KR101431883B1 - A co-culture system of 3-dimensional artificial tissue and monitering cells to substitute for animal test, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동물실험을 대체할 수 있는 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템을 제공한다. 본 발명의 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템은 생체 조직과 기능적 유사성을 나타내며, 따라서, 화장품 내지 의약품 등의 염증 및 알레르기 시험, 내지 염증 및 알레르기 치료용 약물의 개발을 위한 시험에 있어서 동물실험을 대체할 수 있는 최적의 시험 모델이 된다. The present invention provides a co-culture system of 3-dimensional artificial tissue and monitoring cells that can replace animal experiments. The three-dimensional artificial tissue and monitoring cell co-culture system of the present invention exhibits functional similarity with a living tissue. Therefore, in a test for the development of a drug for inflammation and allergy test, inflammation and allergy treatment of cosmetics or medicines, It becomes an optimal test model to replace the experiment.

Description

동물실험 대체를 위한 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템 및 이의 제조방법{A co-culture system of 3-dimensional artificial tissue and monitering cells to substitute for animal test, and manufacturing method thereof} Technical Field [0001] The present invention relates to a three-dimensional artificial tissue and monitoring cell co-culture system for replacing an animal test, and a method for manufacturing the same,

본 발명은 화장품 내지 의약품 등의 동물실험 대체를 위한 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional artificial tissue and a co-culture system for monitoring cells for replacing animal experiments such as cosmetics or medicines.

EU를 필두로 미국, 일본에서 동물 복지와 관련하여 동물실험의 대체시험법에 관련된 법규의 제정과 동물사용의 규제가 확산되고 있으며 현재 국립독성과학원에서는 화장품 등의 안정성 평가 시 국제적으로 대두되고 있는 동물대체시험법에 대한 가이드라인을 제정하였다. In the United States and Japan, the EU and other countries have enacted regulations related to animal welfare legislation related to alternative testing methods for animal experiments and regulations on animal use. Currently, the National Institute of Toxicological Research Guidelines for alternative testing were established.

2007년 광독성시험 대체시험법으로 <In vitro 3T3 NRU 광독성 시험>과 피부 감작성시험에 대한 동물 대체시험법으로 <국소림프절 시험법, Local lymph assay>에 대한 가이드라인에 이어 2009년 피부 부식시험에 대한 대체시험법인 <경피성 전기저항 시험, Transcutaneous Electrical Resistance Test, TER>, <인체 유래 인공피부 모델 시험, Human skin model test>, <In vitro 방어막 시험, In vitro membrane barrier test>가 제정되었으며, 계속적인 동물대체 시험법에 대한 연구와 가이드라인 제정이 요구되고 있다.Following the Guidelines for In vitro 3T3 NRU Phototoxicity Test as an alternative to the phototoxicity test in 2007 and Guideline for local lymph assay as an alternative to the skin sensitization test, the 2009 Skin Corrosion Test Transcutaneous Electrical Resistance Test, TER, Human Skin Model Test, In vitro Membrane Test, and In vitro Membrane Barrier Test were established as alternatives to the test. Studies and guidelines for alternative animal testing methods are required.

현재 피부 독성 평가 방법에 대한 대체법은 자극의 정도만을 평가하는 시스템으로 피부, 안점막 및 호흡계의 염증과 알레르기 유발 정도를 평가하는 기술에 대한 연구는 전무한 실정으로 단편적 in vitro 시스템을 생체와 유사한 조건에서 평가하기 위한 시스템으로 개선하여 인공 피부 또는 각막 대체물과의 동시 배양시스템에서 대식세포, 비만세포의 염증 및 알레르기 반응성 평가를 통한 새로운 동물 대체시험법을 확립할 수 있다.Currently, there is no research on evaluation of inflammation and allergy induction of skin, mucous membranes and respiratory system. It is a system that only evaluates degree of irritation. , It is possible to establish a new animal replacement test method by evaluating inflammation and allergic reactivity of macrophages and mast cells in a co-culture system with artificial skin or corneal substitute.

현재까지 염증 및 알레르기 평가 기술은 크게 동물을 사용한 평가기술과 세포를 사용한 평가 기술이 이용되고 있다. To date, evaluation techniques using animals and cells have been used to evaluate inflammation and allergy.

현재 피부 알레르기 평가를 위하여 아토피성 피부염 동물 모델을 사용하는 것이 가장 보편적이며, NC/Nga 마우스를 이용한 아토피 피부염 유발 모델이 가장 많이 사용되고 있으며, 이를 이용한 spontaneously developed dermatitis 모델은 면역병리학적 이상이 사람에게서 발생되는 병변과 매우 유사하다고 알려져 있으나, 자연 유발률이 50% 이하이며, 발병 정도와 시기가 다양한 어려움이 있으며, 또한 비용면에서도 마리당 10 만원선의 고비용이 소요되며, 아토피성 피부염의 발현 효율을 높이기 위하여 Hapten과 mite antigen (DP, dermatophagoides pteronyssinus allergen; DF, Dermatophagoides farinae allergen) 투여 부분을 3M tape등을 이용하여 3번씩 스트리핑하거나 고의로 사육 환경을 청결하게 유지하지 않는 가학적인 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, NC/Nga 아토피 피부염 유발 후 생화학적 분석 및 행동 분석이 행하여지며, 아토피성 피부염의 평가는 현재 피부 육안 병변 관찰과 조직 병리학적 검사로 수행되고 있다. 시험물질 투여로 인한 피부의 농양성 염증, 출혈, 습진, 홍반, 가피 탈피 등의 피부염 관련 병변 관찰과 병변 피부 조직의 면역병리학적 이상을 H&E 염색과 Toluidine blue 염색을 실시한 후 광학현미경으로 관찰하는 방법을 사용하고 있다. 행동 분석을 위하여 부검 전 캠코더를 이용하여 1시간 동안 긁는 횟수를 측정하는 방법이 채택되고 있다. In order to evaluate skin allergy, atopic dermatitis animal model is most commonly used, and atopic dermatitis induced model using NC / Nga mouse is the most commonly used model. Spontaneously developed dermatitis model shows that immunopathological abnormalities occur in humans However, in order to increase the expression efficiency of atopic dermatitis, Hapten is known to be very similar to the lesion, but the natural induction rate is less than 50%, the incidence and timing are variously difficult, And mite antigen (DP, dermatophagoides pteronyssinus allergen; DF, Dermatophagoides farinae allergen) are stripped three times with 3M tape or the like, or a purgatory method which does not intentionally keep the breeding environment clean is widely used. In addition, biochemical analysis and behavioral analysis are performed after induction of NC / Nga atopic dermatitis, and evaluation of atopic dermatitis is currently performed by skin gross lesion observation and histopathological examination. Observation of dermatitis related lesions such as agranulocytic inflammation, hemorrhage, eczema, erythema and scaling of skin caused by administration of test substance and observation of immunopathological abnormality of lesional skin tissue by H & E staining and Toluidine blue staining followed by optical microscopy . A method of measuring the number of scratches for 1 hour by using a pre-autopsy camcorder for behavioral analysis is adopted.

한편, 세포를 사용한 평가 기술은 비만 세포주를 이용한 평가법이 이용되며, 아토피 피부염에서 나타나는 두 가지 면역학적 이상은 IgE의 증가와 T림프구의 기능적 이상인데 IgE의 증가는 비만 세포의 탈과립화를 유도하여 과민성 면역반응을 평가하게 된다. 따라서 비만 세포주인 RBL-2H3 세포주를 이용하여 IgE-매개성 hexosaminidase assay를 수행함으로써 알레르기 반응성 정도를 평가한다. 골수유래 비만세포 (BMMC)역시 사용되고 있는데 세포의 확보를 위해 쥐의 대퇴골과 경골 절개 후 골 안쪽을 축출하는 방법을 통해 특수 배양 배지에서 배양하여야 한다. 또한, 비장세포를 이용한 평가법 역시 이용되며, 알레르기 반응에 원인이 되는 IgE는 Th2 cytokine 의해 분비되므로 세포 면역기능의 평가가 중요 평가 지표로 사용된다. 이를 위해 무균상태에서 비장을 채취한 후, 비장 세포를 48시간동안 배양기에서 배양하여 배양액 내에 분비된 IL-4, IL-1β, IL-6, GM-CSF, TNF-α 등의 사이토카인을 ELISA로 평가한다. On the other hand, the evaluation technique using the cell is used an evaluation method using an obesity cell line. Two immunological abnormalities in atopic dermatitis are an increase in IgE and a functional abnormality of T lymphocyte. An increase in IgE induces degranulation of mast cells, The immune response is assessed. Thus, the degree of allergic reactivity is evaluated by performing an IgE-mediated hexosaminidase assay using an RBL-2H3 cell line. Bone marrow-derived mast cells (BMMC) are also used. In order to secure the cells, the bone must be cultured in a special culture medium by expelling the inside of the bone after femoral and tibial incision of the mouse. In addition, splenocyte-based assays are also used, and IgE, which is a cause of allergic reactions, is secreted by Th2 cytokine, so evaluation of cellular immune function is used as an important evaluation index. For this purpose, spleen cells were harvested from aseptic conditions and cultured in an incubator for 48 hours. The cytokines such as IL-4, IL-1β, IL-6, GM-CSF and TNF- .

현재까지 알레르기 평가는 아토피 피부염 모델에 한정되어 있으며, 실험 동물군을 가학적 실험방법으로 유도한 동물모델에서 평가한다는 문제가 있으며, 또한, 고비용이 수요된다. 한편, in vitro 세포 모델에서는 단편적으로 비만 세포주와 골수유래 비만 세포주를 골수에서 직접 추출하여 사용하는 실정이다. To date, allergic evaluation is limited to atopic dermatitis models, and there is a problem of evaluating an experimental animal group in an animal model derived from a sadistic experimental method, and a high cost is also required. On the other hand, in an in vitro cell model, a mature cell line and a bone marrow-derived mast cell line are directly extracted from a bone marrow.

대한민국 공개특허공보 특2001-0070541호 (2001.7.25.공개)Korean Patent Publication No. 2001-0070541 (published on July 25, 2001) 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0018220호 (2007.2.14.공개)Korean Patent Publication No. 10-2007-0018220 (published on February 14, 2007) 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0098973호 (2007.10.8.공개)Korean Patent Publication No. 10-2007-0098973 (published October 8, 2007) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0094664호 (2009.9.8.공개)Korean Patent Publication No. 10-2009-0094664 (published on September 8, 2009)

본 발명은 화장품 내지 의약품 등의 염증 및 알레르기 테스트에 있어서, 동물실험을 대체할 수 있는 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템을 제공하고자 한다. The present invention provides a three-dimensional artificial tissue and a co-culture system for monitoring cells that can replace animal tests in inflammation and allergy testing of cosmetics or medicines.

본 발명자들은 화장품 내지 의약품 등의 염증 및 알레르기 테스트, 내지 염증 및 알레르기 치료용 약물의 개발을 위한 실험에 있어서, 동물실험을 대체할 수 있는 모델에 관하여 예의 연구한 결과, 동물실험 대체를 위한 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템을 완성하였다. The inventors of the present invention have made intensive studies on a model that can replace an animal experiment in an experiment for the development of a drug for inflammation and allergy test, inflammation and allergy treatment of cosmetics or medicines, A co-culture system of artificial tissue and monitoring cells was completed.

본 발명은 하기를 포함하는 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템의 제조방법을 제공한다:The present invention provides a method for producing a co-culture system of three dimensional artificial tissue and monitoring cells comprising:

(1) 하기를 포함하는 3차원 인공 조직을 함유하는 트랜스웰 상부 챔버의 제조 단계:(1) a step of preparing a transwell upper chamber containing a three-dimensional artificial tissue comprising:

(i) I형 콜라겐 혼합물에 섬유아세포를 현탁하는 단계:(i) suspending fibroblasts in a type I collagen mixture:

(ii) 상기 현탁물을 트랜스웰 상부 챔버에 첨가하여 고형화 한 후, 배양 배지를 넣어 배양하여 다층 세포 증식물을 형성하는 단계;(ii) adding the suspension to a transwell upper chamber to solidify the suspension, and then culturing the suspension in a culture medium to form a multilayered cell growth plant;

(iii) 상기 배양하여 얻어진 다층 세포 증식물의 상부 표면을 IV형 콜라겐 및 라미닌의 혼합액으로 코팅하는 단계; 및 (iii) coating the upper surface of the multi-layered cell proliferation obtained by the culture with a mixture of type IV collagen and laminin; And

(iv) 상기 코팅된 다층 세포 증식물 표면에 상피세포를 접종한 후 배양하는 단계,(iv) inoculating and culturing epithelial cells on the surface of the coated multi-layer cell culture plant,

(2) 하기를 포함하는 모니터링 세포를 함유하는 트랜스웰 하부 챔버의 제조 단계:(2) preparing a transwell lower chamber containing monitoring cells comprising:

(v) 모니터링 세포를 배양 배지에서 배양하는 단계; 및 (v) culturing the monitoring cells in a culture medium; And

(vi) 상기 배양된 모니터링 세포를 트랜스웰 배양 배지를 함유하는 하부 챔버에 접종하고 배양하는 단계, 및(vi) inoculating and culturing the cultured monitoring cells in a lower chamber containing transwell culture medium, and

(3) 상기 단계 (1)에서 제조된 3차원 인공 조직을 함유하는 트랜스웰 상부 챔버를 상기 단계 (2)에서 제조된 모니터링 세포를 함유하는 트랜스웰 하부 챔버 내의 상단부에 위치시키고, 배양 배지를 상부 챔버 하단부 내지 3차원 인공 조직 상단부까지 채워 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템을 제조하는 단계.(3) placing the transwell upper chamber containing the three-dimensional artificial tissue prepared in the step (1) at the upper end in the transwell lower chamber containing the monitoring cells prepared in the step (2) Filling the chamber bottom to the upper end of the three-dimensional artificial tissue to manufacture a co-culture system of three-dimensional artificial tissue and monitoring cells.

상기 제조방법에서, 섬유아세포는 피부 섬유아세포 또는 각막 섬유아세포이며, 바람직하게는, 피부 섬유아세포는 사람 유래 섬유아세포이며, 각막 섬유아세포는 토끼 각막 유래 각막 섬유아세포이다. In the above production method, the fibroblast is a dermal fibroblast or a corneal fibroblast. Preferably, the dermal fibroblast is a human-derived fibroblast, and the corneal fibroblast is a corneal fibroblast derived from a rabbit cornea.

상기 제조방법에서, 단계 (iv)의 상피세포는 각질세포 또는 각막유래상피세포이다. In the above production method, the epithelial cells of step (iv) are keratinocytes or epithelial cells derived from the cornea.

상기 제조방법에서, 모니터링 세포는 대식세포 또는 비만세포이며, 바람직하게는, 대식세포는 생쥐 대식세포주인 RAW264.7 세포주 (KCLB No. 40071) 이고, 비만세포는 쥐 비만세포주인 RBL-2H3 세포주 (ACTT, CRL-2256™)이다. 특히, 염증 반응을 평가하기 위한 모델에서 모니터링 세포는 대식세포가 사용되며, 알레르기 반응을 평가하기 위한 모델에서 모니터링 세포는 비만세포가 사용된다. In the above production method, the monitoring cell is a macrophage or a mast cell. Preferably, the macrophage is RAW264.7 cell line (KCLB No. 40071), which is a mouse macrophage cell line, and the mast cell is a mouse obesity cell line RBL-2H3 cell line ACTT, CRL-2256 (TM)). In particular, in the model for assessing the inflammatory response, macrophages are used as monitoring cells and mast cells are used as monitoring cells in a model for evaluating allergic reactions.

상기 제조방법에서, 염증 반응을 평가하기 위한 공동배양시스템을 제조하기 위한 또다른 구현예로써, 상기 단계 (3) 이후, LPS (lipopolysaccharide)를 처리하여 대식세포가 진피 대식세포로 전환되는 단계를 추가로 포함할 수 있다. As another embodiment for producing a co-culture system for evaluating an inflammatory response in the above production method, after step (3), a step of treating LPS (lipopolysaccharide) to convert macrophages into dermal macrophages is added As shown in FIG.

본 발명에서 사용되는 트랜스웰 플레이트는 당 분야에서 널리 사용되는 것으로, 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 대표적으로는 Corning Incorporated 사로부터 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 제품에 대한 상세한 정보는 Corning Incorporated 사에서 제공하는 제품 카탈로그 내지 웹사이트 (www.corning.com)로부터 얻을 수 있으며, 실제로, 트랜스웰 플레이트에 대한 정보 및 사용법은 당 분야의 통상의 기술적 지식을 가진 자의 기술 수준의 범위 내에 있다. The transwell plate used in the present invention is widely used in the art, and commercially available products can be used. Typically, products commercially available from Corning Incorporated can be used. Detailed information about the product can be obtained from the product catalog or website (www.corning.com) provided by Corning Incorporated. In fact, information and usage of the transwell plate can be obtained from a person skilled in the art It is within the skill level.

도 10 에 예시적으로 나타낸 바와 같이, 트랜스웰 플레이트는 하단부가 미세다공성 막으로 이루어진 상부 챔버 (Upper Chamber; 제품 카탈로그 내지 당 분야에서는 트랜스웰 인서트라고도 지칭됨)와 배지를 함유하는 하부 챔버 (Lower Chamber)로 구성되며, 상부 챔버는 하부 챔버의 내부에 위치하며, 두 챔버는 배양배지를 공유한다. 여기서, 미세다공성 막은 세포분비물질과 같은 세포성 물질, 배양배지는 투과하나, 세포는 투과할 수 없는 지지체로써, 미세다공성 막의 구멍의 크기는 당업자가 적절히 채택할 수 있으며, 예컨대, 0.4 ㎛ 내지 0.8 ㎛이다. As illustrated in FIG. 10, the transwell plate has an upper chamber (also referred to as a product catalog or a transwell insert in the art) having a lower end made of a microporous membrane and a lower chamber ), The upper chamber is located inside the lower chamber, and the two chambers share the culture medium. Here, the microporous membrane is a cellular material such as a cell secretory substance, a culture medium permeates through the medium but is not permeable to cells. The size of the microporous membrane can be suitably selected by those skilled in the art. For example, Mu m.

트랜스웰 상부 챔버의 바닥면을 구성하는 미세다공성 막은 그 위의 세포 배양 및 성장을 지지할 수 있는 투과성 지지체로써, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 재료로 이루어진 막을 이용할 수 있으며, 예컨대, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 콜라겐-코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌 등이 미세다공성 막으로 이용될 수 있다. The microporous membrane constituting the bottom surface of the transwell upper chamber is a permeable support capable of supporting cell culture and growth thereon, and may be a membrane made of materials conventionally used in the art. For example, polycarbonate , Polyester, collagen-coated polytetrafluoroethylene, or the like can be used as the microporous membrane.

상기 단계 (i)의 I형 콜라겐 혼합물은 세포 배양을 위한 적절한 배지와 I형 콜라겐의 혼합물로써, 일례로써, I형 콜라겐 (Nitta gelatin), 10배 농도의 DMEM(Gibco) 및 재구성 완충액(2.2 g NaHCO3와 4.77 g HEPES 을 0.05 N NaOH 용액 100 ml에 녹인 완충액)을 8:1:1의 비율로 혼합하여 제조될 수 있다. The type I collagen mixture of step (i) is a mixture of type I collagen and a suitable medium for cell culture. For example, I type collagen (Nitta gelatin), DMEM (Gibco) at 10 times concentration and reconstitution buffer NaHCO 3 and 4.77 g HEPES in 100 ml of 0.05 N NaOH solution) at a ratio of 8: 1: 1.

상기 제조방법에서 사용되는 배양 배지는 세포 배양을 위하여 당 분야에서 통상적으로 사용되는 배지이며, 배지의 조성은 세포의 종류 및 특성에 따라 당업자가 변형할 수 있으며, 이는 당업자의 기술 수준의 범위 내에 있다. 예컨대, DMEN과 F12의 혼합배지, 10% FBS를 함유하는 DMEN 배지 등이 본 발명의 구현을 위하여 이용될 수 있다. The culture medium used in the above production method is a culture medium commonly used in the art for culturing cells. The composition of the culture medium can be modified by those skilled in the art depending on the type and characteristics of the cells, and it is within the technical skill of those skilled in the art . For example, a mixed medium of DMEN and F12, DMEN medium containing 10% FBS and the like can be used for the implementation of the present invention.

본 발명은 또한 상기한 제조방법에 의하여 제조된 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양시스템을 제공한다. The present invention also provides a co-culture system of 3-dimensional artificial tissue and monitoring cells produced by the above-described production method.

본 발명의 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양시스템은 도 3에 예시적으로 도시화된 바와 같이 일종의 장치이나, 단순 기계 장치라고 할 수 없으며, 따라서, 보다 적절한 표현을 위하여 본원에서는 '시스템'으로 지칭한다. 그러나, 본 발명의 본질을 해치지 않는다면 이는 장치로 해석될 수 있다. The three-dimensional artificial tissue and monitoring cell co-culture system of the present invention can not be regarded as a kind of device or simple mechanical device as exemplarily shown in FIG. 3, and therefore, as a 'system' Quot; However, if it does not impair the essence of the present invention, it can be interpreted as a device.

본 발명의 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템은 3차원 인공 조직을 함유하는 트랜스웰 상부 챔버, 모니터링 세포를 함유하는 트랜스웰 하부 챔버 및 배양 배지를 함유하며, 여기서 트랜스웰 상부 챔버는 트랜스웰 하부 챔버 내에 위치하여, 배양배지는 상부 챔버 하단부 내지 3차원 인공 조직 상단부까지 채워지며, 바람직하게는 상부 챔버 하단부까지 채워진다. The co-culture system of three-dimensional artificial tissue and monitoring cells of the present invention comprises a transwell upper chamber containing three-dimensional artificial tissue, a transwell lower chamber containing monitoring cells and a culture medium, wherein the transwell upper chamber is a trans- The culture medium is filled from the lower chamber end to the upper end of the three-dimensional artificial tissue, and is preferably filled to the lower end of the upper chamber.

트랜스웰 상부 챔버 내 3차원 인공 조직은 상기 단계 (i) 내지 (iv)를 포함하는 방법에 의하여 형성되며, 3차원 인공 피부 조직 또는 3차원 인공 각막 조직이다. The three-dimensional artificial tissue in the transwell upper chamber is formed by a method including the steps (i) to (iv), and is a three-dimensional artificial skin tissue or a three-dimensional artificial cornea tissue.

트랜스웰 하부 챔버 내 모니터링 세포는 대식세포 또는 비만세포이며, 염증 반응 모델을 위한 공동배양 시스템의 경우 대식세포가 바람직하며, 알레르기 반응 모델을 위한 공동배양 시스템의 경우 비만세포가 바람직하다.Monitoring cells in the transwell lower chamber are macrophages or mast cells, macrophages are preferred for co-culture systems for inflammatory response models, and mast cells are preferred for co-culture systems for allergic response models.

현재까지, 피부 모델은 표피층과 진피층만을 포함한 구조적 유사성만 확보되어 있는 모델로 1차적 방어 기작을 수행할 수 있는 기능적 피부모델은 전무하였던바, 본 발명의 3차원 인공 피부 조직을 포함하는 공동배양시스템은 진피 대식세포를 함유한 기능적 피부모델로써 생체기능과 가장 유사한 평가시스템으로 활용할 수 있다. Until now, the skin model has only the structural similarity including only the epidermal layer and the dermal layer, and there has been no functional skin model capable of performing the primary defense mechanism. As a result, the co- culturing system including the three- Is a functional skin model containing dermis macrophages and can be used as an evaluation system that is most similar to biological function.

따라서, 본 발명의 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템은 화장품 내지 의약품 등의 염증 및 알레르기 테스트, 내지 염증 및 알레르기 치료용 약물의 개발을 위한 실험에 있어서, 동물실험을 대체할 수 있다. Therefore, the three-dimensional artificial tissue and monitoring cell co-culture system of the present invention can be substituted for animal experiments in experiments for the development of drugs for inflammation and allergy testing of cosmetics or medicines, and for the treatment of inflammation and allergy.

본 발명은 또한 상기한 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템을 이용한 시험물질의 염증 반응 또는 알레르기 반응의 평가방법을 제공한다. The present invention also provides a method for evaluating an inflammatory reaction or an allergic reaction of a test substance using the co-culture system of the above-described three-dimensional artificial tissue and monitoring cells.

본 발명의 시험물질의 염증 반응 또는 알레르기 반응의 평가방법은 상기한 3차원 인공 조직 표면에 시험물질을 적용하는 단계를 포함한다. 도 11은 염증 또는 알레르기 반응을 테스트하기 위하여 본 발명의 공동배양시스템에 시험물질를 적용하는 모습을 예시적으로 나타내고 있다.The method for evaluating an inflammatory reaction or an allergic reaction of a test substance of the present invention comprises the step of applying a test substance to the above-mentioned three-dimensional artificial tissue surface. Figure 11 illustrates, by way of example, the application of a test substance to the co-culture system of the present invention for testing an inflammation or an allergic reaction.

본 발명에서 시험물질은 눈 또는 피부에 대한 염증 반응 또는 알레르기 반응을 평가하기 위한 임의의 후보물질로써, 눈 또는 피부에 직접 또는 간접적으로 적용하기 위한 화장품 또는 의약품의 후보가 되는 화합물, 천연물, 추출물, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 시험물질은 염증 반응 내지 알레르기 반응의 치료를 위한 후보물질일 수 있다. In the present invention, the test substance is an arbitrary candidate substance for evaluating an inflammatory reaction or an allergic reaction to the eye or the skin, and is a candidate compound of cosmetics or pharmaceuticals for application directly or indirectly to the eye or skin, natural products, Or a mixture thereof. In addition, the test substance may be a candidate substance for the treatment of an inflammatory reaction or an allergic reaction.

따라서, 본 발명의 시험물질의 염증 반응 또는 알레르기 반응의 평가방법은 시험물질의 각막 또는 피부에 대한 염증 반응 또는 알레르기 반응을 평가하는 방법을 포함한다. Therefore, the evaluation method of the inflammatory reaction or the allergic reaction of the test substance of the present invention includes a method of evaluating an inflammatory reaction or an allergic reaction to the cornea or skin of a test substance.

본 발명의 시험물질의 평가방법은 (a) 세포배양액 내 모니터링 세포 내 액포의 형성 수준, (b) 세포배양액 내 분비된 IL-6, IL-10, 또는 이들 모두의 생성 수준, 또는 (c) 세포배양액 내 분비된 iNOS, Cox-2, 또는 이들 모두의 생성 수준으로부터 선택되는 하나 이상의 지표의 증가를 통하여 시험물질의 염증 반응을 평가할 수 있다. (B) the level of secretion of secreted IL-6, IL-10, or both in the cell culture medium, or (c) the level of secretion of IL- The inflammatory response of the test substance can be assessed through an increase in one or more indicators selected from the level of production of secreted iNOS, Cox-2, or both, in the cell culture.

본 발명의 시험물질의 평가방법은 세포배양액 내 β-헥소사미니다제의 활성 수준의 증가를 통하여 시험물질의 알레르기 반응을 평가할 수 있다. The evaluation method of the test substance of the present invention can evaluate the allergic reaction of the test substance through an increase of the activity level of? -Hexosaminidase in the cell culture medium.

현재, 염증 및 알레르기 질환의 빈도가 증가하는 만큼 그 치료제와 예방 후보물질을 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있으나, 정확한 평가를 위한 신뢰성 높은 평가 모델 개발이 선행 되어야 하며, 특히 개체간 변이가 있는 실험동물 모델을 모든 후보 물질에 적용하기 위하여 고비용이 요구되는 실정이다. 따라서 본 발명의 차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템에 의하면, 기존 화장품 성분의 염증과 알레르기 평가를 위해 진행되는 동물실험을 대체하여 염증과 알레르기 반응의 재현성 높은 대규모 스크리닝이 가능해 질 수 있다. 또한, 이를 통해 염증 및 알레르기 질환의 치료제와 예방물질 탐색의 표준화된 지표도 마련할 수 있다.Currently, as the incidence of inflammation and allergic diseases increases, studies are being actively pursued for the therapeutic agent and the candidate for prophylaxis. However, a reliable evaluation model for accurate evaluation should be preceded, and in particular, High cost is required to apply the model to all candidate materials. Therefore, according to the co-culture system of the artificial tissue and the monitoring cell of the present invention, large-scale screening with high reproducibility of inflammation and allergic reaction can be performed by replacing animal experiments conducted for the evaluation of inflammation and allergy of existing cosmetic ingredients. It also provides a standardized indicator for the search for therapeutic agents and preventive agents for inflammation and allergic diseases.

본 발명의 3차원 인공 조직 및 모니터링 세포의 공동배양 시스템은 생체 조직과 기능적 유사성을 나타내며, 따라서, 화장품 내지 의약품 등의 염증 및 알레르기 시험, 내지 염증 및 알레르기 치료용 약물의 개발을 위한 시험에 있어서 동물실험을 대체할 수 있는 최적의 시험 모델이 된다. The three-dimensional artificial tissue and monitoring cell co-culture system of the present invention exhibits functional similarity with a living tissue. Therefore, in a test for the development of a drug for inflammation and allergy test, inflammation and allergy treatment of cosmetics or medicines, It becomes an optimal test model to replace the experiment.

도 1은 3차원 인공 피부 조직, 각막 조직과 생체조직을 H&E염색한 후 비교한 사진이다((A) 정상 토끼 각막 조직, (B) 3차원적으로 구성된 토끼의 인공 각막 조직, (C) 정상 사람 피부조직, (D) 3차원적으로 구성된 사람의 인공 피부 조직).
도 2는 3차원 인공 피부 조직, 각막 조직의 면역 조직 화학 염색 결과를 나타낸 사진이다 (3차원 인공 피부조직: A~C, 3차원 인공 각막 조직: D~F; (A) 케라틴 5, (B) 케라틴 10, (C) 케라틴 3+12, (D) 케라틴 5, (E) 케라틴 10, (F) 케라틴 3/12 면역염색 사진).
도 3은 3차원 인공 조직과 모니터링 세포의 공동배양시스템의 구조를 예시적으로 나타난 도면이다.
도 4는 염증 모델에서 RAW264.7 세포주의 형태 변화를 나타낸 사진이다 (+3D skin: 3차원 인공 피부 조직과 모니터링 세포의 공동배양시스템; +3D cornea: 3차원 인공 각막 조직과 모니터링 세포의 공동배양시스템).
도 5는 염증 모델에서 RAW264.7 세포주의 사이토카인 (IL-6, IL-10, TNF-α 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 염증 모델에서 RAW264.7 세포주의 염증반응 (iNOS, Cox-2 수준)을 확인한 결과를 나타낸 겔 사진이다.
도 7은 염증 모델에서 RAW264.7세포주의 진피대식세포층으로의 특성을 확인한 겔 사진이다.
도 8은 본 발명의 공동배양시스템이 생체 피부와 기능적 유사성을 보여주는 도이다.
도 9는 알레르기 모델에서 DNP-IgE와 DNP-BSA에 의해 유도되는 알레르기 반응성을 확인한 결과이다.
도 10은 트랜스웰 플레이트의 구조를 나타낸 도이다.
도 11은 염증 또는 알레르기 반응을 테스트하기 위하여 본 발명의 공동배양시스템에 시험물질를 적용하는 모습을 예시적으로 나타내는 도이다.
FIG. 1 is a photograph of H & E staining of three-dimensional artificial skin tissue, corneal tissue and living tissue ((A) normal rabbit corneal tissue, (B) three- dimensional rabbit artificial corneal tissue, Human skin tissue, and (D) a three-dimensionally constructed human skin tissue).
FIG. 2 is a photograph showing the results of immunohistochemical staining of three-dimensional artificial skin tissue and corneal tissue (three-dimensional artificial skin tissue: A to C, three-dimensional artificial corneal tissue: D to F; (A) Keratin 10, (C) keratin 3 + 12, (D) keratin 5, (E) keratin 10, and (F) keratin 3/12.
FIG. 3 is a diagram showing an exemplary structure of a co-culture system of three-dimensional artificial tissue and monitoring cells.
FIG. 4 is a photograph showing the morphological change of the RAW264.7 cell line in the inflammation model (+ 3D skin: co-culture system of 3D artificial skin tissue and monitoring cells; + 3D cornea: co-culture of 3D artificial corneal tissue and monitoring cells system).
FIG. 5 is a graph showing the cytokine (IL-6, IL-10, TNF-alpha analysis results of RAW264.7 cell line in the inflammation model.
FIG. 6 is a photograph showing the result of confirming the inflammatory reaction (iNOS, Cox-2 level) of the RAW264.7 cell line in the inflammation model.
Fig. 7 is a gel photograph showing the characteristics of the RAW264.7 cell line to the dermal macrophage layer in the inflammation model.
Fig. 8 is a diagram showing the functional similarity of the co-cultivation system of the present invention with the vital skin.
FIG. 9 shows the results of confirming allergic reactions induced by DNP-IgE and DNP-BSA in an allergic model.
10 is a view showing a structure of a transwell plate.
Figure 11 is an exemplary diagram illustrating the application of a test substance to the co-culture system of the present invention to test an inflammation or an allergic reaction.

이하, 본 발명을 제조예, 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 제조예, 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Production Examples, Examples and Test Examples. However, these production examples, examples and test examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[제조예][Manufacturing Example]

<< 제조예Manufacturing example 1> 3차원 인공 피부 조직 함유  1> Contains 3-D artificial skin tissue 트랜스웰Transwell 상부  Top 챔버(인서트)의Of the chamber (insert) 제조  Produce

1형 콜라겐을 피부 섬유아세포와 혼합하여 만든 진피층 위에 표피세포를 접종하여 배양하는 3차원적 배양법을 사용하였다. 표피세포는 공기층과 물층의 중간에서 배양됨으로써 중층편평상피로 분화하며 각질화되어 실질적인 피부 구조를 형성할 수 있도록 하였다. We used a three - dimensional culture method in which epidermal cells were inoculated on a dermal layer formed by mixing type 1 collagen with dermal fibroblast. The epidermal cells were cultured in the middle of the air layer and the water layer, thereby differentiating into the middle layer squamous epithelium and keratinized to form a substantial skin structure.

진피 대응물로서 콜라겐 혼합물은 I형 콜라겐 (Nitta gelatin), 10배 농도의 DMEM(Gibco) 및 재구성 완충액(2.2 g NaHCO3와 4.77 g HEPES 을 0.05 N NaOH 용액 100 ml에 녹인 완충액)을 8:1:1의 비율로 혼합하여 준비하였다. 콜라겐의 겔화를 막기 위하여 진피 대응물의 제조는 4℃에서 실시하였다. 직경 12mm의 트랜스웰 인서트(Transwell; Corning, NY.)를 준비하였다. 피부 섬유아세포(사람 피부 조직으로부터 초대배양)를 배양접시로부터 회수하여 1 x 106 세포/ml의 농도로 기포가 생기지 않게 주의하여 콜라겐 혼합물에 현탁하였다. 200 μl의 콜라겐 혼합물을 트랜스웰 인서트 내부에 넣어주고, 37℃ 배양기에서 콜라겐 혼합물을 1시간 동안 고형화시켰다. 트랜스웰 내부와 외부에 각각 DMEM : F12 를 3:1 로 혼합한 배지를 안팎의 수위를 맞추고, 24시간 배양하였다. 진피대응물이 형성된 후, 트랜스웰 내부의 배지를 제거하고, 진피대응물 윗부분을 기저막의 성분인 타입 IV 콜라겐과 라미닌으로 코팅하여 각질세포의 부착을 용이하게 하였다. 콜라겐 0.1 mg/ml 과 라미닌 30 μg/ml 혼합액 50 μl 로 37℃ 1시간 동안 반응시켜 표면을 코팅하였다. 코팅액을 제거한 뒤, PBS 완충액으로 3회 세척하였다. As a dermis counterpart, the collagen mixture was diluted with I-type collagen (Nitta gelatin), DMEM (Gibco) at a concentration of 10 times, and reconstitution buffer (buffer containing 2.2 g NaHCO 3 and 4.77 g HEPES dissolved in 100 ml of 0.05 N NaOH solution) : 1. To prevent gelation of the collagen, the preparation of the dermis counterpart was carried out at 4 캜. A 12 mm diameter transwell insert (Transwell; Corning, NY.) Was prepared. Skin fibroblasts (primary cultures from human skin tissue) were recovered from the culture dish and suspended in collagen mixture at a concentration of 1 x 10 6 cells / ml taking care not to bubble. 200 [mu] l of collagen mixture was placed inside the transwell insert, and the collagen mixture was solidified for 1 hour at 37 [deg.] C in an incubator. The culture medium in which DMEM: F12 was mixed at a ratio of 3: 1 to the inside and outside of the transwell was set at the inside and outside water levels, and cultured for 24 hours. After the dermis counterpart was formed, the medium in the transwell was removed, and the upper part of the dermis counterpart was coated with type IV collagen and laminin, which are components of the basement membrane, to facilitate adhesion of keratinocytes. The surface was coated with 50 μl of collagen 0.1 mg / ml and 30 μg / ml of laminin at 37 ° C for 1 hour. After the coating solution was removed, it was washed three times with PBS buffer solution.

각질세포(사람 피부 조직으로부터 초대배양)를 트립신 처리하여 배양 접시로부터 회수한 후 계수하고, 원심분리 하여 코팅된 콜라겐 진피위에 5x105 세포/well의 농도로 접종하였다. 배지교환은 2-3일에 한번씩 하며 7일 동안 배양하였다. 각질세포가 진피대응물의 윗부분에 고르게 자라면 표피층이 물과 공기의 접촉면에서 배양이 되도록 표피층 위의 배지를 제거하고, 진피대응물 높이를 맞추어 트랜스웰 인서트 밖에 배지를 넣어주어 14일 동안 공기-건조 상태에서 배양 하였다.The keratinocytes (primary culture from human skin tissue) were trypsinized, recovered from the culture dish, counted, centrifuged and inoculated at 5 × 10 5 cells / well on coated collagen dermis. The medium was changed every 2-3 days and cultured for 7 days. If keratinocytes are evenly distributed on the upper part of the dermis counterpart, the medium on the skin layer is removed so that the skin layer is cultured on the contact surface of water and air, and the medium is placed outside the transwell insert by adjusting the height of the dermis counterpart, Lt; / RTI &gt;

<< 제조예Manufacturing example 2> 3차원 인공 각막 조직 함유  2> 3-dimensional artificial corneal tissue 트랜스웰Transwell 상부  Top 챔버(인서트)의Of the chamber (insert) 제조  Produce

상기 제조예 1과 동일한 방법으로 1형 콜라겐을 각막 섬유아세포(사람 피부 조직으로부터 초대 배양)와 혼합하여 만든 진피층 위에 토끼 각막 유래 상피 세포(초대배양)를 접종하여 배양하는 3차원적 배양법을 사용하였다. 피부 각질세포와는 다르게 각막 상피 세포의 경우 분화되어 각질 형성이 되지 않도록 반-건조 배양 상태를 유지하였다.A three-dimensional culture method in which rabbit cornea-derived epithelial cells (primary culture) were inoculated on a dermal layer made by mixing 1 type collagen with corneal fibroblast (primary culture from human skin tissue) in the same manner as in Preparation Example 1 was used . Unlike the keratinocytes, the cultured corneal epithelial cells were maintained in a semi-dry state to prevent keratinization.

<< 제조예Manufacturing example 3> 3차원 인공 조직과 생체조직의 구조적 유사성 확인  3> Confirm structural similarity between 3D artificial tissue and living tissue

(1) H&E염색(1) H & E dyeing

H&E 염색은 다음과 같이 실시하였다. 파라핀에 쌓여있는 조직을 5μm로 절편하여 슬라이드에 붙인 다음, 슬라이드를 자일렌(xylene)에 10분 동안 반응시켜 조직 주변의 파라핀을 제거하였다. 100%, 90%, 80% 및 70% 에탄올에 2분씩 순차적으로 처리하여 조직을 수화시키고 수세하였다. 헤마톡실린(Auto Hematoxylin, ResGen)에 5분간 처리하여 핵을 염색하고, 슬라이드를 10분 동안 수세하였고, 70%, 80%, 90% 에탄올에 2분씩 순차적으로 처리하여 조직을 탈수시키고 에오신 (Eosin, Sigma)을 5분 동안 처리하여 세포질을 염색한 다음, 95% 에탄올에서 세척을 하고 100% 에탄올을 거쳐 자일렌에 2분동안 처리하였다. 슬라이드의 조직이 있는 부분에 마운팅제 (Shandon Synthetic Mountant, Thermo)를 한 방울 떨어뜨린 후 슬라이드커버를 붙여 마운팅하였다. H & E staining was performed as follows. The paraffin-embedded tissue was sectioned at 5 μm and attached to the slide. The slide was then reacted with xylene for 10 minutes to remove the paraffin around the tissue. 100%, 90%, 80% and 70% ethanol for 2 minutes in order to hydrate and wash the tissue. The nuclei were stained with Hematoxylin (ResGen) for 5 minutes, the slides were washed for 10 minutes, and the cells were dehydrated by sequential treatment with 70%, 80%, and 90% ethanol for 2 minutes. Eosin , Sigma) for 5 minutes to stain the cytoplasm, followed by washing with 95% ethanol and treatment with xylene over 100% ethanol for 2 minutes. A drop of a mounting material (Shandon Synthetic Mountant, Thermo) was dropped on the tissue portion of the slide, and then the slide cover was attached to the slide.

그 결과를 도 1에 나타내었다. 트랜스웰 인서트에서 배양한 피부와 각막의 H&E 염색을 수행한 결과 정상의 사람 피부조직과 토끼 각막 조직을 3차원적으로 재구성한 구조물과 비교하였을 때, 구조적으로 유사성을 보이고 있음을 확인할 수 있었다(도1, (A) 정상 토끼 각막 조직, (B) 3차원적으로 구성된 토끼의 인공 각막 조직, (C) 정상 사람 피부조직, (D) 3차원적으로 구성된 사람의 인공 피부 조직).The results are shown in Fig. H & E staining of skin and cornea cultured in transwell inserts showed structural similarity when compared to normal reconstructed human skin tissue and rabbit corneal tissue (Fig. 1, (A) normal rabbit corneal tissue, (B) three dimensional rabbit artificial cornea tissue, (C) normal human skin tissue, and (D) three-dimensional human tissue.

(2) 면역 조직 화학 염색(2) Immunohistochemical staining

면역 조직 화학염색은 다음과 같이 실시하였다. 파라핀 절단물 (5 μm)에서 파라핀을 제거하고, 면역조직화학 염색 전에 수화시켰다. 염색은 ABC kit (Vector Laboratory, CA)와 DAB kit(Vector Laboratory, CA)를 사용하여 제공된 방법에 따라 실시하였다. 절단물을 Fast Red (Vector Laboratories Inc.)로 카운터염색 하였다. 케라틴 5, 케라틴 10, 사이토케라틴 3/12 (abCAM)에 대한 항체 제조자의 추천 농도로 하여 반응시켰다.Immunohistochemical staining was performed as follows. Paraffin was removed from paraffin cuts (5 μm) and hydrated prior to immunohistochemical staining. Dyeing was performed according to the method provided using ABC kit (Vector Laboratory, CA) and DAB kit (Vector Laboratory, CA). The cuts were counter stained with Fast Red (Vector Laboratories Inc.). Keratin 5, keratin 10, and cytocharratin 3/12 (abCAM) as recommended by the manufacturer of the antibody.

그 결과를 도 2에 나타내었다. 면역조직화학염색을 수행한 결과, 기저층 주변의 분열이 왕성한 상피세포에서 발현되는 케라틴 5 가 3차원 인공 피부 조직과 3차원 인공 각막 조직에서 모두 강하게 발현하는 것을 확인하였다. 특히, 분화된 피부 각질 세포에서만 발현되는 케라틴 10 의 경우 3차원 인공 피부 조직의 분화된 각질층에서 위치 특이적으로 발현하나, 3차원 인공 각막 조직에서는 발현하지 않았음을 확인하였다. 또한, 각막에서 특이적으로 발현하는 케라틴 3/12 의 경우에는 3차원 인공 피부 조직에서는 발현하지 않고, 3차원 인공 각막 조직에서만 발현하는 것을 확인하였다. 이는 상기 제조예 1, 2 의 재구성된 모델에서 실제의 피부와 각막의 특성을 가지고 있는 것을 확인한 것이다.The results are shown in Fig. Immunohistochemical staining revealed that keratin 5, expressed in intact epithelial cells around the basal layer, is strongly expressed in three - dimensional artificial skin tissue and three - dimensional artificial corneal tissue. In particular, keratin 10, which is expressed only in differentiated keratinocytes, is expressed locally in the differentiated stratum corneum of 3-dimensional artificial skin tissue but not in 3-dimensional artificial corneal tissue. In addition, keratin 3/12 specifically expressed in the cornea was not expressed in the 3-dimensional artificial skin tissue but was expressed only in the 3-dimensional artificial corneal tissue. This confirms that the reconstructed models of Preparation Examples 1 and 2 have real skin and corneal characteristics.

<< 제조예Manufacturing example 4>  4> 모니터링monitoring 세포주의 선정 및 배양 Selection and culture of cell line

(1) 염증 모델 모니터링 세포주의 선정 (1) Selection of an inflammatory model monitoring cell line

염증 모델 모니터링 세포주로 생쥐 대식세포주인 RAW264.7세포주를 선택하였다. 생쥐 대식세포주인 RAW264.7세포주를 DMEM에 10% FBS가 있는 배양액에서 배양하였으며, 2-3일에 한번씩 배양액을 교환하였다. 세포가 confluent해지면 0.25% trypsin-EDTA에서 10분간 반응시켜 단일세포로 분리하여 1:20으로 계대배양하였다.RAW264.7 cell line, a mouse macrophage cell line, was selected as an inflammatory model monitoring cell line. RAW264.7 cell line, a mouse macrophage cell line, was cultured in DMEM with 10% FBS, and the culture medium was changed once every 2-3 days. When the cells became confluent, they were incubated with 0.25% trypsin-EDTA for 10 minutes to separate into single cells and subculture at 1:20.

(2) 알레르기 모델 (2) Allergy model 모니터링monitoring 세포주의 선정  Selection of cell line

알레르기 모델 모니터링 세포주로 쥐 비만세포주인 RBL-2H3세포주를 선택하였다. 쥐 비만세포주인 RBL-2H3세포주는 DMEM에 10% FBS가 있는 배양액에서 배양하였으며 2-3일에 한번 씩 배양액을 교환하였다. 세포가 confluent해지면 0.25% trypsin-EDTA에서 10분간 반응시켜 단일세포로 분리하여 1:20으로 계대배양하였다.RBL-2H3 cell line, a mouse obesity cell line, was selected as an allergic model monitoring cell line. The mouse obesity cell line, RBL-2H3, was cultured in DMEM with 10% FBS and the culture medium was changed once every 2-3 days. When the cells became confluent, they were incubated with 0.25% trypsin-EDTA for 10 minutes to separate into single cells and subculture at 1:20.

<< 제조예Manufacturing example 5>  5> 모니터링monitoring 세포주의 분석 방법 Method of analysis of cell line

(1) ELSIA법을 이용한 사이토카인 분석 (IL-6, IL-10, TNF alpha)을 통한 염증 작용 평가(1) Assessment of inflammation through cytokine analysis (IL-6, IL-10, TNF alpha) using ELSIA

세포배양액에 분비되는 사이토카인은 ELISA법으로 정량하였다 (R&D systems, Cat no. DY406, DY417, DY410). The cytokine secreted into the cell culture was quantified by ELISA (R & D systems, Cat No. DY406, DY417, DY410).

먼저 캡쳐링 항체(IL-6,R&D systems,840171;IL-10,R&D systems,840125; TNF alpha, R&D systems,840143)를 96웰 플레이트에 넣고 실온에서 1일 반응 시킨후, 워싱 버퍼로 3회 세척하였다. 여기에 1% BSA용액으로 1시간 동안 블록킹시켜 배양액과 반응을 준비하였다. 각 배양액 100 μl을 넣은 후 2시간 반응시켰다. 2시간 반응 후 워싱 버퍼로 3회 세척한 후 검출용 항체 (IL-6,R&D systems,840172;IL-10,R&D systems,840126; TNF alpha, R&D systems,840144) 100 μl와 2시간 반응시켰다. 워싱 버퍼로 3회 세척한 후 streptavidin-HRP 100μl를 넣고 20분간 반응시킨다. 반응 후 워싱 버퍼로 3회 세척한 후 시약 A와 B를 동량 섞어 100μl씩 넣고 20분간 발색시키고 10 nM NaOH를 넣고 반응을 정지한 후 450 nM에서 측정한 값을 표준값에 맞춰 정량하였다. After incubation for 1 day at room temperature in a 96-well plate, the cells were washed 3 times with a washing buffer (pH 7.0) And washed. The cells were blocked with 1% BSA solution for 1 hour to prepare a culture solution and a reaction solution. 100 μl of each culture was added and reacted for 2 hours. After incubation for 2 hours, the cells were washed three times with washing buffer and reacted with 100 μl of detection antibody (IL-6, R & D systems, 840172; IL-10, R & D systems, 840126; TNF alpha, R & D systems, 840144) for 2 hours. After washing three times with Wash Buffer, add 100 μl of streptavidin-HRP and incubate for 20 minutes. After the reaction, the cells were washed three times with Wash Buffer, and 100 μl of the reagents A and B were mixed with each other. The cells were incubated for 20 minutes, and the reaction was terminated by addition of 10 nM NaOH.

(2) β-(2) β- 헥소사미니다제Hexosamidine 검정법(β- The assay method (β- hexosaminidasehexosaminidase assayassay )을 통한 알레르기 작용 평가) To evaluate allergic effects

쥐 비만세포인 RBL-2H3 세포주를 사용하여 Anti-DNP-IgE에 의해 유도되는 비만세포의 탈과립화를 통해 배양액으로 분비되는 β-헥소사미니다제의 활성도 측정정도를 알레르기 반응으로 평가하였다. 5x105 개의 흰쥐 RBL-2H3 세포를 12-웰 플레이트에 배양한 후 약 3시간 후에 염증유발물질인 DNP-IgE를 72.2 ng/ml으로 처리하고 16 시간 후에 인산-완충 버퍼 염수(PBS)로 2회 세척한 후, 세포배양액을 1% BSA가 포함된 EBSS로 교체하였다. 그 후 DNP-BSA 150 ng/ml를 30분 동안 처리하여 탈과립화를 유도하고 세포배양액만을 따로 취해 β-헥소사미니다제의 활성도를 측정하였다. 형광은 405 nm에서 측정하였다 (Passante 등 2009). The degree of the activity of β-hexosaminidase secreted by the anti-DNP-IgE-induced manganese deagglomerization in the rat mast cell, RBL-2H3 cell line, was evaluated as an allergic reaction. After 5x10 5 RBL-2H3 cells were cultured in 12-well plates, DNP-IgE, which is an inflammation inducer, was treated with 72.2 ng / ml for about 3 hours, and after 16 hours with phosphate buffer buffer (PBS) After washing, the cell culture was replaced with EBSS containing 1% BSA. Then, DNP-BSA 150 ng / ml was treated for 30 minutes to induce degranulation, and the activity of β-hexosaminidase was measured by taking only the cell culture solution separately. Fluorescence was measured at 405 nm (Passante et al. 2009).

(3) (3) 웨스턴Western 블랏팅을Blasting 이용한  Used iNOSiNOS  And CoxCox -2 수준 평가 -2 level evaluation

웨스턴 블랏팅의 수행을 위해서는 iNOS 와 Cox-2 (Cell Signaling Technology, cat No 2977, 4842), CD 163 (Abcam, ab111250) 은 10%, bcl-xl (Cell Signaling Technology, cat No 2764)와 IL-10 (R&D systems, cat no MAB519), Arginases I (Santa Cruz, cat No sc-18354)는 15% SDS-PAGE를 수행한 후 니트로셀룰로스 페이퍼에 트랜스퍼하였다. 트랜스퍼된 멤브레인은 5% non-fat dry milk가 포함된 0.1% TBST 용액에서 1시간 블록킹한 후 해당 항체와 2시간 배양하였다. For Western blotting, 10% of iNOS and Cox-2 (Cell Signaling Technology, Cat No 2977, 4842) and CD 163 (Abcam, ab111250) 10 (R & D systems, cat no MAB519) and Arginases I (Santa Cruz, Cat No sc-18354) were transferred to nitrocellulose paper after 15% SDS-PAGE. The transferred membrane was blocked with 0.1% TBST solution containing 5% non-fat dry milk for 1 hour and incubated with the antibody for 2 hours.

0.1% TBST용액으로 10분간 3회 세척한 후 2차 항체와 1시간 반응시켰다. 0.1% TBST용액으로 10분간 3회 세척한 millipore의 ECL용액 (Chemilucent ECL Detection System cat No 2600) 으로 반응하여 분석하였다. After washing three times for 10 minutes with 0.1% TBST solution, the cells were allowed to react with the secondary antibody for 1 hour. The cells were incubated with ECL solution (Chemilucent ECL Detection System cat No 2600), which was washed three times for 10 minutes with 0.1% TBST solution.

<< 제조예Manufacturing example 6> 3차원 인공 조직과  6> 3D artificial tissue and 모니터링monitoring 세포주의 공동배양시스템의 제조 Manufacture of co-culture system of cell lines

(1) 염증 모델을 위한 공동배양시스템의 제조(1) Manufacture of co-cultivation system for inflammation model

12웰 트랜스웰의 인서트에서 제작된 3차원 인공 피부 조직과 3차원 인공 각막 조직을 각각 RAW264.7세포주가 10%FBS가 포함된 DMEM에 2x105세포로 4시간 전에 접종하였던 12웰 트랜스웰 하부 챔버의 내부에 위치시키고 배양하였다. 반 건조상태로 배양이 끝난 3차원 인공 피부 조직과 3차원 인공 각막 조직에 각각 50 μl의 10% FBS가 포함된 DMEM을 첨가하였다. The 3-dimensional artificial skin tissue and the 3-dimensional artificial corneal tissue prepared in the inserts of the 12-well transwell were respectively transferred to a 12-well transwell lower chamber in which RAW 264.7 cells were inoculated 4 hours before into 2x10 5 cells in DMEM containing 10% And cultured. DMEM containing 50 μl of 10% FBS was added to the cultured three-dimensional artificial skin tissue and the three-dimensional artificial cornea tissue in semi-dry state, respectively.

이렇게 제조된 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템은 도 3과 같은 구조를 나타낸다.The thus produced three-dimensional artificial tissue and the co-culture system of the monitoring cell line exhibit the structure as shown in Fig.

(2) 알레르기 모델을 위한 공동배양시스템의 제조(2) Manufacture of co-culture system for allergy model

12웰 트랜스웰 인서트에서 제작된 3차원 인공 피부 조직과 인공 각막 조직을 각각 RBL-2H3 세포주가 10% FBS가 포함된 DMEM에 2x105세포로 4시간 전에 접종하였던 12w웰 트랜스웰 하부 챔버의 내부에 위치시키고 배양하였다. 반 건조상태로 배양이 끝난 3차원 인공 피부 조직과 인공 각막 조직에 각각 50 μl의 10% FBS가 포함된 DMEM을 첨가하였다. The 3-dimensional artificial skin tissue and artificial corneal tissue prepared in 12-well transwell inserts were placed in a 12-well Transwell lower chamber in which RBL-2H3 cell line was inoculated 4 hours before with 2x10 5 cells in DMEM containing 10% FBS And cultured. 50 μl of DMEM supplemented with 10% FBS was added to the cultured three-dimensional artificial skin tissue and artificial corneal tissue, respectively.

이렇게 제조된 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템은 도 3과 같은 구조를 나타낸다. The thus produced three-dimensional artificial tissue and the co-culture system of the monitoring cell line exhibit the structure as shown in Fig.

피부는 다양한 자극들을 감지하여 신경계통으로 전달하는 주요 장기이며, 외부 환경과 상호작용하는 인체의 중요한 부위라 할 수 있다. 주로 결합조직에 널리 분포하고 있는 비만세포 (mast cell)는 주로 두드러기와 건선, 아토피피부염, 상처 회복 등의 피부질환의 병태생리에 관여하고 있다. 이러한 비만세포는 면역학적 또는 비 면역학적으로 활성화되어 히스타민 같은 매개물질들의 분비를 촉진시켜 비만세포가 활성화된 부위에 많은 염증세포들을 침윤시키고 혈관확장과 부종, 조직손상을 초래한다. 현재 알레르기 반응은 동물을 이용한 실험이 대부분이기 때문에 동물 실험을 대체하면서 생체와 유사한 조건으로 in vitro 실험법을 확립하기 위해 알레르기반응 모델을 위한 공동배양시스템을 수립하였다.
Skin is a major organ that senses a variety of stimuli and transmits them to the nervous system. It is an important part of the human body that interacts with the external environment. Mast cells, which are mainly distributed in connective tissues, are involved in the pathophysiology of skin diseases such as urticaria, psoriasis, atopic dermatitis and wound healing. These mast cells are immunologically or nonimmunologically activated and promote the secretion of mediators such as histamine, which causes many inflammatory cells to infiltrate into the area where mast cells are activated, resulting in vasodilatation, edema and tissue damage. Because allergic reactions are mostly animal experiments, we have established a co-culture system for an allergic reaction model in order to establish an in vitro experiment in similar conditions to living animals, replacing animal experiments.

[실시예][Example]

<실시예 1> 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템의 염증 반응 확인Example 1 Identification of Inflammatory Response of Co-culture System of 3-D Artificial Tissue and Monitoring Cell Lines

상기 제조예 6에서 제조한 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템의 염증 반응을 확인하기 위하여, 3차원 인공 피부 조직과 인공 각막 조직에 각각 LPS (Sigma,cat No L6893)을 0.5 μg/ml의 농도로 24시간 처리하여 염증반응을 유도하였다. To confirm the inflammatory response of the co-culture system of the 3-dimensional artificial tissue and the monitoring cell line prepared in Preparation Example 6, LPS (Sigma, Cat No L6893) was added to the 3-dimensional artificial skin tissue and the artificial corneal tissue at 0.5 μg / ml For 24 hours to induce an inflammatory response.

(1) 형태학적 변화 관찰(1) Observation of morphological change

LPS에 의해 유도되는 RAW264.7세포주의 면역 활성 효과는 먼저 세포의 형태 변화에서 확인할 수 있었다. LPS 처리 후, 트랜스웰 하부 챔버의 세포 배양액 내 RAW264.7 세포주의 형태를 도 4에 나타내었다(도 4, +3D skin: 3차원 인공 피부 조직과 모니터링 세포의 공동배양시스템; +3D cornea: 3차원 인공 각막 조직과 모니터링 세포의 공동배양시스템). LPS의 처리에 의해 RAW264.7 세포주의 세포질에는 대식세포의 활성화 지표로 사용되는 포식작용(phagocytosis)을 나타내는 액포(vacuole) 형성이 증가되어 있음이 확인되었다. The effect of LPS - induced RAW264.7 cell line was first confirmed by morphological changes of the cell. Figure 4 shows the morphology of the RAW264.7 cell line in the cell culture medium of the transwell lower chamber after LPS treatment (Fig. 4, + 3D skin: co-culture system of 3D artificial dermal tissue and monitoring cells; + 3D cornea: 3 Dimensional artificial corneal tissue and monitoring cell co-culture system). It was confirmed that the treatment of LPS resulted in an increase in the formation of vacuole indicating phagocytosis, which is used as an activation index of macrophages, in the cytoplasm of RAW264.7 cell line.

(2) 세포 배양액 내 분비된 사이토카인의 확인(2) Identification of Secreted Cytokines in Cell Culture Medium

공동배양시스템에서 RAW264.7 세포주의 세포배양액에 분비된 IL-6, IL-10, TNF-alpha를 제조예 5에 기재된 바와 같이 ELISA로 정량하여 면역 활성 효과를 평가하였다. 결과를 도 5에 나타내었다. 그 결과 RAW 264.7 세포주에서와 동일하게 LPS 자극에 의해 IL-6와 IL-10이 분비되고 있음을 확인하였다. 그러나, TNF-alpha는 3차원 인공 조직 모델에서 증가되어 있어 LPS의 자극에 의해서 반응하지 않음을 알 수 있었다. IL-6, IL-10 and TNF-alpha secreted in the cell culture medium of RAW264.7 cell line in the co-culture system were quantified by ELISA as described in Production Example 5, and the effect of the immune activity was evaluated. The results are shown in Fig. As a result, it was confirmed that IL-6 and IL-10 were secreted by LPS stimulation as in RAW 264.7 cell line. However, TNF-alpha was increased in the three-dimensional artificial tissue model, indicating that LPS did not respond to stimulation.

(3) iNOS 및 Cox-2를 통한 염증 반응성 확인(3) Identification of inflammatory response through iNOS and Cox-2

제조예 5에 기재된 방법으로, 공동배양시스템에서 RAW264.7 세포주를 면역 활성시킨 후 iNOS와 Cox-2의 발현량을 측정하였다. 결과를 도 6에 나타내었다. 그 결과, iNOS와 Cox-2의 발현 정도가 3차원 인공 조직과 공동배양 하였을때 감소하는 것을 확인하였다. The expression level of iNOS and Cox-2 was measured after immune activation of the RAW264.7 cell line in the co-culture system by the method described in Production Example 5. The results are shown in Fig. As a result, it was confirmed that the degree of expression of iNOS and Cox-2 decreased when co-cultured with 3-dimensional artificial tissue.

염증은 생체나 조직에 물리적 작용이나 화학적 물질, 세균 감염등의 어떠한 기질적인 변화가 가해질 때, 이에 대해 방어할 수 있도록 다양한 작용기전을 통해 빠르게 활성화되는 숙주의 방어작용으로, 체내 염증 과정에서는 과량의 nitric oxide (NO)와 prostaglandin E2 (PGE2) 등의 염증인자가 inducible NO synthase (iNOS) 및 cyclooxygenase (Cox-2)에 의해 형성된다. Inflammation is a defense mechanism of the host which is rapidly activated through various mechanisms of action to protect against any chemical changes such as physical action, chemical substance, bacterial infection, etc. in the living body or tissue. In the inflammation process in the body, inflammatory factors such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2) are formed by inducible NO synthase (iNOS) and cyclooxygenase (Cox-2).

이는 피부의 생체 방어기전이 3차원 인공 조직 모델을 채택한 공동배양시스템에서도 작용하여 염증반응의 정도를 감소시키는 것을 의미하며, 이는 본 발명의 공동배양시스템이 실제 생체 모델에 근접한 기전으로 작동하며, 따라서, 생체 모델에 유사한 실험 모델로 제공될 수 있음을 의미한다. This means that the biochemical defense system of the skin also works in a co-culture system employing a three-dimensional artificial tissue model to reduce the degree of inflammatory reaction. This means that the co-culture system of the present invention operates with a mechanism close to an actual living body model, It can be provided as a similar experimental model to a living body model.

(4) LPS로 활성화된 RAW264.7 세포주의 특성 확인(4) Characterization of RAW264.7 cell line activated by LPS

제조예 5에 기재된 방법으로, 공동배양시스템에서 RAW264.7 세포주를 면역 활성시킨 후 Arg1, iNOS, IL-10 의 발현량을 측정하였다. 결과를 도 7에 나타내었다. The expression level of Arg1, iNOS, and IL-10 was measured after immune activation of the RAW264.7 cell line in the co-culture system by the method described in Production Example 5. The results are shown in Fig.

도 7에서 나타나는 바와 같이, LPS로 면역활성이 진행된 RAW264.7 세포주는 염증반응을 매개하는 iNOS를 발현하지만 동시에 항염증반응을 유도할 수 있는 Arginase I과 IL-10을 동시에 발현 유도시키는 것으로 확인되었다.As shown in FIG. 7, it was confirmed that RAW264.7 cell line, which was immunologically activated by LPS, simultaneously expressed iNOS that mediates the inflammatory response but simultaneously induced Arginase I and IL-10 capable of inducing an anti-inflammatory reaction .

공동배양시스템에서 확인한 이러한 사이토카인의 변화는 RAW264.7 대식 세포가 LPS에 의한 면역 활성 작용으로 피부 특이적으로 존재하는 진피 대식세포(dermal-type macrophage)로 전환되었음을 확인할 수 있었다. Changes in these cytokines identified in the co-culture system could be confirmed by RAW264.7 macrophages to be converted into dermal-type macrophages that are specific for the skin by LPS-induced immune activation.

실제 피부는 다양한 자극을 감지하여 신경계통으로 전달하는 주요 장기일 뿐만 아니라 외부의 자극과 유해물질로부터 1차적 보호를 담당하는 내제적 면역기관이다. 이를 위해 피부 자체의 방어기전과 외부로부터 침입하는 면역 유발 물질을 무력화시키는 세포를 포함한다. 그 대표적인 기능을 담당하는 세포가 수지상 세포와 골수에서 유래한 진피 대식세포이며, 인체 피부에서 수지상세포는 주로 표피에 존재하는 란게르한스 세포 (langerhans cells) 이고, 다른 하나는 진피에 존재하는 진피 대식세포이다. Actual skin is not only a major organ that senses a variety of stimuli and transmits them to the nervous system, but also is an immune system responsible for primary protection from external stimuli and harmful substances. To this end, the skin contains cells that neutralize the immune inducing substance before and during the defense period of the skin itself. The dendritic cells are mainly dendritic cells and bone marrow-derived dendritic cells. The dendritic cells in the human skin are mainly langerhans cells present in the epidermis and the other are dermis cells in the dermis Phagocytes.

현재 인공 피부모델 기술은 각질세포층으로 이루어진 표피층과 결합조직인 진피층으로만 이루어져 있어 구조적으로 유사한 피부층을 재건할 수 있지만 기능적 재건이 불가하다는 한계가 있었다. Currently, the artificial skin modeling technique consists of only the epidermal layer consisting of keratinocyte layer and the dermal layer, which is a connective tissue, so that it is possible to reconstruct a structurally similar skin layer, but there is a limitation that functional reconstruction is impossible.

본 실험에서, LPS의해 면역 활성화된 RAW 264.7세포주의 특성을 웨스턴블랏팅법으로 분석한 결과 진피 대식세포와 유사하게 변화하였음을 확인할 수 있었다. In this experiment, the characteristics of the RAW 264.7 cell line immunoprecipitated by LPS were analyzed by western blotting, and it was confirmed that the cells were similar to the dermal macrophages.

이는 1차 내재적 면역기관으로써의 피부모델 수립에 있어서 RAW 264.7세포주를 공동배양하거나, LPS로 면역 활성 시킨 상태에서 해당 시료의 염증 반응을 조사하는 것이 종래의 일반적인 피부모델에서는 고려할 수 없었던 생체내 피부의 면역 반응까지 고려하여 동물실험을 대체할 수 있는 최상의 모델이라는 것을 의미한다. 따라서 LPS 처리한 RAW264.7 세포주는 진피대식세포층을 대체할 수 있는 모델이 된다. This is because the RAW 264.7 cell line is co-cultured in establishing the skin model as the primary endogenous immunological organ, or the inflammatory reaction of the sample under immunological activation with LPS is examined in the in vivo skin This means that it is the best model to replace the animal experiment considering the immune response. Therefore, the RAW264.7 cell line treated with LPS is a model that can replace the dermis macrophage layer.

즉, 본 발명의 공동배양시스템이 생체 피부와 기능적 유사성을 나타냄이 확인되었으며, 이러한 기능적 유사성에 관한 이해를 돕기 위해 도 8를 첨부하였다. That is, it has been confirmed that the co-culture system of the present invention exhibits functional similarity with the vital skin, and FIG. 8 is attached to help understand the functional similarity.

<실시예 2> 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템의 알레르기 반응 확인<Example 2> Confirmation of allergic reaction in co-culture system of 3-dimensional artificial tissue and monitoring cell line

상기 제조예 6에서 제조한 3차원 인공 조직과 모니터링 세포주의 공동배양시스템의 알레르기 반응을 확인하기 위하여, 3차원 인공 피부 조직과 인공 각막 조직에 각각 DNP-IgE를 72.2 ng/ml의 농도로 16시간 처리하고 DNP-BSA를 150ng/ml 으로 30분간 처리하여 비만세포의 탈과립화를 유도하고, 탈과립화에 의하여 유리되는 β-헥소사미니다제의 활성을 제조예 5에 기재된 바와 같이 조사하였다. 결과를 도 9에 나타내었다. 그 결과 3차원 인공 피부 조직을 채택한 공동배양시스템에서는 RBL-2H3에서 확인된 β-헥소사미니다제의 활성을 관찰하였으나, 3차원 인공 각막 피부 조직을 채택한 공동배양시스템에서는 알레르기반응이 유도되지 않았다. In order to confirm the allergic reaction of the co-culture system of the 3-dimensional artificial tissue and the monitoring cell line prepared in Preparation Example 6, DNP-IgE was added to the 3-dimensional artificial skin tissue and artificial corneal tissue at a concentration of 72.2 ng / Treated with DNP-BSA at 150 ng / ml for 30 minutes to induce degranulation of mast cells, and the activity of? -Hexosaminidase liberated by degranulation was examined as described in Production Example 5. The results are shown in Fig. As a result, the activity of β-hexosaminidase identified in RBL-2H3 was observed in a co-culture system using 3D artificial skin tissue, but no allergic reaction was induced in a co-culture system using 3D artificial corneal skin tissue.

Claims (17)

하기를 포함하는 대식 세포 또는 비만 세포, 및 3차원 인공 조직의 공동 배양 시스템의 제조 방법:
(1) 하기를 포함하는 3차원 인공 조직을 함유하는 트랜스웰 상부 챔버의 제조 단계:
(i) I형 콜라겐 혼합물에 섬유아세포를 현탁하는 단계,
(ii) 상기 현탁물을 트랜스웰 상부 챔버에 첨가하여 고형화 한 후, 배양 배지를 넣어 배양하여 다층 세포 증식물을 형성하는 단계,
(iii) 상기 배양하여 얻어진 다층 세포 증식물의 상부 표면을 IV형 콜라겐 및 라미닌 혼합액으로 코팅하는 단계, 및
(iv) 상기 코팅된 다층 세포 증식물 표면에 상피세포를 접종한 후 배양하는 단계;
(2) 하기를 포함하는 대식 세포 또는 비만 세포를 함유하는 트랜스웰 하부 챔버의 제조 단계:
(v) 대식 세포 또는 비만 세포를 배양 배지에서 배양하는 단계, 및
(vi) 상기 배양된 대식 세포 또는 비만 세포를 트랜스웰 배양 배지를 함유하는 하부챔버에 접종하고 배양하는 단계;
(3) 상기 단계 (1)에서 제조된 3차원 인공 조직을 함유하는 트랜스웰 상부 챔버를 상기 단계 (2)에서 제조된 대식 세포 또는 비만 세포를 함유하는 트랜스웰 하부 챔버 내의 상단부에 위치시키고, 배양 배지를 상부 챔버 하단부 내지 3차원 인공 조직 상단부까지 채워 대식 세포 또는 비만 세포, 및 3차원 인공조직의 공동 배양 시스템을 제조하는 단계.
A method for preparing a macrophage or mast cell, and a co-culture system of three-dimensional artificial tissue, comprising:
(1) a step of preparing a transwell upper chamber containing a three-dimensional artificial tissue comprising:
(i) suspending fibroblasts in a type I collagen mixture,
(ii) adding the suspension to a transwell upper chamber to solidify the suspension, and then culturing the suspension in a culture medium to form a multilayered cell-
(iii) coating the upper surface of the multi-layered cell proliferation obtained by the above culture with a mixture of type IV collagen and laminin, and
(iv) inoculating and culturing epithelial cells on the surface of the coated multi-layer cell culture plant;
(2) a transwell lower chamber containing macrophages or mast cells comprising:
(v) culturing macrophages or mast cells in a culture medium, and
(vi) inoculating and culturing the cultured macrophages or mast cells in a lower chamber containing a transwell culture medium;
(3) placing the transwell upper chamber containing the three-dimensional artificial tissue prepared in the step (1) at the upper end in the transwell lower chamber containing the macrophages or the mast cells prepared in the step (2) Preparing a co-culture system of macrophages or mast cells, and a three-dimensional artificial tissue by filling the culture medium from the lower chamber end to the upper end of the three-dimensional artificial tissue.
제1항에 있어서, 섬유아세포는 피부 섬유아세포 또는 각막 섬유아세포인 방법.The method according to claim 1, wherein the fibroblasts are dermal fibroblasts or corneal fibroblasts. 제2항에 있어서, 피부 섬유아세포는 사람 유래 섬유아세포이며, 각막 섬유아세포는 토끼 각막 유래 각막 섬유아세포인 방법. The method according to claim 2, wherein the dermal fibroblast is a human-derived fibroblast, and the corneal fibroblast is a corneal fibroblast derived from rabbit cornea. 제1항에 있어서, 상피세포는 각질세포 또는 각막유래상피세포인 방법. The method according to claim 1, wherein the epithelial cells are keratinocytes or corneal epithelial cells. 삭제delete 제1항에 있어서, 대식세포는 생쥐 대식세포주인 RAW264.7 세포주인 방법.The method according to claim 1, wherein the macrophage is a mouse macrophage cell line RAW264.7 cell line. 제6항에 있어서, 상기 단계 (3) 이후, LPS (lipopolysaccharide) 처리에 의하여 대식세포가 진피 대식세포로 전환된 방법.7. The method according to claim 6, wherein after step (3), macrophages are converted to dermis macrophages by LPS (lipopolysaccharide) treatment. 삭제delete 제1항에 있어서, 비만세포는 쥐 비만세포주인 RBL-2H3 세포주인 방법. The method according to claim 1, wherein the mast cell is a mouse obesity cell line RBL-2H3 cell line. 제1항에 있어서, 상부 챔버의 바닥면은 미세다공성 막으로 구성된 방법. The method of claim 1, wherein the bottom surface of the upper chamber comprises a microporous membrane. 대식 세포 또는 비만세포, 및 3차원 인공조직의 공동 배양 시스템으로써,
트랜스웰 배양 배지에 대식세포 또는 비만세포를 함유하는 하부 챔버;
제1형 콜라겐 혼합물과 섬유아세포 현탁물이 고형화되고 형성된 다층 세포증식물층, 다층 세포 증식물 상부에 IV형 콜라겐 및 라미닌 혼합액으로 코팅되어 형성된 코팅층 및 코팅 상부에 상피세포층을 포함하는, 트랜스웰 상부 챔버; 및
배양배지로 구성되며,
상기 하부챔버와 트랜스웰 상부챔버는 상부챔버에 고정되는 연결지지대로 하부챔버에 연결되어 트랜스웰 상부 챔버가 하부 챔버 내의 상단부에 위치하고, 상기 배양배지는 상부 챔버 하단부 내지 상피 세포 상단부까지 채워지는, 대식 세포 또는 비만 세포, 및 3차원 인공조직의 공동 배양 시스템.
As a co-culture system of macrophages or mast cells and three-dimensional artificial tissue,
A lower chamber containing macrophages or mast cells in a transwell culture medium;
A trans-well upper chamber containing a layer of a type 1 collagen mixture and a fibroblast suspension solidified and formed, a coating layer formed by coating with a mixture of type IV collagen and a laminin on top of a multi-layer cell growth plant, ; And
Lt; / RTI &gt; culture medium,
Wherein the lower chamber and the upper transwell chamber are connected to the lower chamber by a connection support fixed to the upper chamber so that the transwell upper chamber is located at the upper end of the lower chamber and the culture medium is filled from the lower end of the upper chamber to the upper end of the epithelial cell, Cell or mast cell, and co-culture system of three-dimensional artificial tissue.
제11항에 있어서, 염증 반응 또는 알레르기 반응 평가를 위한 대식 세포 또는 비만세포, 및 3차원 인공조직의 공동 배양 시스템.12. The co-culture system of claim 11, wherein the macrophage or mast cell for evaluation of an inflammatory or allergic reaction, and a three-dimensional artificial tissue. 제11항의 대식 세포 또는 비만 세포, 및 3차원 인공 조직의 공동 배양 시스템의 트랜스웰 상부 챔버 내 상피세포층 표면에 시험물질을 적용하는 단계를 포함하는 시험물질의 염증 반응 또는 알레르기 반응을 평가하는 방법.The macrophages or mast cells of claim 11, and the three-dimensional artificial tissue A method of evaluating an inflammatory or allergic response of a test substance comprising applying a test substance to a surface of an epithelial cell layer in a transwell upper chamber of a co-culture system. 제13항에 있어서, 시험물질의 각막 또는 피부에 대한 염증 반응 또는 알레르기 반응을 평가하는 방법. 14. The method according to claim 13, wherein the test substance is evaluated for an inflammatory reaction or an allergic reaction to the cornea or skin. 제13항에 있어서, 하기의 하나 이상의 지표의 증가를 통하여 시험물질의 염증 반응을 평가하는 방법:
(a) 세포배양액 내 대식 세포 또는 비만 세포 내 액포의 형성 수준,
(b) 세포배양액 내 분비된 IL-6, IL-10, 또는 이들 모두의 생성 수준, 또는
(c) 세포배양액 내 분비된 iNOS, Cox-2, 또는 이들 모두의 생성 수준.
14. The method of claim 13, wherein the inflammatory response of the test substance is assessed through an increase in one or more of the following indicators:
(a) the formation level of macrophages or mast cells in cell culture medium,
(b) production levels of secreted IL-6, IL-10, or both in the cell culture medium, or
(c) Production levels of secreted iNOS, Cox-2, or both, in cell culture medium.
제13항에 있어서, 세포배약액 내 β-헥소사미니다제의 활성 수준의 증가를 통하여 시험물질의 알레르기 반응을 평가하는 방법. 14. The method according to claim 13, wherein the allergic response of the test substance is assessed by increasing the activity level of? -Hexosaminidase in the cell culture broth. 제13항에 있어서, 시험물질은 염증 또는 알레르기의 치료 후보물질인 방법.14. The method of claim 13, wherein the test substance is a therapeutic candidate for inflammation or allergy.
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