KR101550269B1 - A method for direct dedifferentiation of hematopoietic stem cell from fibroblast cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법에 관한 것으로, 구체적으로 역분화 유도 후보 유전자를 선별한 후, 마우스 섬유아세포(mouse embryo fibroblast)로부터 상기 역분화 유도 후보 유전자의 과발현을 통해 다분화능을 가진 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell)로 직접 역분화 되고, 상기 역분화 유도 조혈줄기세포에서 림프성 세포 및 골수성 세포로의 분화를 확인함으로써, 상기 조혈줄기세포 직접 역분화 유도 방법을 환자 특이적 세포 치료에 유용하게 이용할 수 있다. The present invention relates to a method for inducing direct de-differentiation from fibroblasts to hematopoietic stem cells, and more particularly, to a method for inducing direct de-differentiation of fibroblasts from hematopoietic stem cells, Induced hematopoietic stem cells, and the differentiation-induced hematopoietic stem cells are differentiated into lymphoid cells and myeloid cells. Thus, the hematopoietic stem cell direct depletion induction method Can be usefully utilized in patient-specific cell therapy.

Description

섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법{A method for direct dedifferentiation of hematopoietic stem cell from fibroblast cell}[0001] The present invention relates to a direct method for direct dedifferentiation of hematopoietic stem cells from fibroblasts to hematopoietic stem cells,

본 발명은 섬유아세포(fibroblast cell)에서 역분화 유도 유전자의 과발현을 통해 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell)로의 직접 역분화 유도 방법 및 이의 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell)로부터 면역세포로의 분화 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for directly inducing the differentiation of a hematopoietic stem cell into a hematopoietic stem cell through overexpression of a differentiation inducing gene in a fibroblast cell and a method for inducing the differentiation induced hematopoietic stem cell To a method of differentiating into an immune cell.

줄기세포는 과학적 연구들을 토대로 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 염증 질환, 암, 손상된 조직의 복구 등 여러 분야에 걸쳐 치료 목적으로 이용될 수 있는 잠재력을 점차 인정받고 있다. 이와 같이 다양한 치료의 응용분야에 적용하기 위해, 다양한 인체조직으로부터 줄기세포를 채취한 후 여러 가지 방법으로 체외에서 배양/분화/ 과정을 거쳐 최종적으로 환자에게 적용하려는 시도가 국내외적으로 이루어지고 있다.Based on scientific research, stem cells are increasingly recognized for their therapeutic potential in many areas, including metabolic, degenerative and inflammatory diseases, cancer, and repair of damaged tissues. In order to apply to various therapeutic application fields, attempts have been made to obtain stem cells from various human tissues and then to cultivate / differentiate / process the stem cells in various ways to finally apply them to patients.

줄기세포는 크게 배아줄기세포, 성체줄기세포, 그리고 최근 보고된 역분화 줄기세포로 나눌 수 있다. 이들은 인체를 구성하는 세포로 분화가 가능해 난치병을 치료할 수 있는 도구로서 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 배아줄기세포는 냉동배아의 내부세포괴(inner cell mass)로부터 유래한 줄기세포이다. 이것은 폐기될 냉동배아에서 추출하므로 법적인 문제가 없고, 자가재생산(self-renewal) 능력이 뛰어나 다량의 세포를 공급할 수 있으며, 분화능력이 뛰어나 세포치료의 목적으로 활용하기 위해 큰 관심을 받고 있다. 하지만 배아줄기세포는 배아에서 추출하므로 생명체 파괴라는 입장에서 생명윤리에 대한 논쟁의 대상이 되고 있다 (Murry and Keller, 2008; Watt and Hogan, 2000). 성체줄기세포는 동물의 여러 장기나 조직에 존재하며, 실제로 성체의 뼈, 혈액, 태반 등 다양한 조직으로부터 분리하여 이용할 수 있는 줄기세포로서, 법적이나 윤리적인 문제가 없다. 또한 조직 적합성을 고려해 추출하면 면역거부반응에 대한 문제를 제거할 수 있다. 하지만 성체줄기세포는 체외증식이 원활하지 않아 충분한 세포를 확보하는데 어려움이 있고, 배아줄기세포에 비해 분화능력이 떨어진다는 문제가 있다 (Watt and Hogan, 2000; Zaehres and Scholer, 2007). 반면 역분화 줄기세포는 역분화 인자를 이용해 성체세포를 가지고 만든 줄기세포를 말한다 (Lowry et al., 2008; Maherali et al., 2007; Nakagawa et al., 2008; Okita et al., 2007; Park et al., 2008; Stadtfeld et al., 2008; Takahashi et al., 2007; Takahashi and Yamanaka, 2006; Wernig et al., 2008; Wernig et al., 2007; Yu et al., 2007). 역분화 줄기세포는 분화된 성체세포를 가지고 제작하므로 법적·윤리적 문제가 전혀 없고, 자가재생산 능력이 뛰어나 다량의 세포를 공급할 수 있다는 장점이 있다. 또한 배아줄기세포와 유사하게 분화능력이 뛰어날 것으로 기대되어 세포치료에 활용될 가능성이 높고, 자신에게서 추출한 세포이므로 면역거부에 대한 문제가 전혀 없다.
Stem cells can be roughly classified into embryonic stem cells, adult stem cells, and recently reported degenerative stem cells. They are able to differentiate into cells that constitute the human body, and they are expected to play an important role as tools for treating incurable diseases. Embryonic stem cells are stem cells derived from the inner cell mass of a frozen embryo. It is extracted from frozen embryos to be discarded and has no legal problems. It is excellent in self-renewal ability and can supply a large amount of cells. However, since embryonic stem cells are extracted from embryos, they are subject to debate about bioethics in terms of destruction of life (Murry and Keller, 2008; Watt and Hogan, 2000). Adult stem cells exist in various organs or tissues of animals and are actually stem cells that can be separated from various tissues such as the adult bone, blood, placenta, and have no legal or ethical problems. In addition, extraction by taking into account tissue compatibility can eliminate the problem of immune rejection. However, adult stem cells have difficulty in securing enough cells because of inadequate in vitro proliferation, and have a problem in that they are less able to differentiate than embryonic stem cells (Watt and Hogan, 2000; Zaehres and Scholer, 2007). In contrast, the stem cell line is a stem cell made from adult cells using a de-differentiation factor (Lowry et al., 2008; Maherali et al., 2007; Nakagawa et al., 2008; Okita et al., 2007; 2006; Wernig et al., 2007; Yu et al., 2007). Degenerated stem cells are produced with differentiated adult cells, so there is no legal or ethical problem, and it has an advantage of being able to supply a large amount of cells because of its excellent self-reproduction ability. In addition, it is expected to be superior in differentiation ability similar to embryonic stem cells. Therefore, it is highly likely to be used for cell therapy, and since it is a cell extracted from itself, there is no problem about immune rejection.

조혈줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC) 또는 조혈모세포(造血母細胞)는 혈액의 주요한 구성성분으로 잠재적으로 분화할 수 있는 세포이며, 자가재생산 능력과 모든 혈액세포로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있다(Till, J.E. et al., 1961, Radiation research 14, 213-222.; Zon, L.I., 2008, Nature 453, 306-313). 조혈줄기세포 또는 조혈모세포는 골수에서 생산되는(단핵구, 대식세포, 호중구, 호염기성 백혈구, 적혈구, 혈소판 등) 세포들과 림프계(T 세포, B 세포, NK 세포) 등으로 분화 가능하다. 그러나, 조혈줄기세포는 전체 골수세포 중 0.05-0.1% 정도로 적은 수를 가지고 있고, 체외배양으로 증식하기에 어려움이 있으며(Spangrude, G.J. et al., 1988, Science 241, 58-62), 이러한 특성으로 인해 많은 세포를 얻는데 한계가 있다.Hematopoietic stem cells (HSCs) or hematopoietic stem cells (hematopoietic stem cells) are potential components of blood and are capable of differentiating themselves and have the ability to self-replicate and differentiate into all blood cells (Till, JE et al., 1961, Radiation research 14 , 213-222 .; Zon, LI, 2008, Nature 453 , 306-313). Hematopoietic stem cells or hematopoietic stem cells can be differentiated into cells (monocytes, macrophages, neutrophils, basophils, erythrocytes, platelets, etc.) and lymphatics (T cells, B cells, NK cells) produced in the bone marrow. However, hematopoietic stem cells have a small number of 0.05-0.1% of total bone marrow cells, and it is difficult to proliferate by in vitro culture (Spangrude, GJ et al., 1988, Science 241 , 58-62) , There are limitations in obtaining a large number of cells.

최근 Yamanaka 등에 의해 개발된 만능유도 줄기세포(induced Pluripotent Stem Cell, iPS) 기술 개발은 많은 질병치료와 재생의학에 적용될 역분화 줄기세포의 개발을 가능하게 되었다 (Takahashi, K. et al., 2006, Cell 126, 663-676). 그러나 이 역분화 전분화 줄기세포는 실제 암들의 유발이 되어 실용화에 어려움이 있다(Ring, K.L. et al., 2012, Cell Stem Cell 11, 100-109). 한편 조혈줄기세포를 역분화 기술로 만들면 이런 암 유발 등의 부작용이 없는 줄기세포를 만들 수 있다.
Recently, the development of induced pluripotent stem cell (iPS) technology developed by Yamanaka et al. Has enabled the development of degenerated stem cells to be applied in many disease treatments and regenerative medicine (Takahashi, K. et al., 2006, Cell 126 , 663-676). However, this stellate stem cell has a difficulty in practical use because it is actually induced by cancer (Ring, KL et al., 2012, Cell Stem Cell 11 , 100-109). On the other hand, making hematopoietic stem cells into de-differentiation technology can produce stem cells that do not have side effects such as cancer induction.

이에, 본 발명자들은 부작용이 없고 안전하게 역분화 유도된 조혈줄기세포를 생산할 수 있는 방법을 찾기 위해 노력한 결과, 마우스 섬유아세포(mouse embryo fibroblast cell, MEF)로부터 역분화 유도 후보 유전자의 과발현을 통해 다분화능(multipotency)을 가진 조혈줄기세포로 직접 역분화를 유도하고, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell)에서 림프성 세포 및 골수성 세포로의 분화를 확인함으로써, 상기 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법을 안전하고 빠른 환자 특이적 세포 치료에 유용하게 이용할 수 있음을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.
As a result, the inventors of the present invention have made efforts to find a method of producing hematopoietic stem cells capable of producing a safe, undifferentiated hematopoietic stem cell. As a result, it has been found that the overexpression of the gene for inducing differentiation induction from mouse embryo fibroblast cell (MEF) induced hematopoietic stem cell to differentiate into lymphoid cells and myeloid cells by inducing direct differentiation into hematopoietic stem cells having multipotency and inducing differentiation into hematopoietic stem cells from the fibroblasts, The present invention has been completed based on the finding that direct induction of cell differentiation into cells is useful for safe and rapid patient-specific cell therapy.

본 발명의 목적은 섬유아세포(fibroblast cell)에서 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC)로의 직접 역분화 유도 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a direct induction method of dedifferentiation from a fibroblast cell to a hematopoietic stem cell (HSC).

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)에서 자연살해(natural killer, NK) 세포로의 분화 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of differentiating into natural killer (NK) cells in induced hematopoietic stem cell (iHSC) induced by differentiation according to the method of the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포에서 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method of differentiating hematopoietic stem cells into lymphoid cells or myeloid cells by the method according to the present invention.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the object of the present invention,

1) 섬유아세포(fibroblast cell)에 역분화 유도 유전자를 포함하는 벡터를 형질전환시키는 단계; 및1) transforming a vector containing a dedifferentiation inducing gene into a fibroblast cell; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환체를 배양한 후 콜로니를 분리하는 단계를 포함하는, 섬유아세포에서 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC)로의 직접 역분화 유도 방법을 제공한다.2) a step of directly transforming fibroblasts into hematopoietic stem cells (HSCs), comprising culturing the transformant of step 1) and isolating the colonies.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)를 제조하는 단계;1) preparing an induced hematopoietic stem cell (iHSC) induced by differentiation according to the method of the present invention;

2) 상기 단계 2)의 역분화 유도된 조혈줄기세포에 자연살해(natural killer, NK) 세포 전구체 유도제를 첨가하여 자연살해 전구체 세포로의 분화를 유도하는 단계; 및2) inducing differentiation into natural killer precursor cells by adding a natural killer (NK) cell precursor inducing agent to the hematopoietic stem cells derived in step 2); And

3) 상계 단계 2)의 자연살해 전구체 세포에 IL-15(interleukin-15)를 처리하여 자연살해세포로 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로의 분화 방법을 제공한다.3) Differentiation The method of differentiation from the differentiation-induced hematopoietic stem cells into natural killer cells, including the step of treating natural killer precursor cells with IL-15 (interleukin-15) to differentiate into natural killer cells to provide.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포를 제조하는 단계; 및1) preparing hematopoietic stem cells which are induced to differentiate by the method according to the present invention; And

2) 상기 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포를 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법을 제공한다.2) a step of differentiating the hematopoietic stem cells derived from the differentiation induced in step 1), thereby providing a method of differentiating hematopoietic stem cells into lymphoid cells or myeloid cells.

또한, 본 발명은 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 역분화 유도 유전자 조합을 포함하는 발현 벡터를 함유하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도제를 제공한다.The present invention also relates to a method for producing an expression vector comprising an expression vector comprising any one or two or more degeneration inducing gene combinations selected from the group consisting of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c- And provides an agent for direct de-differentiation of fibroblasts into hematopoietic stem cells.

아울러, 본 발명은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 역분화 유도된 조혈줄기세포를 함유하는 세포 치료제를 제공한다.
In addition, the present invention provides a cell therapy agent containing the differentiation-induced hematopoietic stem cells prepared by the method according to the present invention.

본 발명의 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법은 마우스 섬유아세포(mouse embryo fibroblast cell, MEF cell)로부터 전분화능(pluripotency) 유지에 중요한 유전자 Oct3/4, Sox2, Klf4 및 c-Myc, 및 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC) 발달에 중요한 유전자 LMO2, c-Fos 및 c-Myb의 과발현을 통해 다분화능(multipotency)을 가진 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, HSC)로 직접 역분화 전환을 유도하므로 환자 특이적 세포 치료에 유용하게 이용될 수 있다.
The direct induction of the differentiation of fibroblasts into hematopoietic stem cells of the present invention can be carried out by introducing genes Oct3 / 4, Sox2, Klf4 and c-Myc, which are important for pluripotency maintenance from mouse embryo fibroblast cells (MEF cells) Induced hematopoietic stem cells (HSCs) through overexpression of genes LMO2, c-Fos and c-Myb, which are important for the development of hematopoietic stem cells (HSCs) And can be usefully used for patient-specific cell therapy.

도 1a는 마우스 배아섬유아세포(mouse embryo fibroblast cell, MEF cell)로부터 조혈줄기세포로(hematopoietic stem cell, HSC)의 역분화를 유도하기 위해 선별된 후보유전자를 나타낸 도이다.
도 1b는 조혈줄기세포에서 선별된 역분화 후보유전자 c-Myc, c-Jun, LMO2, c-Fos, c-Myb 및 Trim28의 발현을 나타낸 도이다:
HSC: 조혈줄기세포;
pNK: 자연살해 전구세포(premature natural killer cell);
mNK: 성숙 자연살해세포(mature natural killer cell);
MEF: 마우스 배아섬유아세포; 및
ES: 배아줄기세포(embryonic stem cell).
도 1c는 역분화 후보유전자 Oct3/4(O), Sox2(S), Klf4(K), c-Myc(M), c-Jun(J), LMO2(L), c-Fos(F) 및 c-Myb(B) 조합을 통한 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)의 콜로니(colony) 수를 나타낸 도이다.
도 2a는 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)의 형태를 나타낸 도이다:
pMXs: 음성대조군;
iHSC: 역분화 유도 조혈줄기세포;
HSC: 조혈줄기세포; 및
iPS: 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell).
도 2b는 역분화 유도된 조혈줄기세포의 조혈줄기세포 표면 지표(CD34-Flk2-CD150+CD48-) 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 2c는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #106, #13, #110, #103, #19 및 #29의 조혈줄기세포 표면 지표 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 3a는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #103, #105, #106, #109, 및 #110, 조혈줄기세포 및 배아줄기세포(embryonic stem cell, ES)에서 c-Kit 및 Sca-1의 유전자 발현 양상을 나타낸 도이다.
도 3b는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #101, #116, #117, #118, #120, #121, #103, #104 및 #110의 c-Kit 및 Sca-1의 유전자 발현 양상을 나타낸 도이다.
도 3c는 역분화 유도된 조혈줄기세포, 조혈줄기세포 및 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS)에서 단백질 발현 양상을 나타낸 도이다.
도 3d는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #103, #104 및 #106, 조혈줄기세포 및 배아줄기세포에서 전사인자의 발현 양상을 나타낸 도이다.
도 4a는 생체 내에서(in vivo) 역분화 유도된 조혈줄기세포의 림프성 세포로의 분화능을 나타낸 도이다.
도 4b는 생체 내에서 역분화 유도된 조혈줄기세포의 골수성 세포로의 분화능을 나타낸 도이다.
도 5a는 생체 외에서(in vitro) 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #10, #108, #13, #110 및 #106의 림프성 세포(CD3e-NK1.1+ NK 세포)로의 분화능을 나타낸 도이다.
도 5b는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #543, #554 및 #530에서 분화한 자연살해(natural killer, NK)세포의 세포독성을 나타낸 도이다.
도 5c는 생체 외에서 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #600, #602 및 #605의 골수성 세포(Mac-1+Gr-1+)로의 분화능을 나타낸 도이다.
도 5d는 역분화 유도된 조혈줄기세포 콜로니 #106, #110, #114 및 #118의 세포집락형성능(colony forming capacity)을 나타낸 도이다:
CFU-G: 과립구(Granulocyte);
CFU-M: 대식세포 혈통(macrophage lineage); 및
CFU-GM: 과립구 대식세포.
도6a는 역분화 유도된 조혈줄기세포에서 시간별 전분화능 관련 인자의 유전자 발현 양상을 나타낸 도이다.
도 6b는 역분화 유도된 조혈줄기세포에서 시간별 조혈줄기세포의 표지 인자의 유전자 발현 양상을 나타낸 도이다.
FIG. 1A shows a candidate gene selected to induce the differentiation of a hematopoietic stem cell (HSC) from a mouse embryo fibroblast cell (MEF cell).
Fig. 1B shows the expression of the decellularization candidate genes c-Myc, c-Jun, LMO2, c-Fos, c-Myb and Trim28 selected from hematopoietic stem cells.
HSC: hematopoietic stem cells;
pNK: premature natural killer cell;
mNK: mature natural killer cell;
MEF: mouse embryonic fibroblast; And
ES: Embryonic stem cells.
Fig. 1C is a graph showing the relationship between the differentiation candidate genes Oct3 / 4 (O), Sox2 (S), Klf4 (K), c-Myc (M), c- Jun (J), LMO2 Fig. 5 shows the number of colonies of induced hematopoietic stem cells (iHSC) derived from c-Myb (B) combination.
FIG. 2A shows the morphology of the induced differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC)
pMXs: negative control;
iHSC: Reverse differentiation induced hematopoietic stem cells;
HSC: hematopoietic stem cells; And
iPS: induced pluripotent stem cells.
FIG. 2B is a graph showing the hematopoietic stem cell surface markers (CD34 - Flk2 - CD150 + CD48 - ) analysis results of the differentiation-induced hematopoietic stem cells.
FIG. 2C is a graph showing the hematopoietic stem cell surface marker analysis results of the differentiation-induced hematopoietic stem cell colonies # 106, # 13, # 110, # 103, # 19 and # 29.
FIG. 3A is a graph showing the effect of c-Kit and Sca-1 on hematopoietic stem cell colonies # 103, # 105, # 106, # 109 and # 110, hematopoietic stem cells and embryonic stem cells (ES) Fig. 3 is a diagram showing the expression pattern of the gene.
3B shows the gene expression patterns of c-Kit and Sca-1 in the differentiation-induced hematopoietic stem cell colonies # 101, # 116, # 117, # 118, # 120, # 121, # 103, # 104 and # 110 Fig.
FIG. 3c is a graph showing the protein expression patterns in the differentiation-induced hematopoietic stem cells, hematopoietic stem cells, and induced pluripotent stem cells (iPS).
FIG. 3D is a diagram showing the expression patterns of transcription factors in hematopoietic stem cell colonies # 103, # 104 and # 106 induced by differentiation, hematopoietic stem cells and embryonic stem cells.
FIG. 4A is a graph showing the ability of hematopoietic stem cells in vivo to differentiate into lymphoid cells.
4B is a graph showing the ability of hematopoietic stem cells derived from differentiation in vivo to differentiate into myeloid cells.
5A is a graph showing the ability of the hematopoietic stem cell colonies # 10, # 108, # 13, # 110 and # 106 induced in vitro to differentiate into lymphoid cells (CD3e - NK1.1 + NK cells) to be.
5B is a graph showing cytotoxicity of natural killer (NK) cells differentiated from the differentiation induced hematopoietic stem cell colonies # 543, # 554 and # 530.
5c is a graph showing the ability of the hematopoietic stem cell colonies # 600, # 602, and # 605 derived from in vitro differentiation to myeloid cells (Mac-1 + Gr-1 + ).
5D is a diagram showing the colony forming capacity of the differentiation-induced hematopoietic stem cell colonies # 106, # 110, # 114 and # 118:
CFU-G: granulocyte;
CFU-M: macrophage lineage; And
CFU-GM: granulocyte macrophage.
FIG. 6A is a graph showing gene expression patterns of the time-specific differentiation-activity-related factors in the differentiation-induced hematopoietic stem cells.
FIG. 6B is a graph showing gene expression patterns of markers of hematopoietic stem cells over time in the differentiation-induced hematopoietic stem cells.

이하, 본 발명에서 사용한 용어를 설명한다.
Hereinafter, terms used in the present invention will be described.

본 발명에서 용어, "조혈 줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC)"는 완전히 분화된 조혈 세포를 생성하는 능력을 갖고 자기-복제능을 갖는 세포이다. 전형적으로는, 이는, 일부 방식으로 탈분화 또는 리프로그래밍되지 않는다면, 시험관 내에서 그 자체로 배양하는 경우, 다른 배아 배엽의 자손세포를 생성하지 않는다.In the present invention, the term "hematopoietic stem cell (HSC)" is a cell having the ability to produce fully differentiated hematopoietic cells and self-replicating ability. Typically, it does not produce progeny cells of other embryonic gonads when cultured as such in vitro, unless dedifferentiated or reprogrammed in some way.

본 발명에서 용어, "역분화(dedifferentiation)"는 세포의 분화가 역전되는 현상으로 성숙한 세포가 분열 활동을 다시 계속하는 경우를 말한다. 즉, 세포가 줄기세포로부터 일반 세포로 발전하는 과정이 거꾸로 진행되는 경우를 말한다.
In the present invention, the term " dedifferentiation "refers to a phenomenon in which the differentiation of cells is reversed, and mature cells resume dividing activity again. In other words, it refers to a case where the process of cell development from a stem cell to a general cell is reversed.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 The present invention

1) 섬유아세포(fibroblast cell)에 역분화 유도 유전자를 포함하는 벡터를 형질전환시키는 단계; 및1) transforming a vector containing a dedifferentiation inducing gene into a fibroblast cell; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환체를 배양한 후 콜로니를 분리하는 단계를 포함하는, 섬유아세포에서 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell, HSC)로의 직접 역분화 유도 방법을 제공한다.2) a step of directly transforming fibroblasts into hematopoietic stem cells (HSCs), comprising culturing the transformant of step 1) and isolating the colonies.

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 섬유아세포는 인간 또는 마우스 배아섬유아세포(embryo fibroblast cell, MEF)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the fibroblast of step 1) is preferably, but not limited to, a human or mouse embryo fibroblast cell (MEF).

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 벡터는 재조합 바이러스성 벡터인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 재조합 바이러스성 벡터는 레트로바이러스(Retrovirus), 아데노바이러스(Adenovirus), 헤스페스 심플렉스 바이러스(Herpes simplex virus) 및 렌티바이러스(Lentivirus)인 것이 바람직하고, 레트로바이러스인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the above method, the vector of step 1) is preferably a recombinant viral vector, but is not limited thereto. In addition, the recombinant viral vector is preferably a retrovirus, an adenovirus, a herpes simplex virus and a lentivirus, more preferably a retrovirus, But is not limited thereto.

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 역분화 유도 유전자는 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 조합인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the reprogramming induction gene of step 1) is preferably any one or a combination of two or more selected from the group consisting of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c- But is not limited thereto.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)는 Lineage(Lin)-c-Kit+Sca-1+ 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포의 유전자 발현이 조혈줄기세포와 비슷한 양상으로 발현된다.
In this method, the induced hematopoietic stem cell (iHSC) derived from step 2) is preferably Lineage (Lin) - c-Kit + Sca-1 + cells but not limited thereto. In addition, gene expression of the hematopoietic stem cells induced by differentiation is expressed in a manner similar to hematopoietic stem cells.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 배아섬유아세포(embryo fibroblast cell)로부터 조혈줄기세포(HSC)로의 역분화를 유도하기 위한 후보 유전자를 선별하기 위하여, 유전자발현분석법(serial analysis of gene expression, SAGE)을 수행하여 역분화 유도 후보 유전자를 선별하고 HSC에서 선별된 후보 유전자들 중 c-Myc, c-Jun, LOM2, c-Fos, c-Myb 및 Trim28의 발현이 증가함을 확인하였다(도 1a 및 도 1b 참조). 또한, 상기 선별된 후보 유전자의 조합을 포함한 레트로바이러스 벡터를 섬유아세포에 형질전환하고, 콜로니 형성을 확인함으로써, 조혈줄기세포의 발달에 중요한 LMO-2(L), c-Fos(F), c-Myb(B) 및 배아줄기세포(embryonic stem cell, ES)의 전분화능(pluripotency) 유지에 중요한 역할을 하는 Oct3/4(O), Sox2(S), Klf4(K), c-Myc(M) 유전자의 조합인 OSKMLFB의 조건이 조혈줄기세포로의 최적 역분화 조건임을 확인하였다(도 1c 참조). In a specific embodiment of the present invention, the present inventors have conducted a serial analysis of gene expression (hereinafter, referred to as " gene expression analysis ") to select candidate genes for inducing regeneration from embryo fibroblast cells to hematopoietic stem cells (HSC) SAGE), and the expression of c-Myc, c-Jun, LOM2, c-Fos, c-Myb and Trim28 among the candidate genes selected in HSC was increased 1a and 1b). (L), c-Fos (F), and c (F), which are important for the development of hematopoietic stem cells, can be obtained by transforming retrovirus vectors containing the selected candidate genes into fibroblasts and confirming colony formation (O), Sox2 (S), Klf4 (K), and c-Myc (M), which play important roles in the maintenance of pluripotency of embryonic stem cells ) Gene, OSKMLFB, was found to be the optimal regeneration condition for hematopoietic stem cells (see Fig. 1C).

또한, 본 발명자들은 상기 최적 역분화 유전자 조합의 조건에서 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cell, iHSC)가 조혈줄기세포와 유사한 특성을 확인하기 위하여, 형태학적 분석 및 형광활성세포분류기(FACS) 분석을 수행한 결과, 형태학적으로 둥글고 작은 모양의 조혈줄기세포와 유사한 모양을 나타내며, Lineage(Lin)-c-Kit+Sca-1+(LKS) 세포군집, 장기 세포군집(long term population, LT-population), 단기 세포군집(short term population, ST-population) 및 다분화능전구세포(multi-potent progenitor cell)를 가지는 것을 확인함으로써, 상기 OSKMLFB 유전자 조합으로 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 직접 역분화가 유도됨을 확인하였다(도 2a 내지 도 2c).In order to confirm the characteristics of the hematopoietic stem cell (iHSC) derived from the fibroblast-derived hematopoietic stem cell (iHSC) under the condition of the optimal regenerating gene combination, the inventors performed morphological analysis and fluorescent activity After performing a cell sorter (FACS) analysis, morphological a round of small shape indicates a shape similar to the hematopoietic stem cells, Lineage (Lin) - c- Kit + Sca-1 + (LKS) cell clusters, long-term cell clusters ( long-term population, LT-population, short-term population (ST-population) and multi-potent progenitor cells, the combination of the OSKMLFB gene from fibroblasts with hematopoietic stem cells (Figure 2A-2C). ≪ / RTI >

또한, 본 발명자들은 상기 최적 역분화 유전자 조합의 조건에서 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC), 조혈줄기세포(HSC), 배아줄기세포(ES) 및 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS) 간 유전자 및 단백질 발현을 비교하기 위하여, 실시간 PCR(real-time PCR), 웨스턴 블럿팅(western blotting), 면역염색법(immunostaining) 및 RT-PCR을 수행한 결과, 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 조혈줄기세포의 표면 지표인 c-Kit 및 Sca-1 유전자의 발현이 증가하고 조혈줄기세포에서 특이적으로 높게 발현되는 전사인자의 발현이 증가하는 것을 확인함으로써, 역분화 유도된 조혈줄기세포가 조혈줄기세포와 유사한 분자특성을 가짐을 확인하였다(도 3a 내지 도 3c 참조).In addition, the present inventors have found that in the condition of the optimal regeneration gene combination, hematopoietic stem cells (iHSC), hematopoietic stem cells (HSC), embryonic stem cells (ES) and induced pluripotent stem Real-time PCR, Western blotting, immunostaining and RT-PCR were performed to compare the expression of genes and proteins between cells and iPS cells. As a result, The expression of c-Kit and Sca-1 gene, which are surface markers of hematopoietic stem cells, is increased in the induced hematopoietic stem cells (iHSC) and the expression of transcription factors specifically expressed in hematopoietic stem cells is increased, It was confirmed that the hematopoietic stem cells derived from the differentiation had molecular characteristics similar to those of the hematopoietic stem cells (see Figs. 3A to 3C).

또한, 본 발명자들은 생체 내에서(in vivo) 상기 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포의 분화 능력을 확인하기 위하여, 골수 이식 동물 모델을 이용해 역분화 유도된 조혈줄기세포를 주사하고 골수를 획득하여 FACS 분석을 수행한 결과, 림프성 세포인 LKS 세포, 자연살해(natural killer, NK)세포, B 세포 및 T 세포와 골수성 세포인 MAC-a+Gr-1+ 세포가 존재하는 것을 확인함으로써, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포가 조혈세포 시스템을 조절할 수 있은 능력을 가짐을 확인하였다(도 4a 및 도 4b).In order to confirm the differentiation ability of hematopoietic stem cells derived from the fibroblasts in vivo, the present inventors used hematopoietic stem cells to inject hematopoietic stem cells and obtain bone marrow FCS analysis showed that LKS cells, natural killer (NK) cells, B cells and T cells and MAC-a + Gr-1 + cells, which are myeloid cells, The hematopoietic stem cells were able to regulate hematopoietic cell system (FIGS. 4A and 4B).

또한, 본 발명자들은 생체 외에서(in vitro) 상기 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포의 분화 능력을 확인하기 위하여, Flt3L, IL-7, SCF(stem cell factor) 및 IL-15가 첨가된 배지에서 역분화 유도된 조혈줄기세포를 배양하고 FACS 분석, 세포독성 실험 및 집락형성능 분석을 수행한 결과, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포, 골수성 세포 및 조혈전구세포로의 분화가 유도되고, 집락을 형성하는 것을 확인함으로써, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포가 집락형성능 및 다분화능을 가짐을 확인하였다(도 5a 내지 도 5d).In order to confirm the differentiation ability of hematopoietic stem cells derived from the fibroblasts in vitro, the inventors of the present invention used a culture medium containing Flt3L, IL-7, stem cell factor (SCF) and IL-15 Induced differentiation of hematopoietic stem cells into NK cells, myeloid cells and hematopoietic progenitor cells was induced by the FACS analysis, cytotoxicity test, and colony forming ability assay. , Confirming that the de-differentiation-induced hematopoietic stem cells had a colony forming ability and a multipotent ability (Figs. 5A to 5D).

또한, 본 발명자들은 상기 섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포와 유도만능줄기세포의 유도 과정을 비교한 결과, iHSC에서 전분화능(pluripotency) 인자의 유전자 발현이 감소하고, HSC 표지 인자의 유전자 발현이 증가하는 것을 확인함으로써, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포는 유도시 유도만능줄기세포의 생성이 불필요함을 확인하였다(도 6a 및 도 6b).The present inventors also compared induction processes of hematopoietic stem cells and inducible pluripotent stem cells derived from the fibroblasts, and found that iHSC decreased the gene expression of pluripotency factors, and gene expression of HSC markers (FIG. 6A and FIG. 6B), it was confirmed that the induction of the differentiation-induced hematopoietic stem cells did not require induction of pluripotent stem cells.

따라서, 본 발명의 섬유아세포에 역분화 유도 유전자의 과발현을 통해 조혈줄기세포로 직접 역분화를 유도하는 방법으로 역분화가 유도된 조혈줄기세포(iHSC)는 조혈줄기세포의 특성을 가지며, 림프성 세포 및 골수성 세포로 분화하므로, 상기 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법을 안전하고 효율적인 세포치료제 생산에 유용하게 사용할 수 있다.
Accordingly, the hematopoietic stem cell (iHSC) induced by the differentiation of the hematopoietic stem cell (hematopoietic stem cell) through direct over-differentiation of hematopoietic stem cells through overexpression of the differentiation inducing gene into the fibroblasts of the present invention has characteristics of hematopoietic stem cells, Cells and myeloid cells. Therefore, direct induction of the differentiation of the fibroblasts into hematopoietic stem cells can be advantageously used for the production of safe and efficient cell therapy agents.

또한, 본 발명은In addition,

1) 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)를 제조하는 단계;1) preparing hematopoietic stem cells (iHSCs) induced by differentiation according to the method of the present invention;

2) 상기 단계 2)의 역분화 유도된 조혈줄기세포에 자연살해(NK) 세포 전구체 유도제를 첨가하여 자연살해 전구체 세포로의 분화를 유도하는 단계; 및2) inducing differentiation into natural killer precursor cells by adding a natural killer (NK) cell precursor inducing agent to the hematopoietic stem cell induced by differentiation in step 2); And

3) 상기 단계 2)의 자연살해 전구체 세포에 IL-15(interleukin-15)를 처리하여 자연살해세포로 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로의 분화 방법을 제공한다.3) a step of differentiating the natural killer precursor cells from the hematopoietic stem cells into natural killer cells, comprising the step of treating the natural killer precursor cells of step 2) with IL-15 (interleukin-15) to provide.

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포는 Lin-c-Kit+Sca-1+ 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. In this method, the hematopoietic stem cell derived from step 1) is preferably Lin - c-Kit + Sca-1 + cells, but is not limited thereto.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 자연살해세포 전구체 유도제는 SCF(stem cell factor), Flt3L(fms-like tyrosine kinase 3 ligand) 또는 IL-7(Interleukin-7)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the natural killer cell precursor inducer of step 2) is preferably but not limited to SCF (stem cell factor), Flt3L (fms-like tyrosine kinase 3 ligand) or IL-7 (Interleukin-7).

상기 단계 3)의 분화된 자연살해세포는 CD3e-NK1.1+ NK 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The differentiated natural killer cells of step 3) are preferably CD3e - NK1.1 + NK cells, but are not limited thereto.

본 발명은 섬유아세포에 역분화 유도 유전자의 과발현을 통해 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로 분화가 유도됨을 확인하였으므로, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로의 분화 방법을 안전하고 효율적인 세포치료제 생산에 유용하게 사용할 수 있다.
Since it was confirmed that differentiation induction from hematopoietic stem cells into natural killer cells was induced by the over-differentiation induction through overexpression of a dedifferentiation inducing gene in fibroblasts, the method of differentiation from the differentiation-induced hematopoietic stem cells into natural killer cells And can be usefully used for producing safe and efficient cell therapy products.

또한, 본 발명은In addition,

1) 본 발명에 따른 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)를 제조하는 단계; 및1) preparing hematopoietic stem cells (iHSCs) induced by differentiation according to the method of the present invention; And

2) 상기 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포를 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법을 제공한다.2) a step of differentiating the hematopoietic stem cells derived from the differentiation induced in step 1), thereby providing a method of differentiating hematopoietic stem cells into lymphoid cells or myeloid cells.

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포는 Lin-c-Kit+Sca-1+ 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the hematopoietic stem cell derived from step 1) is preferably Lin - c-Kit + Sca-1 + cells, but is not limited thereto.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 분화된 림프성 세포는 Lin-c-Kit+Sca-1+ 세포, 자연살해세포, B 세포 또는 T 세포인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the differentiated lymphoid cells of step 2) are preferably but not limited to Lin - c-Kit + Sca-1 + cells, natural killer cells, B cells or T cells.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 분화된 골수성 세포는 Mac-1+Gr-1+ 골수세포(myeloid cell)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In this method, the differentiated myeloid cells of step 2) are preferably Mac-1 + Gr-1 + myeloid cells, but are not limited thereto.

본 발명은 섬유아세포에 역분화 유도 유전자의 과발현을 통해 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 및 골수성 세포로 분화가 유도됨을 확인하였으므로, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법을 안전하고 효율적인 세포치료제 생산에 유용하게 사용할 수 있다.
The present invention has been confirmed to induce differentiation into hematopoietic stem cells and hematopoietic stem cells derived from hematopoietic stem cells induced by the over-differentiation induction of over-differentiation inducing genes in fibroblasts. Therefore, the hematopoietic stem cells from the differentiation- The cell differentiation method can be usefully used for the production of a safe and efficient cell therapy agent.

또한, 본 발명은 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 역분화 유도 유전자 조합을 포함하는 발현 벡터를 함유하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포(HSC)로의 직접 역분화 유도제를 제공한다.The present invention also relates to a method for producing an expression vector comprising an expression vector comprising any one or two or more degeneration inducing gene combinations selected from the group consisting of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c- And provides a direct direct differentiation inducing agent from fibroblasts to hematopoietic stem cells (HSCs).

상기 발현 벡터는 선형 DNA, 플라스미드 DNA, 또는 재조합 바이러스성 벡터인 것이 바람직하고, 재조합 바이러스성 벡터인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector is preferably a linear DNA, a plasmid DNA, or a recombinant viral vector, more preferably a recombinant viral vector, but is not limited thereto.

상기 재조합 바이러스성 벡터는 레트로바이러스(Retrovirus), 아데노바이러스(Adenovirus), 헤스페스 심플렉스 바이러스(Herpes simplex virus) 및 렌티바이러스(Lentivirus)인 것이 바람직하고, 레트로바이러스인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The recombinant viral vector is preferably a retrovirus, an adenovirus, a herpes simplex virus and a lentivirus, more preferably a retrovirus, but is limited thereto It is not.

본 발명은 섬유아세포에 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb 역분화 유도 유전자 조합의 과발현을 통해 조혈줄기세포(HSC)로 역분화가 유도되고, 상기 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)로부터 림프성 세포 및 골수성 세포로의 분화가 유도됨을 확인함으로써, 상기 역분화 유도 유전자 조합을 포함하는 발현 벡터를 함유하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도제는 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 역분화를 유도하는데 유용하게 사용될 수 있다.
The present invention relates to a method for inducing differentiation into hematopoietic stem cells (HSC) through overexpression of a combination of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c- By confirming that the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC) is induced to differentiate into lymphoid cells and myeloid cells, the direct reverse transcription from fibroblasts containing hematopoietic stem cells Differentiation inducers can be used to induce the differentiation of fibroblasts into hematopoietic stem cells.

아울러, 본 발명은 섬유아세포에서 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)를 함유하는 세포 치료제를 제공한다.In addition, the present invention provides a cell therapy agent containing hematopoietic stem cells (iHSCs) derived from differentiation into fibroblasts.

본 발명의 섬유아세포에 역분화 유도 유전자의 과발현을 통해 조혈줄기세포로 직접 역분화를 유도하는 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)는 조혈줄기세포의 특성을 가지며, 림프성 세포 및 골수성 세포로 분화하므로, 상기 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법을 안전하고 효율적인 세포치료제 생산에 유용하게 사용할 수 있다.
The hematopoietic stem cell (iHSC), which is induced by direct overexpression of hematopoietic stem cells into the fibroblasts of the present invention through overexpression of a differentiation inducing gene, has characteristics of hematopoietic stem cells, Cells, the direct induction of the differentiation of the fibroblasts into hematopoietic stem cells can be usefully used for the production of safe and efficient cell therapy agents.

<< 실시예Example 1>  1> 배아섬유아세포Embryo fibroblast  And 조혈줄기세포의Of hematopoietic stem cells 분리 detach

<1-1> <1-1> 마우스배아섬유아세포의Mouse embryonic fibroblast 분리 detach

13.5일 된 실험용 마우스(C57BL/6J, 중앙실험동물(주), 한국) 배아의 머리와 간 등의 장기를 분리한 뒤 조직을 잘게 갈아준 후, 2.5 ㎖의 트립신(trypsin)을 처리하고 37℃에서 30분간 배양한다. 그 다음, DMEM+10% 배지를 넣고 원심분리하여 상층액을 제거하고 40 μM 메시(mesh)에 여과해 준 다음 37℃배양기에서 배양하였다. 상기 분리한 마우스배아섬유아세포(mouse embryo fibroblast cell, MEF)는 DMEM+10% 배지에서 배양하였다.
13.5-day-old experimental mouse (C57BL / 6J, Central Lab., Korea). The embryo's head and liver organs were separated, the tissue was finely ground, treated with 2.5 ml of trypsin, For 30 minutes. Then, DMEM + 10% medium was added, and the supernatant was removed by centrifugation, followed by filtration on a 40 μM mesh, followed by incubation at 37 ° C. in an incubator. The isolated mouse embryo fibroblast cells (MEF) were cultured in DMEM + 10% medium.

<1-2> <1-2> 조혈줄기세포의Of hematopoietic stem cells 분리 detach

실험용 마우스의 대퇴골과 경골로부터 골수를 얻어 용해완충용액(lysis buffer)를 처리하여 적혈구를 제거하였다. 골수 세포를 4℃에서 15분간 블럿킹(blocking)한 후, B220, CD2, NK1.1, CD11b, Gr-1, 및 TER-119 항체가 포함된 바이오틴화된 항체 칵테일(biotinylated antibody cocktail for lineage)를 첨가하여 4℃에서 20분간 반응하였다. 상기 세포를 FBS가 첨가된 PBS로 세척한 뒤 스트렙타비딘-마이크로비드(streptavidin-microbeads)를 첨가하여 다시 4℃에서 20분간 반응한다. 마그네틱 컬럼(Magnetic column)을 Super MACS에 장치하고, 마그네틱 비드(Magnetic bead)가 표지된 세포를 통과시켰다. 그 다음, PBS로 컬럼을 충분히 세척하고 컬럼을 통과한 액을 원심분리하여 계통(lineage) 음성인 세포(Lin-)를 모았다. 상기 Lin-세포에 20 ㎕ MACS CD117 마이크로비드(microbeads)를 세포에 첨가하고 4℃에서 20분간 배양하였다. 그 다음, 세포를 MS 컬럼에 통과시키고 컬럼을 PBS로 세척하고, 1 ㎖ PBS/FBS 완충용액을 넣어 CD117+ 양성 선택(positive selection)으로 조혈줄기세포(hematopoietic stem cells; HSC)를 분리하였다.
Bone marrow was obtained from the femur and tibia of experimental mice and the lysis buffer was treated to remove red blood cells. Bone marrow cells were blocked for 15 minutes at 4 ° C and then incubated with biotinylated antibody cocktail for lineage containing B220, CD2, NK1.1, CD11b, Gr-1, and TER-119 antibodies. Was added and reacted at 4 ° C for 20 minutes. The cells are washed with FBS-added PBS, streptavidin-microbeads are added, and reacted again at 4 ° C for 20 minutes. A magnetic column was placed in Super MACS and the labeled beads were passed through the labeled beads. Then, the column was sufficiently washed with PBS, and the solution passed through the column was centrifuged to collect lineage negative cells (Lin - ). The Lin - addition of 20 ㎕ CD117 MACS microbeads (microbeads) in cell to cell and incubated at 4 20 minutes. The cells were then passed through an MS column, the column was washed with PBS, and 1 ml PBS / FBS buffer was added to separate the hematopoietic stem cells (HSC) by positive CD117 + selection.

<< 실시예Example 2>  2> 배아섬유아세포로부터From embryonic fibroblasts 조혈줄기세포로의  Into hematopoietic stem cells 역분화De-differentiation 유도 조건 확인 Verify induction conditions

<2-1> <2-1> 배아섬유아세포로부터From embryonic fibroblasts 조혈줄기세포로의  Into hematopoietic stem cells 역분화De-differentiation 유도를 위한 후보 유전자 선별 Candidate gene selection for induction

배아섬유아세포로부터 조혈줄기세포로의 역분화를 유도하기 위한 후보 유전자를 선별하기 위하여, 유전자발현연속분석법(serial analysis of gene expression, SAGE)을 수행하였다. Serial analysis of gene expression (SAGE) was performed to select candidate genes to induce the differentiation of embryonic fibroblasts into hematopoietic stem cells.

구체적으로, 유전자발현연속분석법은 특정 조직이나 세포에서 높게 발현되는 유전자를 분석할 수 있는 방법으로 조혈줄기세포에서 높게 발현되어있는 유전자를 분석, 정리할 수 있으며 이를 참고하여 조혈줄기세포의 운명을 결정하는데 중요한 역할을 하는 유전자를 중심으로 유전자를 선별할 수 있었다. 즉, SAGE 데이터를 조혈줄기세포와 자연살해세포 간 발현 정도를 정리한 후 조혈줄기세포에서 상대적으로 높게 발현되는 유전자 중 조혈줄기세포의 성장, 발달, 분화, 자가복제 등에 중요하게 작용하는 유전자를 중심으로 선별하였다. Specifically, the gene expression sequencing method is a method for analyzing a gene highly expressed in a specific tissue or cell. The gene that is highly expressed in the hematopoietic stem cell can be analyzed and sorted, and the destiny of the hematopoietic stem cell is determined Genes could be selected based on genes that play an important role. In other words, after summarizing the degree of expression between hematopoietic stem cells and natural killer cells, SAGE data is used to determine the genes that are important in hematopoietic stem cell growth, development, differentiation, and self replication among genes expressed relatively high in hematopoietic stem cells Respectively.

그 결과, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 자연살해 전구세포(natural killer precursor cell, pNK) 및 성숙 자연살해세포(mature natural killer cell, mNK)와 비교하여 조혈줄기세포(HSC)에서 과발현되는 후보 유전자들을 선별하였다(도 1a).
As a result, as shown in FIG. 1A, compared with natural killer precursor cells (pNK) and mature natural killer cells (mNK), candidate genes overexpressed in hematopoietic stem cells (HSC) (Fig. 1A).

<2-2> <2-2> 배아섬유아세포로부터From embryonic fibroblasts 조혈줄기세포로의  Into hematopoietic stem cells 역분화De-differentiation 유도를 위한 후보 유전자 발현 확인 Identification of candidate gene expression for induction

상기 실시예 <2-1>에 기재된 방법으로 선별된 후보 유전자들이 자연살해세포(natural cell, NK), 마우스배아섬유아세포(MEF) 및 배아줄기세포(embryonic stem cell, ES)와 비교하였을 때 조혈줄기세포(HSC)에서 높게 발현되는지 확인하기 위하여, 중합효소연쇄반응(RT-PCR)을 수행하였다.When the candidate genes selected by the method described in Example <2-1> are compared with natural cells (NK), mouse embryonic fibroblasts (MEF) and embryonic stem cells (ES) Polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed to confirm that it was highly expressed in stem cells (HSC).

구체적으로, 자연살해 전구세포(pNK), 성숙 자연살해세포(mNK), 마우스배아섬유아세포(MEF), 배아줄기세포(ES) 및 상기 실시예 <1-2>에 기재된 방법으로 획득한 조혈줄기세포(HSC)를 회수하고 Trizol Reagent(Invitrogen, Carlsbad, USA)를 이용하여 총 RNA를 분리하였다. 1-2 ㎍의 RNA를 2.5 U의 몰로니 뮤린 백혈병 바이러스(Moloney murine leukemia virus; M-MLV) 역전사 효소(reverse transcriptase)(Promega, Madison, WI)와 함께 42℃에서 1시간 동안, 95℃에서 5분 동안 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 상기 유전체 DNA를 PCR의 주형으로 사용하여 하기 [표 1]의 프라이머(primer)를 사용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction: PCR)을 수행하여 c-Myc(Gene ID: Mm.2444), c-Jun(Gene ID: Mm.275071), LMO2(Gene ID: Mm.29266), c-Fos(Gene ID: Mm.246513), c-Myb(Gene ID: Mm.52109) 및 Trim28(Gene ID: Mm.15701) 유전자의 발현을 확인하였다.Specifically, natural killer precursor cells (pNK), mNK cells, mouse embryonic fibroblasts (MEF), embryonic stem cells (ES) and hematopoietic stem cells obtained by the method described in the above Example <1-2> Cells (HSC) were recovered and total RNA was isolated using Trizol Reagent (Invitrogen, Carlsbad, USA). 1-2 μg of RNA was incubated with 42 μl of a 2.5 U Moloney murine leukemia virus (M-MLV) reverse transcriptase (Promega, Madison, Wis.) At 42 ° C. for 1 hour, at 95 ° C. The reaction was carried out for 5 minutes to synthesize cDNA. Using the above-mentioned genomic DNA as a template for PCR, polymerase chain reaction (PCR) was performed using the primer shown in Table 1 below to obtain c-Myc (Gene ID: Mm.2444), c MRNA (Gene ID: Mm.275071), LMO2 (Gene ID: Mm.29266), c-Fos (Gene ID: Mm.246513) Mm. 15701) gene.

프라이머primer 서열(5'→3')The sequence (5 '- &gt; 3') c-Mycc-Myc 정방향Forward CAG AGG AGG AAC GAG CTG AAG CGC(서열번호 1)CAG AGG AGG AAC GAG CTG AAG CGC (SEQ ID NO: 1) 역방향Reverse TTA TGC ACC AGA GTT TCG AAG CTG TTC G(서열번호 2)TTA TGC ACC AGT GTT TCG AAG CTG TTC G (SEQ ID NO: 2) c-Junc-Jun 정방향Forward TCC CCT ATC GAC ATG GAG TC(서열번호 3)TCC CCT ATC GAC ATG GAG TC (SEQ ID NO: 3) 역방향Reverse TGA GTT GC ACC CAC TGT TA(서열번호 4)TGA GTT GC ACC CAC TGT TA (SEQ ID NO: 4) LMO2LMO2 정방향Forward GGA TGG TCT CTG TGC ATC CT(서열번호 5)GGA TGG TCT CTG TGC ATC CT (SEQ ID NO: 5) 역방향Reverse TCC CAT TGA TCT TGG TCC AC(서열번호 6)TCC CAT TGA TCT TGG TCC AC (SEQ ID NO: 6) c-Fosc-Fos 정방향Forward ATC CTT GGA GCC AGT CAA GA(서열번호 7)ATC CTT GGA GCC AGT CAA GA (SEQ ID NO: 7) 역방향Reverse GTA CAG GTG ACC ACG GGA GT(서열번호 8)GTA CAG GTG ACC ACG GGA GT (SEQ ID NO: 8) c-Mybc-Myb 정방향Forward GCG TCA CTT GGG GAA AAC TA(서열번호 9)GCG TCA CTT GGG GAA AAC TA (SEQ ID NO: 9) 역방향Reverse CAA CGC TTC GGA CCA TAT TT(서열번호 10)CAA CGC TTC GGA CCA TAT TT (SEQ ID NO: 10) Trim28Trim28 정방향Forward AAT GAT GCC CAG AAG GTG AC(서열번호 11)AAT GAT GCC CAG AAG GTG AC (SEQ ID NO: 11) 역방향Reverse ATC TCA CCA TGA GGC TCC AC(서열번호 12)ATC TCA CCA TGA GGC TCC AC (SEQ ID NO: 12) GAPDHGAPDH 정방향Forward ATT GTC ATA CCA GGA AAT GAG CTT(서열번호 13)ATT GTC ATA CCA GGA AAT GAG CTT (SEQ ID NO: 13) 역방향Reverse GTG TTC CTA CCC CCA ATG TGT(서열번호 14)GTG TTC CTA CCC CCA ATG TGT (SEQ ID NO: 14)

그 결과, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 자연살해세포, 배아섬유아세포 및 배아줄기세포와 비교하여 조혈줄기세포에서 c-Myc, c-Jun, LMO2, c-Fos, c-Myb 및 Trim28의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 특히, 배아섬유아세포와 비교하여 조혈줄기세포에서 상기 6개 유전자의 발현이 현저하게 증가함을 확인하였다(도 1b).
As a result, as shown in Fig. 1B, the expression of c-Myc, c-Jun, LMO2, c-Fos, c-Myb and Trim28 in hematopoietic stem cells compared with natural killer cells, embryonic fibroblasts and embryonic stem cells Respectively. In particular, it was confirmed that the expression of the six genes was significantly increased in hematopoietic stem cells as compared with embryonic fibroblasts (Fig. 1B).

<2-3> <2-3> 배아섬유아세포로부터From embryonic fibroblasts 조혈줄기세포로의  Into hematopoietic stem cells 역분화De-differentiation 유도 최적 후보 유전자 조합 확인 Identification of induction best candidate gene combination

전분화능 표지인자(pluripotency marker)를 포함한 상기 실시예 <2-1> 및 <2-2>에 기재된 방법으로 선별된 후보 유전자의 다양한 후보유전자의 조합을 통해 역분화를 유도하여 역분화 유도 최적 조건을 확인하였다.The dedifferentiation induction was induced through the combination of various candidate genes of the candidate gene selected by the methods described in the above Examples <2-1> and <2-2> including the pluripotency marker to determine the optimum conditions for induction of the differentiation Respectively.

구체적으로, RFP를 암호화하는 pMXs 레트로바이러스 벡터(retroviral vector)에 Oct3/4(Gene ID: Mm.17031), Sox2(Gene ID: Mm.65396), Klf4(Gene ID: Mm.4325) 및 c-Myc의 4가지 유전자, 및 상기 실시예 <2-1> 및 <2-2>에 기재된 방법으로 선별된 후보 유전자 c-Jun, LMO2, c-Fos, c-Myb를 서브클로닝(subcloning)하였다. 상기 pMXs 레트로바이러스 벡터는 형질전환(transfection) 효율을 확인함과 동시에 음성 대조군(negative control)으로 이용하였다. Plat-E 패킹 세포(packing cells)를 6x105 세포/6웰로 하루 동안 배양한 후 lipofectaminPlus를 이용하여 상기 서브클로닝한 유전자를 형질전환하였다. 3-4 시간 후 배지를 교환하고 48 시간 후에 배양액을 회수한다. 상기 동일한 양의 바이러스칵테일은 각각 여러 조합으로 4 ㎍/㎖ 폴리브렌(polybrene)과 함께 상기 실시예 <1-1>에 기재된 방법으로 획득한 마우스배아섬유아세포에 처리한 뒤 4 시간 내지 하루 동안 배양한 후, 새 배지로 교체하여 3일 동안 바이러스 감염(infection)하였다. 여러 조합으로 감염된 상기 배아섬유아세포는 미토마이신 C(mitomycin C)가 처리된 지지세포에 다시 나눈 후, 조혈줄기세포 배양 배지로 배양하고 2-3일에 한 번씩 배지를 교환해주었다. 약 21일 후에 콜로니(colony)를 선별하였다. 선별 방법은 배지를 제거한 뒤 PBS를 이용하여 세척한 후, 선별된 콜로니에 트립신을 처리하고 조혈줄기세포 배양 배지에서 배양하였다.Specifically, Oct3 / 4 (Gene ID: Mm.17031), Sox2 (Gene ID: Mm.65396), Klf4 (Gene ID: Mm.4325), and c- Myc and the candidate genes c-Jun, LMO2, c-Fos and c-Myb selected by the methods described in the above Examples <2-1> and <2-2> were subcloned. The pMXs retroviral vector was used as a negative control while confirming the transfection efficiency. Plat-E packing cells were cultured at 6 × 10 5 cells / 6 wells for one day, and the subcloned gene was transformed with lipofectamine Plus . The medium is exchanged after 3-4 hours and the culture is recovered after 48 hours. The same amount of the virus cocktail was treated with mouse embryonic fibroblasts obtained by the method described in the above Example <1-1> together with 4 / / ml polybrene in several combinations, followed by culturing for 4 hours to one day And then replaced with fresh medium for infection for 3 days. The embryonic fibroblasts infected with various combinations were divided into mitomycin C-treated support cells, cultured in a hematopoietic stem cell culture medium, and the medium was changed every 2-3 days. After about 21 days, colonies were screened. For selection, the medium was removed, washed with PBS, treated with selective colony trypsin, and cultured in a hematopoietic stem cell culture medium.

그 결과, 도 1c에 나타낸 바와 같이, Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, Lmo2, c-Fos 및 c-Myb(OSKMLFB)의 조건에서 가장 많은 수의 콜로니가 생겼으며 조혈줄기세포의 표면 지표(surface marker)를 발현함을 확인함으로써, 조혈줄기세포로의 역분화를 위한 후보 유전자 조합 중 OSKMLFB가 조혈줄기세포로의 최적 역분화 조건임을 확인하였다(도 1c).
As a result, as shown in Fig. 1C, the largest number of colonies were formed under the conditions of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, Lmo2, c-Fos and c-Myb (OSKMLFB) It was confirmed that OSKMLFB among the candidate gene combinations for the reverse differentiation into hematopoietic stem cells was an optimal regeneration condition for hematopoietic stem cells (Fig. 1C).

<< 실시예Example 3> 유도된 조혈줄기세포로의  3> derived hematopoietic stem cells 역분화De-differentiation 확인 Confirm

상기 실시예 <2-3>에서 확인된 최적 역분화 조건으로 섬유아세포로부터 유도된 조혈줄기세포(induced hematopoietic stem cells, iHSC)와 조혈줄기세포가 유사한 특성을 가지는지 확인하기 위하여, 형태학적 분석 및 형광활성세포분류기(FACS) 분석을 수행하였다. In order to determine whether the hematopoietic stem cells (iHSC) derived from fibroblasts and the hematopoietic stem cells have similar characteristics as the optimal regeneration conditions identified in Example 2-3, Fluorescence activated cell sorter (FACS) analysis was performed.

구체적으로, 상기 실시예 <2-3>의 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, Lmo2, c-Fos 및 c-Myb 유전자 조합 조건에서 마우스섬유아세포로부터 역분화 유도된 조혈줄기세포, 조혈줄기세포 및 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPS)의 형태를 현미경을 이용하여 관찰하였다(도 2a).Specifically, the hematopoietic stem cells derived from mouse fibroblasts derived from differentiation conditions of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, Lmo2, c-Fos and c- The morphology of stem cells and induced pluripotent stem cells (iPS) was observed using a microscope (Fig. 2a).

또한, 형광활성세포분류기(FACS)를 통한 분석을 위하여 상기 실시예 <2-3>의 OSKMLFB 유전자 조합 조건에서 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #562를 배양한 후, 트립신(Trypsin)을 처리하여 단일세포(Single cell)로 부유시키고 형광이 결합되어 있는 항체 c-Kit 및 Sca-1, CD135 및 CD34, 또는 CD48 및 CD150와 4℃에서 30분간 반응시킨 후 FACSCanto(BD Bioscience)를 이용하여 조혈줄기세포의 표면 지표를 확인하였다(도 2b).In addition, for analysis through a fluorescence activated cell sorter (FACS), hematopoietic stem cell (iHSC) colonies # 562 induced by the differentiation of the OSKMLFB gene combination conditions of Example <2-3> were cultured, (BD Bioscience) after reacting with c-Kit, Sca-1, CD135, and CD34, or CD48 and CD150, which had fluorescence bound thereto, at 4 ° C for 30 minutes, (Fig. 2B). As shown in Fig.

또한, 상기 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #106, #13, #110, #103, #19 및 #29를 미토마이신 C(mitomycin C)가 처리된 지지세포에 나눈 후, 조혈줄기세포 배양 배지로 60일 동안 배양한 후 상기와 같이 형광이 결합되어 있는 항체 c-Kit 및 Sca-1과 반응시킨 후 FACSCanto(BD Bioscience)를 이용하여 조혈줄기세포의 표면 지표를 확인하였다(도 2c).In addition, hematopoietic stem cell (iHSC) colonies # 106, # 13, # 110, # 103, # 19 and # 29 induced through the de-differentiation were divided into supporting cells treated with mitomycin C, After incubation with hematopoietic stem cell culture medium for 60 days, the surface markers of hematopoietic stem cells were confirmed using FACSCanto (BD Bioscience) after reacting with c-Kit and Sca-1 antibody conjugated with fluorescence as described above 2c).

그 결과, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 형태학적으로 섬유아세포로부터 유도된 조혈줄기세포(iHSC)가 조혈줄기세포와 유사한 둥글고 작은 모양을 나타냄을 확인하였다(도 2a).As a result, it was confirmed that hematopoietic stem cells (iHSC) morphologically derived from fibroblasts showed a round and small shape similar to hematopoietic stem cells (Fig. 2a), as shown in Fig.

또한, 도 2b 및 도 2c에 나타낸 바와 같이, LKS(Lin-c-Kit+Sca-1+) 세포군집(population), 장기 세포군집(long term population, Lin-c-Kit+Sca-1+CD34-CD135- 및 Lin-c-Kit+Sca-1+CD150+CD48- 세포) 및 단기 세포군집(short term population, Lin-c-Kit+Sca-1+CD34+CD135- 및 Lin-c-Kit+Sca-1+CD150+CD48+ 세포)을 가짐을 확인하였다(도 2b). 또한, 오랜 시간 배양 후에도 iHS 세포 군집에서 LKS 세포군집이 여전히 존재함을 확인하였다(도 2c). 따라서, 상기 결과를 통해 OSKMLFB 유전자 조합으로 섬유아세포로부터 조혈줄기세포로 역분화가 유도됨을 확인하였다.As shown in FIG. 2B and FIG. 2C, the LKS (Lin - c-Kit + Sca-1 + ) cell population, the long term population (Lin - c-Kit + Sca-1 + CD34 - CD135 - and the Lin - c-Kit + Sca- 1 + CD150 + CD48 - cells) and short cell clusters (short term population, Lin - c -Kit + Sca-1 + CD34 + CD135 - and the Lin - c-Kit + Sca-1 + CD150 + CD48 + cells) (Fig. 2b). Furthermore, it was confirmed that LKS cell clusters were still present in iHS cell clusters after a long time of culture (Fig. 2C). Therefore, it was confirmed that the differentiation of fibroblasts into hematopoietic stem cells was induced by the combination of OSKMLFB gene.

<< 실시예Example 4> 섬유아세포로부터  4> from fibroblasts 역분화De-differentiation 유도된 조혈줄기세포의 유전자 및 단백질 발현 확인 Identification of gene and protein expression of induced hematopoietic stem cells

섬유아세포(pMXs), 섬유아세포로부터 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSCs), 조혈줄기세포(HSC), 배아줄기세포(ES) 및 유도만능줄기세포(iPS) 간 유전자 및 단백질 발현을 비교하기 위하여, 실시간 PCR(real-time PCR), 웨스턴 블럿팅(western blotting, 면역염색법(immunostaining) 및 RT-PCR을 수행하였다.(IHSCs), hematopoietic stem cells (HSC), embryonic stem cells (ES), and induced pluripotent stem cells (iPS) derived from fibroblasts (pMXs) Real-time PCR, western blotting, immunostaining, and RT-PCR were performed in order to perform PCR.

구체적으로, 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 조혈줄기세포의 표면 지표인 c-Kit 및 Sca-1 유전자의 발현을 확인하기 위하여, 실시간중합효소연쇄반응을 수행하였다. 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 마우스섬유아세포 음성대조군(pMXs), 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #103, #105, #106, #109 및 #110, 상기 실시예 <1-2>에 기재된 방법으로 분리한 조혈줄기세포(HSC) 및 배아줄기세포(ES)를 회수하고 상기 실시예 <2-2>와 같이 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA의 전사체는 SYBR Premix Ex Taq(Takara Bio, Japan)와 Real-time system TP 800(Takara Bio, 일본)을 이용하여 정량하였으며, 시료의 표준화를 위해 GAPDH를 사용하였다. 각각의 프라이머는 Primer3 software를 사용하여 하기 [표 2]와 같이 제작하였다(도 3a). Specifically, real-time PCR was performed to confirm the expression of c-Kit and Sca-1 gene, which are surface markers of hematopoietic stem cells, in hematopoietic stem cells (iHSCs) derived from differentiation. (PMXs) obtained by the method described in the above Example <2-3>, the hematopoietic stem cell (iHSC) colonies # 103 and # 107 derived by the method described in Example <2-3> The hematopoietic stem cells (HSC) and the embryonic stem cells (ES) separated by the method described in the above Example < 1-2 > were recovered, The cDNA was synthesized as follows. Transcripts of the synthesized cDNAs were quantified using SYBR Premix Ex Taq (Takara Bio, Japan) and Real-time system TP 800 (Takara Bio, Japan), and GAPDH was used for standardization of the samples. Each primer was prepared using primer 3 software as shown in Table 2 (Fig. 3A).

프라이머primer 서열(5'→3')The sequence (5 '- &gt; 3') c-Kit
c-Kit
정방향Forward CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC(서열번호 15)CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC (SEQ ID NO: 15)
역방향Reverse CTG CTG GTG CTC GGG TTT G(서열번호 16)CTG CTG GTG CTC GGG TTT G (SEQ ID NO: 16) Sca-1
Sca-1
정방향Forward ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA(서열번호 17)ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA (SEQ ID NO: 17)
역방향Reverse CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC(서열번호 18)CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC (SEQ ID NO: 18)

또한, 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 조혈줄기세포의 표면 지표인 c-Kit 및 Sca-1 단백질의 발현을 확인하기 위하여, 웨스턴 블럿팅을 수행하였다. 상기 마우스섬유아세포 음성대조군(pMXs), 및 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 세포 콜로니 #101, #116, #117, #118, #120, #121, #103, #104 및 #110을 회수하고 용해완충용액(lysis buffer)을 이용하여 세포를 용해하였다. 상기 용해된 세포는 각 시료당 약 10 ㎍의 단백질을 SDS 샘플 완충용액으로 반응을 종결하여 SDS-PAGE로 분리하고 나이트로셀룰로즈 막(Nitrocellulose transfer membrane)으로 전달시켰다. 그 다음, 일차 항체로 항-c-Kit(SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, INC., USA) 항체, 항-Sca-1(SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, INC., USA) 항체 및 항-액틴(actin)(SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, INC., USA) 항체를 처리하여 반응시킨 후, 상기 막에 붙은 일차 항체에 HRP-접합 이차 항체를 붙이고, 이를 ECL(Amersham Biosciences, UK)을 이용하여 확인하였다. 액틴은 대조 단백질로 사용하였다(도 3b).Western blotting was performed to confirm expression of c-Kit and Sca-1 protein, which are surface markers of hematopoietic stem cells, in the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC). (PMXs), and hematopoietic stem cell (iHSC) cell colonies # 101, # 116, # 117, # 118, # 120 and # 121, # 103, # 104 and # 110 were recovered and the cells were lysed using a lysis buffer. The dissolved cells were separated by SDS-PAGE and transferred to a nitrocellulose transfer membrane by terminating the reaction with about 10 μg of protein per sample in SDS sample buffer solution. Then, the primary antibody was incubated with anti-c-Kit (SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, INC., USA) antibody, SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, INC., USA antibody and SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY , INC., USA) antibody was reacted and HRP-conjugated secondary antibody was attached to the primary antibody attached to the membrane and confirmed by ECL (Amersham Biosciences, UK). Actin was used as a control protein (Figure 3b).

또한, 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 조혈줄기세포의 표면 지표인 c-Kit 및 Sca-1 단백질의 발현을 확인하기 위하여, 면역염색법을 수행하였다. 상기 유도만능줄기세포(iPS), 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 및 조혈줄기세포(HSC)를 원형 유리 커버 슬립(cover slip)이 들어있는 12 웰 플레이트에서 1×105 세포/플레이트 농도로 24시간 동안 배양한 후, 차가운 1 x PBS로 세척하고 상온에서 20분 동안 4% 파라포름알데하이드(paraformaldhyde)로 고정하였다. 그 다음, 상기 세포를 0.2% TritonX-100(Sigma, USA)으로 상온에서 15분 동안 침투하고 4℃에서 하루 동안 항-SSEA(R&D systems, USA), 항-c-Kit, 항-Sca-1 항체 및 DAP1(Vector Labs, USA)로 반응시킨 후, PBS로 세 번 세척하였다. 그 다음, 상온에서 2시간 동안 이차 항체(Invitrogen, USA)로 반응시키고, PBS로 세척한 후 LSM510 confocal 현미경(Carl Zeiss)를 이용해 시각화하였다(도 3c).Immunostaining was performed to confirm the expression of c-Kit and Sca-1 protein, which are surface markers of hematopoietic stem cells, in hematopoietic stem cells (iHSCs) derived from differentiation. The induced pluripotent stem cells (iPS), de-differentiation-induced hematopoietic stem cells (iHSC) and hematopoietic stem cells (HSC) in a circular glass coverslip (cover slip) in a 12-well plate containing 1 × 10 5 cells / plate density For 24 h, then washed with cold 1 x PBS and fixed with 4% paraformaldhyde for 20 min at room temperature. The cells were then infiltrated with 0.2% Triton X-100 (Sigma, USA) for 15 min at room temperature and incubated with anti-SSEA (R & D systems, USA), anti- Antibody and DAP1 (Vector Labs, USA) and washed three times with PBS. Then, the cells were reacted with a secondary antibody (Invitrogen, USA) at room temperature for 2 hours, washed with PBS, and visualized using a LSM510 confocal microscope (Carl Zeiss, Fig. 3C).

또한, 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 조혈줄기세포의 전사인자 발현을 확인하기 위하여, RT-PCR을 수행하였다. 상기 마우스섬유아세포 음성대조군(pMXs) 및 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화 유도된 조혈줄기세포(iHSC) 세포 콜로니 #103, #104 및 #106을 회수하고 조혈줄기세포 및 배아줄기세포와 함께 상기 실시예 <2-2>와 같이 RT-PCR을 수행하였다. 이 때, 프라이머로 상기 [표 1] 및 하기 [표 3]을 이용하였다(도 3d).RT-PCR was performed to confirm the expression of transcription factors of hematopoietic stem cells in the hematopoietic stem cells (iHSC) derived from differentiation. The mouse fibroblast negative control (pMXs) and the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC) cell colonies # 103, # 104 and # 106 obtained by the method described in Example 2-3 were recovered and hematopoietic stem cells And embryonic stem cells were subjected to RT-PCR as described in Example < 2-2 >. At this time, [Table 1] and [Table 3] were used as primers (Fig. 3d).

프라이머primer 서열(5'→3')The sequence (5 '- &gt; 3') c-Kit
c-Kit
정방향Forward CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC(서열번호 19)CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC (SEQ ID NO: 19)
역방향Reverse CTG CTG GTG CTC GGG TTT G(서열번호 20)CTG CTG GTG CTC GGG TTT G (SEQ ID NO: 20) Sca-1
Sca-1
정방향Forward ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA(서열번호 21)ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA (SEQ ID NO: 21)
역방향Reverse CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC(서열번호 22)CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC (SEQ ID NO: 22) CD34
CD34
정방향Forward CCA CAC ACT TTT TCA CAA CCA(서열번호 23)CCA CAC ACT TTT TCA CAA CCA (SEQ ID NO: 23)
역방향Reverse CCA ACC TCA CTT CTC GGA TT(서열번호 24)CCA ACC TCA CTT CTC GGA TT (SEQ ID NO: 24) CD150
CD150
정방향Forward TCT TGG GGA CTG GGA TAC AG(서열번호 25)TCT TGG GGA CTG GGA TAC AG (SEQ ID NO: 25)
역방향Reverse ATG AGG AGA GAC GGT GGA GA(서열번호 26)ATG AGG AGA GAC GGT GGA GA (SEQ ID NO: 26) Nanog
Nanog
정방향Forward ATG CGG ACT GTG TTC TCT CA(서열번호 27)ATG CGG ACT GTG TTC TCT CA (SEQ ID NO: 27)
역방향Reverse GCA ATG GAT GCT GGG ATA CT(서열번호 28)GCA ATG GAT GCT GGG ATA CT (SEQ ID NO: 28)

그 결과, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 음성 대조군인 섬유아세포 및 배아줄기세포와 달리 역분화 유도된 조혈줄기세포에서 조혈줄기세포의 표면지표인 c-Kit 및 Sca-1 유전자의 발현이 증가됨을 확인하였다(도 3a).As a result, as shown in Fig. 3A, unlike fibroblasts and embryonic stem cells, which were negative control groups, the expression of c-Kit and Sca-1 gene, which are surface markers of hematopoietic stem cells, (Fig. 3A).

또한, 도 3b 및 도 3c에 나타낸 바와 같이, 섬유아세포와 달리 iHSC에서 c-Kit 및 Sca-1 단백질의 발현이 현저하게 증가하는 것을 확인하였다(도 3b). 또한, 유도만능세포에서는 배아줄기세포의 마커인 SSEA 단백질이 발현되는 반면, 역분화 유도된 조혈줄기세포의 경우 조혈줄기세포와 마찬가지로 SSEA 단백질이 발현되지 않고 c-Kit 및 Sca-1 단백질의 발현이 증가함을 확인하였다(도 3c).In addition, as shown in FIGS. 3B and 3C, the expression of c-Kit and Sca-1 protein was significantly increased in iHSC unlike fibroblasts (FIG. 3B). In addition, SSEA protein, which is a marker of embryonic stem cells, is expressed in inducible pluripotent stem cells. However, in the case of hematopoietic stem cells, the expression of c-Kit and Sca-1 protein is not expressed, (Fig. 3C).

또한, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 역분화 유도된 조혈줄기세포에서 조혈줄기세포의 표면 지표뿐만 아니라 조혈줄기세포에서 특이적으로 높게 발현되는 전사인자인 LMO2 단백질이 높게 발현됨을 확인하였다(도 3d). 따라서 상기 결과를 통해 섬유아세포로부터 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)가 조혈줄기세포와 매우 유사한 분자특성(molecular characters)을 가짐을 확인하였다.
In addition, as shown in FIG. 3D, it was confirmed that LMO2 protein, which is a transcription factor specifically expressed in hematopoietic stem cells as well as surface markers of hematopoietic stem cells, was highly expressed in hematopoietic stem cells derived from differentiation (FIG. 3D) . Therefore, it was confirmed that hematopoietic stem cells (iHSCs) derived from degeneration from fibroblasts have very similar molecular characters to hematopoietic stem cells.

<< 실시예Example 5> 생체 내에서( 5> in vivo inin vivovivo ) 분화 능력 확인) Identification of differentiation ability

골수가 제거된 수여 쥐 (recipient mice)에 이식하였을 때 혈액의 재구성에 조혈줄기세포는 매우 중요한 영향을 미친다. 따라서, 섬유아세포로부터 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)가 생체 내에서(in vivo) 조혈세포 시스템을 조절할 수 있는 능력을 가지는지 확인하기 위하여, FACS 분석을 수행하였다.Hematopoietic stem cells play an important role in the reconstitution of blood when transplanted into recipient mice in which bone marrow has been removed. Therefore, FACS analysis was performed to confirm that the hematopoietic stem cell (iHSC) induced through de-differentiation from fibroblasts has the ability to regulate the hematopoietic cell system in vivo.

구체적으로, 6-8주령의 수여 쥐(CD45.1+ congenic mice)(C57BL/6J, 중앙실험동물(주), 한국)에 900 rad의 방사선을 조사한 후, 상기 방사선 조사한 수여 쥐의 꼬리 혈관에 5×108 개의 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 마우스섬유아세포(pMXs), 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)로부터 분리한 lin-c-Kit+Sca-1 세포, 또는 골수로부터 얻어진 lin-c-Kit+Sca-1 세포(CD45.2+)를 수여 쥐(CD45.1+ congenic mice)로부터 준비된 골수세포(1×106)와 함께 주사하였다. 그 다음, 16주 후에 마우스를 희생하고 골수를 획득하여 LKS, 자연살해(NK) 세포, B 세포, T 세포(도 4a) 및 골수 세포(도 4b)의 표지인자의 발현을 상기 <실시예 3>과 같이 FACS를 통해 분석하여 그래프화하였다.Specifically, after irradiation of 900 rad with 6-8 week old fed mice (CD45.1 + congenic mice) (C57BL / 6J, Central Lab., Korea), the irradiated mice were exposed to the tail vein 5 × 10 8 mouse fibroblasts (pMXs) obtained by the method described in the above Example <2-3>, hematopoietic stem cells (iHSCs) induced through de-differentiation according to the method described in Example <2-3, Bone marrow cells prepared from the c-Kit + Sca-1 cells (CD45.2 +) conferred the mice (CD45.1 + congenic mice) (- one isolated from lin - c-Kit + Sca-1 cells, obtained from bone marrow or lin 1 x 10 &lt; 6 &gt;). After 16 weeks, the mice were sacrificed and bone marrow was obtained to express the markers of LKS, NK cells, B cells, T cells (Fig. 4A) and bone marrow cells (Fig. 4B) And analyzed by FACS.

그 결과, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 섬유아세포를 주사한 경우에 비해 섬유아세로로부터 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 유래한 CD45.2+ 림프성 세포인 LKS, 자연살해세포, B 세포 및 T 세포가 현저하게 증가하는 것을 확인하였고(도 4a), 역분화 유도된 조혈줄기세포를 주입한 마우스의 골수에서 골수성 세포인 CD45.2+Mac-a+Gr-1+ 세포 또한 존재하는 것을 확인하였다(도 4b). 따라서, 상기 결과를 통해 섬유아세포의 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)가 생체 내에서 림프성 혈통뿐만 아니라 골수성 혈통으로도 분화됨을 알 수 있다.
As a result, as shown in Figs. 4A and 4B, the CD45.2 + lymphocytes LKS derived from hematopoietic stem cells (iHSC) derived from fibroblast differentiation from fibroblasts, (FIG. 4A). In the bone marrow of mice injected with the differentiation-induced hematopoietic stem cells, CD45.2 + Mac-a + Gr-1 + Cells were also present (Fig. 4B). Therefore, it can be seen that the hematopoietic stem cell (iHSC) induced through the de-differentiation of fibroblasts differentiates into a lymphoid lineage as well as a myeloid lineage in vivo.

<< 실시예Example 6> 생체 외에서( 6> in vitro inin vitrovitro ) 분화 능력 확인) Identification of differentiation ability

생체 외에서(in vitro) 림프성 혈통 및 골수성 혈통으로의 분화 유도를 통해 섬유아세포로부터 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)의 다분화능(multipotency) 을 확인하기 위하여, FACS 분석, 세포독성 실험 및 집락형성능 분석을 수행하였다.In order to confirm the multipotency of hematopoietic stem cells (iHSCs) induced by differentiation from fibroblasts through in vitro induction of differentiation into lymphatic and myeloid lineages, FACS analysis, cytotoxicity experiment And colonization ability analysis were performed.

구체적으로, 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)로부터 자연살해세포로의 분화를 유도하기 위하여 2단계 분화 유도 방법을 선택하였다. 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화 유도 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #10, #108, #13, #110 및 #106을 24-웰(well) 플레이트(plate)(Becton and Dickinson Bioscience, 미국)에 1.5 x 106 세포/웰(cells/well)의 농도로 10% 소태아혈청(fetal bovine serum; FBS), 2 μg/ml 인도메타산(indometacin)(Sigma-Aldrich, St. 미국), 20 μg/ml 켄다마이신(gentamicin)(Sigma-Aldrich. 미국), 30 ng/ml murine SCF(stem cell factor)(PeproTech, Rocky Hill, 미국), 50 ng/ml 쥐(murine) Flt3L(PeproTech, 미국), 0.5 ng/ml 쥐(murine) IL-7(PeproTech, 미국)을 포함하는 RPMI 1640 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2에서 7일간 배양하였다. 최초 배양 3일 후 절반의 배양 상층액을 같은 조성의 사이토카인이 함유된 새로운 배지로 갈아주었다. NK 세포로의 분화를 위해 7일간 배양한 중간단계의 전구체 세포들을 회수하여 다양한 농도의 쥐(murine) IL-15(PeproTech., USA)를 포함하는 배지에서 7일간 추가 배양하였다. 3일 간격으로 절반의 배지를 같은 조성의 사이토카인이 함유된 새로운 배지로 갈아주었다. 14일째, 자연살해세포(NK 세포) 표면 분자에 대한 항체인 항-NK1.1와 항-CD3e 항체를 이용하여 자연살해세포의 분화 정도를 상기 <실시예 3>과 같이 FACS 분석하였다(도 5a).Specifically, in order to induce the differentiation of hematopoietic stem cells (iHSCs) derived from the hematopoietic stem cells (iHSCs) obtained through the de-differentiation obtained by the method described in the above Example <2-3> into natural killer cells, a two-stage differentiation induction method was selected. (IHSC) colonies # 10, # 108, # 13, # 110 and # 106 obtained by the method described in the above Example 2-3 were inserted into a 24-well plate Becton and Dickinson Bioscience, USA) 1.5 x 10 6 cells / well (cells / well) concentration of 10% in fetal calf serum (fetal bovine serum in the; FBS), 2 μg / ml indomethacin acid (indometacin) (Sigma-Aldrich , 50 ng / ml murine (Sigma-Aldrich USA), 30 ng / ml murine SCF (stem cell factor) (PeproTech, Rocky Hill, USA), 20 ug / ml gentamicin ) At 37 ° C, 5% CO 2 for 7 days using RPMI 1640 medium containing Flt3L (PeproTech, USA), 0.5 ng / ml murine IL-7 (PeproTech, USA) Three days after the initial incubation, half of the culture supernatant was replaced with fresh medium containing the same composition of cytokine. For the differentiation into NK cells, the medium-stage precursor cells cultured for 7 days were collected and further cultured for 7 days in medium containing various concentrations of murine IL-15 (PeproTech, USA). At intervals of three days, half of the medium was replaced with fresh medium containing the same composition of cytokine. On day 14, the degree of differentiation of natural killer cells was analyzed by FACS as in Example 3 using anti-NK1.1 and anti-CD3e antibodies, which are antibodies against surface molecules of natural killer cells (NK cells) ).

또한, 자연살해세포의 세포독성(cytotosicity)를 확인하기 위하여 Calcein-AM 방법을 이용하여 측정하였다. 즉, 표적(target) YAC-1 세포를 5 ㎍/㎖ calcein-AM 과 37℃에서 1 시간 반응시킨 후 각각의 공격세포(effector cell):표적세포(target cell) (E:T) 비율에 따라 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화 유도 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #543, #554 및 #530으로부터 분화 유도된 자연살해세포와 반응하였다. 상층액을 모아 여기 파장 485 nm 및 방출 파장 530 nm에서 형광리더(fluorescent reader)를 이용하여 형광을 측정한다(도 5b).In addition, the cytotoxicity of natural killer cells was measured using the Calcein-AM method. That is, target YAC-1 cells were reacted with 5 μg / ml calcein-AM for 1 hour at 37 ° C., and then the cells were reacted with the respective effector cells: target cells (E: T) Induced natural killer cells from the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC) colonies # 543, # 554 and # 530 obtained by the method described in the above Example <2-3>. The supernatant is collected and fluorescence is measured at a wavelength of 485 nm and an emission wavelength of 530 nm using a fluorescent reader (FIG. 5B).

또한, 골수성 세포로의 분화를 유도하기 위하여 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화 유도 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #600, #602 및 #605를 10 ng/㎖ IL6, 10 ng/㎖ GM-CSF, 10 ng/㎖ G-CSF, 50 ng/㎖ SCF, 20 ng/㎖ IL3 그리고 10 ng/㎖ BMP4(PeproTech)를 포함하는 RPMI1640 배지에 배양하였다. 14일째, 골수성 세포(myeloid lineage) 표면 분자에 대한 항체인 항-Gr-1과 항-Mac-1 항체를 이용하여 골수세포의 표면지표를 발현하는 세포를 상기 <실시예 3>과 같이 FACS를 이용하여 확인하였다(도 5c).In order to induce differentiation into myeloid cells, the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC) colonies # 600, # 602 and # 605 obtained by the method described in Example 2-3 were cultured in DMEM containing 10 ng / Were cultured in RPMI 1640 medium containing 10 ng / ml GM-CSF, 10 ng / ml G-CSF, 50 ng / ml SCF, 20 ng / ml IL3 and 10 ng / ml BMP4 (PeproTech). On day 14, cells expressing the surface markers of bone marrow cells using anti-Gr-1 and anti-Mac-1 antibodies, which are antibodies to surface molecules of myeloid lineage, were treated with FACS (Fig. 5C).

또한, 역분화를 통해 유도된 조혈줄기세포(iHSC)의 집락형성능(Colony-forming capacity)을 확인하기 위하여 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 역분화 유도 조혈줄기세포(iHSC) 콜로니 #106, #110, #114 및 #118를 메틸셀룰로오스-기반 배지(methylcellulose-based medium)(M3434, StemCell Technologies)을 이용하여 집락형성 분석법(Colony formation assay)을 수행하였다. 상기 세포와 메소컬트 배지(methocult media)와 1:10 (v/v) 비율로 준비한 다음 35 mm 배양 플레이트에 1 ㎖씩 분주한 다음 37℃, 5% CO2에서 12일간 배양하며 모양의 변화를 관찰하였다(도 5d).In order to confirm the colony-forming capacity of the hematopoietic stem cell (iHSC) derived from the differentiation, the differentiation-induced hematopoietic stem cell (iHSC) obtained by the method described in Example <2-3> Colony formation assays were performed using methylcellulose-based medium (M3434, StemCell Technologies) in colonies # 106, # 110, # 114 and # 118. The cells were prepared at a ratio of 1:10 (v / v) with methocult media, and then 1 ml was added to a 35 mm culture plate. The cells were cultured at 37 ° C and 5% CO 2 for 12 days. (Fig. 5D).

그 결과, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 조혈줄기세포(HSC)와 유사하게 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)에서 분화 유도를 통해 자연살해세포가 유도됨을 확인하였다(도 5a).As a result, as shown in FIG. 5A, it was confirmed that natural killer cells were induced through differentiation induction in hematopoietic stem cells (iHSC) induced by de-differentiation similar to hematopoietic stem cells (HSC) (FIG.

또한, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 섬유아세포에 비해 분화 유도된 자연살해세포의 세포 독성이 적고, 종양세포를 살해할 수 있는 능력을 가짐을 확인하였다(도 5b).In addition, as shown in FIG. 5B, it was confirmed that the cytotoxicity of the natural killer cells induced to differentiate from the fibroblasts was low and had the ability to kill tumor cells (FIG. 5B).

또한, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 섬유아세포와 달리 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)로부터 분화 유도된 Mac-a+Gr-1+ 골수성 세포가 증가하고, 특히, #600 iHSC에서 골수성 세포가 현저하게 증가하는 것을 확인함으로써, 상기 역분화로 유도된 조혈줄기세포로부터 골수성 혈통으로의 분화가 유도됨을 확인하였다(도 5c).As shown in FIG. 5C, Mac-a + Gr-1 + myeloid cells differentiated from hematopoietic stem cells (iHSCs) induced by differentiation were increased, unlike fibroblasts. Especially, in # 600 iHSC, (Fig. 5C). As a result, it was confirmed that the differentiation-induced hematopoietic stem cells were differentiated into myeloid lineage (Fig. 5C).

또한, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)로부터 과립구(Granulocyte)(CFU-G), 대식세포 혈통(macrophage lineage)(CFU-M)이 형성되고, 특히, 과립구 대식세포(CFU-GM)가 현저하게 형성되는 것을 확인함으로써, 상기 역분화로 유도된 조혈줄기세포가 조혈전구세포의 특성을 가짐을 확인하였다(도 5d). 따라서, 상기 결과를 통해 역분화로 유도된 조혈줄기세포가 집락형성능 및 다분화능을 가짐을 확인하였다.
5D, granulocytes (CFU-G) and macrophage lineage (CFU-M) are formed from hematopoietic stem cells (iHSCs) induced by de-differentiation. In particular, granulocytes It was confirmed that the macrophage (CFU-GM) was remarkably formed, and thus it was confirmed that the hematopoietic stem cells induced by the differentiation had characteristics of hematopoietic progenitor cells (FIG. 5d). Therefore, it was confirmed that the hematopoietic stem cells induced by the differentiation have the colonization ability and the multipotentialization ability through the above results.

<< 실시예Example 7> 직접  7> Direct 역분화로De-differentiation 유도된  Induced 조혈줄기세포(iHSC)와Hematopoietic stem cells (iHSC) and 유도만능줄기세포(iPS)의Induced pluripotent stem cells (iPS) 비교 compare

유도만능줄기세포(iPS)의 유도과정과 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)의 역분화 유도 과정의 차이를 확인하기 위하여, 전분화능의 표지 인자 및 조혈줄기세포의 표지 인자의 발현을 실시간 PCR로 측정하였다.In order to confirm the difference in the induction process of induced pluripotent stem cells (iPS) and the differentiation induction of hematopoietic stem cell (iHSC) induced by differentiation, the expression of markers of the differentiation potential markers and hematopoietic stem cells PCR.

구체적으로, 상기 실시예 <2-3>에 기재된 방법으로 획득한 마우스섬유아세포(pMX), 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC, 1, 2, 3, 4, 5 및 6주), 조혈줄기세포(HSC) 및 배아줄기세포(ES)를 회수한 후, Trizol Reagent(Invitrogen, Carlsbad, USA)를 이용하여 총 RNA를 분리하였다. 그 다음, 상기 실시예 <2-2>와 같이 cDAN를 합성하였다. 합성된 cDNA의 전사체는 SYBR Premix Ex Taq(Takara Bio, 일본)와 Real-time system TP 800(Takara Bio, 일본)을 이용하여 정량하였으며, 시료의 표준화를 위해 GAPDH를 사용하였다. 전분화능의 표지인자를 확인하기 위하여 Toct4, TSox2, TKlf4, Tc-Myc, Nanog 및 Eras mRNA의 발현을 측정하였고(도 6a), 조혈줄기세포의 표지인자를 확인하기 위하여 c-Kit, Sca-1 및 CD150 mRNA의 발현을 측정하였다(도 6b). 각각의 프라이머는 하기 [표 4]와 같이 Primer3 software를 사용하여 제작하였다.
Specifically, mouse fibroblasts (pMX), hematopoietic stem cells (iHSCs, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 weeks) derived by the method described in Example 2-3, Stem cells (HSC) and embryonic stem cells (ES) were recovered and total RNA was isolated using Trizol Reagent (Invitrogen, Carlsbad, USA). Then, a cDAN was synthesized as in the above Example <2-2>. Transcripts of the synthesized cDNAs were quantified using SYBR Premix Ex Taq (Takara Bio, Japan) and Real-time system TP 800 (Takara Bio, Japan), and GAPDH was used for standardization of the samples. The expression of Toct4, TSox2, TKlf4, Tc-Myc, Nanog and Eras mRNA was measured (Fig. 6a) in order to identify markers of pre-differentiation ability. To identify markers of hematopoietic stem cells, c- And CD150 mRNA expression was measured (Fig. 6B). Each primer was prepared using Primer3 software as shown in Table 4 below.

프라이머primer 서열(5'→3')The sequence (5 '- &gt; 3') Oct4
Oct4
정방향Forward CTG AGG GCC AGG CAG GAG CAC GAG(서열번호 29)CTG AGG GCC AGG CAG GAG CAC GAG (SEQ ID NO: 29)
역방향Reverse CTG TAG GGA GGG CTT CGG GCA CTT(서열번호 30)CTG TAG GGA GGG CTT CGG GCA CTT (SEQ ID NO: 30) Sox2
Sox2
정방향Forward GGT TAC CTC TTC CTC CCA CTC CAG(서열번호 31)GGT TAC CTC TTC CTC CCA CTC CAG (SEQ ID NO: 31)
역방향Reverse TCA CAT GTG CGA CAG GGG CAG(서열번호 32)TCA CAT GTG CGA CAG GGG CAG (SEQ ID NO: 32) c-Kit
c-Kit
정방향Forward CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC(서열번호 33)CCA TGT GGC TAA AGA TGA AC (SEQ ID NO: 33)
역방향Reverse CTG CTG GTG CTC GGG TTT G(서열번호 34)CTG CTG GTG CTC GGG TTT G (SEQ ID NO: 34) Klf4
Klf4
정방향Forward CAC CAT GGA CCC GGG CGT GGC TGC CAG AAA(서열번호 35)CAC CAT GGA CCC GGG CGT GGC TGC CAG AAA (SEQ ID NO: 35)
역방향Reverse TTA GGC TGT TCT TTT CCG GGG CCA CGA(서열번호 36)TTA GGC TGT TCT TTT CCG GGG CCA CGA (SEQ ID NO: 36) c-Myc
c-Myc
정방향Forward CAG AGG AGG AAC GAG CTG AAG CGC(서열번호 37)CAG AGG AGG AAC GAG CTG AAG CGC (SEQ ID NO: 37)
역방향Reverse TTA TGC ACC AGA GTT TCG AAG CTG TTC G(서열번호 38)TTA TGC ACC AGT GTT TCG AAG CTG TTC G (SEQ ID NO: 38) Sca-1
Sca-1
정방향Forward ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA(서열번호 39)ATT ACC TGC CCC TAC CCT GA (SEQ ID NO: 39)
역방향Reverse CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC(서열번호 40)CAT TGG GAA CTG CTA CAT TGC (SEQ ID NO: 40) Nanog
Nanog
정방향Forward ATG CGG ACT GTG TTC TCT CA(서열번호 41)ATG CGG ACT GTG TTC TCT CA (SEQ ID NO: 41)
역방향Reverse GCA ATG GAT GCT GGG ATA CT(서열번호 42)GCA ATG GAT GCT GGG ATA CT (SEQ ID NO: 42) E-Ras
E-Ras
정방향Forward GGA ATG GCT TTG CCT ACA A(서열번호 43)GGA ATG GCT TTG CCT ACA A (SEQ ID NO: 43)
역방향Reverse GAA TCT TGG ATA GTG GGG TCA(서열번호 44)GAA TCT TGG ATA GTG GGG TCA (SEQ ID NO: 44) CD150
CD150
정방향Forward TCT TGG GGA CTG GGA TAC AG(서열번호 45)TCT TGG GGA CTG GGA TAC AG (SEQ ID NO: 45)
역방향Reverse ATG AGG AGA GAC GGT GGA GA(서열번호 46)ATG AGG AGA GAC GGT GGA GA (SEQ ID NO: 46)

그 결과, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)의 경우 외인성으로 과발현된 전분화능 인자들인 Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc은 시간 의존적인 양상으로 감소하고, Nanog 및 Eras는 거의 발현되지 않는 반면, 조혈줄기세포의 표지인자인 c-Kit, Sca-1 및 CD150은 시간 의존적인 양상으로 증가하여 조혈줄기세포(HSC)와 유사한 발현 양상을 나타내는 것을 확인함으로써, 상기 역분화로 유도된 조혈줄기세포(iHSC)의 유도 과정에서 만능유도줄기세포의 생성이 불필요함을 확인하였다(도 6).As a result, as shown in Figs. 6A and 6B, in the case of the hematopoietic stem cell (iHSC) derived from the differentiation, Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc, which are exogenously overexpressed factors, , Whereas Nanog and Eras are rarely expressed, whereas the markers of hematopoietic stem cells, c-Kit, Sca-1 and CD150, increase in time-dependent manner and show similar expression pattern to hematopoietic stem cells (HSC) Thus, it was confirmed that the generation of pluripotent stem cells was not necessary during the induction of the hematopoietic stem cell (iHSC) induced by the differentiation (FIG. 6).

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> A method for direct dedifferentiation of hematopoietic stem cell from fibroblast cell <130> 13p-11-62 <160> 46 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc forward primer <400> 1 cagaggagga acgagctgaa gcgc 24 <210> 2 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc reverse primer <400> 2 ttatgcacca gagtttcgaa gctgttcg 28 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Jun forward primer <400> 3 tcccctatcg acatggagtc 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Jun reverse primer <400> 4 tgagttgcac ccactgtta 19 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LMO2 forward primer <400> 5 ggatggtctc tgtgcatcct 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LMO2 reverse primer <400> 6 tcccattgat cttggtccac 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Fos forward primer <400> 7 atccttggag ccagtcaaga 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Fos reverse primer <400> 8 gtacaggtga ccacgggagt 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myb forward primer <400> 9 gcgtcacttg gggaaaacta 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myb reverse primer <400> 10 caacgcttcg gaccatattt 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Trim28 forward primer <400> 11 aatgatgccc agaaggtgac 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Trim28 reverse primer <400> 12 atctcaccat gaggctccac 20 <210> 13 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH forward primer <400> 13 attgtcatac caggaaatga gctt 24 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH reverse primer <400> 14 gtgttcctac ccccaatgtg t 21 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward primer <400> 15 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 16 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit reverse primer <400> 16 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward primer <400> 17 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 18 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse primer <400> 18 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward RT-PCR primer <400> 19 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 20 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit reverse RT-PCR primer <400> 20 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward RT-PCR primer <400> 21 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse RT-PCR primer <400> 22 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 23 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD34 forward primer <400> 23 ccacacactt tttcacaacc a 21 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD34 reverse primer <400> 24 ccaacctcac ttctcggatt 20 <210> 25 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 forward primer <400> 25 tcttggggac tgggatacag 20 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 reverse primer <400> 26 atgaggagag acggtggaga 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog forward primer <400> 27 atgcggactg tgttctctca 20 <210> 28 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog reverse primer <400> 28 gcaatggatg ctgggatact 20 <210> 29 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oct4 forward primer <400> 29 ctgagggcca ggcaggagca cgag 24 <210> 30 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oct4 reverse primer <400> 30 ctgtagggag ggcttcgggc actt 24 <210> 31 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sox2 forward primer <400> 31 ggttacctct tcctcccact ccag 24 <210> 32 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sox2 reverse primer <400> 32 tcacatgtgc gacaggggca g 21 <210> 33 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward real-time PCR primer <400> 33 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 34 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit reverse real-time PCR primer <400> 34 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 35 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Klf4 forward primer <400> 35 caccatggac ccgggcgtgg ctgccagaaa 30 <210> 36 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Klf4 reverse primer <400> 36 ttaggctgtt cttttccggg gccacga 27 <210> 37 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc forward real-time PCR primer <400> 37 cagaggagga acgagctgaa gcgc 24 <210> 38 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc reverse real-time PCR primer <400> 38 ttatgcacca gagtttcgaa gctgttcg 28 <210> 39 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward real-time PCR primer <400> 39 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 40 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse real-time PCR primer <400> 40 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 41 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog forward real-time PCR primer <400> 41 atgcggactg tgttctctca 20 <210> 42 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog reverse real-time PCR primer <400> 42 gcaatggatg ctgggatact 20 <210> 43 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> E-Ras forward real-time PCR primer <400> 43 ggaatggctt tgcctacaa 19 <210> 44 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> E-Ras reverse real-time PCR primer <400> 44 gaatcttgga tagtggggtc a 21 <210> 45 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 forward real-time PCR primer <400> 45 tcttggggac tgggatacag 20 <210> 46 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 reverse real-time PCR primer <400> 46 atgaggagag acggtggaga 20 <110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> A method for direct dedifferentiation of hematopoietic stem cell          from fibroblast cell <130> 13p-11-62 <160> 46 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc forward primer <400> 1 cagaggagga acgagctgaa gcgc 24 <210> 2 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc reverse primer <400> 2 ttatgcacca gagtttcgaa gctgttcg 28 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Jun forward primer <400> 3 tcccctatcg acatggagtc 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Jun reverse primer <400> 4 tgagttgcac ccactgtta 19 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LMO2 forward primer <400> 5 ggatggtctc tgtgcatcct 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LMO2 reverse primer <400> 6 tcccattgat cttggtccac 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Fos forward primer <400> 7 atccttggag ccagtcaaga 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Fos reverse primer <400> 8 gtacaggtga ccacgggagt 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myb forward primer <400> 9 gcgtcacttg gggaaaacta 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myb reverse primer <400> 10 caacgcttcg gaccatattt 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Trim28 forward primer <400> 11 aatgatgccc agaaggtgac 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Trim28 reverse primer <400> 12 atctcaccat gaggctccac 20 <210> 13 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH forward primer <400> 13 attgtcatac caggaaatga gctt 24 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH reverse primer <400> 14 gtgttcctac ccccaatgtg t 21 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward primer <400> 15 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 16 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit reverse primer <400> 16 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward primer <400> 17 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 18 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse primer <400> 18 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward RT-PCR primer <400> 19 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 20 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> C-Kit reverse RT-PCR primer <400> 20 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward RT-PCR primer <400> 21 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse RT-PCR primer <400> 22 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 23 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD34 forward primer <400> 23 ccacacactt tttcacaacc a 21 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD34 reverse primer <400> 24 ccaacctcac ttctcggatt 20 <210> 25 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 forward primer <400> 25 tcttggggac tgggatacag 20 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 reverse primer <400> 26 atgaggagag acggtggaga 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog forward primer <400> 27 atgcggactg tgttctctca 20 <210> 28 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog reverse primer <400> 28 gcaatggatg ctgggatact 20 <210> 29 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oct4 forward primer <400> 29 ctgagggcca ggcaggagca cgag 24 <210> 30 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oct4 reverse primer <400> 30 ctgtagggag ggcttcgggc actt 24 <210> 31 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sox2 forward primer <400> 31 ggttacctct tcctcccact ccag 24 <210> 32 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sox2 reverse primer <400> 32 tcacatgtgc gacaggggca g 21 <210> 33 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit forward real-time PCR primer <400> 33 ccatgtggct aaagatgaac 20 <210> 34 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Kit reverse real-time PCR primer <400> 34 ctgctggtgc tcgggtttg 19 <210> 35 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Klf4 forward primer <400> 35 caccatggac ccgggcgtgg ctgccagaaa 30 <210> 36 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Klf4 reverse primer <400> 36 ttaggctgtt cttttccggg gccacga 27 <210> 37 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc forward real-time PCR primer <400> 37 cagaggagga acgagctgaa gcgc 24 <210> 38 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> c-Myc reverse real-time PCR primer <400> 38 ttatgcacca gagtttcgaa gctgttcg 28 <210> 39 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 forward real-time PCR primer <400> 39 attacctgcc cctaccctga 20 <210> 40 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sca-1 reverse real-time PCR primer <400> 40 cattgggaac tgctacattg c 21 <210> 41 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog forward real-time PCR primer <400> 41 atgcggactg tgttctctca 20 <210> 42 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nanog reverse real-time PCR primer <400> 42 gcaatggatg ctgggatact 20 <210> 43 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> E-Ras forward real-time PCR primer <400> 43 ggaatggctt tgcctacaa 19 <210> 44 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> E-Ras reverse real-time PCR primer <400> 44 gaatcttgga tagtggggtc a 21 <210> 45 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CD150 forward real-time PCR primer <400> 45 tcttggggac tgggatacag 20 <210> 46 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> CD150 reverse real-time PCR primer <400> 46 atgaggagag acggtggaga 20

Claims (12)

1) 섬유아세포(fibroblast cell)에 역분화 유도 유전자로서, Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb 모두를 포함하는 벡터를 형질전환시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 형질전환체를 배양한 후 콜로니를 분리하는 단계를 포함하는, 섬유아세포에서 조혈줄기세포(hematopoietic stem cell)로의 직접 역분화 유도 방법.
1) transforming a vector containing both Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c-Myb as a dedifferentiation inducer into fibroblast cells; And
2) direct transformation of fibroblasts into hematopoietic stem cells, comprising culturing the transformant of step 1) and isolating the colonies.
제 1항에 있어서, 상기 단계 1)의 섬유아세포는 인간 또는 마우스 배아섬유아세포(embryo fibroblast cell)인 것을 특징으로 하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법.
The method according to claim 1, wherein the fibroblasts in step 1) are human or mouse embryo fibroblast cells.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 단계 2)의 역분화 유도된 조혈줄기세포는 Lineage(Lin)-c-Kit+Sca-1+ 세포인 것을 특징으로 하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도 방법.
2. The method of claim 1, wherein step 2) de-differentiation-induced hematopoietic stem cells for the Lineage (Lin) - c-Kit + Sca-1 + induced differentiation directly reverse to the hematopoietic stem cells to cells of at fibroblasts, characterized Way.
1) 제 1항의 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포를 제조하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포에 자연살해(natural killer) 세포 전구체 유도제로서, SCF(stem cell factor), Flt3L(fms-like tyrosine kinase 3 ligand) 또는 IL-7(Interleukin-7)를 첨가하여 자연살해 전구체 세포로의 분화를 유도하는 단계; 및
3) 상계 단계 2)의 NK 전구체 세포에 IL-15(interleukin-15)를 처리하여 자연살해세포로 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로의 분화 방법.
1. A method for producing hematopoietic stem cells comprising the steps of:
2) Stem Cell Factor (SCF), Flt3L (fms-like tyrosine kinase 3 ligand) or IL-7 (Interleukin-3) as a natural killer cell precursor inducer in the differentiation-induced hematopoietic stem cells of step 1) 7) to induce differentiation into natural killer precursor cells; And
3) Differentiation of NK precursor cells of step 2) into differentiation-induced hematopoietic stem cells into natural killer cells, comprising treating IL-15 (interleukin-15) with natural killer cells.
삭제delete 제 5항에 있어서, 상기 단계 3)의 분화된 자연살해세포는 CD3e-NK1.1+ NK 세포인 것을 특징으로 하는 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 자연살해세포로의 분화 방법.
[Claim 5] The method according to claim 5, wherein the differentiated natural killer cells of step 3) are CD3e - NK1.1 + NK cells.
1) 제 1항의 방법으로 역분화 유도된 조혈줄기세포를 제조하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 역분화 유도된 조혈줄기세포를 분화시키는 단계를 포함하는, 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법.
1. A method for producing hematopoietic stem cells comprising the steps of: And
2) differentiating the differentiated hematopoietic stem cells of step 1) into a lymphatic cell or a myeloid cell.
제 8항에 있어서, 상기 단계 2)의 분화된 림프성 세포는 Lin-c-Kit+Sca-1+ 세포, 자연살해세포, B 세포 또는 T 세포인 것을 특징으로 하는 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법.
The stem cell according to claim 8, wherein the differentiated lymphoid cells of step 2) are Lin - c-Kit + Sca-1 + cells, natural killer cells, B cells or T cells. Lt; RTI ID = 0.0 &gt; lymphocytic &lt; / RTI &gt; cells or myeloid cells.
제 8항에 있어서, 상기 단계 2)의 분화된 골수성 세포는 Mac-1+Gr-1+ 골수세포(myeloid cell)인 것을 특징으로 하는 역분화 유도된 조혈줄기세포로부터 림프성 세포 또는 골수성 세포로의 분화 방법.
[Claim 10] The method according to claim 8, wherein the differentiated myeloid cells of step 2) are Mac-1 + Gr-1 + myeloid cells, wherein the differentiated hematopoietic stem cells are transformed into lymphoid cells or myeloid cells Lt; / RTI &gt;
Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos 및 c-Myb 모두의 역분화 유도 유전자 조합을 포함하는 발현 벡터를 함유하는 섬유아세포에서 조혈줄기세포로의 직접 역분화 유도제.
Direct induction of direct dedifferentiation into hematopoietic stem cells in fibroblasts containing an expression vector comprising a reprogramming induction gene combination of both Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, LOM2, c-Fos and c-Myb.
제 1항의 방법으로 제조된 역분화 유도된 조혈줄기세포를 함유하는 세포 치료제. A cell therapy agent containing the differentiation-induced hematopoietic stem cells prepared by the method of claim 1 .
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