KR101674253B1 - Method of isolating stem cells using transwell and chemokines - Google Patents

Method of isolating stem cells using transwell and chemokines Download PDF

Info

Publication number
KR101674253B1
KR101674253B1 KR1020140089981A KR20140089981A KR101674253B1 KR 101674253 B1 KR101674253 B1 KR 101674253B1 KR 1020140089981 A KR1020140089981 A KR 1020140089981A KR 20140089981 A KR20140089981 A KR 20140089981A KR 101674253 B1 KR101674253 B1 KR 101674253B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stem cells
cell
transwell
cells
chemokine
Prior art date
Application number
KR1020140089981A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160009420A (en
Inventor
김창성
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020140089981A priority Critical patent/KR101674253B1/en
Publication of KR20160009420A publication Critical patent/KR20160009420A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101674253B1 publication Critical patent/KR101674253B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/24Methods of sampling, or inoculating or spreading a sample; Methods of physically isolating an intact microorganisms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0652Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0662Stem cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명은 트랜스웰 및 염증성 케모카인을 이용하여, 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 트랜스웰 및 염증성 케모카인을 이용하여, 간단하면서도 효율적으로 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리할 수 있다. 상기 방법에 따라 분리된 줄기세포는 조직 재생용 의약 조성물로 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for separating stem cells having excellent tissue regeneration ability using a transwell and an inflammatory chemokine. According to the present invention, stem cells excellent in tissue regeneration ability can be easily and efficiently separated using a transwell and an inflammatory chemokine. The stem cells isolated according to the above method can be used as a pharmaceutical composition for tissue regeneration.

Description

트랜스웰 및 케모카인을 이용한 줄기세포의 분리 방법{Method of isolating stem cells using transwell and chemokines}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for isolating stem cells using transwell and chemokine,

본 발명은 트랜스웰 및 염증성 케모카인을 이용하여, 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for separating stem cells having excellent tissue regeneration ability using a transwell and an inflammatory chemokine.

줄기세포 치료제 시장은 매우 급격히 성장하고 있어 글로벌 산업동향 중 줄기세포분야의 성장 동향은 2012년 2.7%, 2014년 현재 5.1%의 성장을 기록하고 있다. 세계 줄기세포 시장 규모는 2013년 약 150억불 정도이고, 2018년에는 약 300억불을 상회할 것으로 기대된다. 현재 국내에서도 줄기세포 치료제 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 시장성이 점차 확대되고 있는 실정이다.Stem cell therapy market is growing very rapidly. Growth trend of stem cell sector in global industry trend is growing by 2.7% in 2012 and 5.1% in 2014. The global stem cell market is expected to reach about US $ 15 billion by 2013, and to exceed US $ 30 billion by 2018. Currently, development of stem cell treatment drugs is being actively carried out in Korea, and marketability is increasing.

줄기세포 치료제 개발에 있어서 고려해야 할 사항이 여러 가지 있으나, 조직 재생능을 포함하여 줄기세포학적인 생물학적 특성이 우수한 세포군을 선택적으로 분리하는 것이 중요한 요소이다. Although there are many considerations in the development of stem cell therapies, it is important to selectively isolate cell lines that have excellent stem cell biologic characteristics including tissue regeneration ability.

성체 조직으로부터 분리되는 초기 세포군은 중간엽 줄기세포를 포함하여 다양한 세포들이 혼재되는 이종 집단(heterogenous group) 세포군으로 추출되고 배양되기 때문에, 임상적 목적을 위해서는 생물학적 특성이 우수한 특정 집단의 줄기세포를 추출하고 배양하는 것이 매우 중요하다.Since early cells isolated from adult tissues are extracted and cultured as a heterogeneous group of cells containing a variety of cells including mesenchymal stem cells, a specific group of stem cells having excellent biological characteristics are extracted And it is very important to cultivate.

특정 집단의 줄기세포를 분리하는 기존의 방법은 일정 수준 이상의 순도를 가지는 세포군을 분리해내기 위해서 여러 단계의 계대 배양을 거치게 된다. 그러나, 이러한 방법은 계대 배양 과정에서 줄기세포학적인 생물학적 특성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다. 또 다른 방법으로 특정 항체를 이용하여 레이저 또는 전자기력을 이용하여 분리하는 방법이 있으, 이러한 방법은 줄기세포의 재생능을 포함하는 생물학적 특성을 반영하지 못하는 단점이 있다. 또한, 이러한 방법들은 세포 분리를 위하여 여러 단계를 거쳐야 하고, 비용 경제적이지 못한 문제가 있다.Conventional methods for isolating a specific population of stem cells involve several stages of subculture in order to isolate a population of cells with a purity above a certain level. However, this method has a problem that the biological characteristics of the stem cell can be degraded during the subculture. Another method is to isolate a specific antibody using a laser or an electromagnetic force. However, this method has a drawback that it does not reflect the biological characteristics including the regenerative ability of stem cells. In addition, these methods require several steps for cell separation and are not economically viable.

따라서, 줄기세포의 생물학적 특성을 반영할 수 있는, 간단하면서도 효율적으로 줄기세포를 분리하는 기술이 필요하다.
Therefore, there is a need for a technique for separating stem cells in a simple and efficient manner that can reflect the biological characteristics of the stem cells.

대한민국 특허 출원 제2010-0124510호Korean Patent Application No. 2010-0124510

본 발명은 트랜스웰 및 염증성 케모카인을 이용하여, 간단하면서도 효율적으로 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리하는 방법을 제공하고자 한다.
The present invention provides a method for separating stem cells having a simple and efficient tissue regeneration ability using a transwell and an inflammatory chemokine.

본 발명은 생체 조직으로부터 추출한 줄기세포가 포함된 세포 혼합물을 트랜스웰 상부 챔버에 위치시키는 단계;The present invention provides a method for producing a stem cell comprising the steps of: placing a cell mixture containing stem cells extracted from a living tissue in a transwell upper chamber;

배양 배지 및 염증성 케모카인을 트랜스웰 하부 챔버에 첨가하고, 상기 줄기세포 혼합물을 배양하는 단계; 및Adding a culture medium and an inflammatory chemokine to a transwell lower chamber, and culturing the stem cell mixture; And

트랜스웰 하부 챔버로 이동한 세포와 트랜스웰 상부 챔버에 남아있는 세포를 분리하는 단계를 포함하는, 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법을 제공한다.
Separating the cells migrated to the transwell lower chamber and the cells remaining in the upper chamber of the transwell, and a method for separating stem cells having excellent tissue regeneration ability.

본 발명에 따르면, 트랜스웰 및 염증성 케모카인을 이용하여, 간단하면서도 효율적으로 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리할 수 있다. 상기 방법에 따라 분리된 줄기세포는 조직 재생용 의약 조성물로 사용될 수 있다.
According to the present invention, stem cells excellent in tissue regeneration ability can be easily and efficiently separated using a transwell and an inflammatory chemokine. The stem cells isolated according to the above method can be used as a pharmaceutical composition for tissue regeneration.

도 1a는 예시적인 트랜스웰 플레이트의 구조 및 줄기세포 분리방법을 나타낸 모식도이다.
도 1b는 하부 챔버로 이동한 줄기세포군(m-PDLSC)과 이동하지 않고 상부 챔버에 남아있는 줄기세포군(s-PDLSC)의 형태학적 특성을 관찰한 결과를 보여준다.
도 1c 및 도 1d는 케모카인에 따라 이동한 m-PDLSC의 이동성을 관찰한 결과를 보여준다.
도 1e 및 도 1f는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포에서, 세포의 이동능을 확인하기 위하여, 액틴 필라멘트를 염색하여 관찰한 결과를 보여준다.
도 2a는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포에서, 세포 표면 마커의 발현 정도를 분석한 결과를 보여준다.
도 2b는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포의 세포 증식률을 분석한 결과를 보여준다.
도 3a 및 도 3b는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포의 콜로니 형성능을 분석한 결과를 보여준다.
도 3c는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포에서, 형성된 콜로니의 직경을 측정하여 분석한 결과를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포에 골성 분화를 유도한 후에 다분화능을 분석한 결과를 보여준다.
도 4c 및 도 4d는 케모카인에 따라 분리된 줄기세포에 지방 분화를 유도한 후에 다분화능을 분석한 결과를 보여준다.
도 5a는 케모카인에 따란 분리된 줄기세포의 조직 재생능을 관찰한 결과를 보여준다.
도 5b는 케모카인에 따란 분리된 줄기세포의 조직 재생능을 평가하기 위하여, 재생된 조직의 분포도를 분석한 결과를 보여준다.
도 5c 및 도 5d는 케모카인에 따란 분리된 줄기세포의 조직 재생능을 평가하기 위하여, 계측학적 통계 분석을 수행한 결과를 보여준다.
1A is a schematic diagram showing a structure of an exemplary transwell plate and a method for separating stem cells.
FIG. 1B shows the morphological characteristics of the stem cell group (m-PDLSC) migrated to the lower chamber and the stem cell group (s-PDLSC) remaining in the upper chamber without migration.
Figures 1C and 1D show the results of observing the mobility of m-PDLSCs migrated according to chemokines.
FIGS. 1E and 1F show staining of Actin filaments in order to confirm cell migration ability in stem cells isolated according to chemokine.
FIG. 2A shows the results of analyzing the expression level of cell surface markers in the stem cells isolated according to the chemokine.
FIG. 2b shows the results of analysis of the cell proliferation rate of the stem cells isolated according to the chemokine.
FIGS. 3A and 3B show the results of analyzing the colony forming ability of the stem cells isolated according to the chemokine.
FIG. 3c shows the result of analyzing the diameter of the formed colonies in the stem cells isolated according to the chemokine.
FIGS. 4A and 4B show results of analyzing the pluripotency after inducing osteogenic differentiation in the stem cells isolated according to the chemokine.
FIGS. 4C and 4D show results of analyzing the pluripotency of the stem cells after inducing lipid differentiation according to the chemokine. FIG.
Fig. 5A shows the results of observing the regenerating ability of the isolated stem cells according to the chemokine.
FIG. 5B shows the results of analyzing the distribution of regenerated tissues in order to evaluate the tissue regenerating ability of the isolated stem cells according to the chemokine.
FIGS. 5C and 5D show the results of performing statistical analysis on the tissue regeneration ability of the isolated stem cells according to the chemokine.

본 발명자는 생체 재생능(in vivo regenerative potential)이 우수한 특정 중간엽 줄기세포 (Mesenchymal Stem Cells; MSCs)군의 추출 순도를 향상시키기 위한 세포 추출 기법에 관하여 연구하였다. 그 결과, 줄기세포의 가장 중요한 생물학적 특징인 호밍(Homing) 기전을 응용하여 이종집단(Heterogenous group) 세포군으로 존재하는 MSCs 세포군으로부터 생체 재생능이 높은 특정 세포군만 선택적으로 분리 추출하는 방법을 완성하였다.The present inventors have studied cell extraction techniques for improving the extraction purity of mesenchymal stem cell (MSCs) group having excellent in vivo regenerative potential. As a result, a method of selectively separating and extracting only a specific cell group having a high bioredeveloping ability from a MSCs cell group existing as a heterogeneous group cell group by application of the homing mechanism, which is the most important biological feature of stem cells, was completed.

줄기세포는 상처(Injury)부위로 이동하여 손상부위에서 일련의 증식 및 분화 과정을 거쳐 조직을 재생하게 되는데 이러한 세포의 이동을 호밍(Homing)이라 한다. 즉, 호밍 이론에 의하면 호밍에 의해 이동되는 세포군은 재생에 직접 참여하는 세포군이므로 다른 세포들과는 차별적으로 재생능이 높은(줄기세포학적인 특성이 우수한) 세포군이라 할 수 있다.The stem cells migrate to the injured area and undergo a series of proliferation and differentiation processes at the damaged area to regenerate the tissue. Such cell migration is referred to as homing. That is, according to the homing theory, the cell group migrated by homing is a cell group directly participating in regeneration, so it can be said to be a cell group having high regenerative ability (excellent in stem cell characteristics) different from other cells.

따라서, 본 발명은 생체 조직으로부터 추출한 줄기세포가 포함된 세포 혼합물을 트랜스웰 상부 챔버에 위치시키는 단계;Accordingly, the present invention provides a method for producing a stem cell, comprising: placing a cell mixture containing stem cells extracted from a living tissue in a transwell upper chamber;

배양 배지 및 염증성 케모카인을 트랜스웰 하부 챔버에 첨가하고, 상기 줄기세포 혼합물을 배양하는 단계; 및Adding a culture medium and an inflammatory chemokine to a transwell lower chamber, and culturing the stem cell mixture; And

트랜스웰 하부 챔버로 이동한 세포와 트랜스웰 상부 챔버에 남아있는 세포를 분리하는 단계를 포함하는, 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법을 제공한다.Separating the cells migrated to the transwell lower chamber and the cells remaining in the upper chamber of the transwell, and a method for separating stem cells having excellent tissue regeneration ability.

본 발명에서 사용되는 '생체 조직으로부터 추출한 줄기세포가 포함된 세포 혼합물'은 줄기세포를 분리하기 위하여 1차적으로 조직으로부터 획득한 줄기세포 집단, 또는 1차적으로 획득한 줄기세포 집단을 계대 배양하여 줄기세포를 분리한 집단을 의미한다. 상기 1차 분리된 줄기세포 집단은 줄기세포를 포함하여 혈구 세포, 단핵 세포, 중성구 등과 같은 다양한 세포들이 혼재되는 이종 집단(heterogenous group)으로 존재한다. 또한 1차적으로 획득한 줄기세포 집단을 계대 배양하여 줄기세포를 분리한 집단에는 조직 재생능에 있어서 차이가 나는 세포들이 혼재되어 있다.The term 'cell mixture containing stem cells extracted from living tissue' used in the present invention refers to a stem cell group obtained from tissues or a primary stem cell group obtained from primary tissues in order to isolate stem cells, Cells that have been isolated. The first isolated stem cell population exists as a heterogeneous group including various stem cells, hematopoietic cells, mononuclear cells, neutrophils, and the like. In addition, the stem cell group obtained by subculturing the primary stem cell population is mixed with cells that differ in the tissue regeneration ability.

생체 조직으로부터 줄기세포 혼합물을 추출하는 방법은 업계에서 잘 알려져 있다. 예를 들어, 치주인대 줄기세포의 경우, 발치된 건강한 치아로부터 분리할 수 있다. 구체적으로 다음의 과정을 통해 분리할 수 있다. 100 U/ml 페니실린 및 100 μg/ml 스트렙토마이신(GIBCO®)을 함유한 α-MEM (GIBCO® Grand Island, NY, USA)로 세척 후, PDL 조직을 100 U/ml 페니실린 및 100 μg/ml 스트렙토마이신(GIBCO®)을 함유한 중간 1/3으로부터 끝까지의 뿌리 표면을 긁어 모아 얻었으며, 이를 얇게 저몄다. 조직의 작은 조각들을 효소 용액으로 37˚C에서 20분 간격으로 4회 내지 5회 분해시켰다. 상기 효소 용액은 α-MEM, 2 mg/ml 콜라게나아제 type I (Waco Pure Chemical Industries, Tokyo, Japan), 및 1 mg/ml 디스파아제(GIBCO®)를 함유하였다. 70-μm strainer (BD FalconTM,BD Biosciences, Bedford, MA, USA)를 이용하여 단일-세포 현탁액인 줄기세포 혼합물을 얻었다.Methods for extracting stem cell mixtures from living tissue are well known in the art. For example, in the case of periodontal ligament stem cells, it can be isolated from the extracted healthy teeth. Specifically, it can be separated by the following process. After washing with α-MEM (GIBCO® Grand Island, NY, USA) containing 100 U / ml penicillin and 100 μg / ml streptomycin (GIBCO®), PDL tissue was stained with 100 U / ml penicillin and 100 μg / Gibco (R) (GIBCO®) was taken from the middle 1/3 to the end of the root, which was shaved thinly. Small pieces of tissue were digested with enzyme solution 4 to 5 times at 37 ° C at 20 minute intervals. The enzyme solution contained α-MEM, 2 mg / ml collagenase type I (Waco Pure Chemical Industries, Tokyo, Japan), and 1 mg / ml Dipassase (GIBCO®). The stem cell mixture, a single-cell suspension, was obtained using a 70-μm strainer (BD Falcon ™, BD Biosciences, Bedford, MA, USA).

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

도 1a에 예시적으로 나타낸 바와 같이, 트랜스웰 플레이트는 하단부가 미세다공성 막으로 이루어진 상부 챔버 (Upper Chamber; 제품 카탈로그 내지 당 분야에서는 트랜스웰 인서트라고도 지칭됨)와 배지를 함유하는 하부 챔버 (Lower Chamber)로 구성되며, 상부 챔버는 하부 챔버의 내부에 위치하며, 두 챔버는 배양배지를 공유한다. 여기서, 미세다공성 막은 세포분비물질과 같은 세포성 물질, 배양배지, 줄기세포가 투과할 수 있는 지지체로써, 미세다공성 막의 구멍의 크기는 당업자가 적절히 채택할 수 있으며, 예컨대, 6 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 8 ㎛이다. 1A, the transwell plate has an upper chamber (also referred to as a product catalog or a transwell insert in the art) having a lower end made of a microporous membrane and a lower chamber ), The upper chamber is located inside the lower chamber, and the two chambers share the culture medium. Here, the microporous membrane is a support through which a cellular material such as a cell secretory material, a culture medium, and stem cells can permeate. The size of the microporous membrane can be suitably selected by those skilled in the art. For example, Or 8 탆.

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

본 발명에서 '염증성 케모카인'은 염증성 사이토카인의 일종으로서, 특정 종류의 세포들을 모으는 화학주성 활성(chemotatic activity), 즉, 호밍 유도인자로서 기능한다. 신체에 상처가 생기면, 상처부위의 염증과 동반된 염증성 케모카인이 손상 신호(Injury signal)를 전달하여, 상처 치유를 위한 세포들을 모으게 된다. 즉, 특정 염증성 케모카인이 매개되는 호밍기전에 의해 조직 재생능이 높은 줄기세포군을 선택적으로 분리할 수 있다.In the present invention, the 'inflammatory chemokine' is a type of inflammatory cytokine, which functions as a chemotactic activity, that is, a humectant inducing factor, which collects certain kinds of cells. When a body is injured, an inflammatory chemokine, which is accompanied by inflammation of the wound area, carries an injury signal to collect cells for wound healing. That is, stem cells capable of regenerating tissue can be selectively isolated by a homing mechanism mediated by specific inflammatory chemokines.

호밍 유도인자로서 염증성 케모카인은 업계에 잘 알려져 있고, 염증성 케모카인을 손상부위에 이식하거나 직접 주입하여, 체내 존재하는 내인성 세포의 이동을 유도하는 기술이 알려져 있으나, 본 발명은 체내의 내인성 세포의 이동을 유도하는 것이 아니라, 줄기세포 치료제 제조에 있어서, 세포 추출 및 배양 단계에서 재생력이 높은 특정 세포군을 선별하고자 하는 것으로, 기존 기술과는 차별화된다.Inflammatory chemokines as humming inducers are well known in the art and are known to induce the migration of endogenous cells present in the body by transplanting or direct injection of inflammatory chemokines into the damaged site, In the production of a stem cell therapeutic agent, it is intended to select a specific cell group having a high regenerative power at the cell extraction and culture stage, and it is different from the existing technology.

한 구체예에서, 생체 조직으로부터 추출한 줄기세포를 포함하는 세포 혼합물의 양은 1 X 104 세포 내지 1 X 106 세포일 수 있다.In one embodiment, the amount of cell mixture comprising stem cells extracted from a living tissue may be from 1 X 10 4 cells to 1 X 10 6 cells.

한 구체예에서, 줄기세포가 포함된 세포 혼합물의 종류는 제한되지 않는다. 예를 들어, 줄기세포가 포함된 세포 혼합물은 치수, 치조골, 치은, 유치, 치주인대, 골수, 지방, 위, 간, 췌장 및 신경으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생체 조직으로부터 추출한 것일 수 있다. In one embodiment, the type of cell mixture containing the stem cells is not limited. For example, the cell mixture containing the stem cells may be extracted from one or more tissues selected from the group consisting of dental, alveolar bone, gingiva, dentate, periodontal ligament, bone marrow, fat, stomach, liver, pancreas and nerves.

한 구체예에서, 줄기세포 혼합물의 배양은 3일 내지 5일 동안 이루어질 수 있다.In one embodiment, the culturing of the stem cell mixture may be for 3 to 5 days.

하부 챔버에 첨가하는 성장 배지는 업계에서 공지된 줄기세포 배양 배지를 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 배지의 종류는 업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 배지는 α-MEM일 수 있다.The growth medium to be added to the lower chamber can be used without limitation in the culture medium of stem cells known in the art. The types of such media are well known in the art. For example, the medium may be alpha-MEM.

한 구체예에서, 염증성 케모카인은 RANTES, IL-8 및 SDF-1로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the inflammatory chemokine may be one or more selected from the group consisting of RANTES, IL-8, and SDF-1.

염증성 케모카인의 종류에 따라, 하부 챔버로 이동하는 세포군과 상부 챔버에 남아있는 세포군의 특성이 달라질 수 있다. 하부 챔버로 이동한 세포군(m-PDLSC)과 이동하지 않고 상부 챔버에 남아있는 세포군(s-PDLSC)의 세포 형태학적 특징, 또는 세포 이동성을 분석한 결과, 각 세포군은 다른 특성을 나타냄을 알 수 있었다 (실시예 1). 이러한 결과는, 케모카인에 따른 줄기세포의 분리가 효용성이 있음을 반증하는 결과이다.Depending on the type of inflammatory chemokine, the characteristics of the cell population moving to the lower chamber and the cell population remaining in the upper chamber may vary. The cell morphology, or cell mobility, of the cell group (m-PDLSC) migrating to the lower chamber and the cell group (s-PDLSC) remaining in the upper chamber without migration were analyzed, (Example 1). These results demonstrate that the isolation of stem cells by chemokines is efficacious.

각 케모카인에 따라 분리된 줄기세포의 생물학적 특성(실시예 2), 콜로니 형성능(실시예 3) 및 다분화능(multipotency)(실시예 4)을 분석하였다. 그 결과, 분리된 각 세포군은 모두 유사한 생물학적 특성을 나타내었다. 특히, RANTES에 의해 이동된 m-PDLSC 군이 가장 콜로니 형성능 및 다분화능에 있어서 우수한 줄기세포학적 특징을 가짐을 알 수 있었다. RANTES에 의해 이동된 m-PDLSC 군이 가장 덜 분화된 상태를 유지하였다.The biological characteristics (Example 2), colony forming ability (Example 3) and multipotency (Example 4) of the separated stem cells according to each chemokine were analyzed. As a result, all of the separated cell groups showed similar biological characteristics. In particular, it was found that the m-PDLSC group migrated by RANTES had the best stem cell characteristics in terms of colony forming ability and multipotentiating ability. The m-PDLSC group migrated by RANTES maintained the least differentiated state.

또한, 각 케모카인에 따라 분리된 세포군의 조직 재생능을 분석하였다. 하기 실시예 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 염증성 케모카인이 RANTES 또는 IL-8인 경우, 트랜스웰 하부 챔버로 이동한 줄기세포가 상부 챔버에 남아있는 줄기세포에 비하여 조직 재생능이 우수한 세포군이다. 따라서, 하부 챔버로 이동한 줄기세포를 선택 분리하여 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 선별할 수 있다.In addition, tissue regeneration ability of the separated cell groups according to each chemokine was analyzed. As can be seen in Example 5 below, when the inflammatory chemokine is RANTES or IL-8, the stem cells migrated to the transwell lower chamber are superior to the stem cells remaining in the upper chamber. Therefore, the stem cells migrated to the lower chamber can be selected and separated to select stem cells having excellent tissue regeneration ability.

이와 반대로, 염증성 케모카인이 SDF-1 인 경우에는, 트랜스웰 상부 챔버에 남아있는 줄기세포가 조직 재생능이 우수한 세포군이다. 따라서, 상부 챔버에 남아있는 줄기세포군을 선택 분리하여 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 선별할 수 있다 (실시예 5).On the other hand, when the inflammatory chemokine is SDF-1, the stem cells remaining in the transwell upper chamber are a group of cells having excellent tissue regeneration ability. Therefore, the stem cell group remaining in the upper chamber can be selected and separated to select stem cells having excellent tissue regeneration ability (Example 5).

상기 방법에 의하여 분리된 줄기세포는 조직 재생능이 우수한 세포군이므로 조직 재생을 위하여 다양하게 활용될 수 있다. 즉, 상기 방법에 따라 분리된 줄기세포는 조직 재생용 의약 조성물로서, 상처 치유 및 연부 조직의 결함과 같이 조직 재생이 필요한 환자에게 유용하게 사용될 수 있다.The stem cells isolated by the above method can be used variously for tissue regeneration since they are a group of cells having excellent tissue regeneration ability. That is, the stem cells isolated according to the above method are useful for patients who need tissue regeneration such as wound healing and soft tissue defects as a tissue regeneration pharmaceutical composition.

조직 재생용 의약 조성물에 있어서, 줄기 세포의 함량은 이에 제한되는 것은 아니나 조성물 1ml 당 1 x 104 내지 5 x 1010 세포일 수 있다. 시술시 이식되는 줄기 세포의 총 함량은 환자의 상태를 고려하여 당업자가 용이하게 결정할 수 있다. In the pharmaceutical composition for tissue regeneration, the content of the stem cells may be 1 x 10 4 to 5 x 10 10 cells per 1 ml of the composition, though not limited thereto. The total amount of the stem cells to be transplanted at the time of the procedure can be easily determined by those skilled in the art considering the condition of the patient.

본 발명에 따른 조직 재생용 의약 조성물은 상처 치유, 주름과 같은 연부조직 결함 보정, 남성의 성기능 개선을 위한 충진용, 그리고 여성의 유방확대술, 요실금 치료 등을 위해 세포 이식이 필요할 때 매우 유용하게 사용할 수 있다. 연부조직 결함보정은 미간, 비순 주름을 포함하는 안면, 구강 주위의 라인, 망석중 라인, 진피 디보트, 둔부, 장딴지 등의 부위에 본 발명의 조직 재생용 의약 조성물을 직접 이식하여 상태 개선효과를 유도할 수 있으며, 이식부위는 이에 제한되는 것은 아니다. The medicinal composition for tissue regeneration according to the present invention is very useful when cell transplantation is required for correction of soft tissue defects such as wound healing, wrinkles, filling for male sexual function improvement, breast enlargement for women, and incontinence treatment Can be used. Correction of soft tissue defects can be achieved by directly implanting the tissue regeneration pharmaceutical composition of the present invention in areas such as face, face including non-contiguous wrinkles, lines around mouth, machete line, dermis, And the implantation site is not limited thereto.

본 발명의 조직 재생용 의약 조성물은 진피 내, 피하, 또는 근육 내로 투여될 수 있다. The pharmaceutical composition for tissue regeneration of the present invention can be administered intradermally, subcutaneously, or intramuscularly.

본 발명의 조직 재생용 의약 조성물은 당업자에게 공지된 임의의 수단으로 피시술자에게 투여할 수 있으며, 예를 들면, 주사기와 같은 전달 장치에 적재하여 진피 내, 피하, 또는 근육 내 투여하거나 또는 요도 주위의 영역, 주름살 아래의 피하공간 또는 유방 내의 피하공간의 특정 표적부위로 전달 가능케 하는 다른 기술로 투여할 수 있다. 바람직하게는 바늘 또는 카테터로, 또는 직접 수술 이식으로 투여될 수 있으며, 수술 이식의 실시 양태에서 배양된 줄기세포를 포함하는 세포 이식용 조성물은 미리 형성된 매트릭스와 같은 첨가제를 함께 사용할 수 있다. The tissue regeneration medicinal composition of the present invention can be administered to a subject by any means known to those skilled in the art and can be administered intradermally, subcutaneously, or intramuscularly, for example, by being loaded in a delivery device such as a syringe, Or other techniques that allow delivery to a particular target site of the subcutaneous space within the breast. Preferably a needle or a catheter, or directly by a surgical implant, and a composition for cell implantation comprising stem cells cultured in an embodiment of a surgical implant may be used together with additives such as a preformed matrix.

본 발명의 조직 재생용 의약 조성물은 세포 전달체, 기타 다른 세포, 조직, 조직의 단편, 세포 생착에 필요한 성장인자 또는 세포 분화제, 생활성 또는 불활성 화합물, 재흡수가 가능한 스캐폴드 및 조성물의 전달, 효능, 관용성 또는 기능 향상을 위한 기타 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다.
The medicinal composition for tissue regeneration of the present invention can be used as a medicinal composition for regenerating tissues, such as a cell carrier, a fragment of another cell, a tissue, a tissue, a growth factor or a cytotoxic agent necessary for cell adhesion, a living or inert compound, a reabsorbable scaffold, And other additives for enhancing potency, tolerance, or function.

이하에서는, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The following examples illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

[[ 실시예Example ]]

[[ 실시예Example 1]  One] 트랜스웰Transwell 및 염증성  And inflammatory 케모카인을Chemokine 이용한 줄기세포의 분리 Isolation of stem cells used

도 1a에 본 발명에 따른 줄기세포의 분리방법의 모식도를 나타내었다. 치아의 치근면으로부터 추출 및 계대 배양하여 수득한 치주인대 줄기세포 (hPDLSC; human periodontal ligament stem cell)군을(1 X 104 세포 내지 1 X 106 세포) 상부 챔버(Upper chamber; insert chamber)에 위치시키고 하부 챔버(lower chamber)에 염증성 케모카인(각각 50ng/m IL-8, 150ng/ml RANTES, 150ng/ml SDF-1, 10ng/ml FGF-2)을 포함한 성장 배지(growth medium)를 넣어, 3일 동안 배양하였다. 성장 배지로는 α-MEM 성장배지(포함성분: 15% 우태아 혈청, 100uM L-아스코르브산-2-포스페이트, 2mM L-글루타민, 100U/ml 페니실린, 100ug/ml 스트렙토마이신)을 사용하였다.FIG. 1A shows a schematic diagram of a method for separating stem cells according to the present invention. The human periodontal ligament stem cell (hPDLSC) group (1 × 10 4 cells to 1 × 10 6 cells) obtained by extracting from the root surface of teeth and subculturing was inoculated into an upper chamber And a growth medium containing inflammatory chemokines (50 ng / ml IL-8, 150 ng / ml RANTES, 150 ng / ml SDF-1 and 10 ng / ml FGF-2, respectively) And cultured for 3 days. As the growth medium, α-MEM growth medium (containing 15% fetal bovine serum, 100 uM L-ascorbic acid-2-phosphate, 2 mM L-glutamine, 100 U / ml penicillin, 100 ug / ml streptomycin) was used.

그 결과, 케모카인의 특성에 따라 일부 세포군이 하부 챔버(lower chamber)로 이동되는 세포인 m-PDLSC(migrative periodontal ligament stem cell)와 이동되지 않는 세포인 s-PDLSC(static-PDLSC)로 분리되었다. 이렇게 분리된 줄기세포가 이동성에 따라 다른 특성을 나타내는지 확인하고자, 줄기세포의 형태학적 차이점을 관찰하고, 하부 챔버로 이동된 세포의 수 및 세포 이동성을 나타내는 액틴 필라멘트를 염색하여 관찰하였다. 150ng/ml의 RANTES를 이용한 형태학적 관찰 결과를 도 1b에 나타내었다. 그 결과, 이동된 m-PDLSC세포들은 상부 챔버의 이동되지 않은 s-PDLSC세포들과 비교하여 형태학적으로 다른 형태(phenotype)를 나타냄을 알 수 있었다 (도 1b). As a result, some cell groups were separated into m-PDLSC (migrated periodontal ligament stem cell) and s-PDLSC (static-PDLSC), which were not migrated, depending on the characteristics of the chemokine. The morphological differences of the stem cells were observed and the actin filaments showing the number of cells moved to the lower chamber and the cell mobility were stained and examined to confirm whether the separated stem cells exhibited different characteristics according to mobility. The morphological observation results using 150 ng / ml of RANTES are shown in Fig. 1B. As a result, it was found that the m-PDLSC cells migrated morphologically different phenotypes compared to the non-migrated s-PDLSC cells in the upper chamber (Fig. 1B).

50ng/ml IL-8, 150ng/ml RANTES, 150ng/ml SDF-1, 10ng/ml FGF-2를 이용한 세포 이동성 관찰 결과를 도 1c 및 도 1d에 나타내었다. 챔버의 8-um 기공을 통과하여 이동된 m-hPDLSC을 으로 염색하여 관찰한 결과, 케모카인 처치 후, 이동된 m-hPDLSC의 모양이 이동하지 않은 s-hPDLSC에 비해서 더 크고, 가지가 많으며, 세포의 돌기가 더 두드러진 형태를 보이고 있음을 알 수 있었다 (도 1c).The results of observation of cell mobility using 50 ng / ml IL-8, 150 ng / ml RANTES, 150 ng / ml SDF-1 and 10 ng / ml FGF-2 are shown in Fig. 1c and Fig. 1d. The m-hPDLSC stained with m-hPDLSC passed through the chamber was observed to show that the shape of the m-hPDLSC transferred after chemokine treatment was larger than that of s-hPDLSC, which did not migrate, (Fig. 1 (c)).

또한, 이동한 m-hPDLSC에서, 임의적으로 선택한 10 군데 영역의 세포 수를 측정하여 평균값을 계산한 결과, 케모카인을 처치하지 않은 대조군에 비해서, 케모카인 처치군에서 통계적으로 유의한 정도의 hPDLSC의 이동이 이루어졌음을 확인할 수 있었다 (도 1d).In the m-hPDLSC, the number of cells in arbitrarily selected 10 areas was measured and the average value was calculated. As a result, a statistically significant shift of hPDLSC was observed in the chemokine treated group compared to the control group without chemokine treatment (Fig. 1d).

이러한 결과는, m-PDLSC 세포들은 하부 챔버에 부여되는 케모카인의 특성에 따라 이동되는 특성이 달라짐을 의미한다. 특히, RANTES의 케모카인 구배(gradient)에 의해 가장 많은 세포가 이동함을 확인할 수 있었다 (도 1c 및 도 1d).These results indicate that the m-PDLSC cells have different characteristics to be transferred according to the characteristics of the chemokine given to the lower chamber. In particular, it was confirmed that the most cells migrated by the chemokine gradient of RANTES (Fig. 1C and Fig. 1D).

세포의 이동능을 확인하기 위한 또 다른 방법으로, 50ng/ml IL-8, 150ng/ml RANTES, 150ng/ml SDF-1, 10ng/ml FGF-2에 따라 분리된 m-hPDLSC와 s-hPDLSC을, 2-웰 슬라이드 챔버에 5일간 배양한 후 형광면역염색(F-actin)으로 염색하여 관찰하고 (도 1e), 임의적으로 선택한 10 군데 영역의 세포 형광강도를 측정하여 평균값을 계산하였다 (도 1f).HPDLSC and s-hPDLSC isolated according to 50 ng / ml IL-8, 150 ng / ml RANTES, 150 ng / ml SDF-1 and 10 ng / ml FGF- , Cultured in a 2-well slide chamber for 5 days, stained with F-actin for observation (FIG. 1 e), and the cell fluorescence intensities of 10 randomly selected regions were measured to calculate an average value ).

그 결과, RANTES/CCL5 처치 하의 m-hPDLSC가 다른 케모카인 처치군에 비해 F-액틴의 염색 강도가 가장 강함을 알 수 있었다. s-hPDLSC는 전반적으로 작고 날씬한 세포 모양으로 낮은 면역형광 염색강도를 보이고, m-hPDLSC는 크고, 가지가 많은 세포 모양으로 높은 염색강도를 나타내었다.As a result, m-hPDLSC under RANTES / CCL5 treatment showed the strongest staining intensity of F-actin compared to other chemokine treatment groups. s-hPDLSC showed low immunofluorescence staining intensity in a small and thin cell shape, and m-hPDLSC showed high staining intensity in a large, branched cell type.

이러한 결과는, m-PDLSC와 s-PDLSC의 액틴 필라멘트 구성은 케모카인 종류별로 달라지며, 그 중에서도, RANTES에 의해 유도되는 m-PDLSC의 액틴 필라멘트가 가장 잘 발달되어 있음을 의미한다 (도 1e 및 도 1f). These results indicate that the actin filament composition of m-PDLSC and s-PDLSC varies depending on the type of chemokine, among which actin filaments of m-PDLSC induced by RANTES are most developed (Fig. 1E and Fig. 1E) 1f).

즉, 이는 트랜스웰을 이용하여, 케모카인에 따라, 특정 세포군을 분리할 수 있으며 분리된 줄기세포의 특성이 상이함을 보여주는 결과이다.
That is, it is a result of using transwells to isolate a specific cell group according to the chemokine and to show that the characteristics of the isolated stem cells are different.

[[ 실시예Example 2]  2] 케모카인에To chemokine 따라 분리된 줄기세포의 생물학적 특성 확인 Identification of biological characteristics of isolated stem cells

케모카인에 따라 분리된 m-PDLSC와 s-PDLSC의 줄기세포학적인 생물학적 특성을 분석하기 위하여, 줄기세포의 특성을 나타내는 표면 마커로서 CD44, CD73, CD90 그리고 CD105의 발현 정도를 분석하였다. In order to analyze the stem cell biology characteristics of m-PDLSC and s-PDLSC separated by chemokine, we analyzed the expression levels of CD44, CD73, CD90 and CD105 as surface markers that characterize stem cells.

실시예 1과 동일한 조건으로 각각의 케모카인을 포함한 배지에서 인간 치주인대 줄기세포를 배양하였다. 배양 3 일 후, 챔버의 8-um 기공을 통과하여 이동된 m-hPDLSC와 상부 챔버의 이동되지 않은 s-hPDLSC를 분리하여, 유세포 분석(Flow cytometry)을 이용하여 세포 표면 마커인 CD44, CD73, CD90 및 CD105의 면역표현형분석을 수행하였다.Human periodontal ligament stem cells were cultured in the medium containing each chemokine under the same conditions as in Example 1. After 3 days of culture, m-hPDLSC, which was moved through the 8-um pore of the chamber, was separated from the un-migrated s-hPDLSC of the upper chamber and analyzed by using flow cytometry to determine the cell surface markers CD44, CD73, Immunophenotypic analysis of CD90 and CD105 was performed.

그 결과, m-PDLSC와 s-PDLSC 세포군 모두에서 상기 표면 마커가 모두 양호한 수치로 발현되었고, 이는 케모카인에 따라 큰 차이가 없었다(도 2a). 이는 케모카인에 따른 세포 분리가, 표면 마커로 대변되는 줄기세포학적 특성에는 영향이 없음을 보여주는 결과이다.As a result, both of the surface markers were expressed in good numbers in both the m-PDLSC and s-PDLSC cell groups, and there was no significant difference according to the chemokine (Fig. 2A). This shows that the cell sorting by chemokine does not affect the stem cell characteristics represented by surface markers.

또한, 줄기세포의 또 다른 생물학적 특성으로 세포 증식률을 분석하였다. 배양 3일 후, m-hPDLSC와 상부 챔버의 이동되지 않은 s-hPDLSC를 분리하여 1, 4, 7 일간의 증식률을 MTT 어세이로 확인하였다.In addition, cell proliferation was analyzed by another biological characteristic of stem cells. After 3 days of culture, m-hPDLSC and untransferred s-hPDLSC in the upper chamber were separated and the proliferation rates for 1, 4 and 7 days were confirmed by MTT assay.

그 결과, 배양 7일 째, 모든 세포군에서 세포 증식률이 증가하였다 (도 2b). 이는 하부 챔버에 처리한 케모카인의 종류에 관계없이, 모든 군에서 줄기세포의 생물학적 특성이 유지된다는 것을 의미한다. 또한, 케모카인의 종류에 따라, 기본적인 줄기세포학적 특성에서는 차이가 없지만 세포 활성면에서는 차이를 보인다는 것을 보여준다.As a result, on day 7 of culture, the cell proliferation rate was increased in all the cell groups (Fig. 2B). This means that the biological properties of the stem cells are maintained in all groups regardless of the type of chemokine treated in the lower chamber. In addition, there is no difference in the basic stem cell characteristics according to the type of chemokine, but it shows that there is a difference in cell activity.

[[ 실시예Example 3]  3] 케모카인에To chemokine 따라 분리된 줄기세포의 줄기세포학적 특성 확인- Stem cell characterization of isolated stem cells - 콜로니Colony 형성능Formability 확인 Confirm

케모카인의 종류에 따라, 분리된 줄기세포의 줄기세포학적 특성이 달라지는지 확인하고자, 콜로니 형성능(colony forming efficiency; CFE)을 분석하였다.The colony forming ability (CFE) was analyzed to determine whether the stem cell characteristics of the isolated stem cells varied depending on the type of chemokine.

실시예 1과 동일한 조건에서 인간 치주인대 줄기세포를 배양하였다. 3 일 후, 챔버의 8-um 기공을 통과하여 이동된 m-hPDLSC와 상부 챔버의 이동되지 않은 s-hPDLSC를 분리하여, 55cm2의 디쉬에 14 일간 배양하여 크리스탈 바이올렛으로 염색한 후, 콜로니 형성능을 확인하였다. 각 군당 3 번 이상의 실험을 진행하여 각 집락의 개수와 직경을 측정하여 평균값을 계산하였다. 집락의 개수가 많고, 직경이 클수록 콜로니 형성능이 높음을 의미한다.Human periodontal ligament stem cells were cultured under the same conditions as in Example 1. After 3 days, the m-hPDLSC moved through the 8-um pores of the chamber and the un-migrated s-hPDLSC of the upper chamber were separated and stained with crystal violet in a 55 cm 2 dish for 14 days, Respectively. The number and diameter of each colonies were measured and the mean value was calculated. The larger number of colonies and the larger the diameter, the higher the colony forming ability.

현미경 관찰 결과, 케모카인을 처리하지 않은 대조군에 비하여 케모카인을 처리한 군들에서 CFE가 증가하며, 집락의 크기가 더 크게 나타났다 (도 3a). 또한 집락의 수(콜로니 수)를 세어 본 결과, 케모카인을 처리하지 않은 대조군에 비해, 케모카인 처리한 군들에서 통계적으로 유의하게 증가됨을 알 수 있었다(도 3b). 또한, s-hPDLSC와 비교하여 m-hPDLSC에서 집락 수 및 집락의 크기가 더 큰 것을 확인할 수 있었다 (도 3c). 이 결과는 케모카인에 의해 이동된 세포들은 줄기세포학적 특성을 나타내며 m-PDLSC에서 보다 높은 활성을 나타냄을 보여준다.
Microscopic observations indicated that the CFE was increased in the chemokine treated groups compared to the control without chemokine, and the size of the colonies was larger (FIG. 3a). Also, counting the number of colonies (number of colonies) showed statistically significant increase in chemokine treated groups compared to the untreated control group (FIG. 3b). In addition, it was confirmed that the size of colonies and colonies was larger in m-hPDLSC than in s-hPDLSC (Fig. 3C). These results indicate that cells transferred by chemokines exhibit stem cell character and exhibit higher activity than m-PDLSC.

[[ 실시예Example 4]  4] 케모카인에To chemokine 따라 분리된 줄기세포의 줄기세포학적 특성 확인-다분화능( Identification of Stem Cell Features of Isolated Stem Cells - Multivability ( multipotency다피턴ency ) 확인) Confirm

실시예 1과 동일한 조건에서 인간 치주인대 줄기세포를 배양하고, 또 다른, 줄기세포학적 특성으로서 케모카인에 따라 분리된 줄기세포의 다분화능을 분석하였다.Human periodontal ligament stem cells were cultured under the same conditions as in Example 1, and the pluripotency of the stem cells isolated according to the chemokine was analyzed as another stem cell characteristic.

m-hPDLSC와 s-hPDLSC를 분리하여 6-웰 플레이트에서 골성분화유도 배양을 3 주간 진행하였다. 3 주 후, 알리자린 레드(alizarin red) 염색으로 형성된 석회화 결절을 확인하여 임의적으로 선택한 10군데의 영역을 측정하여 평균값을 계산하였다.m-hPDLSC and s-hPDLSC were separated and cultured in 6-well plate for 3 weeks. After 3 weeks, calcified nodules formed by alizarin red staining were identified, and 10 regions randomly selected were measured and the average value was calculated.

그 결과, 골성 분화를 유도한 후 형성된 석회화 결절(mineralized nodule)은 대체적으로 이동된 m-PDLSC에서 낮게 측정되었고 특히, RANTES/CCL5와 SDF-1/CXCL12에 의해 이동된 m-PDLSC에서 가장 낮게 측정되었다 (도 4a 및 도 4b)). As a result, the mineralized nodule formed after induction of osteogenic differentiation was measured lower in m-PDLSC, which was generally migrated, and the lowest in m-PDLSC moved by RANTES / CCL5 and SDF-1 / CXCL12 (Figs. 4A and 4B).

또한, m-hPDLSC와 s-hPDLSC를 분리하여 6-웰 플레이트에서 지방분화유도 배양을 3 주간 진행하였다. 3 주 후, 오일 레드 O(oil red O) 염색으로 형성된 지방방울(lipid droplet)을 확인하여 임의적으로 선택한 10군데의 영역을 측정하여 평균값을 계산하였다.In addition, m-hPDLSC and s-hPDLSC were separated and cultured for induction of lipid differentiation in 6-well plate for 3 weeks. After 3 weeks, lipid droplets formed by oil red O staining were observed, and 10 regions randomly selected were measured and the average value was calculated.

또한, 지방 분화를 분석하였을 때 이동된 m-PDLSC의 지방 방울의 형성은 s-PDLSC와 비교하여 낮게 측정되었다 (도 4c 및 도 4d) (단, 통계적으로 유의하지는 않음).In addition, when lipid differentiation was analyzed, the formation of fat droplets of migrated m-PDLSC was lower compared to s-PDLSC (Fig. 4c and Fig. 4d) (but not statistically significant).

이러한 결과를 종합해 볼 때, 케모카인에 의해 이동되는 m-PDLSC는 차별적인 생물학적 특성을 보인다는 것을 알 수 있다. 그 중에서도 RANTES에 의해 이동된 m-PDLSC는 보다 차별적인 특징을 보유하며, 다른 군에 비하여 분화가 덜된 상태를 유지하는 것을 알 수 있었다.
Taken together, these results indicate that m-PDLSCs, which are transferred by chemokines, exhibit distinctive biological properties. Among them, the m-PDLSCs migrated by RANTES possessed more distinctive characteristics, and they were found to be less differentiated than the other groups.

[[ 실시예Example 5]  5] 케모카인에To chemokine 따라 분리된 줄기세포의 조직  The structure of the separated stem cells 재생능Playability 확인 Confirm

케모카인에 따라 분리된 줄기세포의 조직 재생능을 비교 분석하였다. S-hPDLSC 또는 m-hPDLSC(6X106)의 세포를 80mg의 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite)/트리칼슘포스페이트(Tricalciumphosphate)의 세포 전달체와 함께 누드 마우스의 피하조직에 이식하였고 8주의 치유 기간이 경과한 후 이식체를 적출한 후 조직학적 분석을 시행하였다. 적출물 고정, 탈회, 그리고 파라핀 포매등의 조직학적 처리과정을 거친 후 각 적출물의 조직 슬라이드를 제작하였고 Masson-Trichrome 염색을 시행하여 광학 현미경으로 조직학적 분석을 시행하였다. hPDLSC의 조직학적 재생은 백악질(cementum) 형성이 가장 중요한 요소이므로 신생 백악질(cementum) 재생량을 조직 재생능으로 평가할 수 있다. 이를 조직학적으로 계측하였고 각 군별 비교 분석하였다. 그 결과, 분리된 세포군에 따라 서로 다른 조직 재생능을 나타냄을 확인할 수 있었다 (도 5a).The regenerative capacity of isolated stem cells according to chemokine was compared and analyzed. Cells of S-hPDLSC or m-hPDLSC (6X10 6 ) were transplanted into the subcutaneous tissues of nude mice along with 80 mg of hydroxyapatite / tricalcium phosphate cell donors and after 8 weeks of healing time After grafting, grafts were histologically analyzed. After histological treatment such as extraction fixation, demineralization, and paraffin embedding, tissue slides were prepared for each of the extractions, and histone analysis was performed by optical microscopy with Masson-Trichrome staining. Histologic regeneration of hPDLSC is the most important factor in cementum formation, so that neoplastic cementum regeneration can be assessed as tissue regeneration ability. Histologic measurements were made and analyzed by each group. As a result, it was confirmed that different tissue regeneration ability was shown depending on the separated cell group (FIG. 5A).

재생된 조직의 분포도를 측정하였을 때, 분리된 세포군에 따라 차별적인 재생 특성을 보였다 (도 5b). 재생 조직의 분포도는 각 조직 슬라이드로부터 10개 부위를 선정한 후 5×5 그리드 템플레이트(grid template, 60×80 μm/grid)를 겹쳐 신생 백악질이 형성된 그리드(grid)를 계산하고 그 넓이를 측정하여 백분율로 표시하였다. 각 슬라이드에서 계측된 넓이를 그 슬라이드의 분포도로 정하였다. 이 과정은 computer-aided image-analysis software를 이용하여 시행하였다. 그 결과, IL-8 및 RANTES를 처리한 후의 m-PDLSC군은 s-PDLSC 군에 비하여 높은 조직 재생능을 나타내었다. 특히, RANTES에 의해 이동된 m-PDLSC 세포군은 유의하게 높은 조직 재생능을 보이는 반면, 이동되지 않은 s-PDLSC의 조직 재생능은 상대적으로 매우 미미하였다. 이는 RANTES에 의해 이동된 m-PDLSC는 조직 재생능이 매우 높다는 것을 의미한다.When the distribution of the regenerated tissues was measured, differential regeneration characteristics were shown according to the separated cell groups (Fig. 5B). Regarding the distribution of regenerated tissues, 10 regions were selected from each tissue slide, and a 5 × 5 grid template (60 × 80 μm / grid) was superimposed on the new cementum grid to calculate the grid, Respectively. The width measured on each slide was defined as the distribution of the slide. This procedure was performed using computer-aided image-analysis software. As a result, the m-PDLSC group after treatment with IL-8 and RANTES showed higher tissue regeneration ability than the s-PDLSC group. In particular, m-PDLSC cells migrated by RANTES exhibited significantly higher tissue regeneration ability, whereas the non-migrated s-PDLSC tissue regeneration capacity was relatively small. This means that the m-PDLSCs migrated by RANTES have very high tissue regeneration capability.

한편, SDF-1에 의해 분리되는 세포군은 반대현상을 나타내었다. SDF-1에 의해 이동된 m-PDLSC는 조직 재생능력이 거의 없는 반면 s-PDLSC의 조직 재생능력은 유의하게 높았다. 이는 SDF-1에 의해 오히려 조직 재생능이 높은 세포군의 이동이 억제된다는 것을 보여준다.On the other hand, the cell group separated by SDF-1 showed the opposite phenomenon. The m-PDLSCs migrated by SDF-1 had little tissue regeneration ability, whereas the s-PDLSC tissue regeneration ability was significantly higher. This suggests that SDF-1 inhibits the migration of cells with high tissue regeneration ability.

상기와 같은 조직 재생능을 확인하고자, 계측학적 통계 분석을 수행하였다. 각 그룹별 비교는 ANOVA 및 포스트 혹 t 테스트(ANOVA and post hoc t test)를 시행하였으며 두 군간 비교는 unpaired t-test를 시행하였다. 그 결과, 조직 재생능 확인 시험과 동일한 결과를 얻을 수 있었다 (도 5c 및 도 5d).To confirm the tissue regeneration ability as described above, metrological statistical analysis was performed. ANOVA and post hoc t test (ANOVA and post hoc t test) were performed for each group and unpaired t-test was performed for comparison between the two groups. As a result, the same results as those of the tissue regeneration ability confirmation test were obtained (Figs. 5C and 5D).

종합해 보면, 염증성 케모카인인 IL-8 및 RANTES를 처리한 후에 하부 챔버로 이동하지 않은 s-PDLSC 군과 비교하여, 하부 챔버로 이동한 m-PDLSC 군의 조직재생능이 우수하며, 특히 RANTES를 처리한 군에서 우수하였다. 이와는 반대로, SDF-1을 처리한 경우에는, 하부 챔버로 이동한 m-PDLSC 군과 비교하여, 하부 챔버로 이동하지 않은 s-PDLSC 의 조직 재생능이 우수함을 확인할 수 있었다.Compared to the s-PDLSC group which did not migrate to the lower chamber after treatment with the inflammatory chemokines IL-8 and RANTES, the m-PDLSC group migrated to the lower chamber showed superior tissue regeneration ability, . In contrast, when SDF-1 was treated, it was confirmed that s-PDLSC, which did not migrate to the lower chamber, had superior tissue regeneration ability as compared with the m-PDLSC group which migrated to the lower chamber.

이러한 결과는, 염증성 케모카인에 따라 조직 재생능이 우수한 줄기세포를 분리할 수 있으며, 이렇게 분리된 세포는 조직 재생용 목적으로 사용될 수 있음을 의미한다.
These results indicate that stem cells with superior tissue regeneration ability can be isolated according to the inflammatory chemokines, and that such separated cells can be used for tissue regeneration purposes.

Claims (7)

생체 조직으로부터 추출한 줄기세포가 포함된 세포 혼합물을 트랜스웰 상부 챔버에 위치시키는 단계;
배양 배지 및 염증성 케모카인을 트랜스웰 하부 챔버에 첨가하고, 상기 줄기세포 혼합물을 배양하는 단계;
트랜스웰 하부 챔버로 이동한 세포와 트랜스웰 상부 챔버에 남아있는 세포를 분리하는 단계; 및
상기 염증성 케모카인이 RANTES인 경우, 트랜스웰 하부 챔버로 이동한 줄기세포를 선택하고, 상기 염증성 케모카인이 SDF-1인 경우, 트랜스웰 상부 챔버에 남아있는 줄기세포를 선택하는 단계를 포함하는, 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법.
Placing a cell mixture containing stem cells extracted from a living tissue in a transwell upper chamber;
Adding a culture medium and an inflammatory chemokine to a transwell lower chamber, and culturing the stem cell mixture;
Separating the cells migrated to the transwell lower chamber and the cells remaining in the transwell upper chamber; And
Selecting stem cells that have migrated to the transwell lower chamber when the inflammatory chemokine is RANTES and selecting stem cells remaining in the transwell upper chamber when the inflammatory chemokine is SDF-1, A method for separating excellent stem cells.
제1항에 있어서, 줄기세포가 포함된 세포 혼합물은 치수, 치조골, 치은, 유치, 치주인대, 골수, 지방, 위, 간, 췌장 및 신경으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생체 조직으로부터 추출한 것인 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법.
The stem cell-containing cell mixture according to claim 1, wherein the cell mixture containing stem cells is extracted from at least one living tissue selected from the group consisting of dental, alveolar bone, gingiva, dentate, periodontal ligament, bone marrow, fat, stomach, liver, pancreas, A method of separating stem cells having excellent tissue regeneration ability.
제1항에 있어서, 배양 배지는 α-MEM인 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법.
The method according to claim 1, wherein the culture medium is? -MM.
삭제delete 제1항에 있어서, 줄기세포가 포함된 세포 혼합물의 배양은 3 내지 5일 동안 이루어지는 것인 조직 재생능이 우수한 줄기세포의 분리 방법.
The method of separating stem cells according to claim 1, wherein the cell mixture containing the stem cells is cultured for 3 to 5 days.
삭제delete 삭제delete
KR1020140089981A 2014-07-16 2014-07-16 Method of isolating stem cells using transwell and chemokines KR101674253B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089981A KR101674253B1 (en) 2014-07-16 2014-07-16 Method of isolating stem cells using transwell and chemokines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089981A KR101674253B1 (en) 2014-07-16 2014-07-16 Method of isolating stem cells using transwell and chemokines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160009420A KR20160009420A (en) 2016-01-26
KR101674253B1 true KR101674253B1 (en) 2016-11-08

Family

ID=55307414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140089981A KR101674253B1 (en) 2014-07-16 2014-07-16 Method of isolating stem cells using transwell and chemokines

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674253B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3421589A4 (en) 2016-02-23 2019-09-04 University - Industry Cooperation Group of Kyung Hee University Composition and method for improving efficacy of stem cells
KR20190110934A (en) 2018-03-21 2019-10-01 부산대학교 산학협력단 Medium Composition for attenuation senescence in cardiac progenitor cells containing rapamycin
KR102431623B1 (en) * 2021-12-17 2022-08-11 주식회사 프롬바이오 Method for Isolating Adipose-derived Stem Cells Using a Double Wells Having a Structure of Upper and Lower Wells

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013082241A2 (en) 2011-12-02 2013-06-06 Fate Therapeutics, Inc. Improved methods of treating ischemia

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101097213B1 (en) 2009-05-19 2011-12-21 경북대학교 산학협력단 Organic acids-urea-clay hybrid fertilizer and manufactureing method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013082241A2 (en) 2011-12-02 2013-06-06 Fate Therapeutics, Inc. Improved methods of treating ischemia

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cell Adhesion & Migration, Vol.4(2):235-240 (2010)
EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE, Vol.43(10):596-603 (2011)
STEM CELL RESEARCH & THERAPY 2013, Vol.4:5(pages 1-9)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160009420A (en) 2016-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102176845B1 (en) Composition for tissue regeneration and wound healing comprising induced exosomes
JP4336821B2 (en) Induction of cardiomyocytes using mammalian bone marrow cells or cord blood-derived cells and adipose tissue
KR101970634B1 (en) Methods and uses for ex vivo tissue culture systems
WO2007024441A2 (en) Compositions of cells enriched for combinations of various stem and progenitor cell populations, methods of use thereof and methods of private banking thereof
EP1811018A1 (en) Brain disposition marrow progenitor
WO2015137419A1 (en) Activator for mesenchymal stem cells, activated mesenchymal stem cells, and method for producing same
EP1465983B1 (en) Endothelial stem cells, populations, methods of isolation and use thereof
TW201130977A (en) Mesenchymal stem cells (MSCs) isolated from mobilized peripheral blood
KR20040081749A (en) Materials from bone marrow stromal cells for use in forming blood vessels and producing angiogenic and trophic factors
WO2001094541A2 (en) Human mesenchymal progenitor cell
KR101674253B1 (en) Method of isolating stem cells using transwell and chemokines
US20120148537A1 (en) Methods to enhance cell migration and engraftment
WO2010138873A1 (en) Long term expansion of human hematopoietic stem cells
KR101389851B1 (en) Method for Culture of Neural Crest Stem Cells and Uses Therefor
US20180280446A1 (en) Agent for Treating Urinary Incontinence Including Stem Cells Derived from Amniotic Fluid
WO2014015229A1 (en) Isolation of stromal vascular fraction from adipose tissue obtained from postmortem source using ultrasonic cavitation
US20220064592A1 (en) Cell microsheet, syringe containing the cell microsheet, and production and use of the cell microsheet
KR102258890B1 (en) Composition for treating Graft Versus Host Disease comprising clonal stem cell
KR20150091519A (en) A method of generating multilineage potential cells
EP4259221A1 (en) Thymic constructs and uses thereof
EP2679231A1 (en) Agent for treating urinary incontinence including stem cells derived from amniotic fluid
US20220047640A1 (en) Pharmaceutical composition for treating pancreatitis, comprising clonal stem cells
CA3134256A1 (en) Method of culturing cell population and use thereof
Haque et al. Stem cells from human extracted deciduous teeth expanded in foetal bovine and human sera express different paracrine factors after exposure to freshly prepared human serum
TW202221113A (en) Cell microsheet, syringe containing cell microsheet, production method of cell microsheet and method of using the same suitable for minimally invasive treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191105

Year of fee payment: 4