람직하게는 약 70%의 세포가 표면 항원 CD117을 발현한다. 본 발명의 특히 바람직한 태양은 약 50% 내지 약 85%의 세포가 표면 항원 CD31을 발현하고, 약 70% 내지 약 75%의 세포가 표면 항원 CD117을 발현하는 쥐 Lin-HSC의 집단이다.In a preferred embodiment of the rat Lin - HSC population, at least about 50% of the cells express a CD31 antigen and at least about 50% of the cells express a CD117 (c-kit) antigen. Preferably, at least about 75%, more preferably at least about 81% of Lin - HSC cells express surface antigen CD31. In another preferred embodiment of the rat, at least about 65% of the cells, more preferably about 70% of the cells express surface antigen CD117. A particularly preferred aspect of the invention is a population of rat Lin - HSCs in which about 50% to about 85% of the cells express surface antigen CD31 and about 70% to about 75% of the cells express surface antigen CD117.

또 다른 바람직한 태양은 세포들이 CD133 음성이고, 약 50% 이상의 세포가 CD31 표면 항원을 발현하며, 약 50% 이상의 세포가 인테그린 α6 항원을 발현하는 사람 Lin-HSC 집단이다. 또 다른 바람직한 태양은, 세포들이 CD133 양성이고, 약 30% 미만의 세포가 CD31 표면 항원을 발현하고 약 30% 미만의 세포가 인테그린 α6 항원을 발현하는 사람 Lin-HSC 집단이다.Another preferred embodiment is the human Lin - HSC population in which the cells are CD133 negative, at least about 50% of the cells express the CD31 surface antigen, and at least about 50% of the cells express the integrin α6 antigen. Another preferred embodiment is a human Lin - HSC population in which cells are CD133 positive, less than about 30% of the cells express the CD31 surface antigen and less than about 30% of the cells express the integrin α6 antigen.

본 발명의 분리된 Lin-HSC 집단은, 이들 세포가 분리되어진 포유동물 종, 예를 들어 마우스 또는 사람의 안구에 유리체내로 주사된 경우 성상세포를 선택적으로 표적화하여 망막의 신생혈관계로 혼입한다.The isolated Lin - HSC populations of the present invention selectively target astrocytes and incorporate into the retinal neovascular system when these cells are injected intravitreally into the eye of an isolated mammalian species, eg, mouse or human.

본 발명의 분리된 Lin-HSC 집단은 내피 세포로 분화하여 망막내에 혈관 구조를 생성시키는 내피 전구세포를 포함한다. 특히, 본 발명의 Lin-HSC 집단은 망막 신생혈관 질환 및 망막 혈관 변성 질환의 치료와 망막 혈관 손상의 복구에 유용하다. 본 발명의 Lin-HSC 세포는 망막의 신경세포 구제를 촉진하고 항-아폽토시스 유전자의 상향조절을 촉진한다. 놀랍게도, 본 발명의 성인 Lin-HSC 세포가 망막 변성을 앓고 있는 중증 복합 면역결핍증 (SCID) 마우스에서도 망막 변성을 억제할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 정상 마우스 망막은 주로 간체이지만, Lin-HSC로 처리한 후 구제된 세포는 거의 모두 추체이다. 또한, Lin-HSC 집단은 산소-유도된 망막병증 또는 미숙 망막병증을 앓고 있는 포유동물과 같은 신생 포유동물의 안구에서 나타나는 망막 결함을 치료하는데 사용될 수 있다.The isolated Lin - HSC population of the present invention includes endothelial progenitor cells that differentiate into endothelial cells to produce vascular structures in the retina. In particular, the Lin - HSC population of the present invention is useful for the treatment of retinal neovascular disease and retinal vascular degeneration disease and repair of retinal vascular injury. Lin - HSC cells of the invention promote neuronal rescue of the retina and promote upregulation of anti-apoptotic genes. Surprisingly, it has been found that adult Lin - HSC cells of the invention can inhibit retinal degeneration even in severe combined immunodeficiency (SCID) mice suffering from retinal degeneration. Normal mouse retinas are predominantly simplified, but almost all cells rescued after treatment with Lin-HSC are cones. In addition, the Lin - HSC population can be used to treat retinal defects present in the eyes of newborn mammals, such as mammals suffering from oxygen-induced retinopathy or immature retinopathy.

본 발명은 또한, 포유동물의 골수로부터 내피 전구세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 분리하고, 분리된 줄기세포를 상기 질환을 정지시키기에 충분한 수로 상기 포유동물의 안구에 유리체내로 주사함을 포함하여, 포유동물의 안 질환을 치료하는 방법을 제공한다. 본 방법을 사용하여 신생기, 유년기 또는 완전 성숙한 포유동물의 망막 변성 질환, 망막 혈관 변성 질환, 허혈성 망막병증, 혈관 출혈, 혈관 누출 및 맥락막병증과 같은 안 질환을 치료할 수 있다. 이러한 질환의 예에는 노화 관련 황반변성 (ARMD), 당뇨성 망막병증 (DR), 추정 눈 히스토플라스마증 (POHS), 미숙 망막병증 (ROP), 겸상적혈구 빈혈증 및 망막색소변성 뿐만 아니라 망막 손상이 포함된다.The invention also isolates a lineage-negative hematopoietic stem cell population comprising endothelial progenitor cells from the mammalian bone marrow and injects the isolated stem cells into the vitreous into the eye of the mammal in sufficient numbers to stop the disease. Including, it provides a method for treating eye diseases of a mammal. The method can be used to treat ocular diseases such as retinal degeneration disease, retinal degenerative disease, ischemic retinopathy, vascular bleeding, vascular leakage and choroidal disease in neonatal, childhood or fully mature mammals. Examples of such diseases include retinal damage as well as age-related macular degeneration (ARMD), diabetic retinopathy (DR), putative ocular histoplasmosis (POHS), immature retinopathy (ROP), sickle cell anemia and retinal pigmentation. Included.

안구내로 주사된 줄기 세포의 수는 환자의 안구의 질병 상태를 정지시키기에 충분하다. 예를 들어, 세포의 수는 안구의 망막 손상을 회복시키고 망막 신생혈관계를 안정화시키며 망막 신생혈관계를 성숙시키고 혈관 누출 및 혈관 출혈을 예방 또는 회복하는데 효과적일 수 있다.The number of stem cells injected into the eye is sufficient to stop the patient's eye disease state. For example, the number of cells may be effective in restoring eye retinal damage, stabilizing the retinal neovascular system, maturing the retinal neovascular system, and preventing or restoring vascular leakage and vascular bleeding.

본 발명의 Lin-HSC 집단 중의 세포는, 치료학적으로 유용한 유전자, 예를 들어 안구의 세포-기반 유전자 요법에서 사용하기 위한 항-혈관형성 단백질을 암호화하는 유전자, 및 신경세포 구제 효과를 향상시키는 신경영양 제제를 암호화하는 유전자로 형질감염시킬 수 있다.Cells in the Lin - HSC population of the present invention are therapeutically useful genes, such as genes encoding anti-angiogenic proteins for use in ocular cell-based gene therapy, and neurons that enhance neuronal rescue effects. The gene may be transfected with a gene encoding a nutritional agent.

형질감염된 세포는 망막 질환 치료에 치료학적으로 유용한 모든 유전자를 포함할 수 있다. 바람직한 일 태양에서, 본 발명의 형질감염된 Lin-HSC는, 본원에 참조로 인용된 공동 소유의 공동 계류중인 미국 특허원 제10/080,839호에 상세히 기재된 TrpRS 또는 이의 항-혈관형성 단편 (예: TrpRS의 T1 및 T2 단편)과 같은 단백질이나 단백질 단편을 포함한 항-혈관형성 펩티드를 작동가능하게 암호화하는 유전자를 포함한다. 본 발명의 항혈관형성 펩티드를 암호화하는 형질감염된 Lin-HSC는 당뇨성 망막병증 및 유사 질환과 같은 비정상적 혈관 발생을 수반하는 망막 질환의 치료에 유용하다. 바람직하게는, Lin-HSC는 사람 세포이다.Transfected cells can include any gene that is therapeutically useful for treating retinal disease. In a preferred embodiment, the transfected Lin - HSC of the present invention comprises a TrpRS or an anti-angiogenic fragment thereof as described in detail in co-owned co-pending US Patent Application No. 10 / 080,839, incorporated herein by reference (eg, TrpRS) Genes operably encoding anti-angiogenic peptides, including proteins or protein fragments such as T1 and T2 fragments. Transfected Lin - HSCs encoding antiangiogenic peptides of the invention are useful for the treatment of retinal diseases involving abnormal angiogenesis such as diabetic retinopathy and similar diseases. Preferably, Lin - HSC is a human cell.

또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 형질감염된 Lin-HSC는 신경 성장인자, 뉴로트로핀-3, 뉴로트로핀-4, 뉴로트로핀-5, 섬모상 신경영양 인자, 망막 색소 상피 유래 신경영양 인자, 인슐린-유사 성장 인자, 아교세포주 유래 신경영양 인자, 뇌-유래 신경영양 인자 등과 같은 신경영양 제제를 작동가능하게 암호화하는 유전자를 포함한다. 이러한 신경영양성 Lin-HSC는 녹내장 및 망막 색소 변성과 같은 망막 신경세포 변성 질환의 신경세포 구제의 촉진, 망막 신경 손상 치료 등에 유용하다. 섬모상 신경영양 인자의 이식은 망막 색소 변성의 치료에 유용한 것으로 보고된 바 있다[참조: Kirby et al., 2001, Mol. Ther. 3(2):241-8; Farrar et al., 2002, EMBO Journal 21: 857-864]. 뇌 유래 신경영양 인자는 손상된 망막 신경절의 성장 관련 유전자를 조절한다[참조: Fournier et al., 1977, J. Neurosci. Res. 47:561-572]. 아교세포주 유래 신경영양 인자는 망막 색소 변성에서 광 수용체 변성을 지연시키는 것으로 보고되었다[참조: McGee et al., 2001, Mol Ther. 4(6):622-9].In another preferred embodiment, the transfected Lin - HSC of the present invention is a neuronal growth factor, neurotrophin-3, neurotrophin-4, neurotrophin-5, ciliated neurotrophic factor, retinal pigment epithelial derived neurotrophic factor Genes operably encoding neurotrophic agents such as insulin-like growth factors, glial cell derived neurotrophic factors, brain-derived neurotrophic factors, and the like. These neurotrophic Lin - HSCs are useful for the promotion of neuronal rescue and retinal nerve damage in retinal neurodegenerative diseases such as glaucoma and retinal pigment degeneration. Transplantation of ciliated neurotrophic factors has been reported to be useful for the treatment of retinal pigment degeneration (Kirby et al., 2001, Mol. Ther. 3 (2): 241-8; Farrar et al., 2002, EMBO Journal 21: 857-864]. Brain-derived neurotrophic factors regulate growth-related genes in injured retinal ganglia. Fournier et al., 1977, J. Neurosci. Res. 47: 561-572. Glioblastoma-derived neurotrophic factors have been reported to retard photoreceptor degeneration in retinal pigment degeneration. McGee et al., 2001, Mol Ther. 4 (6): 622-9].

또한, 본 발명은 포유동물의 골수로부터 내피 전구세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포를 분리하는 방법을 제공한다. 본 방법은 (a) 포유동물 성체로부터 골수를 추출하는 단계; (b) 상기 골수로부터 다수의 단핵구를 분리하는 단계; (c) 단핵구를 1종 이상의 계통 표면 항원, 바람직하게는 CD2, CD3, CD4, CD11, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD24, CD33, CD36, CD38, CD45, Ly-6G(쥐), TER-119(쥐), CD45RA, CD56, CD64, CD68, CD86(B7.2), CD66b, 사람 백혈구 항원 DR(HLA-DR) 및 CD235a(글리코포린 A)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 계통 표면 항원에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 표지하는 단계; 및 (d) 다수의 단핵구로부터 상기 1종 이상의 계통 표면 항원에 대해 양성인 단핵구를 제거하고, 내피 전구세포를 함유하는, 바람직하게는 약 20% 이상의 세포가 CD31을 발현하는 계통 음성 조혈 줄기세포의 집단을 회수하는 단계를 포함한다.The present invention also provides a method for isolating lineage negative hematopoietic stem cells including endothelial progenitor cells from mammalian bone marrow. The method comprises the steps of (a) extracting bone marrow from an adult mammal; (b) separating a plurality of monocytes from the bone marrow; (c) monocytes are expressed by one or more lineage surface antigens, preferably CD2, CD3, CD4, CD11, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD24, CD33, CD36, CD38, CD45, Ly-6G (rat ), TER-119 (rat), CD45RA, CD56, CD64, CD68, CD86 (B7.2), CD66b, human leukocyte antigen DR (HLA-DR) and CD235a (glycoporin A) Labeling with biotin-conjugated line panel antibody to the antigen; And (d) a population of lineage negative hematopoietic stem cells that remove monocytes positive for said at least one lineage surface antigen from a plurality of monocytes and that contain endothelial progenitor cells, preferably at least about 20% of the cells express CD31. Recovering the same.

Lin-HSC가 성인 골수에서 분리된 경우, 단핵구는 계통 표면 항원 CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD68, CD86(B7.2) 및 CD235a에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 표지되는 것이 바람직하다. Lin-HSC이 쥐 성체 골수로부터 분리된 경우에는, 단핵구는 계통 표면 항원 CD3, CD11, CD45, Ly-6G 및 TER-119에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 표지되는 것이 바람직하다.If Lin - HSC is isolated from adult bone marrow, monocytes are lineage surface antigens CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD68, CD86 (B7.2) and CD235a It is preferably labeled with a biotin-conjugated lineage panel antibody against. When Lin - HSCs are isolated from murine adult bone marrow, monocytes are preferably labeled with biotin-conjugated lineage panel antibodies against lineage surface antigens CD3, CD11, CD45, Ly-6G and TER-119.

바람직한 방법에서, 세포는 성인 골수에서 분리되고, CD133 계통에 의해 추가로 분리된다. 사람 Lin-HSC을 분리하는 바람직한 1가지 방법은 단핵구를 바이오틴-접합된 CD133 항체로 표지시키고, CD133 양성의 Lin-HSC 집단을 회수하는 단계를 추가로 포함한다. 통상적으로, 이러한 세포의 약 30% 미만은 CD31을 발현하고, 이러한 세포의 약 30% 미만은 인테그린 α6을 발현한다. 본 발명의 사람 CD133 양성의 Lin-HSC 집단은, 혈관형성이 일어나지 않은 안구에 주사되었을 때, 말초 허혈-유도된 혈관신생의 부위를 표적화할 수 있다.In a preferred method, cells are isolated from adult bone marrow and further separated by CD133 lineage. One preferred method of isolating human Lin - HSCs further comprises labeling monocytes with biotin-conjugated CD133 antibodies and recovering the CD133 positive Lin - HSC population. Typically, less than about 30% of these cells express CD31 and less than about 30% of these cells express integrin α6. The human CD133 positive Lin - HSC population of the invention can target a site of peripheral ischemia-induced angiogenesis when injected into an eye without angiogenesis.

사람 Lin-HSC을 분리하는 또 다른 바람직한 방법은 단핵구를 바이오틴-접합된 CD133 항체로 표지시키고, CD133 양성 세포를 제거한 후, CD133 음성의 Lin-HSC 집단을 회수하는 단계를 추가로 포함한다. 통상적으로, 이러한 세포의 약 50% 이상은 CD31을 발현하고, 이러한 세포의 약 50% 이상은 인테그린 α6을 발현한다. 본 발명의 사람 CD133 음성의 Lin-HSC 집단은, 혈관형성이 진행되고 있는 안구에 주사되었을 때, 발달중인 혈관계로 혼입될 수 있다. Another preferred method of isolating human Lin - HSCs further comprises labeling monocytes with biotin-conjugated CD133 antibody, removing CD133 positive cells, and then recovering the CD133 negative Lin - HSC population. Typically, at least about 50% of these cells express CD31 and at least about 50% of these cells express integrin α6. The human CD133 negative Lin - HSC population of the present invention can be incorporated into the developing vascular system when injected into the eye where angiogenesis is progressing.

본 발명은 또한 본 발명의 형질감염된 Lin-HSC 세포를 안구에 유리체내로 주사하여 투여함으로써 안구 혈관형성 질환을 치료하는 방법을 제공한다. 이러한 형질감염된 Lin-HSC 세포는 항-혈관형성 또는 신경영양성 유전자 산물을 암호화하는 유전자와 같은 치료학적으로 유용한 유전자로 형질감염된 Lin-HSC를 포함한다. 바람직하게는, 형질감염된 Lin-HSC 세포는 사람 세포이다.The present invention also provides a method of treating ocular angiogenic diseases by administering intraocularly injected into the eye transfected Lin - HSC cells of the present invention. Such transfected Lin - HSC cells are anti- include HSC-transfected with useful genes therapeutically Lin, such as a gene encoding angiogenesis or neurotrophic gene product. Preferably, the transfected Lin - HSC cells are human cells.

바람직하게는, 약 1×105개 이상의 Lin-HSC 세포 또는 형질감염된 Lin-HSC 세포는 망막 변성 질환을 앓고 있는 포유동물 안구에 유리체내로 주사함으로써 투여한다. 주사될 세포의 수는 망막 변성의 중증도, 포유동물의 연령, 및 망막 질환의 치료에 있어 당업자가 용이하게 인지할 수 있는 기타 요인에 따라 결정될 것이다. Lin-HSC는, 치료 담당 임상의에 의해 결정되는 바와 같이 1회 투여량으로 투여하거나, 또는 일정 기간에 걸쳐 다중 투여량으로 투여할 수 있다.Preferably, at least about 1 × 10 5 Lin - HSC cells or transfected Lin - HSC cells are administered by intravitreal injection into a mammalian eye suffering from retinal degeneration disease. The number of cells to be injected will depend on the severity of retinal degeneration, the age of the mammal, and other factors that can be readily appreciated by those skilled in the art in the treatment of retinal disease. Lin - HSCs may be administered in a single dose, as determined by the treating clinician, or in multiple doses over a period of time.

본 발명의 Lin-HSC는 망막 신경세포 변성이나 망막 혈관계의 방해 또는 분해를 수반하는 망막 손상 및 망막 결함의 치료에 유용하다. 또한, 사람 Lin-HSC는 망막 혈관계의 재생적 또는 복구적 치료뿐만 아니라 망막 신경세포 변성의 치료 또는 경감에 유용한, 유전학적으로 동일한 세포주, 즉 클론을 생산하는 데에도 사용될 수 있다.Lin - HSC of the present invention is useful for the treatment of retinal damage and retinal defects involving retinal neuronal degeneration or disruption or degradation of the retinal vascular system. Human Lin - HSCs can also be used to produce genetically identical cell lines, ie clones, that are useful for regenerative or repairing retinal vascular systems as well as for the treatment or alleviation of retinal neuronal degeneration.

실시예Example 1. 세포 분리 및 증식; 쥐  1. Cell isolation and proliferation; rat LinLin -- HSCHSC 집단 A 및 B의 제조 Preparation of Populations A and B

일반적 과정. 모든 생체내 평가는 실험실 동물의 관리 및 사용에 관한 NIH 지침에 따라서 수행하였고, 모든 평가 과정은 더 스크립스 리서치 인스티튜트 (The Scripps Research Institute, TSRI, La Jolla, CA) 동물 관리 및 이용 위원회 (Animal Care and Use Committee)에 의해 승인되었다. 골수 세포를 B6.129S7-Gtrosa26, Tie-2GFP, ACTbEGFP, FVB/NJ (rd/rd 마우스) 또는 Balb/cBYJ 성체 마우스 (공급원: The Jackson Laboratory, ME)로부터 추출하였다. General process . All in vivo assessments were performed in accordance with NIH guidelines for the care and use of laboratory animals, and all assessment processes were conducted by The Scripps Research Institute (TSRI, La Jolla, CA) Animal Care and Use Committee. Approved by the Use Committee. Bone marrow cells were extracted from B6.129S7-Gtrosa26, Tie-2GFP, ACTbEGFP, FVB / NJ (rd / rd mice) or Balb / cBYJ adult mice (The Jackson Laboratory, ME).

이어서, 단핵구를 HISTOPAQUE

Figure 112012061061618-pct00001
폴리슈크로스 구배 (제조원: Sigma, St. Louis, MO)를 사용하여 밀도 구배 분리에 의해 분리하고, 마우스의 Lin- 선별을 위해 바이오틴-접합된 계통 패널 항체 (CD45, CD3, Ly-6G, CD11, TER-119, 제조원: Pharmingen, San Diego, CA)로 표지하였다. 계통 양성 (Lin+) 세포를 자기 분리 장치 (AUTOMACSTM 분리기, 제조원: Miltenyi Biotech, Auburn, CA)를 사용하여 Lin-HSC로부터 분리하여 제거하였다. 내피 전구세포를 함유하는, 수득된 Lin-HSC 집단을 다음 항체들을 사용한 FACSTM Calibur 유세포분석기 (제조원: Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ)를 사용하여 추가로 특성을 규명하였다: PE-접합된-Sca-1, c-kit, KDR 및 CD31 (제조원: Pharmingen, San Diego, CA). Tie-2-GFP 골수 세포를 Tie-2의 특성 규명에 사용하였다.Then monocytes were HISTOPAQUE
Figure 112012061061618-pct00001
Lineage panel antibodies (CD45, CD3, Ly-6G, CD11) isolated by density gradient separation using a polysucrose gradient (Sigma, St. Louis, MO) and biotin-conjugated for Lin - selection of mice , TER-119, manufactured by Pharmingen, San Diego, Calif.). Lineage positive (Lin + ) cells were removed and removed from Lin - HSC using a magnetic separation device (AUTOMACS separator, Miltenyi Biotech, Auburn, Calif.). The resulting Lin - HSC population containing endothelial progenitor cells was further characterized using a FACS Calibur flow cytometer (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ) using the following antibodies: PE-conjugated-Sca -1, c-kit, KDR and CD31 from Pharmingen, San Diego, CA. Tie-2-GFP bone marrow cells were used to characterize Tie-2.

성체 마우스 내피세포를 수거하기 위해, 장간막 조직을 외과술에 의해 ACTbEGFP 마우스로부터 떼어내어 콜라게나제 (제조원: Worthington, Lakewood, NJ) 속에 놓아서, 이 조직을 분해시킨 다음, 45㎛ 필터를 사용하여 여과하였다. 유동물을 수집하고 내피 성장 배지 (제조원: Clonetics, San Diego, CA)를 이용하여 항온처리하였다. 내피의 특성을, 조약돌 형태의 외관을 관찰하고 CD31 mAb (Pharmingen)으로 염색하고 MATRIGELTM 매트릭스 (제조원: Beckton Dickinson, Franklin Lakes, NJ) 내의 관상 구조의 형성에 대해 배양물을 검사함으로써 확인하였다.To harvest adult mouse endothelial cells, mesenteric tissues are surgically removed from ACTbEGFP mice and placed in collagenase (Worthington, Lakewood, NJ) to degrade these tissues and then filtered using a 45 μm filter. It was. The flow was collected and incubated with endothelial growth medium (Clonetics, San Diego, Calif.). Endothelial properties were confirmed by observing cobblestone appearance and staining with CD31 mAb (Pharmingen) and examining the culture for the formation of tubular structures in the MATRIGEL matrix (Beckton Dickinson, Franklin Lakes, NJ).

쥐 Lin-HSC 집단 A. 골수 세포를 상기한 일반적 과정에 의해 ACTbEGFP 마우스로부터 추출하였다. Lin-HSC 세포를 CD31, c-kit, Sca-1, Flk-1 및 Tie-2 세포 표면 항원 마커에 대한 FACS 유세포분석으로 특성을 규명하였다. 결과는 도 1c에 제시한다. 약 81%의 Lin-HSC가 CD31 마커를 나타냈으며, 약 70.5%의 Lin-HSC가 c-kit 마커를 나타냈으며, 약 4%의 Lin-HSC가 Sca-1 마커를 나타냈고, 약 2.2%의 Lin-HSC가 Flk-1 마커를 나타냈으며, 약 0.91%의 Lin-HSC 세포가 Tie-2 마커를 나타냈다. 대조적으로, 이들 골수 세포로부터 분리된 Lin+HSC는 유의적으로 상이한 세포 마커 프로필을 지녔다 (즉, CD31: 37.4%; c-kit: 20%; Sca-1: 2.8%; Flk-1: 0.05%) Rat Lin - HSC Population A. Bone marrow cells were extracted from ACTbEGFP mice by the general procedure described above. Lin - HSC cells were characterized by FACS flow cytometry for CD31, c-kit, Sca-1, Flk-1 and Tie-2 cell surface antigen markers. The results are shown in Figure 1c. About 81% of Lin - HSCs showed CD31 markers, about 70.5% of Lin - HSCs showed c-kit markers, about 4% of Lin - HSCs showed Sca-1 markers, and about 2.2% of Lin - HSC showed a Flk-1 marker and about 0.91% of Lin - HSC cells showed a Tie-2 marker. In contrast, Lin + HSCs isolated from these bone marrow cells had significantly different cellular marker profiles (ie, CD31: 37.4%; c-kit: 20%; Sca-1: 2.8%; Flk-1: 0.05%) )

쥐 Lin-HSC 집단 B. 골수 세포를 상기한 일반적 과정에 의해 Balb/C, ACTbEGFP 및 C3H 마우스로부터 추출하였다. Lin-HSC 세포를 세포 표면 마커 (Sca-1, KDR, c-kit, CD34, CD31 및 각종 인테그린: α1, α2, α3, α4, α5, α6, αM, αV, αX, αIIb, β1, β2, β3, β4, β5 및 β7)의 존재에 대해 분석하였다. 결과는 하기 표 1에 제시한다. Rat Lin - HSC Population B. Bone marrow cells were extracted from Balb / C, ACTbEGFP and C3H mice by the general procedure described above. Lin - HSC cells were characterized by cell surface markers (Sca-1, KDR, c-kit, CD34, CD31 and various integrins: α1, α2, α3, α4, α5, α6, α M , α V , α X , α IIb , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 , β 5 and β 7 ) were analyzed. The results are shown in Table 1 below.

Figure 112007025925576-pct00002
Figure 112007025925576-pct00002

실시예Example 2. 쥐 모델에서 세포의  2. Cells in a Rat Model 유리체내Glass body 투여 administration

예리한 칼날을 이용하여 마우스 눈꺼풀에 틈을 생성시켜 P2 내지 P6 안구를 노출시켰다. 이어서, 본 발명의 계통 음성 HSC 집단 A (새포 배양 배지 약 0.5㎕ 내지 약 1㎕ 중의 약 105개 세포)을 33-게이지 (Hamilton, Reno, NV) 바늘의 주사기를 사용하여 유리체내로 주사하였다.Sharp blades were used to create gaps in the mouse eyelids to expose P2 to P6 eyes. Lineage negative HSC population A of the present invention (about 10 5 cells in about 0.5 μl to about 1 μl of cultivation of broth culture medium) was then injected into the vitreous body using a syringe of a 33-gauge (Hamilton, Reno, NV) needle. .

실시예Example 3.  3. EPCEPC 형질감염 Transfection

쥐 Lin-HSC (집단 A)를 제조업자의 프로토콜에 따라서 FuGENETM 6 형질감염 시약 (제조원: Roche, Indianapolis, IN)을 사용하여, His6 태그를 포함한 TrpRS의 T2 단편을 암호화하는 DNA (서열번호 1, 도 7)로 형질감염시켰다. Lin-HSC 세포 (ml당 약 106개 세포)를 줄기세포 인자 (PeproTech, Rocky Hill, NJ)를 함유하는 opti-MEM

Figure 112012061061618-pct00003
배지 (제조원: Invitrogen, Carlsbad, CA) 속에 현탁시켰다. 이어서, DNA (약 1㎍)와 FuGENE 시약(약 3㎕) 혼합물을 첨가하고, 혼합물을 약 18 시간 동안 약 37℃에서 항온처리하였다. 항온처리 후, 세포를 세척하고 수집하였다. 당해 시스템의 형질감염 비율은 약 17%였으며 이는 FACS 분석으로 확인하였다. T2 생산을 웨스턴 블롯팅으로 확인하였다. His6-태그된 T2-TrpRS의 아미노산 서열은 서열번호 2(도 8)로서 제시되어있다.Rat Lin - HSC (Group A) was DNA encoded T2 fragment of TrpRS containing His 6 tag using FuGENE 6 transfection reagent (Roche, Indianapolis, IN) according to the manufacturer's protocol (SEQ ID NO: 1). , FIG. 7). Opti-MEM containing Lin - HSC cells (approximately 10 6 cells per ml) containing stem cell factor (PeproTech, Rocky Hill, NJ)
Figure 112012061061618-pct00003
Suspended in medium (manufactured by Invitrogen, Carlsbad, Calif.). Then a mixture of DNA (about 1 μg) and FuGENE reagent (about 3 μl) was added and the mixture was incubated at about 37 ° C. for about 18 hours. After incubation, cells were washed and collected. The transfection rate of this system was about 17% and confirmed by FACS analysis. T2 production was confirmed by western blotting. The amino acid sequence of His 6 -tagged T2-TrpRS is shown as SEQ ID NO: 2 (FIG. 8).

실시예Example 4. 면역조직화학 및  4. Immunohistochemistry and 공초점Confocal 분석 analysis

마우스 망막을 다양한 시점에서 수거하고 온조직 표본 제작 또는 동결 절편작업을 위해 준비하였다. 온조직 표본 제작을 위해, 망막을 4% 파라포름알데히드로 고정시키고 실온에서 1시간 동안 50% 소태아 혈청(FBS) 및 20% 표준 염소 혈청 속에서 차단하였다. 망막을 1차 항차에 대해 처리하고 2차 항체로 검출하였다. 사용된 1차 항체는 항-콜라겐 IV(Chemicon, Temecula, CA), 항-β-gal(Promega, Madison, WI), 항-GFAP(Dako Cytomation, Carpenteria, CA), 항-α-평활근 액틴(α-SMA, Dako Cytomation)이었다. 사용된 2차 항체를 Alexa 488 또는 594 형광 마커(Molecular Probes, Eugene, OR)에 접합시켰다. MRC 1024 공초점 현미경(Bio-Rad, Hercules, CA)을 사용하여 영상을 포착하였다. LASERSHARP

Figure 112007025925576-pct00004
소프트웨어(Bio-Rad)를 사용하여 3차원 영상을 생성시켜, 망막의 온조직 표본 내에서 3가지의 상이한 혈관 발달 층을 검사하였다. 공초점 현미경검사로 구별되는, 증가된 GFP(eGFP) 마우스 및 GFAP/wtGFP 마우스 사이의 GFP 픽셀 강도의 차이를 이용하여 3 차원 영상을 만들었다.Mouse retinas were harvested at various time points and prepared for warm tissue specimen preparation or freeze sectioning. For warm tissue specimens, the retina was fixed in 4% paraformaldehyde and blocked in 50% fetal bovine serum (FBS) and 20% standard goat serum for 1 hour at room temperature. The retina was processed for primary anti-primary and detected with secondary antibody. Primary antibodies used were anti-collagen IV (Chemicon, Temecula, CA), anti-β-gal (Promega, Madison, WI), anti-GFAP (Dako Cytomation, Carpenteria, CA), anti-α-smooth muscle actin ( α-SMA, Dako Cytomation). The secondary antibody used was conjugated to Alexa 488 or 594 fluorescent markers (Molecular Probes, Eugene, OR). Images were captured using an MRC 1024 confocal microscope (Bio-Rad, Hercules, Calif.). LASERSHARP
Figure 112007025925576-pct00004
Three-dimensional images were generated using software (Bio-Rad) to examine three different vascular developmental layers in the warm tissue specimen of the retina. Three-dimensional images were made using differences in GFP pixel intensity between increased GFP (eGFP) mice and GFAP / wtGFP mice, distinguished by confocal microscopy.

실시예Example 5. 마우스의  5. Mouse 생체내In vivo 망막 혈관형성 정량 검정 Retinal Angiogenesis Quantitation Assay

T2-TrpRS 분석을 위해, 1차 혈관총 및 심부 혈관총을 마우스 망막의 3차원 영상으로부터 재구성하였다. 1차 혈관총은 2개의 부류로 나뉘었다: 정상적 발달 또는 정지된 혈관 진행. 심부 혈관 발달의 억제의 부류는 다음 기준을 포함하여 혈관 억제율(%)에 의거하여 설명되었다: 심부 혈관총 형성의 완전한 억제는 "완전한"으로 표시하고, 정상 혈관 발달(25% 미만의 억제를 포함)은 "정상"으로 표시하고, 나머지는 "부분적"으로 표시하였다. rd/rd 마우스 구제 데이터의 경우, 온조직 표본 제작된 각각의 망막에서 4개의 개별적인 심부 혈관총 영역을 10x 렌즈를 이용하여 포착하였다. 혈관계의 총 길이를 각 영상에 대해 계산하고 요약하여 그룹들 간에 비교하였다. 정확한 정보를 수득하기 위해, Lin-HSC를 한쪽 안구에 주사하고, Lin+HSC를 동일한 마우스의 다른쪽 안구에 주사하였다. 주사되지 않은 대조군 망막은 동복 마우스로부터 채취하였다.For T2-TrpRS analysis, the primary vascular and deep plexus were reconstructed from three-dimensional images of the mouse retina. The primary vascular plexus was divided into two classes: normal development or stationary vascular progression. The class of inhibition of deep vascular development has been described based on percent vascular inhibition (%), including the following criteria: Complete inhibition of deep plexus formation is marked “complete” and includes normal vascular development (including less than 25% inhibition). ) Are marked as "normal" and the remainder as "partial". For rd / rd mouse rescue data, four individual deep plexus regions were captured using a 10 × lens in each retina of the warm tissue sample. The total length of the vascular system was calculated for each image and summarized and compared between the groups. To obtain accurate information, Lin - HSC was injected into one eye and Lin + HSC was injected into the other eye of the same mouse. Non-injected control retinas were taken from the same mice.

실시예Example 6. 성체 망막 손상 쥐 모델 6. Adult Retinal Injury Rat Model

다이오드 레이저 (150mW, 1초, 50mm)을 이용하거나, 27게이지 바늘로 마우스 망막에 구멍을 내어 기계적으로, 레이저 및 흉터 모델을 만들었다. 손상 5일 후, 세포를 유리체내 방법으로 주사하였다. 5일 후에 마우스로부터 안구를 수거하였다.Laser and scar models were made mechanically using diode lasers (150 mW, 1 s, 50 mm) or by puncturing the mouse retina with a 27 gauge needle. Five days after injury, cells were injected by the intravitreal method. After 5 days the eyes were harvested from the mice.

실시예Example 7. 망막 재생의 신경영양성 구제 7. Neurotrophic Remedies for Retinal Regeneration

성체 쥐 골수 유래의 계통 음성 조혈 줄기세포(Lin-HSC)는 마우스 망막 변성 모델에서 혈관영양성 및 신경영양성 구제 효과를 갖는다. 10일령 마우스의 우측 안구에 약 105개의 본 발명의 Lin-HSC를 함유하는 약 0.5㎕를 유리체내로 주사하고, 2개월 후에 망막 혈관계의 존재 및 신경세포 층의 핵 계수에 대해 평가하였다. 동일한 마우스의 좌측 안구에 거의 동일한 수의 Lin+HSC를 대조군으로서 주사하고 유사하게 평가하였다. 도 9에 제시한 바와 같이, Lin-HSC 처리된 안구에서 망막 혈관계는 거의 정상으로 보이며, 내부 핵 층도 거의 정상으로 보이고, 외부 핵 층(ONL)은 약 3개 내지 4개의 핵 층을 지녔다. 대조적으로, 대측성 Lin+HSC 처리된 안구는 현저하게 위축된 중간 망막 혈관 층, 완전히 위축된 외부 망막 혈관 층을 가졌으며, 내부 핵 층은 현저하게 위축되었고, 외부 핵 층은 완전히 사라졌다. 이는 마우스 3 및 마우스 5에서 극적으로 예시되었다. 마우스 1에서는 구제 효과가 없었으며 이는 주사된 마우스의 약 15%에서도 마찬가지였다.Lineage negative hematopoietic stem cells (Lin - HSC) derived from adult rat bone marrow have an angiogenic and neurotrophic rescue effect in a mouse retinal degeneration model. About 0.5 μl containing about 10 5 Lin - HSCs of the invention into the vitreous was injected into the vitreous into the right eye of a 10-day-old mouse and evaluated for the presence of the retinal vascular system and nuclear count of the neuronal layer two months later. Nearly the same number of Lin + HSCs were injected as controls in the left eye of the same mouse and evaluated similarly. As shown in FIG. 9, the retinal vascular system appeared almost normal in Lin HSC treated eyes, the inner nuclear layer appeared almost normal, and the outer nuclear layer (ONL) had about 3-4 nuclear layers. In contrast, the contralateral Lin + HSC treated eye had a markedly shrunken middle retinal vascular layer, a completely shrunk outer retinal vascular layer, the inner nuclear layer was significantly shrunk and the outer nuclear layer completely disappeared. This was dramatically illustrated in mouse 3 and mouse 5. There was no rescue effect in mouse 1, even in about 15% of mice injected.

시기능을 망막전위도 (ERG)로 평가한 경우, 양성 ERG의 복구는 혈관 구제 및 신경세포 구제 둘 모두가 관찰되었을 때(마우스 3 및 5) 관찰되었다. 혈관 구제 또는 신경세포 구제가 없었을 때(마우스 1)에는 양성 ERG가 관찰되지 않았다. 본 발명의 Lin-HSC에 의한 rd/rd 마우스 안구의 혈관 및 신경영양성 구제 간의 이러한 상관관계는 도 10에 도시된 회귀분석 도표로 제시된다. 신경 회복(y축) 및 혈관 회복(x축) 간의 상관관계는 중간 혈관계 유형(r=0.45) 및 심부 혈관계(r=0.67)에서 관찰되었다.When visual function was assessed by retinal potential (ERG), repair of positive ERG was observed when both vascular rescue and neuronal rescue were observed (mouse 3 and 5). No positive ERG was observed in the absence of vascular rescue or neuronal rescue (mouse 1). This correlation between vascular and neurotrophic rescue of rd / rd mouse eye by Lin - HSC of the present invention is shown in the regression chart shown in FIG. 10. Correlation between nerve recovery (y-axis) and vascular recovery (x-axis) was observed in the medial vascular system type (r = 0.45) and the deep vascular system (r = 0.67).

도 11은 Lin+HSC에 의한 혈관 및 신경세포 구제 간에는 통계학적으로 유의적인 어떠한 상관관계도 없음을 보여준다. 혈관 구제를 정량하고 데이터를 도 12에 제시한다. 도 12에 제시한, 주사 후 1개월(1M), 2개월(2M) 및 6개월(6M)째의 마우스에 대한 데이터는, 동일한 마우스로의 미처리된 안구의 혈관 길이(흰색 막대)와 비교하여 본 발명의 Lin-HSC로 처리된 안구(검정 막대)에서, 특히 주사 후 1개월 및 2개월째에 혈관 길이가 유의적으로 증가되었음을 입증한다. 신경영양성 구제 효과는 Lin-HSC 또는 Lin+HSC를 주사한 지 약 2개월 후에 내부 및 외부 핵 층 내의 핵을 계수함으로써 정량하였다. 결과는 도 13 및 14에 제시한다.11 shows that there is no statistically significant correlation between vascular and neuronal rescue by Lin + HSC. Vascular rescue is quantified and data is shown in FIG. 12. Data for mice 1 month (1M), 2 months (2M) and 6 months (6M) post-injection, shown in FIG. In eyes (black bars) treated with Lin - HSC of the present invention, it is demonstrated that blood vessel length was significantly increased, especially at 1 month and 2 months after injection. The neurotrophic rescue effect was quantified by counting nuclei in the inner and outer nuclear layers about two months after the injection of Lin - HSC or Lin + HSC. The results are shown in FIGS. 13 and 14.

실시예Example 8. 사람  8. People LinLin -- HSCHSC 집단 group

골수 세포는 상기한 일반적 과정에 따라서 건강한 성인 지원자로부터 추출했다. 그 다음, HISTOPAQUE

Figure 112007025925576-pct00005
폴리슈크로스 구배(Sigma, St. Louis, MO)를 사용하여 밀도구배 분리로 단핵구를 분리했다. 사람 골수 단핵세포로부터 Lin-HSC 집단을 분리하기 위해, 자기 분리 시스템 (AUTOMACS™ 분류기, 제조원: Miltenyi Biotech, Auburn, CA)하에 다음과 같은 바이오틴-접합된 계통 패널 항체를 사용했다: CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86, CD235a(Pharmingen).Bone marrow cells were extracted from healthy adult volunteers following the general procedure described above. Then, HISTOPAQUE
Figure 112007025925576-pct00005
Monocytes were isolated by density gradient separation using a polysucrose gradient (Sigma, St. Louis, Mo.). To isolate the Lin - HSC population from human bone marrow monocytes, the following biotin-conjugated line panel antibodies were used under a magnetic separation system (AUTOMACS ™ sorter, Miltenyi Biotech, Auburn, Calif.): CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86, CD235a from Pharmingen.

CD133 발현에 근거하여 사람 Lin-HSC 집단을 2가지 아집단으로 추가로 분류했다. 세포를 바이오틴-접합된 CD133 항체로 표지하고, CD133 양성 및 CD133 음성 아집단으로 분류했다.Based on CD133 expression, the human Lin - HSC population was further classified into two subgroups. Cells were labeled with biotin-conjugated CD133 antibodies and sorted into CD133 positive and CD133 negative subpopulations.

실시예Example 9. 쥐의 망막 변성 모델에서 사람 및 쥐 세포의  9. Resection of Human and Rat Cells in a Rat Retinal Degeneration Model 유리체내Glass body 투여 administration

망막 변성 모델로서 C3H/HeJ, C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID 및 rd10 마우스 종을 사용했다. C3H/HeJ 및 C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID 마우스(The Jackson Laboratory, Maine)는 초기 발병 중증 망막 변성을 유발하는 돌연변이인, 망막 변성 1(rd1) 돌연변이에 대해 동종접합성이다. 이 돌연변이는 간체 광수용체 cGMP 포스포디에스터라제 β 서브유닛을 암호하는 Pde6b 유전자의 엑손 7에 위치한다. 이 유전자의 돌연변이는 보통염색체 열성 망막 색소 변성(RP)이 있는 사람 환자에서 발견되었다. 또한, C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID 마우스는 중증 복합 면역결핍 자발성 돌연변이(Prkdc SCID)에 대해 동종접합성으로서, 사람 세포 전달 실험에 사용되었다. rd10 마우스의 망막 변성은 Pde6b 유전자의 엑손 13의 돌연변이에 의해 유발된다. 이는 또한 rd1/rd1보다 후에 발병하며 증상이 가벼운 망막 변성을 보유한 임상적으로 관련있는 RP 모델이다. 모든 평가는 실험 동물의 관리 및 사용에 관한 NIH 지침에 따라 수행했고, 모든 과정은 더 스크립스 리서치 인스티튜트(The Scripps Research Institute, TSRI, La Jolla, CA) 동물 관리 및 사용 위원회(Animal Care and Use Committee)에 의해 승인되었다.C3H / HeJ, C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID and rd10 mouse species were used as retinal degeneration models. C3H / HeJ and C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID mice (The Jackson Laboratory, Maine) are homozygous for retinal degeneration 1 (rd1) mutation, a mutation that causes early onset severe retinal degeneration. This mutation is located in exon 7 of the Pde6b gene encoding the simplified photoreceptor cGMP phosphodiesterase β subunit. Mutations in this gene have been found in human patients with autosomal recessive retinal pigment degeneration (RP). In addition, C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID mice were homozygous for the severe complex immunodeficiency spontaneous mutation (Prkdc SCID) and were used in human cell delivery experiments. Retinal degeneration in rd10 mice is caused by mutations in exon 13 of the Pde6b gene. It is also a clinically relevant RP model that develops later than rd1 / rd1 and has mild retinal degeneration. All assessments were performed in accordance with the NIH Guidelines for the Care and Use of Laboratory Animals, and all procedures were conducted by The Scripps Research Institute (TSRI, La Jolla, Calif.) Animal Care and Use Committee. Was approved by

예리한 칼날을 이용하여 마우스 눈꺼풀에 틈을 생성시켜 P2 내지 P6 안구를 노출시켰다. 이어서, 쥐 집단 A 또는 사람 집단 C의 계통 음성 HSC 세포(세포 배양 배지 약 0.5㎕ 내지 약 1㎕ 중의 약 105개 세포)을 33-게이지(Hamilton, Reno, NV) 바늘의 주사기를 사용하여 마우스 안구에 유리체내로 주사하였다. 주사된 사람 세포를 눈으로 확인하기 위하여, 주사 전에 세포를 염료(세포 추적체 녹색 CMFDA, Molecular Probes)로 표지시켰다. Sharp blades were used to create gaps in the mouse eyelids to expose P2 to P6 eyes. Subsequently, lineage negative HSC cells (about 10 5 cells in about 0.5 μl to about 1 μl of cell culture medium) of rat population A or human population C were transferred using a syringe of 33-gauge (Hamilton, Reno, NV) needle. The eye was injected intravitreally. To visually identify injected human cells, cells were labeled with dye (cell tracer green CMFDA, Molecular Probes) prior to injection.

망막을 다양한 시점에서 수거하고 4% 파라포름알데히드(PFA) 및 메탄올로 고정시킨 후, 50% FBS/20% NGS 중에서 실온에서 1시간 동안 차단시켰다. 망막 혈관계를 염색하기 위해, 망막을 항-CD31(Pharmingen) 및 항-콜라겐 IV(Chemicon) 항체, 및 이어서 Alexa 488 또는 594 접합된 2차 항체(Molecular Probes, Eugene, Oregon)와 함께 항온처리하였다. 망막을 온조직 표본 제작을 위해 4 방사상의 이완 절제로 평면화시켰다. 중간 또는 심부 망막 혈관총의 혈관계의 영상[참조: Dorrell et al., 2002 Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 43:3500-3510]을 Radiance MP2100 공초점 현미경 및 LASERSHARP

Figure 112007025925576-pct00006
소프트웨어(Bio-Rad)를 사용하여 포착했다. 혈관계 정량을 위해, 4개의 독립적 영역 (900㎛ x 900㎛)을 중간 혈관층 또는 심부 혈관층의 중앙부로부터 무작위로 선택하고, LASERPIX
Figure 112007025925576-pct00007
분석 소프트웨어(Biorad)를 사용하여 혈관계의 총 길이를 측정했다. 동일한 혈관총에서의 이러한 4 영역의 총 길이는 이후 분석에 이용했다.Retinas were harvested at various time points and fixed with 4% paraformaldehyde (PFA) and methanol and then blocked for 1 hour at room temperature in 50% FBS / 20% NGS. To stain the retinal vascular system, the retina was incubated with anti-CD31 (Pharmingen) and anti-collagen IV (Chemicon) antibodies, followed by Alexa 488 or 594 conjugated secondary antibodies (Molecular Probes, Eugene, Oregon). The retina was planarized with 4 radial relaxation ablation for warm tissue specimen preparation. Imaging of the vascular system of the medial or deep retinal plexus [Dorrell et al., 2002 Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 43: 3500-3510] Radiance MP2100 Confocal Microscope and LASERSHARP
Figure 112007025925576-pct00006
Captured using software (Bio-Rad). For vascular quantitation, four independent regions (900 μm × 900 μm) were randomly selected from the middle of the middle vascular layer or the deep vascular layer and LASERPIX
Figure 112007025925576-pct00007
Analysis software (Biorad) was used to measure the total length of the vascular system. The total length of these four regions in the same vascular plexus was later used for analysis.

편평하게 표본제작된 망막을 동결 절편으로 만들기 위해 재매립시켰다. 망막을 4% PFA에서 밤새 방치한 후, 20% 슈크로스와 함께 항온처리하였다. 이러한 망막을 최적 절단 온도 화합물(OCT: Tissue-Tek; Sakura FineTech, Torrance, CA) 중에 매립시켰다. 동결 절편(10㎛)은 핵 염료 DAPI(Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri)를 함유하는 PBS에서 재수화시켰다. 시신경유두 및 전체 주변 망막를 함유하는 단일 절편 중 다른 3 영역 (280㎛ 폭, 공정한 샘플링)의 DAPI 표지된 핵 영상을 공초점 현미경으로 포착했다. 하나의 절편 내의 3개의 독립적 영역의 ONL에 위치하는 핵의 수를 계수하고, 분석을 위해 집계했다. 간단한 선형 회귀 분석을 수행하여 심부 혈관총의 혈관계 길이와 ONL 내의 세포핵의 수 사이의 관계를 조사했다. Flat sampled retinas were re-embedded to make frozen sections. The retina was left overnight in 4% PFA and then incubated with 20% sucrose. This retina was embedded in an optimal cleavage temperature compound (OCT: Tissue-Tek; Sakura FineTech, Torrance, CA). Frozen sections (10 μm) were rehydrated in PBS containing nuclear dye DAPI (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri). DAPI labeled nuclear images of the other three regions (280 μm wide, fair sampling) of a single section containing the optic nerve papilla and the entire peripheral retina were captured by confocal microscopy. The number of nuclei located in the ONL of three independent regions within one section was counted and aggregated for analysis. Simple linear regression analysis was performed to investigate the relationship between the vascular system length of the deep plexus and the number of nuclei in the ONL.

밤새 암순응시킨 후, 케타민 15㎍/gm과 크실라진 7㎍/gm을 복강내 주사하여 마우스를 마취시켰다. 동공 확장(1% 아트로핀 설페이트) 후 각 안구의 각막 표면으로부터 망막전위도(ERG)를 구강의 기준전극과 꼬리 접지전극과 함께 금 루프 각막 전극을 사용하여 기록했다. 고도로 반사성인 간즈펠드(Ganzfeld) 돔 외면에 고정시킨 Grass 광 자극기 (PS33 Plus, Grass Instruments, Quincy, MA)로 자극을 일으켰다. 광 자극기에 의해 부여될 수 있는 최대치(0.668 cd-s/㎡) 이하 범위의 세기에서, 단파장(Wratten 47A; λmax=470nm) 섬광에 대한 간체 반응을 기록했다. 반응 시그널을 증폭시키고(CP511 AC 증폭기, Grass Instruments), 계수화한 뒤(PCI-1200, National Instruments, Austin, TX), 컴퓨터 분석했다. 각 마우스마다 처리된 안구와 미처리된 안구로부터 ERG를 기록하여 자체의 내부 대조군으로 사용했다. 가장 약한 시그널에 대해서 100회 이하의 측정을 평균했다. 미처리 안구의 평균 반응치를 처리된 안구의 반응치로부터 계수적으로 차감하고, 이러한 시그널의 차이를 기능성 구제의 지표로 삼았다.After overnight dark acclimatization, mice were anesthetized by intraperitoneal injection of ketamine 15 μg / gm and xylazine 7 μg / gm. The retinal potential (ERG) was recorded from the corneal surface of each eye after pupil dilation (1% atropine sulfate) using gold loop corneal electrodes along with oral reference and tail ground electrodes. The stimulation was caused by a Grass light stimulator (PS33 Plus, Grass Instruments, Quincy, Mass.) Mounted on the highly reflective Ganzfeld dome. Simplified responses to short wavelength (Wratten 47A; λ max = 470 nm) flashes were recorded at intensities in the range below the maximum that could be imparted by the optical stimulator (0.668 cd-s / m 2). The reaction signal was amplified (CP511 AC amplifier, Grass Instruments), quantified (PCI-1200, National Instruments, Austin, TX) and analyzed by computer. For each mouse, ERGs from treated and untreated eyes were recorded and used as their internal control. 100 measurements were averaged for the weakest signal. The mean response of untreated eyes was subtracted numerically from the response of treated eyes, and the difference in these signals was taken as an index of functional rescue.

마이크로어레이 분석을 사용하여, Lin-HSC 표적화된 망막 유전자의 발현을 평가하였다. P6 rd/rd 마우스에게 Lin- 또는 CD31-HSC를 주사했다. 이러한 마우스의 망막을 주사후 40일째에 RNase 비함유 배지에서 절제했다(주사 후 이 시점에서 망막 혈관계 및 광수용체 층의 구제가 명백하다). 각 망막의 1/4을 온조직 표본으로 분석하여 혈관계 및 신경세포 보호뿐만 아니라 정상 HSC 표적화가 이루어지는지 확인했다. 성공적으로 주사한 망막의 RNA를 TRIzol (Life Technologies, Rockville, MD), 페놀/클로로포름 RNA 분리 프로토콜을 사용하여 정제했다. RNA를 아피메트릭스(Affymetrix) Mu74Av2 칩에 하이브리드화시키고, GENESPRING

Figure 112007025925576-pct00008
소프트웨어(SiliconGenetics, Redwood City, CA)를 사용하여 유전자 발현을 분석했다. 정제된 사람 또는 마우스 HSC를 P6 마우스의 유리체내로 주사했다. P45에서, 망막을 절제하고, 1) 사람 HSC-주사된 구제된 마우스 망막, 2) 사람 HSC-주사된, 구제되지 않은 마우스 망막, 및 3) 마우스 HSC-주사된, 구제된 마우스 망막의 분획으로 나누어 수집하여, RNA 정제와 사람-특이적 U133A 아피메트릭스 칩 하이브리드화에 사용했다. GENESPRING
Figure 112007025925576-pct00009
소프트웨어를 사용하여 배경값 이상으로 발현되고 사람 HSC 구제된 망막에서 더 많이 발현되는 유전자를 동정했다. 이러한 각 유전자에 대해 프로브-쌍 발현 프로필을 독립적으로 분석하고, dChip을 이용한 정상인의 U133A 마이크로어레이 실험 모델과 비교하여, 사람 종 특이적인 하이브리드화를 측정하고, 교차 종(cross-species) 하이브리드화에 의한 거짓 양성을 배제했다.Microarray analysis was used to assess the expression of Lin - HSC targeted retinal genes. P6 rd / rd mice were injected with Lin or CD31-HSC. The retinas of these mice were excised in RNase free medium 40 days after injection (rescue of the retinal vascular system and photoreceptor layer is apparent at this point after injection). One-quarter of each retina was analyzed with a warm tissue sample to confirm normal HSC targeting as well as vascular and neuronal protection. Successfully injected retina RNA was purified using TRIzol (Life Technologies, Rockville, MD), phenol / chloroform RNA isolation protocol. RNA was hybridized to Affymetrix Mu74Av2 chip and GENESPRING
Figure 112007025925576-pct00008
Gene expression was analyzed using software (SiliconGenetics, Redwood City, CA). Purified human or mouse HSCs were injected into the vitreous of P6 mice. At P45, the retina is excised and divided into fractions of 1) human HSC-injected rescued mouse retina, 2) human HSC-injected, unsaved mouse retina, and 3) mouse HSC-injected, rescued mouse retina The aliquots were collected and used for RNA purification and human-specific U133A Affymetrix chip hybridization. GENESPRING
Figure 112007025925576-pct00009
The software was used to identify genes that are expressed above background and more expressed in human HSC rescued retinas. For each of these genes, we independently analyze the probe-pair expression profile, measure human species-specific hybridization, and compare cross-species hybridization with the dChip's U133A microarray experimental model. Ruled out false positives.

도 21은 본 발명의 CD133 양성 (DC133+) 및 CD133 음성 (CD133-) 사람 Lin- HSC 집단에서 CD31과 인테그린 알파 6 표면 항원의 발현을 비교하는 유세포분석 데이터를 보여준다. 좌측 패널은 유세포분석 산점도를 보여준다. 중앙 및 우측 패널은 세포 집단에 대한 특이적 항체 발현 수준을 보여주는 히스토그램이다. Y 축은 사건의 수를 나타내고, X 축은 시그널의 강도를 나타낸다. 개략 히스토그램은 비-특이적 배경 염색 수준을 보여주는 동형(isotype) IgG 대조군 항체이다. 채워진 히스토그램은 세포 집단에 대한 특이적 항체 발현의 수준을 보여준다. 채워진 히스토그램이 개략 (대조군) 히스토그램의 우측으로 이동된 것은 배경 수준 이상으로 항체의 발현 및 형광성 시그널이 증가함을 나타낸다. 두 개의 세포 집단 사이의 채워진 히스토그램의 피크의 위치를 비교하면, 당해 세포에서의 단백질 발현에 차이가 나타난다. 예를 들면, CD31은 본 발명의 CD133+ 및 CD133- 세포 둘 모두에서 배경 수준 이상으로 발현되지만; CD133- 집단에서 보다 CD133+ 세포 집단에서 CD31을 저 수준으로 발현하는 세포가 더 많다. 이러한 데이터로부터, CD31 발현은 두 집단 사이에서 다양하며, 알파 6 인테그린 발현은 Lin- 집단 중의 세포로 주로 제한되므로, 혈관- 및 신경영양 구제 기능을 가진 세포의 마커로서 사용될 수 있다. 21 shows flow cytometry data comparing the expression of CD31 and integrin alpha 6 surface antigens in the CD133 positive (DC133 + ) and CD133 negative (CD133 ) human Lin - HSC populations of the present invention. The left panel shows flow cytometry scatter plots. Middle and right panels are histograms showing specific antibody expression levels for a cell population. The Y axis represents the number of events and the X axis represents the strength of the signal. The schematic histogram is an isotype IgG control antibody showing non-specific background staining levels. The filled histogram shows the level of specific antibody expression for the cell population. Shifting the filled histogram to the right of the coarse (control) histogram indicates an increase in antibody expression and fluorescent signal above the background level. Comparing the position of the peaks of the filled histogram between the two cell populations, there is a difference in protein expression in that cell. For example, CD31 is expressed above background levels in both CD133 + and CD133 cells of the invention; More cells express low levels of CD31 in the CD133 + cell population than in the CD133 population. From these data, CD31 expression varies between the two populations, and alpha 6 integrin expression is mainly limited to cells in the Lin population, so it can be used as a marker of cells with vascular- and neurotrophic rescue functions.

CD133 양성 및 CD133 음성 Lin-HSC 아집단을 신생 SCID 마우스의 안구로 유리체내 주사했을 때, 발달중인 혈관계로 혼입되는 정도는 CD31과 인테그린 α6 표면 항원을 모두 발현하는 CD133 음성 아집단에서 최고로 관찰되었다(도 21, 하단 참조). CD31이나 인테그린 α6을 발현하지 않는 CD133 양성 아집단(도 21, 상단)은 주변 허혈 유도된-혈관신생의 부위를 표적으로 삼지만, 혈관형성이 진행되는 안구에 주사되었을 때에는 그렇지 않았다.Intravitreal injection of CD133 positive and CD133 negative Lin - HSC subpopulations into the eyes of neonatal SCID mice showed the highest levels of incorporation into the developing vascular system in CD133 negative subpopulations expressing both CD31 and integrin α6 surface antigens. 21, see bottom). CD133 positive subpopulations (FIG. 21, top) that do not express CD31 or integrin α6 target the site of peripheral ischemia-induced angiogenesis, but not when injected into the eye where the angiogenesis progresses.

구제된 망막 및 비-구제된 망막을 간체 또는 추체 옵신에 대해 특이적인 항체를 이용하여 면역조직화학적으로 분석하였다. 도 17에 제시된 ERG 기록에 사용된 동일한 안구를 간체 또는 추체 옵신에 대해 분석하였다. 야생형 마우스 망막에서, 존재하는 광수용체의 5% 미만이 추체이고 (Soucy et al. 1998, Neuron 21: 481493), 도 25 (A)에서 제시된 바와 같이 적색/녹색 추체 옵신을 사용하거나 도 25 (B)에 제시된 바와 같이 간체 로돕신을 사용하여 관찰된 면역조직화학적 염색은 추체 세포의 상기 %와 일치하였다. 간체 로돕신 (rho4D2)에 대해 특이적인 항체는 브리티시 컬럼비아(British Columbia) 대학의 로버트 몰데이(Robert Molday) 박사에 의해 제공되었으며, 앞서 기재된 바와 같이 사용되었다 (Hicks et al. 1986, Exp. Eye Res. 42: 5571). 추체 적색/녹색 옵신에 특이적인 토끼(rabbit) 항체는 제조원[Chemicon (AB5405)]으로부터 구입하여, 제조자의 지침에 따라 사용하였다. The rescued and non-rescued retinas were immunohistochemically analyzed using antibodies specific for either Simplified or Conical Opsin. The same eye used for the ERG recording shown in FIG. 17 was analyzed for either Simplified or Conical Obsin. In the wild-type mouse retina, less than 5% of the photoreceptors present are cones (Soucy et al . 1998, Neuron 21: 481493), using red / green cone opsin as shown in FIG. 25 (A) or FIG. 25 (B The immunohistochemical staining observed using Simplified Rhodopsin as shown in Fig. 6) was consistent with the above percentage of vertebral cells. Antibodies specific for Simplified Rhodopsin (rho4D2) were provided by Dr. Robert Molday of the University of British Columbia and used as previously described (Hicks et al. 1986, Exp. Eye Res. 42: 5571). Rabbit antibodies specific for the vertebral red / green opsin were purchased from the manufacturer (Chemicon (AB5405)) and used according to the manufacturer's instructions.

실시예Example 10. 산소-유도된 망막 변성에 대한 쥐 모델에서 쥐 세포의  10. Rat Cells in a Rat Model for Oxygen-Induced Retinal Degeneration 유리체내Glass body 투여 administration

산소-유도된 망막 변성(OIR) 모델로서, 새로 태어난 야생형 CD57B16 마우스를 출생 후 P7 내지 P12일 사이에 고산소(hyperoxia)(75% 산소)에 노출시켰다. 도 22는 P0부터 P30까지의 C57B16 마우스의 정상적인 출생후 혈관 발달을 도시한 것이다. P0에서는 시신경원반(optic disc) 주변에서 발아하는 표재성 혈관만이 관찰되었다. 다음 몇 일에 걸처, 1차 표재성 망이 주변으로 연장되어, P10에는 멀리있는 주변에 이르렀다. P7과 P12 사이에, 2차(심부) 혈관총이 발달했다. P17에는 광범위한 표재성 및 심부 혈관망이 존재했다(도 22, 삽입도). 이후, P21에서 대략 성체 구조가 될 때까지 3차(중간) 혈관층의 발달과 함께 리모델링이 일어났다.As an oxygen-induced retinal degeneration (OIR) model, newly born wild type CD57B16 mice were exposed to hyperoxia (75% oxygen) between P7 and P12 days after birth. 22 shows normal postnatal vascular development of C57B16 mice from P0 to P30. At P0 only superficial vessels germinating around the optic disc were observed. Over the next few days, the primary superficial network was extended to the periphery, reaching far away in the P10. Between P7 and P12, a secondary (deep) plexus developed. P17 had extensive superficial and deep vascular networks (FIG. 22, inset). Thereafter, remodeling occurred with the development of the tertiary (intermediate) vascular layer until approximately adult structure at P21.

이에 반해, OIR 모델에서는, P7 내지 P12에 75% 산소에 노출된 후 사건의 정상 발달 순서가 심각하게 파괴되었다(도 23). P3에서, 본 발명의 성체 쥐 Lin-HSC 집단을 유리체내로 마우스의 한쪽 안구에 주사하고, 그 다음 이 마우스의 안구를OIR을 처리하고, 다른쪽 안구에는 대조군으로서 PBS 또는 CD31 음성 세포를 주사했다. 도 24는 본 발명의 Lin-HSC 집단이 발달중인 마우스 망막에서 고산소 수준의 변성 효과를 역전시킬 수 있음을 보여준다. 완전히 발달된 표재성 및 심부 망막 혈관계가 처리된 안구에서는 P17에 관찰된 반면, 대조군 안구에서는 심부 혈관이 사실상 존재하지 않는 넓은 무혈관 영역을 보여주었다(도 24). OIR 모델에서 약 100개의 마우스 안구를 관찰했다. 정상 혈관형성이 본 발명의 Lin-HSC 집단으로 처리된 안구 중 58%에서 관찰된 반면, PBS로 처리된 대조군 안구에서는 3%, CD31- 세포 처리된 대조군 안구에서는 12%가 정상 혈관형성을 나타냈다.In contrast, in the OIR model, the normal developmental sequence of events was severely disrupted after 75% oxygen exposure to P7 to P12 (FIG. 23). At P3, the adult rat Lin - HSC population of the invention was injected intravitreally into one eye of the mouse, and then the eye of this mouse was treated with OIR and the other eye was injected with PBS or CD31 negative cells as a control. . FIG. 24 shows that the Lin - HSC population of the present invention can reverse the degeneration effect of high oxygen levels in the developing mouse retina. Fully developed superficial and deep retinal vascular systems were observed in P17 in the treated eye, whereas control eyes showed a wide avascular region with virtually no deep blood vessels (FIG. 24). About 100 mouse eyes were observed in the OIR model. Normal angiogenesis was observed in 58% of eyes treated with the Lin - HSC population of the present invention, whereas 3% in control eyes treated with PBS and 12% in control eyes treated with CD31 cells showed normal angiogenesis.

결과 및 논의 Results and discussion

쥐 망막의 혈관 발달; 안구 혈관형성 모델Vascular development of the rat retina; Ocular Angiogenesis Model

마우스 안구는 포유동물 망막의 혈관 발달, 예를 들어, 사람 망막의 혈관 발달의 연구용으로 인정된 모델을 제공한다. 쥐 망막 혈관계의 발달 동안, 허혈로 유도된 망막 혈관은 성상세포와 밀접하게 연합되어 발달한다. 이러한 아교세포 요소는 시신경원반으로부터 신경절 세포 층을 따라서 세번째 3개월의 사람 태아 또는 설치류 신생아의 망막상으로 이동하여 방사상으로 퍼진다. 쥐의 망막 혈관이 발달함에 따라, 내피 세포는 이러한 이미 확립된 성상세포 주형을 이용하여 망막의 혈관 패턴을 결정한다(도 1a 및 1b 참조). 도 1(a 및 b)는 발달중인 마우스 망막의 대략적 도면을 도시한 것이다. 도 1a는 성상세포 주형(흐린 선)에 겹쳐놓여진 1차 혈관총(도면의 상단 좌측에 있는 진한 선)의 발달을 도시하며, 도 1b는 망막 혈관 형성의 제2기를 도시한다. 도 1에서, GCL은 신경절 세포 층을 의미하고, IPL은 내부 혈관총 층을 의미하며, INL은 내부 핵 층을 의미하고; OPL은 외부 혈관총 층을 의미하며; ONL은 외부 핵 층을 의미하고; RPE는 망막 색소 상피를 의미하며; ON은 시신경을 의미하고; P는 주변부를 의미한다.Mouse eyes provide a recognized model for the study of vascular development in mammalian retinas, eg, vascular development in human retinas. During development of the rat retinal vascular system, ischemia-induced retinal vessels develop in close association with astrocytic cells. These glial elements travel radially from the optic disc to the ganglion cell layer and onto the retina of the third fetal human fetus or rodent newborn. As the rat retinal vessels develop, endothelial cells use this already established astrocytic template to determine the vascular pattern of the retina (see FIGS. 1A and 1B). 1 (a and b) show schematic views of the developing mouse retina. FIG. 1A shows the development of a primary aneurysm (dark line at the top left of the figure) superimposed on an astrocytic template (blurred line), and FIG. 1B shows the second phase of retinal angiogenesis. In FIG. 1, GCL means ganglion cell layer, IPL means inner vascular plexus layer, INL means inner nuclear layer; OPL means outer plexus layer; ONL means outer nuclear layer; RPE means retinal pigment epithelium; ON means optic nerve; P means the periphery.

출생시 망막 혈관계는 사실상 존재하지 않는다. 생후 14일(P14)에 이르러 망막은 시력이 생김과 동시에 망막 혈관의 발달된 복합적인 1차(표재성) 및 2차(심부) 층을 갖는다. 먼저, 스포크(spoke) 형의 말초혈관이 기존의 성상세포 망을 넘어 주변부를 향하여 방사상으로 성장하여, 점차 서로 연결되어 모세 혈관총을 형성한다. 이들 혈관은 P10을 거치면서 신경 섬유내에서 단층으로서 성장한다(도 1a). P7에서 P8사이에 곁가지가 이러한 1차 혈관총으로부터 뻗어나와 망막을 통과하여 외부 혈관총 층내로 침투하고, 이곳에서 2차 또는 심부 망막 혈관총을 형성한다. P21까지 전체 망은 광범위하게 리모델링되고 3차 또는 중간 혈관총이 내부 핵 층의 내부 표면에서 형성된다(도 1b).At birth, the retinal vascular system is virtually nonexistent. By 14 days of age (P14), the retina develops with visual acuity and at the same time develops complex primary (superficial) and secondary (deep) layers of retinal vessels. First, the spoke-like peripheral blood vessels grow radially toward the periphery beyond the existing stellate cell network, gradually connecting to each other to form a capillary plexus. These blood vessels grow as monolayers in nerve fibers through P10 (FIG. 1A). A side branch extending from P7 to P8 extends out of this primary plexus and penetrates through the retina into the outer plexus layer, where it forms a secondary or deep retinal plexus. The entire network up to P21 is extensively remodeled and a tertiary or intermediate vasculature is formed at the inner surface of the inner nuclear layer (FIG. 1B).

신생아 마우스 망막 혈관형성 모델은 몇가지 이유로 안구 혈관형성 동안의HSC의 역할을 연구하는데 유용하다. 이러한 생리학적으로 관련된 모델에서, 내인성 혈관이 출현하기 전에 거대 성상세포 주형이 존재함으로써, 신생혈관 과정 동안 세포-세포 표적화에 대한 역활을 평가할 수 있다. 또한, 이러한 일관되고 재현가능한 신생아 망막의 혈관 과정은 저산소(hypoxia)에 의해 유도되는 것으로 공지되어 있으며, 이 점에서 허혈이 관여한다고 공지된 다수의 망막 질환과 유사성을 갖는다.The neonatal mouse retinal angiogenesis model is useful for studying the role of HSC during ocular angiogenesis for several reasons. In this physiologically relevant model, the presence of giant astrocytic templates before the appearance of endogenous blood vessels allows one to assess the role for cell-cell targeting during neovascularization. In addition, this consistent and reproducible vascular process of neonatal retina is known to be induced by hypoxia, and in this respect has similarities to many retinal diseases known to be involved in ischemia.

골수 유래의 내피 전구세포(Bone marrow-derived endothelial progenitor cells ( EPCEPC )의 )of 풍부화Enrichment

세포 표면 마커 발현이 HSC 제제 중에서 발견된 EPC 집단에 대해 상세히 평가되었다 해도, 특유하게 EPC를 동정하는 마커는 여전히 거의 정의되지 않고 있다. EPC를 풍부하게 하기 위해, 조혈 계통 마커 양성 세포(Lin+), 즉 B 림프구(CD45), T 림프구(CD3), 과립구(Ly-6G), 단핵구(CD11) 및 적혈구(TER-119)를 마우스의 골수 단핵 세포로부터 고갈시켰다. Sca-1 항원을 사용하여 EPC를 추가로 풍부하게 하였다. 동일한 개수의 Lin-HSC Sca-1+ 또는 Lin- 세포를 유리체내로 주사한 후 수득된 결과를 비교했을 때, 두 그룹 간에 차이가 검출되지 않았다. 사실상, Lin- Sca-1- 세포만이 주사된 경우에, 발달중인 혈관내로 훨씬 많이 혼입되는 것이 관찰되었다.Although cell surface marker expression has been evaluated in detail for the EPC populations found in HSC preparations, the markers uniquely identifying EPC are still very few defined. To enrich for EPCs, hematopoietic system marker positive cells (Lin + ), namely B lymphocytes (CD45), T lymphocytes (CD3), granulocytes (Ly-6G), monocytes (CD11) and red blood cells (TER-119) Of bone marrow mononuclear cells. The Sca-1 antigen was used to further enrich EPC. When comparing the results obtained after intravitreal injection of the same number of Lin - HSC Sca-1 + or Lin - cells, no difference was detected between the two groups. Indeed, when only Lin - Sca-1 - cells were injected, much greater incorporation into the developing blood vessels was observed.

기능성 검정에 의거할 때, 본 발명의 Lin-HSC 집단에는 EPC가 풍부하다. 추가로, Lin+HSC 집단은 기능면에서 Lin-HSC 집단과 상당히 다르게 행동한다. 각 분획(이미 보고된 시험관내 특성화 연구에 기초함)에 대해 EPC를 동정하기 위해 통상적으로 사용되는 에피토프를 또한 평가하였다. 이들 마커 중 어떠한 것도 Lin- 분획과 독점적으로 연관되지 않았지만, 모두, Lin+HSC 분획과 비교하여 Lin-HSC에서 약 70 내지 약 1800% 증가되었다(도 1c). 도 1c는 골수 유래의 Lin+HSC 및 Lin-HSC 분리된 세포의 유세포분석의 특징을 보여준다. 도 1c의 맨 윗줄은 비-항체 표지된 세포의 조혈 줄기세포 돗트 플롯 분포를 보여준다. R1은 양성 PE-염색의 정량가능한-개폐(gated) 면적을 나타내고; R2는 GFP-양성을 나타낸다. Lin-HSC의 돗트 플롯은 중간 줄에 제시되어 있으며 Lin+HSC의 돗트 플롯은 맨 아랫줄에 제시되어 있다. C57B/6 세포를 Sca-1, c-kit, Flk-1/KDR, CD31에 대한 PE-접합된 항체로 표지하였다. Tie-2 데이터는 Tie-2-GFP 마우스로부터 입수하였다. 돗트 플롯의 모서리의 백분율은 전체 Lin- 또는 Lin+HSC 집단 중 양성-표지된 세포의 %를 나타낸다. 흥미롭게도, Flk-1/KDR, Tie-2 및 Sca-1와 같은 채택된 EPC 마커는 저조하게 발현되었으므로, 추가의 분획화를 위해 사용되지 못했다.Based on the functional assay, the Lin - HSC population of the present invention is rich in EPC. In addition, the Lin + HSC population behaves quite differently from the Lin - HSC population in terms of functionality. For each fraction (based on already reported in vitro characterization studies) epitopes commonly used to identify EPCs were also evaluated. None of these markers were exclusively associated with the Lin fraction, but all increased about 70 to about 1800% in Lin HSC compared to the Lin + HSC fraction (FIG. 1C). 1C shows the flow cytometry characteristics of Lin + HSC and Lin - HSC isolated cells derived from bone marrow. The top row of FIG. 1C shows the hematopoietic stem cell dot plot distribution of non-antibody labeled cells. R1 represents the quantifiable-gated area of positive PE-staining; R2 represents GFP-positive. The dot plot of Lin - HSC is shown in the middle row and the dot plot of Lin + HSC is shown in the bottom row. C57B / 6 cells were labeled with PE-conjugated antibodies against Sca-1, c-kit, Flk-1 / KDR, CD31. Tie-2 data was obtained from Tie-2-GFP mice. The percentage of the corner of the dot plot represents the percentage of positively-labeled cells in the entire Lin or Lin + HSC population. Interestingly, adopted EPC markers such as Flk-1 / KDR, Tie-2 and Sca-1 were poorly expressed and therefore could not be used for further fractionation.

유리체내 주사된 HSC Lin - 세포는 성상세포를 표적화하고 발달중인 망막혈관계내로 혼입되는 EPC 를 함유한다. 유리체내로 주사된 Lin-HSC가 망막의 특정 세포 유형을 표적화하고 성상세포 주형을 사용하고 망막 혈관형성에 관여할 수 있는지를 결정하기 위해, 성체 (GFP 또는 LacZ 유전자전이된) 마우스의 골수로부터 분리된, 본 발명의 Lin-HSC 조성물로부터의 약 105개 세포 또는 Lin+HSC(대조군, 약 105개 세포)를 출생후 2일(P2)의 마우스 안구에 주사하였다. 주사 후 4일째(P6)에, GFP 또는 LacZ 유전자전이된 마우스로부터 유래된 본 발명의 Lin-HSC 조성물로부터의 다수의 세포들은 망막에 부착되었고 내피 세포의 특징적인 기다란 모양을 지녔다(도 2a). 도 2는 발달중인 마우스 망막내로의 Lin- 세포의 생착을 보여준다. 도 2a에 제시된 바와 같이, 주사 후 4일째(P6)에 유리체내로 주사된 eGFP+Lin-HSC는 망막상에 부착되어 분화한다. Intravitreal Injected HSC Lin - cells contain EPCs that target astrocytes and are incorporated into the vascular system of the developing retina . Lin - HSC injected into the vitreous isolate from the bone marrow of adult (GFP or LacZ transgenic) mice to target specific cell types in the retina, determine whether they can use astrocytic templates and be involved in retinal angiogenesis About 10 5 cells or Lin + HSC (control, about 10 5 cells) from the Lin - HSC composition of the present invention were injected into mouse eyes 2 days after birth (P2). At day 4 post-injection (P6), a number of cells from the Lin - HSC compositions of the invention derived from GFP or LacZ transgenic mice were attached to the retina and had a characteristic elongated shape of endothelial cells (FIG. 2A). 2 shows engraftment of Lin cells into the developing mouse retina. As shown in FIG. 2A, eGFP + Lin - HSC injected intravitreally at day 4 post-injection (P6) attaches to and differentiates on the retina.

망막의 많은 영역에서 GFP를 발현하는 세포는 기저 성상세포에 일치하고 혈관과 비슷한 패턴으로 배열되었다. 이러한 형광 세포는 내인성의 발달중인 혈관 망의 전방에서 관찰되었다(도 2b). 대조적으로, 소수의 Lin+HSC(도 2c) 또는 성체 마우스 장간막 내피 세포(도 2d)만이 망막 표면에 부착되었다. 주사된 Lin-HSC 조성물로부터의 세포가 이미 확립된 혈관을 갖는 망막에도 부착할 수 있는지를 결정하기 위해서, 본 발명자들은 Lin-HSC 조성물을 성체 안구에 주사하였다. 흥미롭게도, 어떠한 세포도 망막에 부착되거나, 확립된 정상 망막 혈관내로 혼입되는 것이 관찰되지 않았다(도 2e). 이는 본 발명의 Lin-HSC 조성물이 정상적으로 발달된 혈관계를 붕괴시키지 않으며 정상적으로 발달된 망막에서 비정상적 혈관형성을 개시하지 않음을 나타낸다.In many areas of the retina, GFP-expressing cells were arranged in a pattern similar to basal stellate cells and in blood vessels. These fluorescent cells were observed in front of the endogenous developing vascular network (FIG. 2B). In contrast, only a few Lin + HSCs (FIG. 2C) or adult mouse mesenteric endothelial cells (FIG. 2D) were attached to the retinal surface. In order to determine if cells from the injected Lin - HSC composition can also attach to the retina with already established blood vessels, we injected the Lin - HSC composition into adult eyes. Interestingly, no cells were attached to the retina or incorporated into established normal retinal vessels (FIG. 2E). This indicates that the Lin - HSC composition of the present invention does not disrupt the normally developed vascular system and does not initiate abnormal angiogenesis in the normally developed retina.

본 발명의 주사된 Lin-HSC 조성물과 망막 성상세포 간의 관계를 결정하기 위해, 아교 섬유상 산성 단백질(GFAP, 성상세포의 마커) 및 프로모터-유도된 녹색 형광 단백질(GFP)를 발현하는 유전자전이된 마우스를 사용하였다. eGFP 유전자전이된 마우스로부터의 Lin-HSC가 주사된 이러한 GFAP-GFP 유전자전이된 마우스의 망막 검사는 주사된 eGFP EPC와 기존의 성상세포의 공동-국재화를 입증하였다(도 2f 내지 2h, 화살표). eGFP+Lin-HSC의 과정은 기저 성상세포 망에 일치하는 것으로 관찰되었다(화살표, 도 2g). 이러한 안구 검사로, 주사된 표지된 세포만이 성상세포에 부착되었음이 입증되었으며, 망막 주변부가 아직 내인성 혈관을 갖지 않는 P6 마우스 망막에서, 주사된 세포는 아직 혈관을 형성하지 않은 이들 영역 내의 성상세포에 부착된 것으로 관찰되었다. 놀랍게도, 주사된 표지된 세포는 망막의 심층 내의, 이후에 정상적 망막 혈관이 발달될 정확한 위치(도 2i, 화살표)에서 관찰되었다.To determine the relationship between the injected Lin - HSC composition of the present invention and retinal astrocytes, transgenic mice expressing glial fibrous acidic proteins (GFAP, markers of astrocytes) and promoter-induced green fluorescent protein (GFP) Was used. Retinal testing of these GFAP-GFP transgenic mice injected with Lin - HSCs from eGFP transgenic mice demonstrated co-localization of the injected eGFP EPC with conventional astrocytic cells (FIGS. 2F-2H, arrows). . The process of eGFP + Lin - HSC was observed to match the basal astrocytic network (arrow, FIG. 2G). These eye tests demonstrated that only the labeled cells injected were attached to astrocytes, and in the P6 mouse retina where the periphery of the retina does not yet have endogenous blood vessels, the injected cells are astrocytic cells in these regions that do not yet form blood vessels. Was observed attached to. Surprisingly, the labeled cells injected were observed in the depths of the retina and at the exact location (normal arrows) in which normal retinal vessels would later develop.

본 발명의 주사된 Lin-HSC가 발달중인 망막 혈관계내로 안정하게 혼입되는지를 결정하기 위해서, 이후 여러 시점에서 망막 혈관을 검사하였다. P9(주사한지 7일 후)만큼 이른 시점에서, Lin-HSC는 CD31+ 구조내로 혼입되었다(도 2j). P16(주사한지 14일 후)까지, 세포는 이미 망막의 혈관-형 구조 내로 광범위하게 혼입되었다(도 2k). 동물을 희생시키기 전에 (기능적 망막 혈관을 확인하기 위해) 로다민-덱스트란을 혈관 내로 주사한 경우, 대부분의 Lin-HSC는 모(母) 혈관과 함께 정렬되었다(도 2l). 다음의 2가지 패턴의 표지된 세포 분포가 관찰되었다: (1) 한가지 패턴에서 세포는 표지되지 않은 내피 세포들 사이에서 혈관을 따라 산재되었으며, (2) 다른 패턴은 혈관이 전부 표지된 세포만으로 이루어졌음을 나타냈다. 주사된 세포는 또한 심부 혈관총의 혈관내로도 혼입되었다(도 2m). 신생혈관계내로 Lin-HSC 유래의 EPC가 산발적으로 혼입된다는 것은 이미 보고된 바 있으나, 혈관 망이 전부 이들 세포만으로 이루어진다는 것은 최초의 보고이다. 이는, 유리체내로 주사된 본 발명의 골수 유래의 Lin-HSC 집단의 세포가 형성중인 망막 혈관총의 모든 층 속으로 효율적으로 혼입될 수 있음을 입증한다.In order to determine if the injected Lin - HSC of the present invention is stably incorporated into the developing retinal vascular system, retinal vessels were then examined at various time points. As early as P9 (7 days after injection), Lin HSC was incorporated into the CD31 + structure (FIG. 2J). By P16 (14 days after injection), cells have already been extensively incorporated into the vascular-like structure of the retina (FIG. 2K). If Rhodamine-dextran was injected into the blood vessels (to identify functional retinal vessels) prior to sacrificing the animal, most Lin - HSCs were aligned with the parental vessels (FIG. 2L). The following two patterns of labeled cell distribution were observed: (1) in one pattern the cells were scattered along the blood vessels between the unlabeled endothelial cells, and (2) the other pattern consisted only of cells with all the blood vessels labeled. It was lost. The injected cells were also incorporated into the blood vessels of the deep vascular plexus (FIG. 2M). Sporadic incorporation of Lin - HSC-derived EPCs into the neovascular system has already been reported, but it is the first report that the vascular network consists entirely of these cells. This demonstrates that cells of the bone marrow-derived Lin - HSC population of the present invention injected into the vitreous can be efficiently incorporated into all layers of the retinal plexus that is being formed.

비-망막 조직(예: 뇌, 간, 심장, 폐, 골수)의 조직학적 검사로는, 유리체내 주사한 후 최대 5일 또는 10일까지 검사한 경우에 어떠한 GFP 양성 세포의 존재도 입증하지 못했다. 이는 Lin-HSC 분획내 세포의 아집단이 망막 성상세포를 선택적으로 표적화하여 발달중인 망막 혈관계내로 안정하게 혼입됨을 나타낸다. 이들 세포가 내피 세포의 많은 특징 (망막 성상세포와 연합됨, 기다란 모양, 모 혈관 속으로의 안정한 혼입 및 혈관외 위치에 존재하지 않음)을 갖기 때문에, 이들 세포는 Lin-HSC 집단내에 존재하는 EPC를 나타낸다. 표적화된 성상세포는 다수의 저산소 망막병증에서 관찰된 것과 동일한 유형이다. 아교세포가 DR 및 기타 유형의 망막 손상에서 관찰된 신생혈관 엽상체의 주된 성분임은 익히 공지되어 있다. 반응성 신경아교증 및 허혈-유도된 혈관신생의 조건하에, 활성화된 성상세포는, 사람을 포함한 다수의 포유동물 종에서 신생아 망막 혈관 주형 형성 동안 관찰된 바와 유사하게, 증식하고 사이토킨을 생성하여 GFAP를 상향조절한다. Histological examination of non-retinal tissues (eg brain, liver, heart, lung, bone marrow) did not demonstrate the presence of any GFP positive cells when tested up to 5 or 10 days after intravitreal injection. . This suggests that a subset of cells in the Lin - HSC fraction can be stably incorporated into the developing retinal vascular system by selectively targeting retinal stellate cells. Because these cells have many features of endothelial cells (associated with retinal stellate cells, elongated shape, stable incorporation into the parent vessel and not present in extravascular locations), these cells are EPCs present in the Lin - HSC population. Indicates. Targeted astrocytic cells are the same type as observed in many hypoxic retinopathies. It is well known that glial cells are the major component of neovascular fronds observed in DR and other types of retinal damage. Under conditions of reactive gliosis and ischemia-induced angiogenesis, activated astrocytes proliferate and produce cytokines to produce GFAP, similar to that observed during neonatal retinal angiogenesis in many mammalian species, including humans. Adjust up.

본 발명의 Lin-HSC 조성물이 신생아 마우스 안구에서와 같이 성체 마우스 안구에서도 활성화된 성상세포를 표적화할 것이므로, Lin-HSC 세포를 광응고(도 3a) 또는 바늘 끝(도 3b)으로 망막이 손상된 성체 안구에 주사하였다. 모델 둘다에서, 현저하게 GFAP로 염색된 세포 집단은 손상 부위 주위에서만 관찰되었다(도 3a 및 3b). 주사된 Lin-HSC 조성물로부터의 세포는 손상된 부위에 집중되고 GFAP-양성 성상세포와 특이적으로 연합된 상태를 유지하였다(도 3a 및 3b). 이들 부위에서, Lin-HSC 세포는 신생아의 심부 망막 혈관계 형성 동안 관찰된 수준과 유사한 수준으로 망막의 심층내로 이동한 것으로도 관찰되었다. 망막의 손상되지 않은 부분은, Lin-HSC를 정상의 손상되지 않은 성체 망막에 주사한 경우에 관찰된 바와 동일하게 Lin-HSC 세포를 함유하지 않았다(도 2e). 이들 데이터는 Lin-HSC 조성물이 신경아교증을 보이는 손상된 성체 망막뿐만 아니라 혈관형성이 진행중인 신생아 망막에서도 활성화된 아교세포를 선택적으로 표적화할 수 있음을 나타낸다.Since the Lin - HSC composition of the present invention will target activated astrocytes in adult mouse eyes as well as in neonatal mouse eyes, Lin - HSC cells may be photocoagulated (FIG. 3A) or the tip of the needle (FIG. 3B) damaged retina. Injected into the eye. In both models, markedly GFAP stained cell populations were observed only around the site of injury (FIGS. 3A and 3B). Cells from the injected Lin - HSC composition were concentrated at the site of injury and remained specifically associated with GFAP-positive astrocytes (FIGS. 3A and 3B). At these sites, Lin - HSC cells were also observed to migrate into the depths of the retina to levels similar to those observed during deep retinal vasculogenesis in newborns. The intact portion of the retina did not contain Lin - HSC cells as observed when injecting Lin - HSC into normal intact adult retina (FIG. 2E). These data show that the Lin - HSC composition can selectively target activated glial cells in the neonatal retina as well as in the injured adult retina showing neuroglia.

유리체내로 주사된 Lin - HSC 는 변성 혈관계를 구제하고 안정화시킬 수 있다. 유리체내로 주사된 Lin-HSC 조성물이 성상세포를 표적화하고 정상적인 망막 혈관계로 혼입되기 때문에, 이들 세포는 또한 신경아교증 및 혈관 변성과 관련된 허혈성 또는 망막 변성 질환에서 변성 혈관계를 안정화시킨다. rd/rd 마우스는 출생 후 1개월까지 광수용체 및 망막 혈관 층의 심각한 변성을 나타내는 망막 변성에 대한 모델이다. 이러한 마우스의 망막 혈관계는 P16까지 정상적으로 발달하고, 그 시점에서 심부 혈관총은 퇴행되며, 대부분의 마우스에서 심부 및 중간 혈관총은 P30까지 거의 완전하게 변성되었다. Lin - HSC injected into the vitreous can rescue and stabilize the degenerative vascular system. Since the Lin - HSC composition injected into the vitreous targets the astrocytes and is incorporated into the normal retinal vascular system, these cells also stabilize the degenerative vascular system in ischemic or retinal degeneration diseases associated with neuroglia and vascular degeneration. rd / rd mice are a model for retinal degeneration showing severe degeneration of the photoreceptor and retinal vascular layers up to 1 month after birth. The retinal vasculature of these mice develops normally up to P16, at which point the deep vascular plexus degenerates, and in most mice the deep and intermediate plexus nearly degenerated to P30.

HSC가 퇴행중인 혈관을 구제할 수 있는지를 결정하기 위해서, Lin+HSC 또는 Lin-HSC (Balb/c 마우스 유래)를 P6에서 rd/rd 마우스에 유리체내로 주사하였다. P33까지, Lin+ 세포를 주사한 후, 망막의 가장 심층의 혈관은 거의 전부 존재하지 않았다(도 4a 및 4b). 대조적으로, Lin-HSC가 주사된 대부분의 망막은 P33까지 3개의 대등한, 잘 형성된 혈관 층을 갖는 거의 정상적인 망막 혈관계를 지녔다(도 4a 및 4d). 이러한 효과의 정량화는, Lin-가 주사된 rd/rd 안구의 심부 혈관총내 혈관의 평균 길이가, 미처리되었거나 Lin+ 세포가 주사된 안구보다 거의 3배 더 길다는 것을 입증하였다(도 4e). 놀랍게도, rd/rd 성체 마우스(FVB/N) 골수로부터 유래된 Lin-HSC 조성물의 주사는 변성중인 rd/rd 신생아 마우스 망막 혈관계도 구제하였다(도 4f). rd/rd 마우스 안구내의 혈관계의 변성은 출생 후 2주 내지 3주와 같이 조기에 관찰되었다. P15만큼 늦은 시점에서 Lin-HSC를 주사해도 1개월 이상 동안 rd/rd 마우스에서 변성 혈관계가 부분적으로 안정화되었다(도 4g 및 4h).To determine if HSCs can rescue degenerative blood vessels, Lin + HSC or Lin - HSC (from Balb / c mice) was injected intravitreally into rd / rd mice at P6. Until P33, after injection of Lin + cells, almost all of the deepest vessels of the retina were absent (FIGS. 4A and 4B). In contrast, most retinas injected with Lin - HSC had a nearly normal retinal vascular system with three comparable, well-formed vascular layers up to P33 (FIGS. 4A and 4D). Quantification of this effect demonstrated that the average length of blood vessels in the deep plexus of rd / rd eyes injected with Lin was nearly three times longer than the eyes injected with untreated or Lin + cells (FIG. 4E). Surprisingly, injection of Lin - HSC composition derived from rd / rd adult mouse (FVB / N) bone marrow also rescued the degenerative rd / rd neonatal mouse retinal vascular system (FIG. 4F). Degeneration of the vascular system in the rd / rd mouse eye was observed as early as 2 to 3 weeks after birth. Injection of Lin - HSC at a point as late as P15 partially stabilized the degenerative vascular system in rd / rd mice for more than 1 month (FIGS. 4G and 4H).

보다 어린(예를 들어, P2) rd/rd 마우스에게 주사된 Lin-HSC 조성물도 발달중인 표재성 혈관계내로 혼입되었다. P11까지, 이들 세포는 심부 혈관총의 수준으로 이동하여 야생형 외부 망막 혈관 층에서 관찰된 패턴과 동일한 패턴을 형성하였다(도 5a). 주사된 Lin-HSC 조성물로부터의 세포가 rd/rd 마우스에서 변성중인 망막 혈관계내로 혼입되어 이를 안정화시키는 방식을 보다 명확히 기술하기 위해서, Balb/c 마우스로부터 유래된 Lin-HSC 조성물을 Tie-2-GFP FVB 마우스 안구에 주사하였다. FVB 마우스는 rd/rd 유전형을 가지며, 이들이 융합 단백질 Tie-2-GFP를 발현하기 때문에 모든 내인성 혈관이 형광을 발한다.Lin - HSC compositions injected into younger (eg P2) rd / rd mice were also incorporated into the developing superficial vasculature. By P11, these cells migrated to the level of the deep plexus and formed the same pattern as the pattern observed in the wild type outer retinal vascular layer (FIG. 5A). To more clearly describe how cells from the injected Lin - HSC composition were incorporated into and stabilized in the retinal vascular system in rd / rd mice, the Lin - HSC composition derived from Balb / c mice was Tie-2-GFP. FVB mouse eyes were injected. FVB mice have an rd / rd genotype and all endogenous blood vessels fluoresce because they express the fusion protein Tie-2-GFP.

Lin-HSC 조성물로부터의 표지되지 않은 세포가 신생아의 Tie-2-GFP FVB 안구에 주사되고 이어서 발달중인 혈관계내로 혼입된 경우, 내인성의 Tie-2-GFP 표지된 혈관들에는 주사되어 혼입된 표지되지 않은 Lin-HSC에 상응하는 표지되지 않은 갭(gap)이 있어야 한다. 이어서, 다른 혈관 마커(예: CD-31)로의 후속적 염색은 전체 혈관의 윤곽을 나타내므로, 비-내인성 내피 혈관이 혈관계의 일부인지를 결정할 수 있다. 주사한지 2개월 후, Lin-HSC 조성물이 주사된 안구의 망막에서 CD-31 양성이면서 Tie-2-GFP 음성인 혈관이 관찰되었다(도 5b). 흥미롭게도, 대부분의 구제된 혈관은 Tie-2-GFP 양성 세포를 함유하였다(도 5c). 평활근 액틴 염색으로 측정된 혈관주위세포의 분포는, 혈관 구제가 있었는지에 관계없이, Lin-HSC 주사에 의해 변화되지 않았다(도 5d). 이들 데이터는, 유리체내로 주사된 본 발명의 Lin-HSC 조성물이 유전적 결손 마우스의 망막내로 이동하고 정상적인 망막 혈관의 형성에 관여하여 내인성 변성 혈관계를 안정시킴을 명백히 입증한다.If unlabeled cells from the Lin - HSC composition were injected into the neonatal Tie-2-GFP FVB eye and subsequently incorporated into the developing vascular system, endogenous Tie-2-GFP labeled blood vessels were injected and incorporated into the labeled unlabeled cells. There should be an unlabeled gap corresponding to Lin - HSC. Subsequent staining with other vascular markers (eg, CD-31) then outlines the entire vessel, thus determining whether the non-endogenous endothelial vessel is part of the vascular system. Two months after injection, CD-31 positive and Tie-2-GFP negative blood vessels were observed in the retina of the eye injected with Lin - HSC composition (FIG. 5B). Interestingly, most of the rescued vessels contained Tie-2-GFP positive cells (FIG. 5C). The distribution of perivascular cells, as measured by smooth muscle actin staining, was not changed by Lin - HSC injection, regardless of whether there was vascular rescue (FIG. 5D). These data clearly demonstrate that the Lin - HSC compositions of the invention injected intravitreally migrate into the retina of genetically deficient mice and participate in the formation of normal retinal blood vessels to stabilize the endogenous degenerative vascular system.

Lin - HSC 로부터 형질감염된 세포에 의한 망막 혈관형성의 억제. 대부분의 망막 혈관 질환은 혈관 변성보다는 오히려 비정상적 혈관 증식을 수반한다. 성상세포로 표적화되는 유전자전이된 세포를 사용하여 항-혈관형성 단백질을 전달하고 혈관형성을 억제할 수 있다. Lin-HSC 조성물로부터의 세포를 T2-트립토파닐-tRNA 신테타제(T2-TrpRS)로 형질감염시켰다. T2-TrpRS는 강력하게 망막의 혈관형성을 억제하는 TrpRS의 43kD 단편이다(도 6a). P12에서, P2에서 대조군 플라스미드-형질감염된 Lin-HSC 조성물 (T2-TrpRS 유전자를 함유하지 않음)이 주사된 안구의 망막은 정상적인 1차(도 6c) 및 2차(도 6d) 망막 혈관총을 지녔다. T2-TrpRS 형질감염된 본 발명의 Lin-HSC 조성물을 P2 안구에 주사하고 10일 후에 평가했을 때, 1차 망은 현저한 비정상적 특징(도 6e)을 가졌으며 심부 망막 혈관계의 형성은 거의 완전히 억제되었다(도 6f). 이들 안구에서 관찰된 소수의 혈관은 혈관 사이의 커다란 갭으로 인해 현저하게 약화되었다. T2-TrpRS를 분비하는 Lin-HSC 세포에 의한 억제 정도는 하기 표 2에 상세히 기재한다. Inhibition of retinal angiogenesis by cells transfected from Lin - HSC . Most retinal vascular diseases involve abnormal vascular proliferation rather than vascular degeneration. Transgenic cells targeted to astrocytes can be used to deliver anti-angiogenic proteins and inhibit angiogenesis. Cells from the Lin - HSC composition were transfected with T2-tryptophanyl-tRNA synthetase (T2-TrpRS). T2-TrpRS is a 43kD fragment of TrpRS that strongly inhibits angiogenesis of the retina (FIG. 6A). At P12, the retina of the eye injected with the control plasmid-transfected Lin - HSC composition (not containing the T2-TrpRS gene) at P2 had normal primary (FIG. 6C) and secondary (FIG. 6D) retinal vascular guns. . When evaluated 10 days after injection of T2-TrpRS transfected Lin - HSC composition of the present invention into P2 eye, the primary network had significant abnormal characteristics (FIG. 6E) and the formation of the deep retinal vascular system was almost completely inhibited ( 6f). The few vessels observed in these eyes were markedly weakened due to the large gaps between them. The degree of inhibition by Lin - HSC cells secreting T2-TrpRS is described in detail in Table 2 below.

T2-TrpRS는 시험관내에서 Lin-HSC 조성물 중의 세포에 의해 생산되고 분비되며, 이들 형질감염된 세포를 유리체내로 주사한 후, 망막내에서 T2-TrpRS의 30kD 단편(도 6b)이 관찰되었다. 이러한 30kD 단편은 특히, 본 발명의 형질감염된 Lin-HSC가 주사된 망막에서만 관찰되며, 재조합 또는 시험관내-합성된 단백질에 비해서 이렇게 외관상 분자량이 감소된 것은 생체내의 T2-TrpRS의 프로세싱 또는 분해로 인한 것일 수 있다. 이들 데이터는 Lin-HSC 조성물을 사용하여, 혈관억제(angiostatic) 분자를 발현하는 유전자와 같은 기능적 활성 유전자를 활성화된 성상세포로 표적화함으로써 망막 혈관계로 전달할 수 있음을 나타낸다. 관찰된 혈관억제 효과가 세포-매개된 활성으로 인한 것일 가능성이 있지만, 동일하지만 T2로 형질감염되지 않은 Lin-HSC 조성물로 처리된 안구가 정상 망막 혈관계를 가졌기 때문에, 이는 거의 일어나지 않을 것 같다.T2-TrpRS is produced and secreted by the cells in the Lin - HSC composition in vitro, and after injection of these transfected cells into the vitreous, a 30kD fragment of T2-TrpRS was observed in the retina (FIG. 6B). Such 30kD fragments are especially observed only in the retinas injected with the transfected Lin - HSC of the present invention, and this apparent molecular weight reduction compared to recombinant or in vitro-synthesized proteins is due to processing or degradation of T2-TrpRS in vivo. It may be. These data indicate that the Lin - HSC composition can be used to deliver functionally active genes, such as genes expressing angiostatic molecules, to the astrocytic cells to target the retinal vascular system. Although the observed angiogenesis effect is likely due to cell-mediated activity, this is unlikely to occur because the eye treated with the Lin - HSC composition that was identical but not transfected with T2 had a normal retinal vascular system.

T2-TrpRS를 분비하는 Lin-HSC에 의한 혈관 억제Vascular Inhibition by Lin - HSC Secreting T2-TrpRS 1차 혈관총Primary vascular gun 심부 혈관총Deep veins 억제됨 정상Suppressed Normal 완전한 부분적 정상Full partial normal TsTrpRS
(15개 안구)
TsTrpRS
(15 eyes)
60% 40%
(9개 안구) (6개 안구)
60% 40%
(9 eyes) (6 eyes)
33.3% 60% 6.7%
(5개 안구) (9개 안구) (1개 안구)
33.3% 60% 6.7%
(5 eyes) (9 eyes) (1 eye)
대조군
(13개 안구)
Control group
(13 eyes)
0% 100%
(0개 안구) (13개 안구)
0% 100%
(0 eyes) (13 eyes)
0% 38.5% 61.5%
(0개 안구) (5개 안구) (8개 안구)
0% 38.5% 61.5%
(0 eyes) (5 eyes) (8 eyes)

유리체내로 주사된 Lin-HSC 집단은 망막 성상세포로 집중되어 혈관내로 혼입되었으며, 다수의 망막 질환의 치료시에 유용할 수 있다. 주사된 HSC 조성물로부터의 대부분의 세포가 성상세포 주형에 부착되나, 소수는 망막내로 깊숙이 이동하여, 후속적으로 심부 혈관 망이 발달될 영역으로 진입한다. 출생후 42일 전에 상기 영역에서 GFAP-양성 성상세포가 관찰되지 않았다 해도, 이 때문에, GFAP-음성 아교세포가 이미 존재하여 Lin-HSC 국재화에 대한 시그널을 제공할 수 있다는 가능성을 배제하지는 않는다. 이전의 연구는 다수의 질환이 반응성 아교증과 관련됨을 밝혔다. DR에서, 특히 아교세포 및 이의 세포외 매트릭스는 병리학적 혈관형성과 관련이 있다.Lin - HSC populations injected intravitreally concentrated into retinal astrocytes and incorporated into the blood vessels and may be useful in the treatment of many retinal diseases. Most of the cells from the injected HSC composition attach to the astrocytic template, but a few migrate deep into the retina, subsequently entering areas where deep vascular networks will develop. Although no GFAP-positive astrocytic cells were observed in this region 42 days before birth, this does not exclude the possibility that GFAP-negative glial cells are already present and can provide a signal for Lin - HSC localization. Previous studies have shown that many diseases are associated with reactive gliosis. In DR, in particular glial cells and their extracellular matrix are associated with pathological angiogenesis.

주사된 Lin-HSC 조성물로부터의 세포가 특이적으로 GFAP-발현 아교세포에 부착되었기 때문에, 손상의 유형에 관계없이, 본 발명의 Lin-HSC 조성물을 망막내의 혈관형성전 병소를 표적화하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 당뇨병과 같은 허혈성 망막병증에서, 혈관신생은 저산소에 대한 반응이다. Lin-HSC 조성물을 병리학적 혈관신생 부위로 표적화함으로써, 발달중인 신생혈관계를 안정시켜 출혈 또는 부종 (DR과 관련된 시력 상실의 원인)과 같은 신생혈관계의 비정상성을 예방할 수 있고, 처음에 혈관신생을 자극한 저산소를 잠재적으로 경감시킬 수 있다. 비정상적 혈관은 정상 상태로 회복될 수 있다. 게다가, T2-TrpRS와 같은 혈관억제 단백질을 형질감염된 Lin-HSC 조성물 및 성상세포의 레이저-유도된 활성화를 이용하여 병리학적 혈관형성 부위로 전달할 수 있다. 레이저 광응고술은 임상 안과학에서 통상적으로 사용되기 때문에, 이러한 접근법은 다수의 망막 질환용으로 적용된다. 이러한 세포-기반 접근법은 암 요법에서 연구되어 왔으며, 안 질환에 대하여 이를 사용하는 것이 보다 유리한데, 이는 안내 주사로 수많은 세포를 질환 부위에 직접 전달할 수 있기 때문이다.Since cells from the injected Lin - HSC composition specifically adhered to GFAP-expressing glial cells, the Lin - HSC composition of the present invention can be used to target preangiogenic lesions in the retina, regardless of the type of injury. . For example, in ischemic retinopathy such as diabetes, angiogenesis is a response to hypoxia. By targeting the Lin - HSC composition to a pathological site of angiogenesis, the developing neovascular system can be stabilized to prevent neovascular abnormalities, such as bleeding or edema (cause of DR-related vision loss), and initially prevent angiogenesis. It can potentially reduce irritated hypoxia. Abnormal blood vessels may return to their normal state. In addition, vascular inhibitory proteins such as T2-TrpRS can be delivered to the pathological angiogenesis site using the transfected Lin - HSC composition and laser-induced activation of astrocytes. Since laser photocoagulation is commonly used in clinical ophthalmology, this approach is applied for many retinal diseases. This cell-based approach has been studied in cancer therapy, and it is more advantageous to use it for eye diseases because intraocular injections can deliver numerous cells directly to the disease site.

Lin - HSC 에 의한 신경영양성 및 혈관영양성 구제. MACS를 사용하여, 상기한 바와 같은 증가된 녹색 형광 단백질(eGFP), C3H(rd/rd), FVB(rd/rd) 마우스의 골수로부터 Lin-HSC를 분리시켰다. 이들 마우스로부터의 EPC를 함유하는 Lin-HSC를 P6 C3H 또는 FVB 마우스 안구에 유리체내로 주사하였다. 주사 후 다양한 시점 (1개월, 2개월 및 6개월)에서 망막을 수집하였다. CD31에 대한 항체로 염색한 후의 공초점 레이저 주사현미경 및 DAPI로 핵 염색 후의 망막 조직학에 의해 혈관계를 검사하였다. 또한, 다양한 시점에서의 망막으로부터의 mRNA의 마이크로어레이(microarray) 유전자 발현 분석을 사용하여 당해 효과에 잠재적으로 관여하는 유전자를 확인하였다. Neurotrophic and Angiotrophic Remedies by Lin - HSC . MACS was used to isolate Lin - HSCs from the bone marrow of increased green fluorescent protein (eGFP), C3H (rd / rd), FVB (rd / rd) mice as described above. Lin - HSCs containing EPCs from these mice were injected intravitreally into P6 C3H or FVB mouse eyes. Retinas were collected at various time points (1 month, 2 months and 6 months) after injection. Vascular systems were examined by confocal laser scanning microscopy after staining with antibody to CD31 and retinal histology after nuclear staining with DAPI. In addition, microarray gene expression analysis of mRNA from the retina at various time points was used to identify genes potentially involved in this effect.

rd/rd 마우스의 안구는 P21까지 감각신경 망막 및 망막 혈관계 둘 모두가 심각하게 변성되었다. P6에서 Lin-HSC로 처리된 rd/rd 마우스의 안구는 6개월 동안 정상적인 망막 혈관계를 유지하였으며, 심층 및 중간층은 둘 모두 대조군과 비교하여 모든 시점(1개월, 2개월 및 6개월)에서 현저하게 개선되었다(도 12 참조). 또한, 본 발명자들은 Lin-HSC로 처리된 망막이, 대조군으로서 Lin+HSC로 처리된 안구에 비해서, 더 두꺼웠으며(1개월: 1.2배, 2개월: 1.3배, 6개월; 1.4배) 외부 핵 층에 더 많은 수의 세포(1개월: 2.2배, 2개월: 3.7배, 6개월: 5.7배)를 가졌음을 관찰하였다. 대조군 (미처리되거나 비-Lin-HSC로 처리됨) rd/rd 망막과 비교한 "구제된"(예: Lin-HSC) 대규모 게놈 분석으로, sHSP(소형 열쇽 단백질), 및 혈관 및 신경 구제와 상관관계가 있는 특이적 성장 인자를 암호화하는 유전자, 예를 들어 도 20의 패널 A 및 B에 기재된 단백질을 암호화하는 유전자의 현저한 상향 조절이 입증되었다.The eyes of rd / rd mice had severe degeneration of both the sensory nerve retina and the retinal vascular system up to P21. The eyes of rd / rd mice treated with Lin - HSC at P6 maintained normal retinal vascular system for 6 months, and both the deep and middle layers were markedly at all time points (1 month, 2 months and 6 months) compared to the control group. Improved (see FIG. 12). In addition, the inventors found that the retina treated with Lin - HSC was thicker than the eye treated with Lin + HSC as a control (1 month: 1.2 times, 2 months: 1.3 times, 6 months; 1.4 times) externally. It was observed that the nuclear layer had a greater number of cells (1 month: 2.2 times, 2 months: 3.7 times, 6 months: 5.7 times). "Rescue" (eg Lin - HSC) large-scale genomic analysis compared to control (untreated or treated with non-Lin - HSC) rd / rd retina, correlated with sHSP (small open heat protein), and vascular and neuronal rescue Significant upregulation of genes encoding specific growth factors with, eg, the genes encoding the proteins described in panels A and B of FIG. 20 was demonstrated.

본 발명의 골수 유래의 Lin-HSC 집단은 rd/rd 마우스에서 정상 혈관계의 유지를 현저하고 재현가능하게 유도하고 광수용체 및 기타 신경 세포 층을 급격하게 증가시켰다. 이러한 신경영양성 구제 효과는 소형 열쇽 단백질 및 성장 인자의 현저한 상향조절과 상관관계가 있으므로, 현재로서는 치료불가능한 망막 변성 질환의 치료학적 접근법에 관한 식견을 제공한다.The bone marrow-derived Lin - HSC population of the present invention induced remarkably and reproducible maintenance of normal vascular system in rd / rd mice and dramatically increased photoreceptors and other neuronal layers. This neurotrophic rescue effect correlates with significant upregulation of small thermal proteins and growth factors, thus providing insight into the therapeutic approach of untreated retinal degenerative diseases at present.

rd1 / rd1 마우스 망막은 심각한 혈관 및 신경세포 변성을 나타낸다. 마우스의 정상적인 출생후 망막의 혈관 및 신경세포의 발달은 충분히 설명되었고, 세번째 3개월의 사람 태아에서 관찰되는 변화와 유사하다[참조: Dorrell et al., 2002 Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 43:3500-3510]. rd1 유전자에 대해 동종접합성인 마우스는 사람의 망막 변성시 나타나는 많은 특징을 공유하며[참조: Frasson et al., 1999, Nat.Med. 5:1183-1187], PR cGMP 포스포디에스터라제를 암호하는 유전자의 돌연변이 결과로서 심각한 혈관 위축을 수반한 급속한 광수용체(PR) 상실을 나타낸다[참조: Bowes et al. 1990, Nature 347: 677-680]. 망막 발달과 후속 변성 동안에 나타나는 혈관계를 조사하기 위해, 콜라겐 IV(CIV), 성숙 혈관계의 세포외 기질(ECM) 단백질, 및 내피세포의 마커인 CD31(PECAM-1)에 대한 항체를 사용했다(도 15). rd1/rd1(C3H/HeJ)의 망막은 광수용체 함유 외부 핵 층(ONL)의 변성이 개시되는 시기인 출생후 약 8일(P8)까지는 정상적으로 발달했다. 이러한 ONL은 급속히 변성되어 아폽토시스로 세포가 사망하여 P20일에는 하나의 핵 층만이 남았다. 온조직 표본화된 망막을 CIV 및 CD31 모두에 대한 항체로 이중 염색한 결과, 다른 문헌[참조: Blanks et al., 1986, J. Comp. Neurol. 254:543-553]들에 기재된 것과 유사한 rd1/rd1 마우스의 혈관 변성이 세부적으로 확인되었다. 1차 및 심부 망막 혈관층은 P12일까지 정상적으로 발달하는 것으로 보였지만, 그 이후에는 CD31 염색의 부재로 입증되는 바와 같이 내피 세포가 급격히 상실되었다. CD31 양성 내피 세포는 P12일까지는 정상적인 분포로 존재했으나, 그 후 급격히 사라졌다. 흥미롭게도, CIV 양성 염색이 조사된 시점 동안 유지되어 존재하였으며, 이는 혈관 및 관련 ECM이 정상적으로 형성됨을 암시하지만, CD31 양성 세포가 전혀 관찰되지 않는 P13 후에는 기질만이 남았다(도 15, 중간 패널). 또한, 중간 혈관총은 P21후 변성되지만, 그 진행은 심부 혈관총에서 관찰되는 것보다 느렸다(도 15, 상단 패널). 정상 마우스의 망막 혈관 및 신경 세포 층은 rd1/rd1 마우스와 비교되어 함께 제시되었다(우측 패널, 도 15). rd1 / rd1 mouse retinas show severe vascular and neuronal degeneration. The development of blood vessels and neurons in the normal postnatal retina of mice has been fully explained and is similar to the changes observed in the human fetus at the third and third month. Dorrell et al., 2002 Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 43: 3500-3510. Mice homozygous for the rd1 gene share many features that appear in human retinal degeneration (Frassson et al., 1999, Nat. Med. 5: 1183-1187], a rapid photoreceptor (PR) loss with severe vascular atrophy as a result of mutation of the gene encoding PR cGMP phosphodiesterase. Bowes et al. 1990, Nature 347: 677-680. To investigate the vascular system during retinal development and subsequent degeneration, antibodies to collagen IV (CIV), extracellular matrix (ECM) proteins of mature vascular system, and CD31 (PECAM-1), markers of endothelial cells, were used (FIG. 15). The retina of rd1 / rd1 (C3H / HeJ) developed normally until about 8 days after birth (P8), when the degeneration of the photoreceptor-containing outer nuclear layer (ONL) begins. This ONL denatured rapidly, resulting in cell death due to apoptosis, leaving only one nuclear layer at P20. Warm tissue sampled retinas were double-stained with antibodies to both CIV and CD31, followed by Blanks et al., 1986, J. Comp. Neurol. 254: 543-553, in which vascular degeneration in rd1 / rd1 mice similar to that described in detail was confirmed. The primary and deep retinal vascular layers appeared to develop normally by P12, but then there was a sharp loss of endothelial cells as evidenced by the absence of CD31 staining. CD31 positive endothelial cells existed in a normal distribution until P12 but then disappeared rapidly. Interestingly, CIV positive staining remained present for the time point investigated, suggesting that blood vessels and related ECMs formed normally, but only substrate remained after P13 where no CD31 positive cells were observed (FIG. 15, middle panel). . In addition, the medial plexus degenerated after P21, but its progression was slower than that observed in the deep plexus (FIG. 15, top panel). Retinal vascular and neuronal layers of normal mice were presented together compared to rd1 / rd1 mice (right panel, FIG. 15).

rd1 / rd1 마우스의 골수 유래 Lin - HSC 의 신경보호 효과. 유리체내 주사된 Lin-HSC는 총 3가지 혈관총 내의 내인성 망막 혈관계로 혼입되어, 혈관의 변성을 예방한다. 흥미롭게도, 주사된 세포는 외부 핵 층에서는 사실상 관찰되지 않았다. 이 세포들은 형성중인 망막 혈관 내로 혼입되거나 이러한 혈관에 인접한 것으로 관찰되었다. 쥐 Lin-HSC(C3H/HeJ 유래)를 변성 발병 직전인 P6에 C3H/HeJ(rd1/rd1) 마우스 안구에 유리체내로 주사했다. P30까지, 대조군 세포(CD31-)-주사된 안구는 전형적인 rd1/rd1 표현형을 나타내어, 즉 심부 혈관총 및 ONL의 거의 완전한 변성이 조사된 모든 망막에서 관찰되었다. Lin-HSC가 주사된 안구는 정상으로 보이는 중간 및 심부 혈관총을 유지했다. 놀랍게도, 대조군 세포-주사된 안구에서보다 Lin-HSC-주사된 안구의 핵사이 층(INL) 및 ONL에서 현저하게 많은 세포가 관찰되었다(도 16A). 이러한 Lin-HSC의 구제 효과는 2개월째 관찰할 수 있었고(도 16B), 주사 후 6개월까지 관찰되었다(도 16C). Lin-HSC 주사된 안구의 중간 및 심부 혈관총의 혈관계뿐만 아니라 신경세포 함유 INL 및 ONL의 차이는 구제된 안구와 구제되지 않은 안구를 비교했을 때 측정된 모든 시점에서 현저하게 드러났다(도 16B 및 도 16C). 이러한 효과는 혈관계의 총 길이를 측정하고(도 16D), ONL에서 관찰되는 DAPI 양성 세포 핵의 수를 계수(도 16E)하여 정량분석했다. 모든 시점의 데이터에 대해 간단한 선형 회귀 분석을 적용했다. Neuroprotective Effect of Bone Marrow-derived Lin - HSC in rd1 / rd1 Mice . Intravitreal injected Lin - HSC is incorporated into the endogenous retinal vascular system in a total of three vascular plexuses to prevent degeneration of the blood vessels. Interestingly, the injected cells were virtually not observed in the outer nuclear layer. These cells were observed to be incorporated into or adjacent to the forming retinal vessels. Rat Lin - HSC (derived from C3H / HeJ) was injected intravitrealally into P3 immediately before the onset of degeneration in C3H / HeJ (rd1 / rd1) mouse eyes. By P30, control cell (CD31 ) -injected eyes exhibited a typical rd1 / rd1 phenotype, ie almost complete degeneration of the deep plexus and ONL was observed in all retinas examined. Eyes injected with Lin - HSC maintained a moderate and deep plexus that appeared normal. Surprisingly, significantly more cells were observed in the internuclear layer (INL) and ONL of Lin - HSC-injected eye than in control cell-injected eye (FIG. 16A). This salvage effect of Lin - HSC was observed at 2 months (FIG. 16B) and up to 6 months after injection (FIG. 16C). Differences in the neuronal-containing INL and ONL as well as the vasculature of the medial and deep plexus of Lin - HSC injected eye were remarkable at all time points measured when compared to rescued eye and unrelieved eye (FIG. 16B and FIG. 16C). This effect was quantified by measuring the total length of the vascular system (FIG. 16D) and counting the number of DAPI positive cell nuclei observed in ONL (FIG. 16E). Simple linear regression analysis was applied to the data at all time points.

Lin- HSC 주사된 안구에서는 P30(p<0.024) 및 P60(p<0.034)에서의 혈관 구제 및 신경세포(예컨대, ONL 두께) 구제 사이에 통계적으로 유의적인 상관관계가 관찰되었다(도 16F). 이러한 상관관계는, Lin- HSC-주사된 망막과 대조군-세포 주사된 망막을 비교했을 때, P180에서 통계적 유의성은 없지만(p<0.14), 높은 수준으로 유지되었다(도 16F). 이에 반해, 대조군 세포-주사된 망막에서는 어떤 시점에서도 혈관계의 보존과 ONL의 보존 사이에 유의적 상관관계를 나타내지 않았다(도 16F). 이러한 데이터는, Lin- HSC를 유리체내 주사하면, rd1/rd1 마우스의 망막에서 망막 혈관 구제 및 신경 구제가 동시에 이루어짐을 입증한다. 주사된 세포는 망막 혈관내 또는 이의 근접 위치 외의 다른 어떤 위치 또는 ONL에서는 관찰되지 않았다.In Lin - HSC injected eyes, a statistically significant correlation was observed between vascular rescue and neuronal (eg ONL thickness) rescue at P30 (p <0.024) and P60 (p <0.034) (FIG. 16F). This correlation was maintained at a high level (P <0.14), although there was no statistical significance (p <0.14) at P180 when comparing the Lin - HSC-injected retina with the control-cell injected retina. In contrast, there was no significant correlation between the preservation of the vascular system and the preservation of ONL at any time in the control cell-injected retina (FIG. 16F). These data demonstrate that intravitreal injection of Lin - HSC simultaneously results in retinal vascular and neuronal rescue in the retina of rd1 / rd1 mice. The injected cells were not observed at any location or ONL other than in or near the retinal vessel.

Lin - HSC 주사된 rd/rd 망막의 기능적 구제. 대조군 세포 또는 쥐 Lin- HSC를 주사한 후 2개월된 마우스에 대하여 망막전위도(ERG)를 실시했다(도 17). ERG 기록 후 각 안구에 대해 면역조직화학 및 현미경 분석을 수행하여 혈관 및 신경세포 구제가 일어남을 확인했다. 처리되어 구제된 안구와 대조군의 구제되지 않은 안구에서 수득된 대표적인 ERG 기록은, 구제된 안구에서 계수적으로 차감된 시그널 (처리된 안구 - 미처리된 안구)가 8 내지 10 마이크로볼트 정도의 진폭으로 분명하게 검출할 수 있는 시그널을 생산한다는 것을 보여주었다(도 17). 분명백하게도, 두 안구로부터의 시그널이 심각하게 비정상적이다. 하지만, 일정하면서 검출할 수 있는 ERG는 Lin- HSC 처리된 안구로부터 기록되었다. 모든 경우에 대조군 안구로부터 ERG는 검출할 수 없었다. 구제된 안구에서 기록되는 시그널의 진폭은 정상보다는 상당히 적었지만, 이러한 시그널은 조직학적 구제가 있을 때마다 일관되게 관찰되었고, 다른 유전자 기반 구제 연구에서 보고된 진폭의 정도와 유사했다. 이러한 결과를 종합하면, 본 발명의 Lin- HSC로 처리된 안구에서 어느 정도의 기능적 구제가 일어났음이 증명된다. Lin - Functional Rescue of HSC Injected rd / rd Retina. Retinal potentials (ERG) were performed on mice 2 months old after injection of control cells or rat Lin - HSC (FIG. 17). Immunohistochemistry and microscopic analyzes were performed on each eye after ERG recordings to confirm that vascular and neuronal rescue occurred. Representative ERG recordings obtained from treated and untreated eyes of control group showed that the signal (treated eyes-untreated eyes) with the numerically subtracted signal from the rescued eye was apparent with an amplitude of about 8 to 10 microvolts. It showed that it produces a signal that can be detected easily (Fig. 17). Obviously, the signals from both eyes are seriously abnormal. However, constant and detectable ERG was recorded from Lin - HSC treated eyes. In all cases ERG could not be detected from control eyes. The amplitude of the signal recorded in the rescued eye was significantly less than normal, but this signal was consistently observed with histological relief and was similar to the magnitude of the amplitude reported in other gene-based rescue studies. Taken together, these results demonstrate that some functional relief occurred in the eye treated with Lin - HSC of the present invention.

구제된 rd/rd 망막 세포 유형은 주로 추체이다 . 구제된 망막 및 비-구제된 망막을 간체 또는 추체 옵신에 대해 특이적인 항체를 이용하여 면역조직화학적으로 분석하였다. 도 17에 제시된 ERG 기록에 사용된 동일한 안구를 간체 또는 추체 옵신에 대해 분석하였다. 야생형 마우스 망막에서, 존재하는 광수용체의 5% 미만이 추체이고 (Soucy et al. 1998, Neuron 21: 481-493), 도 25 A에서 제시된 바와 같이 적색/녹색 추체 옵신을 사용하거나 도 25 B에 제시된 바와 같이 간체 로돕신을 사용하여 관찰된 면역조직화학적 염색 패턴은 추체 세포의 상기 %와 일치하였다. 야생형 망막을 예비-면역원 IgG로 염색하였을 때, 혈관의 자가형광 이외에 감각신경 망막 어디에서도 염색이 전혀 관찰되지 않았다 (도 25 C). 출생 후 2개월째에, 비-주사된 rd/rd 마우스의 망막은, 적색/녹색 추체 옵신 (도 25 D) 또는 로돕신 (도 25 G)에 대한 항체에 의한 어떠한 염색도 나타내지 않는 실질적으로 위축성인 외부 핵 층을 가졌다. 대조군인, CD31-HSC를 주사한 안구는 또한 추체 (도 25 E) 또는 간체 (도 25 H) 옵신의 존재에 대해 양성으로 염색되지 않았다. 대조적으로, Lin-HSC를 주사한 대측성 안구는 보존된 외부 핵 층 내에 약 3 내지 약 8 열의 핵을 가졌으며; 이들 세포의 대부분은 추체 옵신에 대해 양성이었으며 (도 25 F), 약 1 내지 3%가 간체 옵신에 대해 양성이었다 (도 25 I). 특별하게도, 이는 간체가 우세한 정상 마우스 망막에서 통상 관찰된 것과는 거의 반대이다. 이들 데이터는, Lin-HSC를 주사하면, 추체가 통상 변성될 수 있는 장기간 동안 추체를 보존한다는 것을 입증한다. The rescued rd / rd retinal cell types are mainly cones . The rescued and non-rescued retinas were immunohistochemically analyzed using antibodies specific for either Simplified or Conical Opsin. The same eye used for the ERG recording shown in FIG. 17 was analyzed for either Simplified or Conical Obsin. In the wild-type mouse retina, less than 5% of the photoreceptors present are cones (Soucy et al . 1998, Neuron 21: 481-493), using red / green cone opsin as shown in FIG. 25 A or in FIG. As shown, the immunohistochemical staining pattern observed using Simplified Rhodopsin was consistent with the above percentage of vertebral cells. When wild-type retinas were stained with pre-immunogen IgG, no staining was observed anywhere in the sensory nerve retina other than autofluorescence of blood vessels (FIG. 25C). At 2 months postnatally, the retinas of non-injected rd / rd mice were substantially atrophic, showing no staining with antibodies to red / green cone opsin (FIG. 25 D) or rhodopsin (FIG. 25 G). Had an outer nuclear layer. Eyes injected with CD31-HSC, a control, were also not stained positive for the presence of vertebrae (FIG. 25 E) or hepatic (FIG. 25 H) opsin. In contrast, the contralateral eye injected with Lin-HSC had about 3 to about 8 rows of nuclei in the preserved outer nuclear layer; Most of these cells were positive for vertebral opsin (FIG. 25 F), and about 1 to 3% were positive for hepatic opsin (FIG. 25 I). Specifically, this is almost the opposite of what is commonly observed in normal mouse retinas predominantly simplified. These data demonstrate that injection of Lin-HSC preserves the vertebrae for long periods of time where the vertebrae can normally denature.

사람 골수( hBM ) 유래 Lin - HSC 도 또한 망막 변성을 구제한다. 사람 골수에서 분리된 Lin- HSC는 쥐 Lin- HSC와 유사하게 작용한다. 골수는 사람 제공자에게서 수집하고 Lin+ HSC를 제거하여 사람 Lin- HSC(hLin- HSC) 집단을 수득했다. 이러한 세포를 형광성 염료로 생체외에서 표지시키고 C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID 마우스 안구에 주사했다. 이와 같이 주사된 hLin- HSC는 쥐 Lin- HSC를 주사했을 때 관찰되는 것과 동일한 방식으로 망막 혈관형성 부위로 이동하여 그 부위를 표적화했다(도 18A). 혈관 표적화 외에도, 사람 Lin- HSC는 또한 rd1/rd1 마우스의 혈관 세포층 및 신경 세포층 모두에 대해 강력한 구제 효과를 제공했다(도 18B 및 도 18C). 이러한 관찰은 망막 혈관계를 표적화하고 망막 변성을 예방할 수 있는 세포가 사람 골수 중에 존재함을 확인시켜준다. Lin - HSC from human bone marrow ( hBM ) also rescues retinal degeneration. Lin - HSC isolated from human bone marrow acts similarly to rat Lin - HSC. Bone marrow was collected from human donors and Lin + HSC removed to obtain a human Lin - HSC (hLin - HSC) population. These cells were labeled ex vivo with fluorescent dyes and injected into C3SnSmn.CB17-Prkdc SCID mouse eyes. The hLin - HSC injected in this way moved to and targeted the retinal angiogenesis site in the same manner as observed when injected with mouse Lin - HSC (FIG. 18A). In addition to vascular targeting, human Lin - HSC also provided potent rescue effects on both the vascular and neuronal layers of rd1 / rd1 mice (FIGS. 18B and 18C). This observation confirms the presence of cells in the human bone marrow that can target the retinal vascular system and prevent retinal degeneration.

Lin - HSC rd10 / rd10 마우스에서 혈관영양 및 신경영양성 효과를 나타낸다. rd1/rd1 마우스는 망막 변성의 가장 널리 사용되고 최고로 특성이 규명된 모델[참조: Chang et al. 2002, Vision Res. 42:517-525]이지만, 변성이 매우 빨라서, 이러한 점이 사람 질환에서 관찰되는 보통 느린 진행 과정과 상이하다. 이러한 계통에서, 광수용체 세포 변성은 망막 혈관계가 여전히 빠르게 증대하는 시기인 P8경에 개시된다(도 15). 후속되는 심부 망막 혈관계의 변성은 중간 혈관총이 형성되고 있는 동안에도 일어나므로, 이 질환을 보유한 대부분의 사람에서 관찰되는 것과 달리, rd1/rd1 마우스의 망막은 결코 완전하게 발달하지 못한다. rd10 마우스 모델은 변성 진행 과정이 느리고, 사람 망막 변성 상태와 보다 유사하기 때문에, Lin- HSC 매개된 혈관 구제를 연구하는데 사용되었다. rd10 마우스에서, 광수용체 세포 변성은 P21경에 개시되고, 혈관 변성은 그 후 즉시 개시된다. Lin - HSC shows vascular and neurotrophic effects in rd10 / rd10 mice . rd1 / rd1 mice are the most widely used and best characterized models of retinal degeneration (Chang et al. 2002, Vision Res. 42: 517-525, but degeneration is so fast that this differs from the usual slow progression observed in human disease. In this line, photoreceptor cell degeneration is initiated around P8, a time when the retinal vascular system is still rapidly growing (FIG. 15). Subsequent degeneration of the deep retinal vascular system occurs even during the formation of an intermediate plexus, so that the retinas of rd1 / rd1 mice never develop completely, as observed in most people with this disease. The rd10 mouse model was used to study Lin - HSC mediated vascular rescue, because the progress of degeneration is slow and more similar to human retinal degeneration. In rd10 mice, photoreceptor cell degeneration begins around P21 and vascular degeneration begins immediately thereafter.

정상적인 신경감각 망막 발달은 대부분 P21에 완결되기 때문에, 변성은 망막이 분화를 완결한 후 개시되는 것으로 관찰되며, 이러한 점에서 rd1/rd1 마우스 모델보다 사람 망막 변성과 더 유사하다. rd10 마우스 유래의 Lin- HSC 또는 대조군 세포를 P6 안구에 주사하고, 망막을 다양한 시점에서 평가했다. P21에서 Lin- HSC 및 대조군 세포 주사된 안구 유래의 망막은 모든 혈관층이 완전하게 발달하고 INL 및 ONL도 정상적으로 발달하여 정상인 것으로 보였다(도 18D 및 도 18H). 약 P21 에 망막 변성은 개시되어 노화와 함께 진행되었다. P30에, 대조군 세포 주사된 망막은 심한 혈관 및 신경세포 변성을 나타냈으며 (도 18I), Lin- HSC 주사된 망막은 거의 정상적인 혈관 층 및 광수용체 세포를 유지했다(도 18E). 구제된 안구와 구제되지 않은 안구 사이의 차이는 이후 관찰 시점에서 더욱 현저해졌다(도 18 (F 및 G)와 도 18 (J 및 K) 비교). 대조군 처리된 안구에서는 혈관 변성의 진행이 CD31 및 콜라겐 IV에 대한 면역조직화학 염색에 의해 매우 분명하게 관찰되었다(도 18I 내지 도 18K). 대조군 처리된 안구는 CD31에 대해 거의 완전하게 음성인 반면, 콜라겐 IV 양성 혈관 "트랙(track)"은 분명하게 남았으며, 이는 불완전한 혈관 형성보다는 혈관 퇴행이 일어났음을 암시한다. 이에 반해, Lin- HSC 처리된 안구는 정상적인 야생형 안구와 매우 유사해 보이는, CD31 및 콜라겐 IV 양성 혈관을 모두 갖고 있었다(도 18F 및 도 18I 비교).Since normal neurosensory retinal development is mostly completed in P21, degeneration is observed to begin after retina completes differentiation, in this regard it is more similar to human retinal degeneration than the rd1 / rd1 mouse model. Lin - HSC or control cells from rd10 mice were injected into P6 eyes and the retina was evaluated at various time points. Eye-derived retinas injected with Lin - HSC and control cells at P21 appeared to be normal with all vascular layers fully developing and INL and ONL developing normally (FIGS. 18D and 18H). Retinal degeneration at about P21 was initiated and progressed with aging. At P30, the control cell injected retina showed severe vascular and neuronal degeneration (FIG. 18I) and the Lin - HSC injected retina retained nearly normal vascular layer and photoreceptor cells (FIG. 18E). The difference between the rescued and non-saved eyes was more pronounced at later observations (compare FIG. 18 (F and G) with FIG. 18 (J and K)). Progression of vascular degeneration in control treated eyes was very clearly observed by immunohistochemical staining for CD31 and collagen IV (FIGS. 18I-18K). The control treated eye was almost completely negative for CD31, while the collagen IV positive blood vessel "track" remained clearly, suggesting that vascular degeneration occurred rather than incomplete blood vessel formation. In contrast, Lin - HSC treated eyes had both CD31 and collagen IV positive blood vessels, which looked very similar to normal wild type eyes (compare FIGS. 18F and 18I).

Lin - HSC 처리 후의 rd/rd 마우스 망막의 유전자 발현 분석. 대규모 게놈학(마이크로어레이 분석)을 이용하여, 구제 망막 및 비구제 망막을 분석하여, 신경영양성 구제의 추정상의 매개인자를 동정하였다. Lin- HSC로 처리된 rd1/rd1 마우스 망막의 유전자 발현을 주사되지 않은 망막 및 대조군 세포(CD31-) 주사된 망막의 유전자 발현과 비교했다. 이러한 비교를 각각 3반복하여 실시했다. 존재하는 것으로 간주되기 위해서는, 유전자의 발현 수준이 총 3회의 3반복 실험에서 배경 수준 보다 적어도 2배 이상 높아야 했다. 대조군 세포-주사된 rd/rd 마우스 망막 및 주사되지 않은 rd/rd 마우스 망막과 비교하여 Lin- HSC-보호된 망막에서 3배 상향조절된 유전자가 도 20의 패널 A 및 B에 제시되어있다. 변동 계수 (COV) 수준을, 표준 편차를 각 cRNA 복제물의 평균 발현 수준으로 나누는 방식으로 발현된 유전자에 대하여 계산하였다. 추가로, 발현 수준과 노이즈(noise) 변동 사이의 상관관계를 평균과 표준 편차 (SD)를 서로 연관시켜 계산하였다. 각 유전자에 대한 유전자 발현 수준과 표준 편차 사이의 상관관계가 수득되었으며, 이로써 배경 수준 및 신뢰할 수 있는 발현 수준 역치를 결정할 수 있다. 전체적으로, 상기 데이터는 허용될 수 있는 범위 내에 당연히 속한다 (Tu et al. 2002, Proc. Natl . Acad . Sci. U S A 99: 14031-14036). 아래에서 각각 기술되는 유전자들은 이들 임계적 발현 수준 이상의 발현 수준을 나타내었다. 기술된 유전자에 대한 짝을 이룬 "t-테스트" 값은 표 1에 제시되어있다. 각 경우에, p-값은 합당하며 (거의 0.05 이하), 이는 복제물 간에는 유사성이 있으며, 상이한 시험 그룹 간에는 유의적인 차이가 있을 수 있음을 입증한다. MAD 및 Ying Yang-1(YY-1) (Austen et al. 1997, Curr. Top. Microbiol . Immunol . 224: 123-130)을 비롯하여, 현저히 상향조절된 유전자의 대부분은 아폽토시스로부터 세포를 보호하는 작용과 관련된 기능을 가진 단백질을 암호화한다. 스트레스로부터 세포를 보호하는 작용과 관련된 공지의 열-쇽 단백질과 유사한 기능과 서열 상동성을 가진 다수의 크리스탈린 유전자도 또한 Lin- HSC 처리에 의해 상향조절되었다. α-크리스탈린의 발현은 면역조직화학 분석에 의해 ONL에 국한되는 것으로 나타났다(도 19). 도 19는 크리스탈린 αA는, Lin- HSC로 처리한 후, 구제된 외부 핵 층 세포에서 상향조절되지만, 대조군 세포로 처리된 대측성 안구에서는 상향조절되지 않는다 것을 보여준다. 좌측 패널은 구제된 망막에서 IgG 염색 (대조군)을 나타낸다. 중앙 패널은 구제된 망막 중의 크리스탈린 αA를 나타낸다. 우측 패널은 비-구제된 망막에서 크리스탈린 αA를 나타낸다. Gene expression analysis of rd / rd mouse retina after Lin - HSC treatment. Rescue and non-rescue retinas were analyzed using large scale genomics (microarray analysis) to identify putative mediators of neurotrophic rescue. Gene expression of rd1 / rd1 mouse retinas treated with Lin - HSC was compared to gene expression of the non-injected retina and control cells (CD31 ) injected retina. Each of these comparisons was repeated three times. To be considered present, the expression level of the gene had to be at least twice higher than the background level in a total of three replicates. Genes three-fold upregulated in Lin HSC-protected retinas compared to control cell-injected rd / rd mouse retinas and non-injected rd / rd mouse retinas are shown in panels A and B of FIG. 20. Coefficient of variation (COV) levels were calculated for expressed genes by dividing the standard deviation by the average expression level of each cRNA copy. In addition, the correlation between expression levels and noise fluctuations was calculated by correlating the mean and standard deviation (SD) to each other. Correlation between gene expression levels and standard deviations for each gene has been obtained, which allows to determine background and reliable expression level thresholds. In total, the data naturally fall within acceptable ranges (Tu et al . 2002, Proc. Natl . Acad . Sci. USA 99: 14031-14036). The genes described below each exhibited expression levels above these critical expression levels. Paired "t-test" values for the described genes are shown in Table 1. In each case, the p-value is reasonable (nearly less than 0.05), which demonstrates similarities between replicas and that there may be significant differences between different test groups. Most of the significantly upregulated genes, including MAD and Ying Yang-1 (YY-1) (Austen et al. 1997, Curr. Top. Microbiol . Immunol . 224: 123-130), protect cells from apoptosis. Encode a protein with a function associated with it. A number of crystallin genes with similar function and sequence homology to known heat-like proteins involved in protecting cells from stress were also upregulated by Lin - HSC treatment. Expression of α-crystallin was shown to be limited to ONL by immunohistochemical analysis (FIG. 19). 19 shows that crystallin αA is upregulated in rescued outer nuclear layer cells after treatment with Lin HSC but not in contralateral eyes treated with control cells. Left panel shows IgG staining (control) in rescued retina. The middle panel shows crystallin αA in the rescued retina. The right panel shows crystallin αA in the non-saved retina.

사람 Lin- HSC로 구제된 rd1/rd1 마우스 망막 유래의 전령 RNA를 사람 특이적 Affymetrix U133A 마이크로어레이 칩에 하이브리드화시켰다. 엄격한 분석 후, mRNA 발현이 사람 특이적이고, 배경 수준보다 높으며, 쥐 Lin- HSC 구제된 망막 및 사람 대조군 세포 주사된 비구제된 망막에 비해 사람 Lin- HSC 구제된 망막에서 유의적으로 높은 다수의 유전자가 확인되었다(도 20, 패널 C). 초기 및 새로이 분화된 CD34+ 조혈 줄기세포의 표면에서 발현된 세포 부착 분자인 CD6 및 조혈 줄기세포에 의해 발현되는 또 다른 유전자인 인터페론 알파 13이 모두 이러한 마이크로어레이 생물정보학 기술에 의해 밝혀졌기 때문에, 이 평가 프로토콜의 유효성이 확인되었다. 또한, 여러 성장 인자 및 신경영양성 인자도 사람 Lin- HSC 구제된 마우스 망막 샘플에서 배경 수준보다 높게 발현되었다(도 20, 패널 D). Messenger RNAs from rd1 / rd1 mouse retinas rescued with human Lin - HSCs were hybridized to human specific Affymetrix U133A microarray chips. After rigorous analysis, a large number of genes whose mRNA expression is human specific, higher than background levels, and significantly higher in human Lin - HSC rescued retinas compared to rat Lin - HSC rescued retinas and human control cell injected non- rescued retinas Was confirmed (FIG. 20, Panel C). This evaluation was made by this microarray bioinformatics technique, since both CD6, a cell adhesion molecule expressed on the surface of early and newly differentiated CD34 + hematopoietic stem cells, and another gene expressed by hematopoietic stem cells, were revealed by this microarray bioinformatics technique. The validity of the protocol was confirmed. In addition, several growth factors and neurotrophic factors were also expressed above background levels in human Lin - HSC rescued mouse retinal samples (FIG. 20, Panel D).

계통-관련 조혈 세포에 대한 마커를 사용하여, EPC를 함유하는 골수 유래의 Lin- HSC의 집단을 음성적으로 선별하였다. EPC로서 사용할 수 있는 골수 유래의 Lin- HSC의 아집단은, 통상적으로 사용되는 세포 표면 마커를 특징으로 하지 않지만, 발달중인 또는 손상된 망막 혈관계에서의 이들 세포의 작용은 Lin+ 또는 성체 내피 세포 집단에서 관찰된 작용과는 전적으로 상이하다. 이들 세포는 망막 혈관형성 부위로 선택적으로 표적화되어 모(母) 혈관의 형성에 관여한다.Markers for lineage-related hematopoietic cells were used to negatively select a population of Lin - HSCs from bone marrow containing EPCs. Although a subset of bone marrow-derived Lin - HSCs that can be used as EPCs is not characterized by commonly used cell surface markers, the action of these cells in developing or damaged retinal vascular systems is dependent on Lin + or adult endothelial cell populations. It is entirely different from the action observed. These cells are selectively targeted to retinal angiogenesis sites to participate in the formation of parent blood vessels.

유전성 망막 변성 질환은 흔히 망막 혈관계의 손실을 동반한다. 이러한 질환의 효과적 치료는 기능 회복뿐만 아니라 복합적 조직 구조의 유지를 요구한다. 최근의 몇몇 연구는 영양성 인자의 세포-기반 전달 또는 줄기세포 자체의 사용을 연사하였으며, 이들 둘의 몇가지 조합이 필요할 수 있다. 예를 들어, 망막 변성 질환을 치료하기 위하여 성장인자 요법을 사용하면, 혈관의 과성장이 조절되지 못하여 정상 망막 조직 구조의 심각한 붕괴가 초래된다. 망막 변성 질환을 치료하기 위하여 신경 또는 망막 줄기세포를 사용하면, 신경세포 기능을 재구성할 수 있으나, 기능성 혈관계가 망막의 기능적 완전성을 유지하는데 필요할 수 있다. 본 발명의 Lin- HSC 조성물로부터의 세포를 rd/rd 마우스의 망막 혈관내로 혼입시키면, 망막 구조가 붕괴되지 않으면서 변성 혈관계가 안정화되었다. 이러한 구제 효과는 상기 세포를 P15 rd/rd 마우스에게 투여한 경우에도 관찰되었다. 혈관 변성이 rd/rd 마우스에서 P16에서 개시되기 때문에, 이러한 관찰은 효과적인 Lin- HSC 치료에 대한 치료 범위를 확장시킨다. 본 발명의 Lin- HSC가 주사된 안구에서 망막 신경세포 및 광수용체가 보존되며 시기능이 유지된다.Hereditary retinal degeneration disease is often accompanied by a loss of the retinal vascular system. Effective treatment of such a disease requires not only functional recovery but also maintenance of complex tissue structures. Several recent studies have documented the use of cell-based delivery of trophic factors or the stem cells themselves, some combination of both may be necessary. For example, the use of growth factor therapy to treat retinal degeneration disorders results in uncontrolled overgrowth of blood vessels resulting in severe disruption of normal retinal tissue structure. The use of neuronal or retinal stem cells to treat retinal degenerative diseases can reconstruct neuronal function, but a functional vascular system may be necessary to maintain the functional integrity of the retina. Incorporation of cells from the Lin - HSC composition of the present invention into the retinal vessels of rd / rd mice stabilized the denatured vascular system without disrupting the retinal structure. This rescue effect was also observed when the cells were administered to P15 rd / rd mice. Since vascular degeneration is initiated at P16 in rd / rd mice, this observation expands the therapeutic range for effective Lin - HSC treatment. Retinal neurons and photoreceptors are preserved and visual function is maintained in the eye injected with Lin - HSC of the present invention.

성체 골수 유래 Lin- HSC는 망막 변성 질환을 앓고 있는 마우스에게 유리체내로 주사했을 때 상당한 혈관영양성 및 신경영양성 효과를 발휘한다. 이러한 구제 효과는 치료 후 6개월까지 지속되고, Lin- HSC를 망막 변성이 완결되기 전에(통상 출생후 30일까지 완전한 망막 변성을 나타내는 마우스의 경우 출생 후 16일까지) 주사할 때 가장 효과적이다. 이러한 구제는 두 마우스의 망막 변성 모델에서 관찰되며, 놀랍게도 수용자가 망막 변성이 있는 면역결핍성 설치류(예, SCID 마우스)이거나 또는 제공자가 망막 변성이 있는 마우스일 때, 성인 골수 유래 HSC에 의해 달성될 수 있다. 몇몇 최신 보고서는, 망막 변성을 가진 마우스 또는 개에서 야생형 유전자를 이용한 바이러스 기반 유전자 구제 후 나타나는 부분적 표현형 구제에 대해 기재한 바 있으나[참조: Ali, et al. 2000, Nat Genet 25:306-310; Takahashi et al. 1999, J. Virol. 73:7812-7816; Acland et al. 2001, Nat. Genet. 28:92-95], 본 발명은 혈관 구제에 의해 달성되는 최초의 일반 세포 기반 치료 효과를 제공한다. 따라서, 공지된 관련 돌연변이가 100개 이상인 일군의 질환(예: 망막 색소 변성)을 치료하는데 있어서 이러한 시도의 잠재적 유용성은 공지된 각 돌연변이를 치료하기 위해 개발되는 개별 유전자 요법보다 훨씬 실용적이다.Adult bone marrow-derived Lin - HSCs exert significant vascular and neurotrophic effects upon intravitreal injection into mice with retinal degeneration. This remedy lasts up to 6 months after treatment and is most effective when Lin - HSC is injected before retinal degeneration is complete (usually up to 30 days postnatally up to 16 days postnatally in mice showing complete retinal degeneration). This rescue is observed in a retinal degeneration model of two mice, surprisingly achieved by adult bone marrow derived HSCs when the recipient is an immunodeficient rodent with retinal degeneration (eg, SCID mice) or when the donor is a mouse with retinal degeneration. Can be. Some recent reports have described partial phenotypic rescues following virus-based gene rescue with wild-type genes in mice or dogs with retinal degeneration [Al, et al. 2000, Nat Genet 25: 306-310; Takahashi et al. 1999, J. Virol. 73: 7812-7816; Acland et al. 2001, Nat. Genet. 28: 92-95], the present invention provides the first general cell-based therapeutic effect achieved by vascular rescue. Thus, the potential utility of such an attempt to treat a group of diseases (eg, retinal pigment degeneration) in which there are more than 100 known related mutations is much more practical than the individual gene therapies developed to treat each known mutation.

신경영양성 구제 효과의 정확한 분자 기전은 알려지지 않았지만, 이는 동시적인 혈관 안정화/구제가 있는 경우에만 관찰된다. 즉, 주사된 줄기세포의 존재 자체가 신경영양성 구제를 일으키기에 충분하지 않으며, 외부 핵 층에 줄기세포 유래의 신경세포가 명백히 부재함으로써, 주사된 세포가 광수용체로 형질전환될 가능성이 배제된다. 마이크로어레이 유전자 발현 분석으로 수득되는 데이터는 항-아폽토시스 효과가 있는 것으로 알려진 유전자의 현저한 상향조절을 증명했다. 망막 변성에서 관찰되는 대부분의 신경세포 사멸은 아폽토시스에 의한 것이므로, 이러한 보호는 이러한 질환에서 시기능에 중요한 광수용체 및 다른 신경세포의 수명을 연장시키는데 있어서 지대한 치료적 이점일 수 있다. c-myc는 다양한 하류(downstream) 아폽토시스 유도성 인자의 상향조절에 의해 아폽토시스에 관여하는 전사 인자이다. c-myc 발현은 야생형보다 rd/rd 마우스에서 4.5배 증가했고, 이는 rd1/rd1 마우스에서 관찰되는 광수용체 변성과의 잠재적인 관련성을 암시한다. Lin- HSC 보호된 망막에서 급격하게 상향조절된 두 유전자인 Mad1 및 YY-1(도 20, 패널 A)은 c-myc의 활성을 억제하는 것으로 공지되어 있는 바, c-myc 유도된 아폽토시스를 억제한다. 또한, Mad1의 과발현은 아폽토시스 경로의 또 다른 주요 성분인 카스파제-8의 Fas-유도된 활성화를 억제하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이러한 두 분자의 상향조절은, 일반적으로 rd/rd 마우스에서 변성을 유도하는 아폽토시스의 개시를 방지하여 혈관 및 신경 변성으로부터 망막을 보호하는데 중요한 역할을 할 수 있다.The exact molecular mechanism of the neurotrophic rescue effect is unknown, but this is only observed if there is simultaneous vascular stabilization / rescue. That is, the presence of the injected stem cells itself is not sufficient to cause neurotrophic rescue, and the apparent absence of stem cells derived from stem cells in the outer nuclear layer eliminates the possibility of transforming the injected cells with photoreceptors. Data obtained by microarray gene expression analysis demonstrated significant upregulation of genes known to have anti-apoptotic effects. Since most neuronal cell death observed in retinal degeneration is due to apoptosis, such protection may be a significant therapeutic advantage in prolonging the lifespan of photoreceptors and other neurons critical for visual function in these diseases. c-myc is a transcription factor involved in apoptosis by upregulation of various downstream apoptosis inducing factors. c-myc expression was increased 4.5-fold in rd / rd mice compared to wild-type, suggesting a potential association with photoreceptor degeneration observed in rd1 / rd1 mice. Two rapidly upregulated genes Mad1 and YY-1 in Lin - HSC protected retinas (FIG. 20, Panel A) are known to inhibit the activity of c-myc and thus inhibit c-myc induced apoptosis. do. In addition, overexpression of Mad1 was found to inhibit Fas-induced activation of caspase-8, another major component of the apoptosis pathway. Thus, upregulation of these two molecules may play an important role in protecting the retina from vascular and neuronal degeneration by preventing the onset of apoptosis, which generally leads to degeneration in rd / rd mice.

Lin- HSC 보호된 망막에서 상당히 상향조절되는 또 다른 유전자 세트는 크리스탈린 계열의 일원을 포함한다(도 20, 패널 B). 열쇽 단백질 및 다른 스트레스 유도된 단백질과 유사하게, 크리스탈린은 망막 스트레스에 의해 활성화될 수 있고 아폽토시스에 대한 보호 효과를 제공한다. αA-크리스탈린의 비정상적으로 낮은 발현은 래트의 망막 영양 장애 모델에서의 광수용체 상실과 상관성이 있으며, 최근의 rd/rd 마우스 망막의 프로테오믹(proteomic) 분석은 망막 변성에 대한 반응으로 크리스탈린의 상향조절이 유도됨을 입증했다. 본 발명자들의 EPC 구제된 rd/rd 마우스 망막의 마이크로어레이 데이터를 근거할 때, 크리스탈린의 상향조절은 EPC 매개된 망막의 신경보호에서 주요 역할을 하는 것으로 보인다.Another set of genes that are significantly upregulated in Lin - HSC protected retinas include members of the crystallin family (FIG. 20, Panel B). Similar to fissure proteins and other stress induced proteins, crystallins can be activated by retinal stress and provide a protective effect against apoptosis. Abnormally low expression of αA-crystallin correlates with loss of photoreceptors in rat retinal dystrophy models, and recent proteomic analysis of rd / rd mouse retinas shows crystallinity in response to retinal degeneration. Demonstrated upregulation of. Based on our microarray data of EPC rescued rd / rd mouse retinas, upregulation of crystallins appears to play a major role in neuroprotection of EPC mediated retinas.

c-myc, Mad1, Yx-1 및 크리스탈린과 같은 유전자는 신경세포 구제의 하류 매개인자일 것이다. 본원에서 마우스 줄기세포로 구제된 망막의 마이크로어레이 분석으로 공지된 신경영양성 인자의 수준이 증가 유도됨을 입증하지는 못했으나, 신경영양성 제제는 항-아폽토시스 유전자 발현을 조절할 수 있다. 한편, 사람 특이적 칩을 이용한 사람 골수 유래의 줄기세포 매개된 구제의 분석은, 낮지만 유의적인 다수 성장 인자 유전자 발현의 증가를 입증한다.Genes such as c-myc, Mad1, Yx-1, and crystallin will be downstream mediators of neuronal rescue. Although microarray analysis of retinas rescued with mouse stem cells herein did not demonstrate increased levels of known neurotrophic factors, neurotrophic agents can modulate anti-apoptotic gene expression. On the other hand, analysis of stem cell mediated rescue from human bone marrow using human specific chips demonstrates a low but significant increase in multiple growth factor gene expression.

상향조절된 유전자에는 섬유아세포 성장 인자 계열의 여러 일원과 오토페를린(otoferlin)이 포함된다. 오토페를린 유전자의 돌연변이는 청각 신경병증으로 인한 난청을 유도하는 유전자 질환과 관련이 있다. 주사된 Lin- HSC에 의한 오토페를린 생산 역시 망막 신경병증의 예방에 기여할 가능성이 있다. 역사적으로, 망막 변성이 있는 환자 및 동물에서 관찰되는 혈관 변화는 광수용체 사멸에 따른 대사 요구량 감소에 부수적인 것으로 오랫동안 추정되어왔다. 본 발명의 데이터는 적어도 유전성 망막 변성이 있는 마우스의 경우, 정상 혈관계의 보존이 외부 핵 층의 성분을 유지하는데 도움을 줄 수 있음을 암시한다. 최근 문헌의 보고서에서 지지되는 개념은 조직 특이적 혈관계가 혈관 "영양공급"을 단순히 제공함으로써 기대되는 것 이상의 영양 효과를 나타낸다는 것이다. 예를 들어, 간의 내피세포는, VEGFR1 활성화 후, 유도되어 간 손상에도 불구하고 간세포 재생 및 유지에 중요한 성장인자를 생산할 수 있다[참조: LeCouter et al., 2003, Science 299:890-893].Upregulated genes include several members of the fibroblast growth factor family and otoferlin. Mutations in autoperlin genes are associated with genetic diseases that induce hearing loss due to auditory neuropathy. Autoperlin production by injected Lin - HSC may also contribute to the prevention of retinal neuropathy. Historically, vascular changes observed in patients with retinal degeneration and animals have long been estimated to be concomitant with reduced metabolic requirements following photoreceptor death. The data of the present invention suggest that at least in mice with hereditary retinal degeneration, preservation of the normal vascular system may help maintain components of the outer nuclear layer. The concept supported in the recent literature report is that tissue-specific vasculature exhibits nutritional effects beyond what is expected by simply providing vascular "nutrition". For example, hepatic endothelial cells may be induced after VEGFR1 activation to produce growth factors important for hepatic cell regeneration and maintenance despite liver damage (LeCouter et al., 2003, Science 299: 890-893).

혈관 내피세포와 인접한 간 실질(parenchymal) 세포 사이의 유사한 상기 상호작용은, 기능적 혈관의 형성 훨씬 전에, 간 기관형성에 관여하는 것으로 보고되었다. 망막 변성을 앓고 있는 개체의 내인성 망막 혈관계는 구제를 매우 극적으로 촉진시킬 수 없지만, 이러한 혈관계가 골수 조혈 줄기세포 집단 유래의 내피 전구체로 지지되는 경우, 이들은 상기 혈관계를 변성에 보다 저항성으로 만들 수 있으며 동시에 망막 신경세포 뿐만 아니라 혈관세포의 생존을 촉진할 수 있다. 망막 변성이 있는 사람에게서, 완전한 망막 변성의 개시를 지연시킨다는 것은, 추가적인 시력 보유 연수를 제공할 것이다. 본 발명의 Lin-HSC으로 처리된 동물은 시력 지원에 충분할 수 있는 ERG가 유의적으로 보존되었다.Similar interactions between vascular endothelial cells and adjacent liver parenchymal cells have been reported to be involved in liver organogenesis long before the formation of functional blood vessels. The endogenous retinal vascular system of individuals with retinal degeneration cannot very dramatically promote rescue, but if such vascular system is supported by endothelial precursors from the myeloid hematopoietic stem cell population, they can make the vascular system more resistant to degeneration. At the same time, it can promote the survival of vascular cells as well as retinal nerve cells. In people with retinal degeneration, delaying the onset of complete retinal degeneration will provide additional years of vision retention. Animals treated with Lin - HSC of the present invention significantly preserved ERG, which may be sufficient for vision support.

임상적으로, 기능적 시력은 여전히 보존되지만, 광수용체 및 다른 신경세포가 실질적으로 상실될 수 있다는 것이 널리 알려져 있다. 어떤 점에서 임상적 한계치가 교차되고 시력은 상실된다. 거의 모든 사람의 유전성 망막 변성은 초기에 느리게 발병하므로, 망막 변성에 걸린 개체를 확인하고, 본 발명의 자가 골수 줄기세포의 이식편으로 유리체내로 치료하여, 망막 변성과 이에 수반되는 시력 상실을 지연시킬 수 있다. 본 발명의 줄기세포의 표적화 및 혼입을 증가시키기 위해, 활성화된 성상세포의 존재가 바람직할 것이다 (Otani et al. 2002, Nat. Med . 8: 1004-1010); 이는 신경아교증이 수반된 경우에는 조기 치료를 이용하거나, 또는 활성화된 성상세포의 국소 증식을 자극하는 레이저를 이용하여 달성할 수 있다.Clinically, functional vision is still preserved, but it is well known that photoreceptors and other neurons may be substantially lost. At some point, clinical limits are crossed and vision is lost. Almost everyone's hereditary retinal degeneration develops slowly initially, so identify individuals with retinal degeneration and treat them intravitreally with the autologous bone marrow stem cells of the present invention, thereby delaying retinal degeneration and subsequent vision loss. Can be. In order to increase targeting and incorporation of stem cells of the present invention, the presence of activated astrocytes will be preferred (Otani et al . 2002, Nat. Med . 8: 1004-1010); This can be achieved by using early treatment in the case of neuroglia, or by using a laser to stimulate local proliferation of activated astrocytes.

임의로, 안내 주사 전에, 하나 이상의 신경영양성 물질로 줄기세포를 생체외 형질감염시켜, 구제 효과를 증가시킬 수 있다. 이러한 시도는, 기타 시각 신경세포 변성 질환, 예를 들어 망막 신경절 세포 변성이 있는 녹내장의 치료에 적용될 수 있다. Optionally, prior to intraocular injection, stem cells may be transfected ex vivo with one or more neurotrophic agents to increase the effect of rescue. This approach can be applied to the treatment of other visual neuronal degenerative diseases such as glaucoma with retinal ganglion cell degeneration.

본 발명의 Lin-HSC 집단은, 반응성 성상세포를 표적화함으로써 혈관형성을 촉진할 수 있으며, 망막 구조를 붕괴시키지 않으면서, 확립된 주형내로 혼입될 수 있는 EPC 집단을 함유한다. 본 발명의 Lin- HSC는 또한 망막 변성을 앓는 안구에서 놀랄만한 장기간의 신경영양성 구제 효과를 제공한다. 또한, EPC를 함유하는, 유전적으로 변형된 자가 Lin-HSC 조성물은 허혈성 또는 비정상적으로 혈관화된 안구에 이식될 수 있으며 신생 혈관내로 안정하게 혼입되어 장기간 동안 국소적으로 치료학적 분자를 연속적으로 전달할 수 있다. 약리학적 제제를 생리학적으로 의미있는 용량으로 발현하는 유전자의 이러한 국소 전달은 현재는 치료불가능한 안구 질환을 치료하기 위한 새로운 패러다임을 나타낸다. The Lin - HSC population of the present invention contains an EPC population that can promote angiogenesis by targeting reactive astrocytes and can be incorporated into an established template without disrupting the retinal structure. Lin - HSC of the present invention also provides a surprising long-term neurotrophic rescue effect in the eye with retinal degeneration. In addition, genetically modified autologous Lin - HSC compositions containing EPCs can be implanted into ischemic or abnormally vascularized eyes and stably incorporated into neovascularized blood vessels to continuously deliver therapeutic molecules locally for long periods of time. have. This local delivery of genes that express pharmacological agents at physiologically meaningful doses represents a new paradigm for treating eye diseases that are currently incurable.

예를 들어, 정상 마우스 망막 내의 광수용체는 주로 간체이지만, 본 발명의 Lin-HSC를 사용한 구제 후 관찰된 외부 핵 층은 주로 추체를 함유하였다. 대부분의 유전성 사람 망막 변성은 1차적 간체-특이적 결함의 결과로서 일어나며, 추체의 상실은 간체 기능장애에 2차적인 것으로 여겨지며, 이는 간체에 의해 발현되는 어떤 영양(trophic) 인자의 상실과 아마 관련이 있을 것이다. Lin-HSC에 의해 촉진된 추체/망막 변성에도 불구하고 추체 생존을 유도하는 본 방법은, 망막 색소 변성과 같은 질환에서 추체-우세한 사람 황반을 보존하는 더 좋은 방법을 제공할 수 있다. For example, the photoreceptors in normal mouse retinas are predominantly simplified, but the outer nuclear layer observed after rescue using Lin-HSC of the present invention predominantly contained vertebral bodies. Most hereditary human retinal degeneration occurs as a result of primary hepatic-specific defects, and loss of the vertebrae is considered secondary to hepatic dysfunction, which is probably related to the loss of any trophic factor expressed by the hepatic. Will be there. The present method of inducing vertebral survival despite vertebral / retinal degeneration promoted by Lin-HSC may provide a better way to preserve vertebral-dominant human macular in diseases such as retinal pigment degeneration.

이상 설명한 태양들의 수많은 변형과 수정이 본 발명의 신규 특징의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서 실시될 수 있다. 따라서, 본원에 예시한 구체적 태양들에 관한 어떤 제한도 의도되거나 추론되어서는 아니 된다. Numerous variations and modifications of the aspects described above can be made without departing from the spirit and scope of the novel features of the invention. Accordingly, no limitations with respect to the specific aspects illustrated herein should be intended or inferred.

<110> The Scripps Research Institute <120> Isolated lineage negative hematopoietic stem cells and methods of treatment therewith <130> TSRI-988.2 PCT <150> US 10/933,634 <151> 2004-09-03 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 4742 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA encoding His-tagged human T2-TrpRS <400> 1 tggcgaatgg gacgcgccct gtagcggcgc attaagcgcg gcgggtgtgg tggttacgcg 60 cagcgtgacc gctacacttg ccagcgccct agcgcccgct cctttcgctt tcttcccttc 120 ctttctcgcc acgttcgccg gctttccccg tcaagctcta aatcgggggc tccctttagg 180 gttccgattt agtgctttac ggcacctcga ccccaaaaaa cttgattagg gtgatggttc 240 acgtagtggg ccatcgccct gatagacggt ttttcgccct ttgacgttgg agtccacgtt 300 ctttaatagt ggactcttgt tccaaactgg aacaacactc aaccctatct cggtctattc 360 ttttgattta taagggattt tgccgatttc ggcctattgg ttaaaaaatg agctgattta 420 acaaaaattt aacgcgaatt ttaacaaaat attaacgttt acaatttcag gtggcacttt 480 tcggggaaat gtgcgcggaa cccctatttg tttatttttc taaatacatt caaatatgta 540 tccgctcatg agacaataac cctgataaat 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agaccattca tgttgttgct caggtcgcag 3180 acgttttgca gcagcagtcg cttcacgttc gctcgcgtat cggtgattca ttctgctaac 3240 cagtaaggca accccgccag cctagccggg tcctcaacga caggagcacg atcatgcgca 3300 cccgtggcca ggacccaacg ctgcccgaga tctcgatccc gcgaaattaa tacgactcac 3360 tatagggaga ccacaacggt ttccctctag aaataatttt gtttaacttt aagaaggaga 3420 tatacatatg agtgcaaaag gcatagacta cgataagctc attgttcggt ttggaagtag 3480 taaaattgac aaagagctaa taaaccgaat agagagagcc accggccaaa gaccacacca 3540 cttcctgcgc agaggcatct tcttctcaca cagagatatg aatcaggttc ttgatgccta 3600 tgaaaataag aagccatttt atctgtacac gggccggggc ccctcttctg aagcaatgca 3660 tgtaggtcac ctcattccat ttattttcac aaagtggctc caggatgtat ttaacgtgcc 3720 cttggtcatc cagatgacgg atgacgagaa gtatctgtgg aaggacctga ccctggacca 3780 ggcctatggc gatgctgttg agaatgccaa ggacatcatc gcctgtggct ttgacatcaa 3840 caagactttc atattctctg acctggacta catggggatg agctcaggtt tctacaaaaa 3900 tgtggtgaag attcaaaagc atgttacctt caaccaagtg aaaggcattt tcggcttcac 3960 tgacagcgac tgcattggga agatcagttt tcctgccatc caggctgctc cctccttcag 4020 caactcattc ccacagatct tccgagacag gacggatatc cagtgcctta tcccatgtgc 4080 cattgaccag gatccttact ttagaatgac aagggacgtc gcccccagga tcggctatcc 4140 taaaccagcc ctgttgcact ccaccttctt cccagccctg cagggcgccc agaccaaaat 4200 gagtgccagc gacccaaact cctccatctt cctcaccgac acggccaagc agatcaaaac 4260 caaggtcaat aagcatgcgt tttctggagg gagagacacc atcgaggagc acaggcagtt 4320 tgggggcaac tgtgatgtgg acgtgtcttt catgtacctg accttcttcc tcgaggacga 4380 cgacaagctc gagcagatca ggaaggatta caccagcgga gccatgctca ccggtgagct 4440 caagaaggca ctcatagagg ttctgcagcc cttgatcgca gagcaccagg cccggcgcaa 4500 ggaggtcacg gatgagatag tgaaagagtt catgactccc cggaagctgt ccttcgactt 4560 tcagaagctt gcggccgcac tcgagcacca ccaccaccac cactgagatc cggctgctaa 4620 caaagcccga aaggaagctg agttggctgc tgccaccgct gagcaataac tagcataacc 4680 ccttggggcc tctaaacggg tcttgagggg ttttttgctg aaaggaggaa ctatatccgg 4740 at 4742 <210> 2 <211> 392 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> His-tagged human T2-TrpRS <400> 2 Met Ser Ala Lys Gly Ile Asp Tyr Asp Lys Leu Ile Val Arg Phe Gly  1 5 10 15 Ser Ser Lys Ile Asp Lys Glu Leu Ile Asn Arg Ile Glu Arg Ala Thr             20 25 30 Gly Gln Arg Pro His His Phe Leu Arg Arg Gly Ile Phe Phe Ser His         35 40 45 Arg Asp Met Asn Gln Val Leu Asp Ala Tyr Glu Asn Lys Lys Pro Phe     50 55 60 Tyr Leu Tyr Thr Gly Arg Gly Pro Ser Ser Glu Ala Met His Val Gly 65 70 75 80 His Leu Ile Pro Phe Ile Phe Thr Lys Trp Leu Gln Asp Val Phe Asn                 85 90 95 Val Pro Leu Val Ile Gln Met Thr Asp Asp Glu Lys Tyr Leu Trp Lys             100 105 110 Asp Leu Thr Leu Asp Gln Ala Tyr Gly Asp Ala Val Glu Asn Ala Lys         115 120 125 Asp Ile Ile Ala Cys Gly Phe Asp Ile Asn Lys Thr Phe Ile Phe Ser     130 135 140 Asp Leu Asp Tyr Met Gly Met Ser Ser Gly Phe Tyr Lys Asn Val Val 145 150 155 160 Lys Ile Gln Lys His Val Thr Phe Asn Gln Val Lys Gly Ile Phe Gly                 165 170 175 Phe Thr Asp Ser Asp Cys Ile Gly Lys Ile Ser Phe Pro Ala Ile Gln             180 185 190 Ala Ala Pro Ser Phe Ser Asn Ser Phe Pro Gln Ile Phe Arg Asp Arg         195 200 205 Thr Asp Ile Gln Cys Leu Ile Pro Cys Ala Ile Asp Gln Asp Pro Tyr     210 215 220 Phe Arg Met Thr Arg Asp Val Ala Pro Arg Ile Gly Tyr Pro Lys Pro 225 230 235 240 Ala Leu Leu His Ser Thr Phe Phe Pro Ala Leu Gln Gly Ala Gln Thr                 245 250 255 Lys Met Ser Ala Ser Asp Pro Asn Ser Ser Ile Phe Leu Thr Asp Thr             260 265 270 Ala Lys Gln Ile Lys Thr Lys Val Asn Lys His Ala Phe Ser Gly Gly         275 280 285 Arg Asp Thr Ile Glu Glu His Arg Gln Phe Gly Gly Asn Cys Asp Val     290 295 300 Asp Val Ser Phe Met Tyr Leu Thr Phe Phe Leu Glu Asp Asp Asp Lys 305 310 315 320 Leu Glu Gln Ile Arg Lys Asp Tyr Thr Ser Gly Ala Met Leu Thr Gly                 325 330 335 Glu Leu Lys Lys Ala Leu Ile Glu Val Leu Gln Pro Leu Ile Ala Glu             340 345 350 His Gln Ala Arg Arg Lys Glu Val Thr Asp Glu Ile Val Lys Glu Phe         355 360 365 Met Thr Pro Arg Lys Leu Ser Phe Asp Phe Gln Lys Leu Ala Ala Ala     370 375 380 Leu Glu His His His His His His 385 390

Claims (52)

사람 골수 유래의 분리된, 조혈 줄기세포 및 내피 전구 세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 포함하는 약제학적 조성물로서, 상기 분리된 계통 음성 조혈 줄기세포 집단의 세포는 CD133 음성이고 50% 이상의 세포가 인테그린 α6에 대한 표면 항원을 발현하고 50% 이상의 세포가 표면 항원 CD31을 발현하며, 상기 약제학적 조성물은 망막의 추체 세포 변성을 지연시킴으로써 혈관형성 (angiogenesis)이 진행되는 눈에서 허혈성 망막병증, 혈관 출혈, 혈관 누출, 맥락막병증, 노화 관련 황반변성, 당뇨성 망막병증, 추정 눈 히스토플라스마증, 미숙 망막병증, 겸상적혈구 빈혈증 및 망막색소변성으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 망막 질환을 치료하는 약제학적 조성물.A pharmaceutical composition comprising a lineage negative hematopoietic stem cell population comprising an isolated, hematopoietic stem cell and an endothelial progenitor cell derived from human bone marrow, wherein the cells of the isolated lineage negative hematopoietic stem cell population are CD133 negative and at least 50% of cells Is expressing a surface antigen to integrin α6 and at least 50% of the cells express surface antigen CD31, the pharmaceutical composition delays cortical cell degeneration of the retina, thereby ischemic retinopathy, angiogenesis in the eye where angiogenesis progresses. Pharmaceutical composition for treating retinal disease selected from the group consisting of bleeding, vascular leakage, choroidal disease, age-related macular degeneration, diabetic retinopathy, putative eye histoplasmosis, immature retinopathy, sickle cell anemia, and retinal pigmentosa . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 사람 골수 유래의 분리된, 조혈 줄기세포 및 내피 전구 세포를 포함하는 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 포함하는 약제학적 조성물로서, 상기 분리된 계통 음성 조혈 줄기세포 집단의 세포는 CD133 양성이고 30% 미만의 세포가 인테그린 α6에 대한 표면 항원을 발현하고 30% 미만의 세포가 표면 항원 CD31을 발현하며, 상기 약제학적 조성물은 망막의 추체 세포 변성을 지연시킴으로써 허혈-유도된 말초 혈관신생 (neovascularization)은 진행되나 혈관형성 (angiogenesis)은 진행되지 않는 눈에서 허혈성 망막병증, 혈관 출혈, 혈관 누출, 맥락막병증, 노화 관련 황반변성, 당뇨성 망막병증, 추정 눈 히스토플라스마증, 미숙 망막병증, 겸상적혈구 빈혈증 및 망막색소변성으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 망막 질환을 치료하는 약제학적 조성물.A pharmaceutical composition comprising a lineage-negative hematopoietic stem cell population comprising an isolated, hematopoietic stem cell and endothelial progenitor cell derived from human bone marrow, wherein the cells of the isolated lineage negative hematopoietic stem cell population are CD133 positive and less than 30% Cells express surface antigens against integrin α6 and less than 30% of the cells express surface antigen CD31, and the pharmaceutical composition delays ischemia-induced peripheral angiogenesis (neovascularization). Angiogenesis is an ischemic retinopathy, vascular hemorrhage, vascular leakage, choroidal disease, age-related macular degeneration, diabetic retinopathy, presumptive ocular histoplasmosis, immature retinopathy, sickle cell anemia and retinal disease in the developing eye. A pharmaceutical composition for treating a retinal disease selected from the group consisting of pigmented degeneration. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 분리된 계통 음성 조혈 줄기세포의 집단을 트립토파닐-tRNA 신테타제의 T2 단편 (T2-TrpRS), 신경 성장인자, 뉴로트로핀-3, 뉴로트로핀-4, 뉴로트로핀-5, 섬모상 신경영양 인자, 망막 색소 상피 유래의 신경영양성 인자, 인슐린-유사 성장 인자, 아교세포주 유래의 신경영양성 인자 및 뇌-유래의 신경영양성 인자로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 펩티드 또는 단백질을 생성하도록 형질감염시키는 약제학적 조성물.The population of isolated lineage negative hematopoietic stem cells according to claim 1 is characterized in that the population of tryptophanyl-tRNA synthetase T2 fragment (T2-TrpRS), nerve growth factor, neurotropin-3, neurotropin-4, neurotro A peptide or protein selected from the group consisting of pin-5, ciliated neurotrophic factor, neurotrophic factor derived from retinal pigment epithelium, insulin-like growth factor, neurotrophic factor derived from glial cell line and brain-derived neurotrophic factor A pharmaceutical composition that is transfected to produce. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제13항에 있어서, 계통 음성 조혈 줄기세포 집단이 The method of claim 13, wherein the lineage negative hematopoietic stem cell population is (a) 사람 골수로부터 단핵구를 분리하는 단계;(a) separating monocytes from human bone marrow; (b) CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86 및 CD235a에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 상기 단핵구를 표지하는 단계; (b) labeling said monocytes with biotin-conjugated lineage panel antibodies against CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86 and CD235a ; (c) 상기 계통 표면 항원에 대해 양성인 단핵구를 단계 (a)에서 분리된 단핵구로부터 제거하고, 내피 전구 세포를 함유하는 계통 음성 조혈 줄기세포의 집단을 회수하는 단계;(c) removing monocytes positive for said lineage surface antigen from the monocytes isolated in step (a) and recovering a population of lineage negative hematopoietic stem cells containing endothelial progenitor cells; (d) 상기 단핵구를 바이오틴-접합된 CD133 항체로 표지하는 단계; 및(d) labeling the monocytes with biotin-conjugated CD133 antibody; And (e) CD133 양성의 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 회수하는 단계를 포함하는 방법에 의해 생성되는 약제학적 조성물.(e) a pharmaceutical composition produced by the method comprising recovering a CD133 positive lineage negative hematopoietic stem cell population. 제1항에 있어서, 계통 음성 조혈 줄기세포 집단이 The method of claim 1, wherein the lineage negative hematopoietic stem cell population is (a) 사람 골수로부터 단핵구를 분리하는 단계;(a) separating monocytes from human bone marrow; (b) CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86 및 CD235a에 대한 바이오틴-접합된 계통 패널 항체로 상기 단핵구를 표지하는 단계; (b) labeling said monocytes with biotin-conjugated lineage panel antibodies against CD2, CD3, CD4, CD11a, Mac-1, CD14, CD16, CD19, CD33, CD38, CD45RA, CD64, CD68, CD86 and CD235a ; (c) 상기 계통 표면 항원에 대해 양성인 단핵구를 단계 (a)에서 분리된 단핵구로부터 제거하고, 내피 전구 세포를 함유하는 계통 음성 조혈 줄기세포의 집단을 회수하는 단계;(c) removing monocytes positive for said lineage surface antigen from the monocytes isolated in step (a) and recovering a population of lineage negative hematopoietic stem cells containing endothelial progenitor cells; (d) 상기 단핵구를 바이오틴-접합된 CD133 항체로 표지하는 단계; (d) labeling the monocytes with biotin-conjugated CD133 antibody; (e) CD133 양성의 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 제거하는 단계; 및(e) removing the CD133 positive lineage negative hematopoietic stem cell population; And (f) CD133 음성의 계통 음성 조혈 줄기세포 집단을 회수하는 단계를 포함하는 방법에 의해 생성되는 약제학적 조성물.(f) a pharmaceutical composition produced by the method comprising recovering a CD133 negative lineage negative hematopoietic stem cell population. 제13항에 있어서, 분리된 계통 음성 조혈 줄기세포의 집단을 트립토파닐-tRNA 신테타제의 T2 단편 (T2-TrpRS), 신경 성장인자, 뉴로트로핀-3, 뉴로트로핀-4, 뉴로트로핀-5, 섬모상 신경영양 인자, 망막 색소 상피 유래의 신경영양성 인자, 인슐린-유사 성장 인자, 아교세포주 유래의 신경영양성 인자 및 뇌-유래의 신경영양성 인자로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 펩티드 또는 단백질을 생성하도록 형질감염시키는 약제학적 조성물.The population of isolated lineage negative hematopoietic stem cells according to claim 13 is characterized in that the T2 fragment of tryptophanyl-tRNA synthetase (T2-TrpRS), nerve growth factor, neurotropin-3, neurotropin-4, neurotro A peptide or protein selected from the group consisting of pin-5, ciliated neurotrophic factor, neurotrophic factor derived from retinal pigment epithelium, insulin-like growth factor, neurotrophic factor derived from glial cell line and brain-derived neurotrophic factor A pharmaceutical composition that is transfected to produce.
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