KR101828812B1 - Kit for Detecting Senescence of Stem cells - Google Patents

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Abstract

본 발명은 줄기세포의 세포노화(senescence) 검출용 키트, 검출 방법 및 세포노화 억제제의 스크리닝 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 본 발명은 줄기세포 치료에 필수적인 줄기세포의 증식능, 분화능을 판단할 수 있는 세포노화 검출용 마커를 제공하며, 상기 마커를 이용하면 줄기세포의 세포노화를 정확하게 검출 할 수 있다.The present invention provides a kit for detecting senescence of stem cells, a detection method, and a screening method of a cell senescence inhibitor. According to the present invention, there is provided a marker for detecting cell senescence, which is capable of determining the proliferative and differentiating ability of a stem cell, which is essential for stem cell treatment, and the cell senescence of the stem cell can be accurately detected using the marker.

Description

줄기세포의 세포노화 검출용 키트{Kit for Detecting Senescence of Stem cells}(Kit for Detecting Senescence of Stem cells)

본 발명은 줄기세포의 세포노화 검출용 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a kit for detecting cell senescence of stem cells.

각종 난치성 질환에 대해 기존의 치료 요법의 한계를 극복하려는 노력의 일환으로, 손상된 세포를 대체하고 재생시켜 본래 기능의 회복을 목표로 줄기세포를 이용한 재생 의학적 세포치료 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 특히 여러 줄기세포들 중 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)는 자가재생 (self-renewal) 능력과 다양한 조직의 세포로의 분화(differentiation) 능력을 지니며 면역거부반응을 억제시키고 체내 투여 시, 손상부위로 이동하여 손상된 세포를 대체하거나 다양한 성장인자 및 사이토카인들을 분비하여 질환의 억제 및 손상 부위의 재생을 촉진시킨다는 연구결과들을 토대로 매우 다양한 질환 치료에 적용하려는 노력이 활발하게 진행되고 있다(1-3).As part of efforts to overcome the limitations of existing therapies for various intractable diseases, researches on regenerative medical cell therapy using stem cells aiming at recovery of original function by substituting and regenerating damaged cells have been actively conducted worldwide . In particular, mesenchymal stem cells among the various stem cells have self-renewal ability and differentiation ability to various tissues, and inhibit the immune rejection reaction. (1). In the present invention, the present invention relates to a method for the treatment of various diseases, which comprises administering a therapeutically effective amount of a compound of formula 3).

중간엽줄기세포의 임상적용을 위해서는 무엇보다도 적은 수의 줄기세포로부터 체외에서 일련의 배양과정을 통해 치료효능을 보일 만큼의 많은 수의 세포를 확보하는 것이 핵심이며 이 과정 동안 줄기세포의 특성은 필수적으로 유지되어야 한다. 그러나 이를 위해 오랜 기간 동안 체외에서 배양이 필요한 데 배아줄기세포와 달리 체외 증식력이 제한적이어서 일정 횟수의 분열 이후에는 일반 체세포와 마찬가지로 세포노화(senescence)가 발생되며 세포의 증식률 감소 및 억제, 분화능력 감소 등과 같은 현상이 나타나게 되며 이로 인해 줄기세포의 생산성 및 품질, 치료 효능 및 안전성 등 여러 가지 측면에 있어서 중대한 영향을 미칠 수 있다(4-8).For the clinical application of mesenchymal stem cells, it is crucial to obtain as many cells as possible from a small number of stem cells through a series of in vitro culturing processes, and during this process, the characteristics of the stem cells are essential . However, in order to achieve this, it is necessary to cultivate in vitro for a long period of time. Unlike embryonic stem cells, extracorporeal proliferation is limited, and after a certain number of divisions, senescence occurs like normal somatic cells, And thus can have a significant impact on various aspects such as stem cell productivity and quality, therapeutic efficacy and safety (4-8).

줄기세포의 노화는 세포의 증식능력과 다분화능에 영향을 미치는 주요 원인으로 주목되고 있는 데, 줄기세포 치료제 생산에 있어서 줄기세포의 증식능력과 다분화능은 환자에 대한 치료 효능과 직접적으로 연결되는 문제이기 때문에 줄기세포의 노화판정은 줄기세포치료제의 개발 및 생산에 있어서 절대적인 파라미터라고 할 수 있다(9-12).Stem cell senescence has been noted as a major cause of cell proliferation and pluripotency, and stem cell proliferation and pluripotency in the production of stem cell therapy are directly related to the therapeutic efficacy of patients , The determination of senescence of stem cells is an absolute parameter in the development and production of stem cell therapy (9-12).

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

Mundra V, Gerling IC, Mahato RI. Mesenchymal stem cell-based therapy. Mol Pharm. 2013 Jan 7;10(1):77-89. Mundra V, Gerling IC, Mahato RI. Mesenchymal stem cell-based therapy. Mol Pharm. 2013 Jan 7; 10 (1): 77-89. Wang S, Qu X, Zhao RC. Clinical applications of mesenchymal stem cells. J Hematol Oncol. 2012 Apr 30;5:19. Wang S, Qu X, Zhao RC. Clinical applications of mesenchymal stem cells. J Hematol Oncol. 2012 Apr 30; Parekkadan B, Milwid JM. Mesenchymal stem cells as therapeutics. Annu Rev Biomed Eng. 2010 Aug 15;12:87-117. Parecade B, Milwid JM. Mesenchymal stem cells as therapeutics. Annu Rev Biomed Eng. 2010 Aug 15; 12: 87-117. Stenderup K, Justesen J, Clausen C, Kassem M. Aging is associated with decreased maximal life span and accelerated senescence of bone marrow stromal cells. Bone. 2003 Dec;33(6):919-26. Stenderup K, Justesen J, Clausen C, Kassem M. Aging is associated with increased maximal life span and accelerated senescence of bone marrow stromal cells. Bone. 2003 Dec; 33 (6): 919-26. Bonab MM, Alimoghaddam K, Talebian F, Ghaffari SH, Ghavamzadeh A, Nikbin B. Aging of mesenchymal stem cell in vitro. BMC Cell Biol. 2006 Mar 10;7:14. Bonab MM, Alimoghaddam K, Talebian F, Ghaffari SH, Ghavamzadeha, Nikbin B. Aging of mesenchymal stem cells in vitro. BMC Cell Biol. 2006 Mar 10; 7:14. Ryu E, Hong S, Kang J, Woo J, Park J, Lee J, Seo JS. Identification of senescence-associated genes in human bone marrow mesenchymal stem cells. Biochem Biophys Res Commun. 2008 Jul 4;371(3):431-6. Ryu E, Hong S, Kang J, Woo J, Park J, Lee J, Seo JS. Identification of senescence-associated genes in human bone marrow mesenchymal stem cells. Biochem Biophys Res Commun. 2008 Jul 4; 371 (3): 431-6. Wagner W, Bork S, Horn P, Krunic D, Walenda T, Diehlmann A, Benes V, Blake J, Huber FX, Eckstein V, Boukamp P, Ho AD. Aging and replicative senescence have related effects on human stem and progenitor cells. PLoS One. 2009 Jun 9;4(6):e5846. Wagner W, Bork S, Horn P, Krunic D, Walenda T, Diehlmann A, Benes V, Blake J, Huber FX, Eckstein V, Boukamp P, Ho AD. Aging and replicative senescence have related effects on human stem and progenitor cells. PLoS One. Jun 9, 4 (6): e5846. Wagner W, Ho AD, Zenke M. Different facets of aging in human mesenchymal stem cells. Tissue Eng Part B Rev. 2010 Aug;16(4):445-53. Wagner W, Ho AD, Zenke M. Different facets of aging in human mesenchymal stem cells. Tissue Eng Part B Rev. 2010 Aug; 16 (4): 445-53. Wagner W, Bork S, Lepperdinger G, Joussen S, Ma N, Strunk D, Koch C. How to track cellular aging of mesenchymal stromal cells? Aging (Albany NY). 2010 Apr;2(4):224-30. Wagner W, Bork S, Lepperdinger G, Joussen S, Ma N, Strunk D, Koch C. How to track cellular aging of mesenchymal stromal cells? Aging (Albany NY). 2010 Apr; 2 (4): 224-30. Li J, Pei M. Cell senescence: a challenge in cartilage engineering and regeneration. Tissue Eng Part B Rev. 2012 Aug;18(4):270-87. Li J, Pei M. Cell senescence: a challenge in cartilage engineering and regeneration. Tissue Eng Part B Rev. 2012 Aug; 18 (4): 270-87. Boyette LB, Tuan RS. Adult Stem Cells and Diseases of Aging. J Clin Med. 2014 Jan 21;3(1):88-134. Boyette LB, Tuan RS. Adult Stem Cells and Diseases of Aging. J Clin Med. 2014 Jan 21; 3 (1): 88-134. Castorina A, Szychlinska MA, Marzagalli R, Musumeci G. Mesenchymal stem cells-based therapy as a potential treatment in neurodegenerative disorders: is the escape from senescence an answer? Neural Regen Res. 2015 Jun;10(6):850-8. Castorina A, Szychlinska MA, Marzagalli R, Musumeci G. Mesenchymal stem cell-based therapy as a potential treatment for neurodegenerative disorders: is the escape from senescence an answer? Neural Regen Res. 2015 Jun; 10 (6): 850-8.

본 발명자들은 재생의학적 세포 치료에 유용한 줄기세포의 노화를 정확하게 검출할 수 있는 신규한 마커를 발굴하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 발굴된 마커인 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)는 세포노화를 정확하게 검출할 수 있는 마커임을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made extensive efforts to find novel markers capable of accurately detecting the aging of stem cells useful for regenerative medical cell therapy. As a result, it was found that markers such as vitamin D binding protein (BP), adiponectin, EGF (epidermal growth factor) and FGF2 (fibroblast growth factor 2) Thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 세포노화 검출용 키트를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a kit for detecting cell senescence.

본 발명의 다른 목적은 세포노화 검출 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for detecting cellular senescence.

본 발명의 또 다른 목적은 세포노화 억제제의 스크리닝 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a screening method of a cell senescence inhibitor.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 뉴클레오타이드 서열, 상기 뉴클레오타이드 서열에 상보적인 서열, 상기 뉴클레오타이드의 단편 또는 상기 뉴클레오타이드 서열에 코딩되는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머를 포함하는 줄기세포의 세포노화(senescence) 검출용 키트를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition comprising at least one selected from the group consisting of vitamin D BP (vitamin D binding protein), adiponectin, EGF (Epidermal Growth Factor) and FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) There is provided a kit for detecting senescence of stem cells comprising a nucleotide sequence, a sequence complementary to the nucleotide sequence, a fragment of the nucleotide, or an antibody or an aptamer that specifically binds to a protein encoded by the nucleotide sequence .

본 발명자들은 재생의학적 세포 치료에 유용한 줄기세포의 세포노화를 정확하게 검출할 수 있는 신규한 마커를 발굴하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 줄기세포의 세포배양액 내 분비되는 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2 단백질이 세포노화를 정확하게 검출할 수 있는 마커임을 규명하였다.The present inventors have sought to find a novel marker capable of accurately detecting the cell senescence of stem cells useful for regenerative medical cell therapy. As a result, it was confirmed that vitamin D BP, adiponectin, EGF and FGF2 proteins secreted in cell culture medium of stem cells can accurately detect cell senescence.

본 명세서에서 용어 “세포노화”는 세포가 일정 수의 분열 후에 비가역적으로(irreversible) 세포의 분열이 중지된 상태를 의미한다. 세포노화는 증식과 분열능력은 저하되어 있지만 세포의 신진대사가 상당기간 유지된다는 점에서 세포사멸(cell death)과 차이가 있다(윤계숙, 분자세포생물학뉴스 웹진 2011).As used herein, the term " cell senescence " refers to a state in which the cell has ceased to divide irreversible cells after a certain number of cleavage. Although cell senescence has decreased proliferation and division ability, it differs from cell death in that cell metabolism is maintained for a considerable period of time (Yoon Gye Sook, Molecular Cell Biology, Webzine 2011).

본 발명의 마커는 세포노화에 대한 지표가 될 수 있으며, 세포노화의 발생 및 발전의 검출에 이용될 수 있다.The marker of the present invention can be an indicator for cell senescence and can be used for detection of generation and development of cell senescence.

본 명세서에서 용어 “검출”은 생물학적 시료(예컨대, 세포 또는 세포배양액) 내 하나 이상의 마커의 존재, 부재 또는 양을 확인하는 것을 의미한다.As used herein, the term " detection " means identifying the presence, absence or amount of one or more markers in a biological sample (e.g., a cell or cell culture fluid).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 키트는 마이크로어레이이다.According to one embodiment of the present invention, the kit of the present invention is a microarray.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 키트는 유전자 증폭 키트이다.According to one embodiment of the present invention, the kit of the present invention is a gene amplification kit.

본 발명의 키트가 마이크로어레이인 경우에는, 마이크로어레이의 고상표면에 프로브가 고정화 되어 있다. 본 발명의 키트가 유전자 증폭 키트인 경우에는 프라이머를 포함한다.When the kit of the present invention is a microarray, the probe is immobilized on the solid-phase surface of the microarray. When the kit of the present invention is a gene amplification kit, it includes a primer.

본 발명의 검출용 키트에서 이용되는 프로브 또는 프라이머는 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2로 구성된 군으로부터 선택되는 뉴클레오티드 서열에 대하여 상보적인 서열을 갖는다. 본 명세서에서 용어 “상보적(complementary)”은 어떤 특정한 혼성화(hybridization) 또는 어닐링 조건 하에서 상술한 뉴클레오티드 서열에 선택적으로 혼성화할 수 있을 정도의 상보성을 갖는 것을 의미한다. 따라서 용어 “상보적”은 용어 완전 상보적(perfectly complementary)과는 다른 의미를 가지며, 본 발명의 프라이머 또는 프로브는 상술한 뉴클레오티드 서열에 선택적으로 혼성화할 수 있을 정도이면, 하나 또는 그 이상의 미스매치(mismatch) 염기서열을 가질 수 있다.The probe or primer used in the detection kit of the present invention has a sequence complementary to a nucleotide sequence selected from the group consisting of vitamin D BP, adiponectin, EGF and FGF2. The term " complementary " as used herein means having complementarity enough to selectively hybridize to the nucleotide sequences described above under any particular hybridization or annealing conditions. Thus, the term " complementary " has a different meaning from the term complementary, and the primers or probes of the present invention may include one or more mismatches mismatch < / RTI > sequence.

본 명세서에서 사용되는 용어 “프라이머”는 적합한 온도에서 적합한 완충액 내에서 적합한 조건(즉, 4종의 다른 뉴클레오사이드 트리포스페이트 및 중합반응 효소) 하에서 주형-지시 DNA 합성의 개시점으로 작용할 수 있는 단일-가닥 올리고뉴클레오타이드를 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 다양한 요소, 예컨대, 온도와 프라이머의 용도에 따라 변화가 있지만 전형적으로 15-30 뉴클레오타이드이다. 짧은 프라이머 분자는 주형과 충분히 안정된 혼성 복합체를 형성하기 위하여 일반적으로 보다 낮은 온도를 요구한다.As used herein, the term " primer " refers to a primer that, under suitable conditions (i.e., four different nucleoside triphosphates and polymerization enzymes) in a suitable buffer at a suitable temperature, - means strand oligonucleotide. The suitable length of the primer is typically 15-30 nucleotides, although it varies with various factors such as temperature and use of the primer. Short primer molecules generally require lower temperatures to form a sufficiently stable hybrid complex with the template.

프라이머의 서열은 주형의 일부 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화 되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 따라서 본 발명에서의 프라이머는 주형인 상술한 뉴클레오티드 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 이 유전자 서열에 혼성화되어 프라이머 작용을 할 수 있는 범위 내에서 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 이러한 프라이머의 디자인은 상술한 뉴클레오티드 서열을 참조하여 당업자에 의해 용이하게 실시할 수 있으며, 예컨대, 프라이머 디자인용 프로그램(예: PRIMER 3 프로그램)을 이용하여 할 수 있다.The sequence of the primer does not need to have a sequence completely complementary to a partial sequence of the template, and it is sufficient if the primer has sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template and acting as a primer. Therefore, the primer in the present invention does not need to have a perfectly complementary sequence to the above-mentioned nucleotide sequence, which is a template, and it is sufficient that the primer has sufficient complementarity within a range capable of hybridizing to the gene sequence and acting as a primer. The design of such a primer can be easily carried out by a person skilled in the art with reference to the above-mentioned nucleotide sequence, for example, by using a program for primer design (for example, PRIMER 3 program).

본 명세서에서 사용된 용어 “프로브”는 자연의 또는 변형된 모노머 또는 연쇄(linkages)의 선형 올리고머를 의미하며, 디옥시리보뉴클레오타이드 및 리보뉴클레오타이드를 포함하고 타깃 뉴클레오타이드 서열에 특이적으로 혼성화 할 수 있으며, 자연적으로 존재하거나 또는 인위적으로 합성된 것이다. 본 발명의 프로브는 바람직하게는 단일쇄이며, 올리고디옥시리보뉴클레오타이드이다.As used herein, the term " probe " refers to a linear oligomer of natural or modified monomer or linkages and includes deoxyribonucleotides and ribonucleotides and can specifically hybridize to a target nucleotide sequence, Present or artificially synthesized. The probe of the present invention is preferably a single strand, and is an oligodioxyribonucleotide.

프라이머 또는 프로브 제작 시 참조하여야 하는 본 발명 마커의 뉴클레오타이드 서열은 GenBank에서 확인할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 마커 중 하나인 비타민 D BP은 GenBank 접근번호 NR_001017536 또는 NM_000583, 아디포넥틴은 GenBank 접근번호 NR_046083, EGF은 GenBank 접근번호 NM_001963, FGF2은 GenBank 접근번호 NM_002006에 뉴클레오타이드 서열이 개시되어 있으며, 이 서열을 참조하여 프라이머 또는 프로브를 디자인할 수 있다.The nucleotide sequence of the marker of the present invention to be referred to in the preparation of the primer or probe can be confirmed by GenBank. For example, a vitamin D BP, one of the markers of the present invention, has a nucleotide sequence disclosed in GenBank accession No. NR_001017536 or NM_000583, adiponectin in GenBank accession number NR_046083, EGF in GenBank accession number NM_001963, FGF2 in GenBank accession number NM_002006, To design a primer or a probe.

본 발명의 마이크로어레이에 있어서, 상기한 프로브는 혼성화 어레이 요소(hybridizable array element)로서 이용되며, 기체(substrate) 상에 고정화된다. 바람직한 기체는 적합한 견고성 또는 반-견고성 지지체로서, 예컨대, 막, 필터, 칩, 슬라이드, 웨이퍼, 파이버, 자기성 비드 또는 비자기성 비드, 겔, 튜빙, 플레이트, 고분자, 미소입자 및 모세관을 포함한다. 상기한 혼성화 어레이 요소는 상기의 기체 상에 배열되고 고정화 된다. 이와 같은 고정화는 화학적 결합 방법 또는 UV와 같은 공유 결합적 방법에 의해 실시된다. 예를 들어, 상기 혼성화 어레이 요소는 에폭시 화합물 또는 알데히드기를 포함하도록 변형된 글래스 표면에 결합될 수 있고, 또한 폴리라이신 코팅 표면에서 UV에 의해 결합될 수 있다. 또한, 상기 혼성화 어레이 요소는 링커(예: 에틸렌 글리콜 올리고머 및 디아민)를 통해 기체에 결합될 수 있다.In the microarray of the present invention, the probe is used as a hybridizable array element and immobilized on a substrate. Preferred gases include, for example, membranes, filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic beads or non-magnetic beads, gels, tubing, plates, polymers, microparticles and capillaries, as suitable rigid or semi-rigid supports. The hybridization array elements are arranged and immobilized on the substrate. Such immobilization is carried out by a chemical bonding method or a covalent bonding method such as UV. For example, the hybridization array element may be bonded to a glass surface modified to include an epoxy compound or an aldehyde group, and may also be bound by UV on a polylysine coating surface. In addition, the hybridization array element may be coupled to the gas through a linker (e.g., ethylene glycol oligomer and diamine).

한편, 본 발명의 마이크로어레이에 적용되는 시료 DNA는 표지(labeling)될 수 있고, 마이크로어레이상의 어레이 요소와 혼성화된다. 혼성화 조건은 다양하게 할 수 있다. 혼성화 정도의 검출 및 분석은 표지 물질에 따라 다양하게 실시될 수 있다.On the other hand, the sample DNA to be applied to the microarray of the present invention can be labeled and hybridized with the array elements on the microarray. Hybridization conditions can be varied. The detection and analysis of the hybridization degree can be variously carried out according to the labeling substance.

본 발명의 줄기세포의 세포노화 검출용 키트는 혼성화에 기초하여 실시할 수 있다. 이 경우, 상술한 본 발명의 마커들의 뉴클레오티드 서열에 대하여 상보적인 서열을 가지는 프로브가 이용된다.The kit for detecting cell senescence of stem cells of the present invention can be carried out based on hybridization. In this case, a probe having a sequence complementary to the nucleotide sequence of the markers of the present invention described above is used.

상술한 본 발명의 마커들의 뉴클레오티드 서열에 혼성화 되는 프로브를 이용하여 혼성화-기초 분석을 하여 장암 여부를 판단할 수 있다.Hybridization-based analysis may be performed using a probe hybridized to the nucleotide sequence of the markers of the present invention to determine whether or not the cancer is colon cancer.

프로브의 표지는 혼성화 여부를 검출케 하는 시그널을 제공할 수 있으며, 이는 올리고뉴클레오타이드에 연결될 수 있다. 적합한 표지는 형광단(예컨대, 플루오리신 (fluorescein), 피코에리트린 (phycoerythrin), 로다민, 리사민 (lissamine), 그리고 Cy3와 Cy5 (Pharmacia)), 발색단, 화학발광단, 자기입자, 방사능동위원소(P32 및 S35), 매스 표지, 전자밀집입자, 효소(알칼린 포스파타아제 또는 호스래디쉬 퍼옥시다아제), 조인자, 효소에 대한 기질, 중금속(예컨대, 금) 그리고 항체, 스트렙타비딘, 바이오틴, 디곡시게닌과 킬레이팅기와 같은 특정 결합 파트너를 갖는 햅텐을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표지는 당업계에서 통상적으로 실시되는 다양한 방법, 예컨대, 닉 트랜스레이션 (nick translation) 방법, 무작위 프라이밍 방법 (Multiprime DNA labelling systems booklet, "Amersham"(1989)) 및 카이네이션 방법 (Maxam & Gilbert, Methods in Enzymology, 65:499(1986))을 통해 실시될 수 있다. 표지는 형광, 방사능, 발색 측정, 중량 측정, X-선 회절 또는 흡수, 자기, 효소적 활성, 매스 분석, 결합 친화도, 혼성화 고주파, 나노크리스탈에 의하여 검출할 수 있는 시그널을 제공한다.The label of the probe may provide a signal to detect hybridization, which may be linked to an oligonucleotide. Suitable labels include fluorescent moieties (e.g., fluorescein, phycoerythrin, rhodamine, lissamine, and Cy3 and Cy5 (Pharmacia)), chromophores, chemiluminescent moieties, magnetic particles, (P 32 and S 35 ), mass labels, electron dense particles, enzymes (alkaline phosphatase or horseradish peroxidase), joins, substrates for enzymes, heavy metals such as gold and antibodies, streptavidin , Haptens with specific binding partners such as biotin, digoxigenin and chelating groups. Markers can be generated using a variety of methods routinely practiced in the art such as the nick translation method, the Multiprime DNA labeling systems booklet (Amersham, 1989) and the kaination method (Maxam & Gilbert, Methods in Enzymology , 65: 499 (1986)). The label provides signals that can be detected by fluorescence, radioactivity, color measurement, weighing, X-ray diffraction or absorption, magnetism, enzymatic activity, mass analysis, binding affinity, hybridization high frequency, and nanocrystals.

분석 대상이 되는 핵산 시료는 다양한 생시료(biosamples)에서 얻은 mRNA를 이용하여 제조할 수 있다.The nucleic acid sample to be analyzed can be prepared using mRNA obtained from various biosamples.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 생시료는 줄기세포이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 중간엽줄기세포는 골수유래 중간엽줄기세포이다.According to an embodiment of the present invention, the raw sample is a stem cell. According to another embodiment of the present invention, the stem cell is a mesenchymal stem cell. According to another embodiment of the present invention, the mesenchymal stem cells are bone marrow-derived mesenchymal stem cells.

본 명세서에서 용어 “중간엽줄기세포”는 골아세포(osteoblast), 연골세포(chondrocyte), 근세포(myocyte) 및 지방세포(adipocyte)와 같은 다양한 세포 형태로 분화할 수 있는 다분화능 기질 세포(multipotent stromal cell)이다(https://en.wikipedia.org/wiki/Mesenchymal_stem_cell). 본 발명의 중간엽줄기세포는 골수, 지방조직, 제대혈, 탯줄, 양막, 양수, 양수 내 태아 등으로부터 유래한 모든 중간엽줄기세포를 포함한다.As used herein, the term " mesenchymal stem cells " refers to multipotent stromal cells capable of differentiating into various cell types such as osteoblast, chondrocyte, myocyte and adipocyte. cell (https://en.wikipedia.org/wiki/Mesenchymal_stem_cell). The mesenchymal stem cells of the present invention include all mesenchymal stem cells derived from bone marrow, adipose tissue, umbilical cord blood, umbilical cord, amniotic membrane, amniotic fluid, amniotic fluid fetus, and the like.

프로브 대신에 분석 대상이 되는 cDNA를 표지하여 혼성화 반응-기초 분석을 실시할 수도 있다.Instead of the probe, the cDNA to be analyzed may be labeled and subjected to a hybridization reaction-based analysis.

프로브를 이용하는 경우, 프로브를 cDNA 분자와 혼성화시킨다. 본 발명에서, 적합한 혼성화 조건은 최적화 절차에 의하여 일련의 과정으로 결정될 수 있다. 이런 절차는 연구실에서 사용을 위한 프로토콜을 수립하기 위하여 당업자에 의하여 일련의 과정으로 실시된다. 예를 들어, 온도, 성분의 농도, 혼성화 및 세척 시간, 완충액 성분 및 이들의 pH 및 이온세기 등의 조건은 프로브의 길이 및 GC 양 및 타깃 뉴클레오타이드 서열 등의 다양한 인자에 의존한다. 혼성화를 위한 상세한 조건은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001); 및 M.L.M. Anderson, Nucleic Acid Hybridization, Springer-Verlag New York Inc. N.Y.(1999)에서 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 엄격조건 중에서 고 엄격조건은 0.5 M NaHPO4, 7% SDS(sodium dodecyl sulfate), 1 mM EDTA에서 65℃ 조건으로 혼성화하고, 0.1 x SSC(standard saline citrate)/0.1% SDS에서 68℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 또는, 고 엄격조건은 6 x SSC/0.05% 소듐 파이로포스페이트에서 48℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다. 저 엄격조건은 예를 들어, 0.2 x SSC/0.1% SDS에서 42℃ 조건으로 세척하는 것을 의미한다.When a probe is used, the probe is hybridized with the cDNA molecule. In the present invention, suitable hybridization conditions can be determined by a series of procedures by an optimization procedure. This procedure is performed by a person skilled in the art in a series of procedures to establish a protocol for use in the laboratory. Conditions such as, for example, temperature, concentration of components, hybridization and washing time, buffer components and their pH and ionic strength depend on various factors such as probe length and GC amount and target nucleotide sequence. The detailed conditions for hybridization are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001); And MLM Anderson, Nucleic Acid Hybridization , Springer-Verlag New York Inc .; NY (1999). For example, high stringency conditions were hybridized at 65 ° C in 0.5 M NaHPO 4 , 7% SDS (sodium dodecyl sulfate) and 1 mM EDTA, followed by addition of 0.1 x SSC / 0.1% SDS Lt; RTI ID = 0.0 > 68 C < / RTI > Alternatively, high stringency conditions means washing at < RTI ID = 0.0 > 48 C < / RTI > in 6 x SSC / 0.05% sodium pyrophosphate. Low stringency conditions mean, for example, washing in 0.2 x SSC / 0.1% SDS at 42 ° C.

혼성화 반응 이후에, 혼성화 반응을 통하여 나오는 혼성화 시그널을 검출한다. 혼성화 시그널은 예컨대, 프로브에 결합된 표지의 종류에 따라 다양한 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 프로브가 효소에 의해 표지된 경우, 이 효소의 기질을 혼성화 반응 결과물과 반응시켜 혼성화 여부를 확인할 수 있다. 이용될 수 있는 효소/기질의 조합은, 퍼옥시다아제(예컨대, 호스래디쉬 퍼옥시다아제)와 클로로나프톨, 아미노에틸카바졸, 디아미노벤지딘, D-루시페린, 루시게닌(비스-N-메틸아크리디늄 니트레이트), 레소루핀 벤질 에테르, 루미놀, 암플렉스 레드 시약(10-아세틸-3,7-디하이드록시페녹사진), HYR(p-phenylenediamine-HCl and pyrocatechol), TMB(tetramethylbenzidine), ABTS(2,2‘-Azine-di[3-ethylbenzthiazoline sulfonate]), o-페닐렌디아민(OPD) 및 나프톨/파이로닌; 알칼린 포스파타아제와 브로모클로로인돌일 포스페이트(BCIP), 니트로 블루 테트라졸리움(NBT), 나프톨-AS-B1-포스페이트(naphthol-AS-B1-phosphate) 및 ECF 기질; 글루코스 옥시다아제와 t-NBT(nitroblue tetrazolium) 및 m-PMS(phenzaine methosulfate) 등이다. 프로브가 금 입자로 표지된 경우에는 실버 나이트레이트를 이용하여 실버 염색 방법으로 검출할 수 있다. 따라서 본 발명의 세포노화를 검출하는 방법을 혼성화에 기초하여 실시하는 경우에는, 구체적으로 (i) 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열에 대하여 상보적인 서열을 가지는 프로브를 핵산 시료에 혼성화시키는 단계; (ii) 상기 혼성화 반응 발생 여부를 검출하는 단계를 포함한다. 혼성화 과정에 의한 혼성화 시그널의 세기를 분석함으로써, 세포노화 여부를 판단할 수 있다. 즉, 시료에서 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열에 대한 혼성화 시그널이 정상 시료(예컨대, 초기(primary) 줄기세포)보다 강하게 나오는 경우에는 세포노화로 판정한다.After the hybridization reaction, a hybridization signal generated through the hybridization reaction is detected. The hybridization signal can be carried out in various ways depending on, for example, the type of label attached to the probe. For example, when a probe is labeled with an enzyme, the substrate of the enzyme can be reacted with the result of hybridization reaction to confirm hybridization. Combinations of enzymes / substrates that may be used include, but are not limited to, peroxidases (such as horseradish peroxidase) and chloronaphthol, aminoethylcarbazole, diaminobenzidine, D-luciferin, lucigenin (bis- Acetyl-3,7-dihydroxyphenox), HYR (p-phenylenediamine-HCl and pyrocatechol), TMB (tetramethylbenzidine), ABTS (2) , 2'-Azine-di [3-ethylbenzthiazoline sulfonate]), o -phenylenediamine (OPD) and naphthol / pyronin; (BCIP), nitroblue tetrazolium (NBT), naphthol-AS-B1-phosphate, and ECF substrate; alkaline phosphatase and bromochloroindoleyl phosphate; Glucose oxidase and t-NBT (nitroblue tetrazolium) and m-PMS (phenzaine methosulfate). When the probe is labeled with gold particles, it can be detected by a silver staining method using silver nitrate. Therefore, when the method of detecting cell senescence according to the present invention is carried out based on hybridization, specifically (i) hybridizing a probe having a sequence complementary to the nucleotide sequence of the marker of the present invention to a nucleic acid sample; (ii) detecting whether the hybridization reaction has occurred. By analyzing the intensity of the hybridization signal by the hybridization process, it is possible to judge whether or not the cell ages. That is, when the hybridization signal for the nucleotide sequence of the marker of the present invention in the sample is stronger than that of the normal sample (for example, primary stem cell), it is judged to be cell senescence.

본 명세서에서 용어 “초기 줄기세포”는 인체로부터 분리한 계대 1의 줄기세포를 의미한다.As used herein, the term " early stem cell " means a stem cell of line 1 isolated from the human body.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 줄기세포의 세포노화 검출용 키트는 유전자 증폭 키트일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the kit for detecting cell senescence of stem cells of the present invention may be a gene amplification kit.

본 명세서에 기재된 용어“증폭”은 핵산 분자를 증폭하는 반응을 의미한다. 다양한 증폭 반응들이 당업계에 보고되어 있으며, 이는 중합효소 연쇄반응(PCR)(미국 특허 제4,683,195, 4,683,202, 및 4,800,159호), 역전사-중합효소 연쇄반응(RT-PCR)(Sambrook 등, Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)), Miller, H. I.(WO 89/06700) 및 Davey, C. 등(EP 329,822)의 방법, 리가아제 연쇄 반응(ligase chain reaction; LCR)(17, 18), Gap-LCR(WO 90/01069), 복구 연쇄 반응(repair chain reaction; EP 439,182), 전사-매개 증폭(transcription-mediated amplification; TMA, WO 88/10315), 자가 유지 염기서열 복제(self sustained sequence replication, WO 90/06995), 타깃 폴리뉴클레오티드 염기서열의 선택적 증폭(selective amplification of target polynucleotide sequences, 미국 특허 제6,410,276호), 컨센서스 서열 프라이밍 중합효소 연쇄 반응(consensus sequence primed polymerase chain reaction(CP-PCR), 미국 특허 제4,437,975호), 임의적 프라이밍 중합효소 연쇄 반응(arbitrarily primed polymerase chain reaction(AP-PCR), 미국 특허 제5,413,909호 및 제5,861,245호), 핵산 염기서열 기반 증폭(nucleic acid sequence based amplification(NASBA), 미국 특허 제5,130,238호, 제5,409,818호, 제5,554,517호, 및 제6,063,603호), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification)(21, 22) 및 고리-중재 항온성 증폭(loop-mediated isothermal amplification; LAMP)(23)를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 사용 가능한 다른 증폭 방법들은 미국특허 제5,242,794, 5,494,810, 4,988,617호 및 미국 특허 제09/854,317호에 기술되어 있다.The term " amplification " as used herein refers to a reaction that amplifies a nucleic acid molecule. A variety of amplification reactions have been reported in the art, including polymerase chain reaction (PCR) (US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202 and 4,800,159), reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) (Sambrook et al., Molecular Cloning. (LCR) (see, for example, A Laboratory Manual , 3rd Ed. Cold Spring Harbor Press (2001)), Miller, HI (WO 89/06700) and Davey, C. et al (EP 329,822) 17,18), Gap-LCR (WO 90/01069), repair chain reaction (EP 439,182), transcription-mediated amplification (TMA, WO 88/10315) (SEQ ID NO: 1), self-sustained sequence replication (WO 90/06995), selective amplification of target polynucleotide sequences (US Patent No. 6,410,276), consensus sequence primed polymerase chain reaction CP-PCR), U.S. Patent No. 4,437,975), random plasmids (AP-PCR), U.S. Patent Nos. 5,413,909 and 5,861,245), nucleic acid sequence based amplification (NASBA), U.S. Patent No. 5,130,238, 5,409,818, 5,554,517, and 6,063,603), strand displacement amplification (21,22), and loop-mediated isothermal amplification. (LAMP) 23, but is not limited thereto. Other amplification methods that may be used are described in U.S. Patent Nos. 5,242,794, 5,494,810, 4,988,617 and U.S. Patent No. 09 / 854,317.

PCR은 가장 잘 알려진 핵산 증폭 방법으로, 그의 많은 변형과 응용들이 개발되어 있다. 예를 들어, PCR의 특이성 또는 민감성을 증진시키기 위해 전통적인 PCR 절차를 변형시켜 터치다운(touchdown) PCR, 핫 스타트(hot start) PCR, 네스티드(nested) PCR 및 부스터(booster) PCR이 개발되었다. 또한, 실시간(real-time) PCR, 분별 디스플레이 PCR(differential display PCR: DD-PCR), cDNA 말단의 신속 증폭(rapid amplification of cDNA ends: RACE), 멀티플렉스 PCR, 인버스 중합효소 연쇄반응(inverse polymerase chain reaction: IPCR), 벡토레트(vectorette) PCR 및 TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced PCR)이 특정한 응용을 위해 개발되었다. PCR에 대한 자세한 내용은 McPherson, M.J., 및 Moller, S.G. PCR. BIOS Scientific Publishers, Springer-Verlag New York Berlin Heidelberg, N.Y. (2000)에 기재되어 있으며, 그의 교시사항은 본 명세서에 참조로 삽입된다.PCR is the most well-known nucleic acid amplification method, and many variations and applications thereof have been developed. For example, touchdown PCR, hot start PCR, nested PCR and booster PCR have been developed by modifying traditional PCR procedures to enhance the specificity or sensitivity of PCR. In addition, real-time PCR, differential display PCR (DD-PCR), rapid amplification of cDNA ends (RACE), multiplex PCR, inverse polymerase chain reaction chain reaction (IPCR), vectorette PCR and thermal asymmetric interlaced PCR (TAIL-PCR) have been developed for specific applications. For more information on PCR, see McPherson, MJ, and Moller, SG PCR . BIOS Scientific Publishers, Springer-Verlag New York Berlin, Heidelberg, NY (2000), the teachings of which are incorporated herein by reference.

본 발명의 검출용 키트를 프라이머를 이용하여 실시하는 경우에는, 유전자 증폭 반응을 실시하여 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현 정도를 조사한다. 본 발명은 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현 정도를 분석하는 것이기 때문에, 분석 대상의 시료(예컨대, 줄기세포)에서 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 mRNA 양을 조사하여 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현 정도를 결정한다.When the detection kit of the present invention is carried out using a primer, the gene amplification reaction is carried out to investigate the degree of expression of the nucleotide sequence of the marker of the present invention. Since the present invention analyzes the degree of expression of the nucleotide sequence of the marker of the present invention, the amount of mRNA of the nucleotide sequence of the marker of the present invention is examined in a sample (for example, a stem cell) to be analyzed and the nucleotide sequence And the like.

따라서 본 발명은 원칙적으로 시료 내의 mRNA를 주형으로 하고 mRNA 또는 cDNA에 결합하는 프라이머를 이용하여 유전자 증폭 반응을 실시한다.Therefore, in principle, the present invention uses a mRNA in a sample as a template and performs a gene amplification reaction using a primer that binds to mRNA or cDNA.

mRNA를 얻기 위하여, 시료에서 총 RNA를 분리한다. 총 RNA를 분리하는 것은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다(참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001); Tesniere, C. et al., Plant Mol. Biol. Rep., 9:242(1991); Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Willey & Sons(1987); 및 Chomczynski, P. et al., Anal. Biochem. 162:156(1987)). 예컨대, TRIzol을 이용하여 용이하게 세포내의 총 RNA를 분리할 수 있다. 이어, 분리된 mRNA로부터 cDNA를 합성하고, 이 cDNA를 증폭한다. 본 발명의 총 RNA는 인간의 시료로부터 분리되는 것이기 때문에, mRNA의 말단에는 폴리-A 테일을 갖고 있으며, 이러한 서열 특성을 이용한 올리고 dT 프라이머 및 역전사 효소를 이용하여 cDNA을 용이하게 합성할 수 있다(참조: PNAS USA, 85:8998(1988); Libert F, et al., Science, 244:569(1989); 및 Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)). 이어, 유전자 증폭 반응을 통하여 합성된 cDNA를 증폭한다.To obtain mRNA, total RNA is isolated from the sample. The isolation of total RNA can be carried out according to conventional methods known in the art (see Sambrook, J. et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001); Tesniere , C. et al, Plant Mol Biol Rep, 9:..... 242 (1991); Ausubel, FM et al, Current Protocols in Molecular Biology, John Willey & Sons (1987); and Chomczynski, P. et al Anal. Biochem. 162: 156 (1987)). For example, TRIzol can be used to easily isolate total RNA in a cell. Next, cDNA is synthesized from the separated mRNA, and this cDNA is amplified. Since the total RNA of the present invention is isolated from a human sample, it has a poly-A tail at the end of the mRNA, and the cDNA can be easily synthesized using the oligo dT primer and the reverse transcriptase using such a sequence characteristic ( reference: PNAS USA, 85: 8998 ( 1988); Libert F, et al, Science, 244:.... 569 (1989); and Sambrook, J. et al, Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd ed Cold Spring Harbor Press (2001)). Next, the synthesized cDNA is amplified through gene amplification reaction.

본 발명에 이용되는 프라이머는 주형의 한 부위에 혼성화 또는 어닐링되어, 이중쇄 구조를 형성한다. 이러한 이중쇄 구조를 형성하는 데 적합한 핵산 혼성화의 조건은 Joseph Sambrook, 등, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001) 및 Haymes, B. D., 등, Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press, Washington, D.C. (1985)에 개시되어 있다.The primer used in the present invention is hybridized or annealed at one site of the template to form a double-stranded structure. Conditions suitable nucleic acid hybridization to form such double-stranded structure is Joseph Sambrook, such as, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001) and Haymes, BD, etc., Nucleic Acid Hybridization , A Practical Approach , IRL Press, Washington, DC (1985).

다양한 DNA 중합효소가 본 발명의 증폭에 이용될 수 있으며, E. coli DNA 중합효소 I의 “클레나우” 단편, 열안정성 DNA 중합효소 및 박테리오파아지 T7 DNA 중합효소를 포함한다. 바람직하게는, 중합효소는 다양한 박테리아 종으로부터 얻을 수 있는 열안정성 DNA 중합효소이고, 이는 Thermus aquaticus(Taq), Thermus thermophilus(Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis, 및 Pyrococcus furiosus(Pfu)를 포함한다.A variety of DNA polymerases can be used in the amplification of the present invention, including the " Clenow " fragment of E. coli DNA polymerase I, the thermostable DNA polymerase and the bacteriophage T7 DNA polymerase. Preferably, the polymerase is a thermostable DNA polymerase obtainable from a variety of bacterial species, including Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis , Thermis flavus , Thermococcus literalis , and Pyrococcus furiosus (Pfu) .

중합 반응을 실시할 때, 반응 용기에 반응에 필요한 성분들을 과량으로 제공하는 것이 바람직하다. 증폭 반응에 필요한 성분들의 과량은, 증폭반응이 성분의 농도에 실질적으로 제한되지 않는 정도의 양을 의미한다. Mg2+와 같은 조인자, dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP를 원하는 증폭 정도가 달성될 수 있을 정도로 반응 혼합물에 제공하는 것이 요구된다. 증폭 반응에 이용되는 모든 효소들은 동일한 반응 조건에서 활성 상태일 수 있다. 사실, 완충액은 모든 효소들이 최적의 반응 조건에 근접하도록 한다. 따라서 본 발명의 증폭 과정은 반응물의 첨가와 같은 조건의 변화 없이 단일 반응물에서 실시될 수 있다.When performing the polymerization reaction, it is preferable to provide the reaction vessel with an excessive amount of the components necessary for the reaction. The excess amount of the components required for the amplification reaction means an amount such that the amplification reaction is not substantially restricted to the concentration of the component. It is required to provide the reaction mixture such that the desired degree of amplification can be achieved, such as Mg 2+ , dATP, dCTP, dGTP and dTTP. All enzymes used in the amplification reaction may be active under the same reaction conditions. In fact, buffers make all enzymes close to optimal reaction conditions. Therefore, the amplification process of the present invention can be carried out in a single reaction without changing the conditions such as the addition of reactants.

본 발명에 있어서 어닐링은 타깃 뉴클레오타이드 서열과 프라이머 사이에 특이적 결합을 가능하게 하는 엄격조건 하에서 실시된다. 어닐링을 위한 엄격조건은 서열-의존적이며 주위 환경적 변수에 따라 다양하다.In the present invention, annealing is carried out under stringent conditions that allow specific binding between the target nucleotide sequence and the primer. The stringent conditions for annealing are sequence-dependent and vary with environmental variables.

이렇게 증폭된 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 cDNA를 적합한 방법으로 분석하여 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현 정도를 조사한다. 예를 들어, 상술한 증폭 반응 결과물을 젤 전기영동을 하고, 그 결과 형성되는 밴드를 관찰 및 분석함으로써 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현 정도를 조사한다. 이러한 증폭 반응을 통하여, 생시료에서 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현이 정상 시료(초기 줄기세포)보다 높게 나오는 경우에는 세포노화로 판정한다.The cDNA of the nucleotide sequence of the thus amplified marker of the present invention is analyzed by a suitable method to investigate the degree of expression of the nucleotide sequence of the marker of the present invention. For example, the result of amplification reaction described above is subjected to gel electrophoresis, and the resulting band is observed and analyzed to examine the expression level of the nucleotide sequence of the marker of the present invention. Through such amplification reaction, when the expression of the nucleotide sequence of the marker of the present invention in the raw sample is higher than that of the normal sample (the early stem cell), it is judged to be cell senescence.

따라서 본 발명의 세포노화 마커의 검출 방법을 cDNA를 이용하는 증폭반응에 기초하여 실시하는 경우에는, 구체적으로 (i) 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열에 어닐링되는 프라이머를 이용하여 증폭 반응을 실시하는 단계; 및 (ii) 상기 증폭 반응의 산물을 분석하여 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 발현정도를 결정하는 단계를 포함한다.Therefore, when the method for detecting a cell senescence marker of the present invention is carried out based on an amplification reaction using cDNA, specifically (i) performing an amplification reaction using a primer annealed to the nucleotide sequence of the marker of the present invention; And (ii) analyzing the product of the amplification reaction to determine the degree of expression of the nucleotide sequence of the marker of the present invention.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 면역분석(immunoassay) 방식, 즉 항원-항체 반응 방식으로 실시될 수 있다. 이 경우, 상술한 본 발명의 세포노화 마커에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머를 이용하여 실시된다.According to one embodiment of the present invention, the present invention can be carried out by an immunoassay method, that is, an antigen-antibody reaction method. In this case, an antibody or an aptamer that specifically binds to the cell aging marker of the present invention described above is used.

본 발명에서 이용되는 항체는 폴리클로날 또는 모노클로날 항체이며, 바람직하게는 모노클로날 항체이다. 항체는 당업계에서 통상적으로 실시되는 방법들, 예를 들어, 융합 방법(Kohler and Milstein, European Journal of Immunology, 6:511-519(1976)), 재조합 DNA 방법(미국 특허 제4,816,56호) 또는 파아지 항체 라이브러리 방법(Clackson et al, Nature, 352:624-628(1991) 및 Marks et al, J. Mol. Biol., 222:58, 1-597(1991))에 의해 제조될 수 있다. 항체 제조에 대한 일반적인 과정은 Harlow, E. and Lane, D., Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, New York, 1999; Zola, H., Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques, CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, 1984; 및 Coligan , CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY, Wiley/Greene, NY, 1991에 상세하게 기재되어 있으며, 상기 문헌들은 본 명세서에 참조로서 삽입된다. 예를 들어, 단일클론 항체를 생산하는 하이브리도마 세포의 제조는 불사멸화 세포주를 항체-생산 림프구와 융합시켜 이루어지며, 이 과정에 필요한 기술은 당업자에게 잘 알려져 있으며 용이하게 실시할 수 있다. 폴리클로날 항체는 단백질 항원을 적합한 동물에게 주사하고, 이 동물로부터 항혈청을 수집한 다음, 공지의 친화성(affinity) 기술을 이용하여 항혈청으로부터 항체를 분리하여 얻을 수 있다.The antibody used in the present invention is a polyclonal or monoclonal antibody, preferably a monoclonal antibody. Antibodies can be produced using methods commonly practiced in the art, such as the fusion method (Kohler and Milstein, European Journal of Immunology , 6: 511-519 (1976)), the recombinant DNA method (US Patent No. 4,816,56) Or phage antibody library methods (Clackson et al., Nature , 352: 624-628 (1991) and Marks et al . , J. Mol. Biol. , 222: 58, 1-597 (1991)). General procedures for antibody preparation are described in Harlow, E. and Lane, D., Using Antibodies: A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Press, New York, 1999; Zola, H., Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques , CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, 1984; And Coligan, CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY , Wiley / Greene, NY, 1991, the disclosures of which are incorporated herein by reference. For example, the preparation of hybridoma cells producing monoclonal antibodies is accomplished by fusing an immortalized cell line with an antibody-producing lymphocyte, and the techniques necessary for this process are well known and readily practicable by those skilled in the art. Polyclonal antibodies can be obtained by injecting a protein antigen into a suitable animal, collecting the antiserum from the animal, and then separating the antibody from the antiserum using a known affinity technique.

본 발명의 방법을 항체 또는 앱타머를 이용하여 실시하는 경우, 본 발명은 통상적인 면역분석 방법에 따라 실시하여 세포노화를 검출하는 데 이용될 수 있다.When the method of the present invention is carried out using an antibody or an aptamer, the present invention can be carried out according to a conventional immunoassay method and used to detect cell senescence.

이러한 면역분석은 종래에 개발된 다양한 정량적 또는 정성적 면역분석 프로토콜에 따라 실시될 수 있다. 상기 면역분석 포맷은 방사능면역분석, 방사능면역침전, 면역침전, 면역조직화학염색, ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay), 캡처-ELISA, 억제 또는 경재 분석, 샌드위치 분석, 유세포 분석(flow cytometry), 면역형광염색 및 면역친화성 정제를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 면역분석 또는 면역염색의 방법은 Enzyme Immunoassay, E. T. Maggio, ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, 1980; Gaastra, W., Enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA), in Methods in Molecular Biology, Vol. 1, Walker, J.M. ed., Humana Press, NJ, 1984; 및 Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.Such immunoassays can be performed according to various quantitative or qualitative immunoassay protocols developed in the past. The immunoassay format may include, but is not limited to, radioimmunoassays, radioimmunoprecipitation, immunoprecipitation, immunohistochemical staining, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), capture-ELISA, inhibition or hardwood analysis, sandwich analysis, flow cytometry, But are not limited to, fluorescent staining and immunoaffinity purification. Methods of immunoassay or immunostaining are described in Enzyme Immunoassay , ET Maggio, ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, 1980; Gaastra, W., Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), in Methods in Molecular Biology , Vol. 1, Walker, JM ed., Humana Press, NJ, 1984; And Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies: A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999, which is incorporated herein by reference.

예를 들어, 본 발명의 방법이 방사능면역분석 방법에 따라 실시되는 경우, 방사능동위원소(예컨대, C14, I125, P32 및 S35)로 레이블링된 항체가 본 발명의 마커 분자를 검출하는 데 이용될 수 있다.For example, if the method of the present invention is carried out according to the method radioactive immunoassay, radioactive isotope is an antibody labeled (e.g., C 14, I 125, P 32 and S 35) of detecting the marker molecules of the present invention .

본 발명의 방법이 ELISA 방식으로 실시되는 경우, 본 발명의 특정 실시예는 (i) 분석하고자 하는 미지의 세포배양액(는 세포 시료 분해물)을 고체 기질의 표면에 코팅하는 단계; (ⅱ) 일차항체로서의 마커에 대한 항체와 상기 세포배양액(는 세포 시료 분해물)을 반응시키는 단계; (ⅲ) 상기 단계 (ⅱ)의 결과물을 효소가 결합된 이차항체와 반응시키는 단계; 및 (ⅳ) 상기 효소의 활성을 측정하는 단계를 포함한다.When the method of the present invention is carried out by an ELISA method, a specific embodiment of the present invention comprises the steps of (i) coating an unknown cell culture liquid (which is a cell sample lysate) to be analyzed onto the surface of a solid substrate; (Ii) reacting the antibody against the marker as a primary antibody with the cell culture liquid (which is a cell lysate); (Iii) reacting the result of step (ii) with an enzyme-conjugated secondary antibody; And (iv) measuring the activity of the enzyme.

상기 고체 기질로 적합한 것은 탄화수소 폴리머(예컨대, 폴리스틸렌 및 폴리프로필렌), 유리, 금속 또는 젤이며, 가장 바람직하게는 마이크로타이터 플레이트이다. Suitable as said solid substrate are hydrocarbon polymers (e.g., polystyrene and polypropylene), glass, metal or gel, and most preferably microtiter plates.

상기 이차항체에 결합된 효소는 발색반응, 형광반응, 발광반응 또는 적외선 반응을 촉매하는 효소를 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 알칼린 포스파타아제, β-갈락토시다아제, 호스 래디쉬 퍼옥시다아제, 루시퍼라아제 및 사이토크롬 P450을 포함한다. 상기 이차항체에 결합하는 효소로서 알칼린 포스파타아제가 이용되는 경우에는, 기질로서 브로모클로로인돌일 포스페이트(BCIP), 니트로 블루 테트라졸리움(NBT), 나프톨-AS-B1-포스페이트(naphthol-AS-B1-phosphate) 및 ECF(enhanced chemifluorescence)와 같은 발색반응 기질이 이용되고, 호스 래디쉬 퍼옥시다아제가 이용되는 경우에는 클로로나프톨, 아미노에틸카바졸, 디아미노벤지딘, D-루시페린, 루시게닌(비스-N-메틸아크리디늄 니트레이트), 레소루핀 벤질 에테르, 루미놀, 암플렉스 레드 시약(10-아세틸-3,7-디하이드록시페녹사진), HYR(p-phenylenediamine-HCl and pyrocatechol), TMB(tetramethylbenzidine), ABTS(2,2‘-Azine-di[3-ethylbenzthiazoline sulfonate]), o-페닐렌디아민(OPD) 및 나프톨/파이로닌, 글루코스 옥시다아제와 t-NBT(nitroblue tetrazolium) 및 m-PMS(phenzaine methosulfate)과 같은 기질이 이용될 수 있다.The enzyme bound to the secondary antibody may include an enzyme catalyzing a chromogenic reaction, a fluorescence reaction, a luminescent reaction, or an infrared reaction, but is not limited thereto. For example, an alkaline phosphatase,? -Galactosidase, Radish peroxidase, luciferase, and cytochrome P 450 . In the case where alkaline phosphatase is used as an enzyme binding to the secondary antibody, it is preferable that the substrate is selected from the group consisting of bromochloroindole phosphate (BCIP), nitroblue tetrazolium (NBT), naphthol-AS -Bl-phosphate and ECF (enhanced chemifluorescence) are used. When horseradish peroxidase is used, chloronaphthol, aminoethylcarbazole, diaminobenzidine, D-luciferin, lucigenin (10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine), HYR (p-phenylenediamine-HCl and pyrocatechol), TMB (tetramethylbenzidine), ABTS (2,2'- Azine-di [3-ethylbenzthiazoline sulfonate]), o - phenylenediamine (OPD) and naphthol / pie Ronin, glucose oxidase and t-NBT (nitroblue tetrazolium) and m-PMS a substrate such as phenzaine methosulfate may be used All.

본 발명의 방법이 캡처-ELISA 방식으로 실시되는 경우, 본 발명의 특정 실시예는 (i) 포획항체(capturing antibody)로서 본 발명의 마커에 대한 항체를 고체 기질의 표면에 코팅하는 단계; (ⅱ) 포획항체와 세포 시료를 반응시키는 단계; (ⅲ) 상기 단계 (ⅱ)의 결과물을 시그널을 발생시키는 레이블이 결합되어 있고, 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 단백질에 특이적으로 반응하는 검출항체(detecting antibody)와 반응시키는 단계; 및 (ⅳ) 상기 레이블로부터 발생하는 시그널을 측정하는 단계를 포함한다.When the method of the present invention is carried out in a Capture-ELISA system, a specific embodiment of the present invention comprises the steps of (i) coating an antibody against a marker of the present invention as a capturing antibody on the surface of a solid substrate; (Ii) reacting the capture antibody with a cell sample; (Iii) a detection antibody (iii) which specifically binds to at least one protein selected from the group consisting of vitamin D BP, adiponectin, EGF and FGF2 detecting antibody; And (iv) measuring a signal originating from said label.

상기 검출 항체는 검출 가능한 시그널을 발생시키는 레이블을 가지고 있다. 상기 레이블은 화학물질(예컨대, 바이오틴), 효소(알칼린 포스파타아제, β-갈락토시다아제, 호스 래디쉬 퍼옥시다아제 및 사이토크롬 P450), 방사능물질((예컨대, C14, I125, P32 및 S35), 형광물질(예컨대, 플루오레신), 발광물질, 화학발광물질( chemiluminescent) 및 FRET(fluorescence resonance energy transfer)을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 레이블 및 레이블링 방법은 Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999에 기재되어 있다.The detection antibody has a label that generates a detectable signal. The label may be a chemical (e.g., biotin), an enzyme (alkaline phosphatase,? -Galactosidase, horseradish peroxidase and cytochrome P 450 ), a radioactive material (such as C 14 , I 125 , P 32 and S 35 ), fluorescent materials (e.g., fluorescein), luminescent materials, chemiluminescent materials and fluorescence resonance energy transfer (FRET). Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies: A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999.

상기 ELISA 방법 및 캡처-ELISA 방법에서 최종적인 효소의 활성 측정 또는 시그널의 측정은 당업계에 공지된 다양한 방법에 따라 실시될 수 있다. 이러한 시그널의 검출은 본 발명의 마커의 정성적 또는 정량적 분석을 가능하게 한다. 만일, 레이블로서 바이오틴이 이용된 경우에는 스트렙타비딘으로, 루시퍼라아제가 이용된 경우에는 루시페린으로 시그널을 용이하게 검출할 수 있다.In the ELISA method and the capture-ELISA method, measurement of the activity of the final enzyme or measurement of the signal can be performed according to various methods known in the art. Detection of such signals enables qualitative or quantitative analysis of the markers of the present invention. If biotin is used as a label, it can be easily detected by streptavidin. When luciferase is used, luciferin can easily detect a signal.

본 발명의 다른 변형예에 따르면, 항체 대신에 본 발명의 마커에 특이적으로 결합하는 앱타머를 이용할 수 있다. 앱타머는 올리고핵산 또는 펩타이드 분자이며, 앱타머의 일반적인 내용은 Bock LC et al., Nature 355(6360):5646(1992); Hoppe-Seyler F, Butz K "Peptide aptamers: powerful new tools for molecular medicine". J Mol Med. 78(8):42630(2000); Cohen BA, Colas P, Brent R . "An artificial cell-cycle inhibitor isolated from a combinatorial library". Proc Natl Acad Sci USA. 95(24):142727(1998)에 상세하게 개시되어 있다.According to another variant of the invention, an aptamer which specifically binds to the marker of the invention can be used in place of the antibody. Aptamers are oligonucleic acid or peptide molecules, and the general contents of aptamers are described in Bock LC et al., Nature 355 (6360): 5646 (1992); Hoppe-Seyler F, Butz K "Peptide aptamers: powerful new tools for molecular medicine". J Mol Med. 78 (8): 42630 (2000); Cohen BA, Colas P, Brent R. "An artificial cell-cycle inhibitor isolated from a combinatorial library". Proc Natl Acad Sci USA. 95 (24): 142727 (1998).

상술한 면역분석 과정에 의한 최종적인 시그널의 세기를 분석함으로써, 세포노화를 검출할 수 있다. 즉, 시료에서 본 발명의 마커에 대한 시그널이 정상 시료 보다 강하게 나오는 경우에는 세포노화로 판정한다.Cell senescence can be detected by analyzing the intensity of the final signal by the above immunoassay procedure. That is, when the signal for the marker of the present invention is stronger than that of the normal sample in the sample, it is judged to be cell senescence.

본 발명의 키트는 상기한 성분 이외에도, 다른 성분들을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 키트가 PCR 증폭 과정에 적용되는 경우에는, 본 발명의 키트는 선택적으로, PCR 증폭에 필요한 시약, 예컨대, 완충액, DNA 중합효소 (예컨대, Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis 또는 Pyrococcus furiosus (Pfu)로부터 수득한 열 안정성 DNA 중합효소), DNA 중합 효소 조인자 및 dNTPs를 포함할 수 있다. 본 발명의 키트는 상기한 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있다.The kit of the present invention may further include other components in addition to the above components. For example, when the kit of the present invention is applied to a PCR amplification process, the kit of the present invention may optionally comprise reagents necessary for PCR amplification, such as a buffer, a DNA polymerase (e.g., Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus Thermostable DNA polymerases obtained from Thermus filiformis , Thermis flavus , Thermococcus literalis or Pyrococcus furiosus (Pfu)), DNA polymerase joins and dNTPs. The kit of the present invention may be made from a number of separate packaging or compartments containing the above reagent components.

본 발명의 마커들은 노화된 줄기세포에서 고발현 되는 생체 분자이다. 이러한 마커의 고발현은 mRNA 또는 단백질 수준에서 측정될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “고발현”은 조사 대상의 시료에서의 대상이 되는 뉴클레오티드 서열의 발현 정도가 정상 시료와 비교하여 높은 경우를 의미한다. 예컨대, 당업계에서 통상적으로 이용되는 발현 분석 방법, 예컨대 RT-PCR 방법 또는 ELISA 방법(참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001))에 따라 발현 분석을 한 경우, 발현이 많은 것으로 분석되는 경우를 의미한다. 예를 들어, 상술한 분석 방법에 따라 분석한 결과, 본 발명의 마커들이 초기 줄기세포와 비교하여 1.2-5.0 배 정도 고발현 되는 경우, 본 발명에서의 “고발현”으로 판정하고 세포노화로 판정한다. 예컨대, 비타민 D BP(GenBank Accession Number; NM_000583)는 뉴클레오티드 서열의 발현 정도가 초기 줄기세포와 비교하여 2.0배 내지 5.0배, 2.3배 내지 5.0배, 2.6배 내지 5.0배, 2.6배 내지 4.7배, 2.6배 내지 4.4배, 2.6배 내지 4.1배 또는 2.6배 내지 3.8배 정도 고발현되는 경우 세포노화로 판정한다. 아디포넥틴(GenBank Accession Number; NR_046083)은 뉴클레오티드 서열의 발현 정도가 초기 줄기세포와 비교하여 1.1배 내지 2.5배, 1.3배 내지 2.5배, 1.4배 내지 2.5배, 1.4배 내지 2.3배, 1.4배 내지 2.1배, 1.4배 내지 1.9배 또는 1.4배 내지 1.7배 정도 고발현되는 경우 세포노화로 판정한다. EGF(GenBank Accession Number; NM_001963)는 뉴클레오티드 서열의 발현 정도가 초기 줄기세포와 비교하여 1.5배 내지 4.5배, 1.8배 내지 4.5배, 2.1배 내지 4.5배, 2.4배 내지 4.5배, 2.4배 내지 4.2배 또는 2.4배 내지 3.9배 정도 고발현되는 경우 세포노화로 판정한다. FGF2(GenBank Accession Number; NM_002006)는 뉴클레오티드 서열의 발현 정도가 초기 줄기세포와 비교하여 2.0배 내지 5.0배, 2.3배 내지 5.0배, 2.6배 내지 5.0배, 2.6배 내지 4.7배, 2.6배 내지 4.4배, 2.6배 내지 4.1배 또는 2.6배 내지 3.8배 정도 고발현되는 경우 세포노화로 판정한다(참조; 표 8).The markers of the present invention are biomolecules highly expressed in senescent stem cells. High expression of these markers can be measured at the mRNA or protein level. As used herein, the term " high expression " means that the degree of expression of a nucleotide sequence to be a target in a sample to be investigated is higher than that of a normal sample. For example, expression analysis methods conventionally used in the art, such as RT-PCR or ELISA methods (see Sambrook, J. et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001) In the case of expression analysis, it means that the expression is analyzed to be high. For example, when the markers of the present invention are highly expressed about 1.2-5.0 times as much as the initial stem cells, the cells are judged to be " high expression " in the present invention, do. For example, vitamin D BP (GenBank Accession Number: NM_000583) has a degree of expression of the nucleotide sequence of 2.0 to 5.0 times, 2.3 to 5.0 times, 2.6 to 5.0 times, 2.6 times to 4.7 times, 2.6 Fold to 4.4-fold, 2.6-fold to 4.1-fold, or 2.6-fold to 3.8-fold, respectively. Adiponectin (NR_046083) expresses the nucleotide sequence at 1.1 to 2.5 times, 1.3 to 2.5 times, 1.4 to 2.5 times, 1.4 to 2.3 times, 1.4 to 2.1 times , 1.4-fold to 1.9-fold, or 1.4-to-1.7-fold higher expression is judged as cell senescence. EGF (GenBank Accession Number: NM_001963) has a nucleotide sequence exhibiting 1.5 to 4.5 times, 1.8 to 4.5 times, 2.1 to 4.5 times, 2.4 to 4.5 times, 2.4 to 4.2 times Or 2.4 times to 3.9 times as high as that of the cells. FGF2 (GenBank Accession Number; NM_002006) has a nucleotide sequence of 2.0 to 5.0 times, 2.3 to 5.0 times, 2.6 times to 5.0 times, 2.6 times to 4.7 times, 2.6 times to 4.4 times , 2.6-fold to 4.1-fold or 2.6-fold to 3.8-fold higher expression is judged to be cell senescence (see Table 8).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell)이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 중간엽줄기세포는 골수유래 중간엽줄기세포이다.According to an embodiment of the present invention, the stem cell is a mesenchymal stem cell. According to another embodiment of the present invention, the mesenchymal stem cells are bone marrow-derived mesenchymal stem cells.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 줄기세포 내 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질의 발현을 검출하는 단계를 포함하는 세포노화(senescence) 검출 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a stem cell, comprising the steps of: (i) culturing a stem cell of a mammalian animal selected from the group consisting of vitamin D binding protein (D BP), adiponectin, epidermal growth factor (EGF), and fibroblast growth factor 2 And detecting the expression of one kind of nucleotide sequence or protein. The present invention also provides a method for detecting senescence in a cell.

본 발명의 검출 방법은 상기 검출용 키트와 검출 방식이 동일하기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.Since the detection method of the present invention is the same as that of the detection kit, the description common to both of them is omitted in order to avoid the excessive complexity of the present specification.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 세포노화(senescence) 억제제의 스크리닝 방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for screening a senescence inhibitor comprising the steps of:

(a) 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질을 포함하는 세포에 분석하고자 하는 시료를 접촉시키는 단계; 및(a) cells comprising at least one nucleotide sequence or protein selected from the group consisting of vitamin D BP (vitamin D binding protein), adiponectin, EGF (Epidermal Growth Factor) and FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) To a sample to be analyzed; And

(b) 상기 뉴클레오티드 서열 또는 단백질의 발현량을 측정하는 단계, 상기 뉴클레오티드서열 또는 단백질의 고발현이 억제되는 경우에는 상기 시료는 세포노화 억제제로 판정한다.(b) measuring the expression level of the nucleotide sequence or protein, and when the nucleotide sequence or protein is highly inhibited, the sample is determined to be a cell senescence inhibitor.

본 발명의 방법에 따르면, 우선 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 세포에 분석하고자 하는 시료를 접촉시킨다. 바람직하게는, 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 세포는 줄기세포이다. 본 발명의 스크리닝 방법을 언급하면서 사용되는 용어 “시료”는 본 발명의 마커의 발현량에 영향을 미치는 지 여부를 검사하기 위하여 스크리닝에서 이용되는 미지의 물질을 의미한다. 상기 시료는 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스-RNA, siRNA(small interference RNA) 및 천연물 추출물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to the method of the present invention, first, the sample to be analyzed is brought into contact with the cells containing the nucleotide sequence of the marker of the present invention. Preferably, the cell comprising the nucleotide sequence of the marker of the invention is a stem cell. The term " sample " used in referring to the screening method of the present invention means an unknown substance used in screening to check whether or not the expression amount of the marker of the present invention is affected. Such samples include, but are not limited to, chemicals, nucleotides, antisense-RNA, siRNA (small interference RNA) and natural extracts.

이어, 시료가 처리된 세포에서 본 발명의 마커의 발현량을 측정한다. 발현량의 측정은 상기 기재한 바와 같이 실시할 수 있으며, 측정 결과, 본 발명의 마커의 뉴클레오티드 서열의 고발현이 억제되는 경우에는 상기 시료는 세포노화 억제제로 판정될 수 있다.Next, the expression level of the marker of the present invention is measured in the sample-treated cells. Measurement of the expression level can be carried out as described above. When the high-stringency of the nucleotide sequence of the marker of the present invention is inhibited as a result of the measurement, the sample can be judged to be a cell senescence inhibitor.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 줄기세포의 세포노화(senescence) 검출용 키트, 검출 방법 및 세포노화 억제제의 스크리닝 방법을 제공한다.(a) The present invention provides a kit for detecting senescence of stem cells, a detection method, and a screening method of a cell senescence inhibitor.

(b) 본 발명은 줄기세포 치료에 필수적인 줄기세포의 증식능, 분화능을 판단할 수 있는 세포노화 검출용 마커를 제공한다.(b) The present invention provides a marker for detecting cell senescence that can determine the proliferative and differentiating ability of stem cells essential for stem cell treatment.

(c) 본 발명의 마커를 이용하면 줄기세포의 세포노화를 정확하게 검출 할 수 있다.(c) Using the marker of the present invention, cell senescence of stem cells can be accurately detected.

도 1은 중간엽줄기세포의 계대배양 일정을 나타낸다.
도 2는 중간엽줄기세포의 연속 계대배양에 따른 증식률(Cumulative Population Doubling Level)을 나타낸다.
도 3은 중간엽줄기세포의 연속 계대배양에 따른(M0401140106)의 골아세포 및 지방세포로의 분화능을 나타낸다.
도 4는 중간엽줄기세포(M0401140106)의 연속 계대배양에 의한 세포노화를 SA-β-gal(Senescence-associated beta-galactosidase) 염색을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 중간엽줄기세포(M0401140113)의 연속 계대배양에 의한 세포노화를 SA-β-gal(Senescence-associated beta-galactosidase) 염색을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 6은 중간엽줄기세포(M0401140210)의 연속 계대배양에 의한 세포노화를 SA-β-gal(Senescence-associated beta-galactosidase) 염색을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 7은 중간엽줄기세포(M0401140213)의 연속 계대배양에 의한 세포노화를 SA-β-gal(Senescence-associated beta-galactosidase) 염색을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 8은 공여자들 세포의 SA-β-gal 활성을 계대별로 정량화한 그래프를 나타낸다.
도 9는 중간엽줄기세포(M0401140106)의 연속 계대배양 시 노화 관련 유전자인 Lamp1, LC3Ⅱ, p16, p21 및 p27의 발현을 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 10은 중간엽줄기세포(M0401140113)의 연속 계대배양 시 노화 관련 유전자의 발현을 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 11은 중간엽줄기세포(M0401140210)의 연속 계대배양 시 노화 관련 유전자의 발현을 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 12는 중간엽줄기세포(M0401140213)의 연속 계대배양 시 노화 관련 유전자의 발현을 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 13은 중간엽줄기세포(M0401140106)의 세포배양액의 항체 분석 결과를 나타낸다.
도 14는 중간엽줄기세포(M0401140113)의 세포배양액의 항체 분석 결과를 나타낸다.
도 15는 중간엽줄기세포(M0401140210)의 세포배양액의 항체 분석 결과를 나타낸다.
도 16은 중간엽줄기세포(M0401140213)의 세포배양액의 항체 분석 결과를 나타낸다.
도 17a 내지 17j는 공여자별 세포배양액의 항체분석 결과에서 단백질 분비량의 양적 변화를 나타낸다.
도 18은 세포노화에 따른 비타민 D BP(vitamin D binding protein)의 분비량을 나타낸다.
도 19는 세포노화에 따른 아디포넥틴(adiponectin)의 분비량을 나타낸다.
도 20은 세포노화에 따른 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)의 분비량을 나타낸다.
도 21은 세포노화에 따른 EGF(Epidermal Growth Factor)의 분비량을 나타낸다.
도 22는 세포노화에 따른 VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor)의 분비량을 나타낸다.
도 23은 세포노화에 따른 IGF-1(Insulin-like Growth Factor 1)의 분비량을 나타낸다.
도 24는 세포노화에 따른 TGF-β1(Transforming Growth Factor beta 1)의 분비량을 나타낸다.
도 25는 세포노화에 따른 HGF(Hepatocyte Growth Factor)의 분비량을 나타낸다.
도 26a 내지 26d는 선별된 노화마커의 검증을 위한 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 증식률을 분석한 결과를 나타낸다.
도 27a 내지 27c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 비타민 D BP의 분비량을 나타낸다.
도 28a 내지 28c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 아디포넥틴의 분비량을 나타낸다.
도 29a 내지 29c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 EGF의 분비량을 나타낸다.
도 30a 내지 30c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 FGF2의 분비량을 나타낸다.
도 31a 내지 31c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 VEGF의 분비량을 나타낸다.
도 32a 내지 32c는 추가 공여자별 중간엽줄기세포의 IGF-1의 분비량을 나타낸다.
Figure 1 shows the subculture schedule of mesenchymal stem cells.
FIG. 2 shows the cumulative population doubling level of the mesenchymal stem cells after serial passage.
FIG. 3 shows the ability of the mesenchymal stem cells to differentiate into osteoblasts and adipocytes according to the continuous passage culture (M0401140106).
FIG. 4 shows the results of confirming cell senescence by continuous passage culture of mesenchymal stem cells (M0401140106) through SA-β-gal (Senescence-associated beta-galactosidase) staining.
FIG. 5 shows the result of confirming cell senescence by continuous passage culture of mesenchymal stem cells (M0401140113) through SA-β-gal (senescence-associated beta-galactosidase) staining.
FIG. 6 shows the result of confirming cell senescence by continuous passage culture of mesenchymal stem cells (M0401140210) through SA-β-gal (Senescence-associated beta-galactosidase) staining.
FIG. 7 shows the results of confirming cell senescence by continuous passage culture of mesenchymal stem cells (M0401140213) through SA-β-gal (Senescence-associated beta-galactosidase) staining.
Figure 8 shows a graph quantifying the SA-beta-gal activity of donor cells by passage.
FIG. 9 shows the results of RT-PCR for the expression of aging-related genes Lamp1, LC3II, p16, p21 and p27 in the successive passage of mesenchymal stem cells (M0401140106).
Fig. 10 shows the results of RT-PCR analysis of the expression of the senescence-related gene in the successive passage of mesenchymal stem cells (M0401140113).
FIG. 11 shows the results of RT-PCR analysis of the expression of the senescence-related gene during the continuous passage of mesenchymal stem cells (M0401140210).
FIG. 12 shows the results of RT-PCR analysis of the expression of the senescence-related gene in the successive passage of mesenchymal stem cells (M0401140213).
13 shows the results of antibody analysis of cell culture medium of mesenchymal stem cells (M0401140106).
14 shows results of antibody analysis of cell culture medium of mesenchymal stem cells (M0401140113).
15 shows the results of antibody analysis of cell culture medium of mesenchymal stem cells (M0401140210).
16 shows the results of antibody analysis of cell culture medium of mesenchymal stem cells (M0401140213).
FIGS. 17A to 17J show quantitative changes in the amount of protein secreted from the antibody analysis results of the donor cell culture solution.
18 shows the secretion of vitamin D BP (vitamin D binding protein) upon cell senescence.
FIG. 19 shows the secretion amount of adiponectin according to cell senescence.
20 shows the secretion amount of FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) according to cell senescence.
21 shows the secretion amount of EGF (Epidermal Growth Factor) according to cell senescence.
22 shows the secretion amount of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) according to cell senescence.
23 shows the secretion amount of IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1) according to cell senescence.
24 shows the secretion amount of TGF-beta1 (Transforming Growth Factor beta 1) according to cell senescence.
25 shows the secretion amount of HGF (Hepatocyte Growth Factor) according to cell senescence.
FIGS. 26A to 26D show the results of analysis of the proliferation rate of the additional donor-specific mesenchymal stem cells for the screening of the selected aging markers.
FIGS. 27A to 27C show the secretion amount of vitamin D BP of the additional donor-specific mesenchymal stem cells. FIG.
FIGS. 28A to 28C show the secretion amount of adiponectin of the additional donor-specific mesenchymal stem cells.
29A to 29C show the secretion amount of EGF of the additional donor-specific mesenchymal stem cells.
30A to 30C show the secretion amount of FGF2 of the additional donor-specific mesenchymal stem cells.
FIGS. 31A to 31C show secretion amounts of VEGF in the mesenchymal stem cells of the additional donors.
FIGS. 32A to 32C show the secretion amount of IGF-1 of the additional donor-specific mesenchymal stem cells. FIG.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

골수유래 중간엽줄기세포 노화유도Induction of bone marrow-derived mesenchymal stem cell aging

골수유래 중간엽줄기세포의 분리 및 배양Isolation and culture of bone marrow-derived mesenchymal stem cells

노화유도에 사용된 골수유래 중간엽줄기세포의 공여자는 다음 표 1과 같다:The donors of bone marrow-derived mesenchymal stem cells used for induction of aging are shown in the following Table 1:

제조번호Manufacturing number 연령age 성별gender M0401140106M0401140106 7373 female M0401140113M0401140113 7575 south M0401140210M0401140210 7575 female M0401140213M0401140213 6767 female

공여자를 국소 마취하고 골반뼈 (pelvis)에서 골수흡입침으로 골수를 채취, 헤파린이 함유된 유리시험관 (heprin tube)에 담아 제조실로 운반한 골수혈액에 인산완충용액 (Dulbecco's Phosphate Buffered Saline, DPBS)을 첨가한 후, 혼합용액을 동량의 Ficoll(HISTOPAQUE-1077) 용액 위로 천천히 흘려보낸 후 2,000 rpm으로 20분간 밀도구배 원심분리(density gradient centrifugation)를 실시하여 Ficoll 위층의 상등액 중 단핵세포층을 회수한 후 DPBS를 첨가하고 1,800 rpm으로 5분간 원심 분리하여 단핵세포 (mononuclear cells) 만을 회수하였다. 회수된 단핵세포를 DPBS로 다시 세척한 후 10% FBS(fetal bovine serum) 및 젠타마이신(gentamicin, 20 ㎍/㎖)이 포함된 DMEM 배지에 부유시키고 배양용기(T-75 flask)에 접종하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 5-7일동안 배양하고, 새로운 배지로 교체하여 용기 바닥에 부착하지 않은 세포들을 제거하고 추가 배양한 후, 부착하여 증식하는 중간엽줄기세포 콜로니(colony)들을 회수하고 DMEM 배지에 부유하여 새로운 배양용기에 접종[계대(passage) 0] 배양하였다. Bone marrow was collected from the pelvis of the donor and bone marrow aspirated from the pelvis, donated in a heparin-containing glass heptin tube, and transferred to the bone marrow aspirate (Dulbecco's Phosphate Buffered Saline, DPBS) After the addition, the mixed solution was slowly flowed over the same amount of Ficoll (HISTOPAQUE-1077) solution, followed by density gradient centrifugation at 2,000 rpm for 20 minutes to recover the mononuclear cell layer in the supernatant of the Ficoll upper layer. And centrifuged at 1,800 rpm for 5 minutes to collect only mononuclear cells. The recovered mononuclear cells were washed again with DPBS and suspended in DMEM medium containing 10% fetal bovine serum (FBS) and gentamicin (20 μg / ml) and inoculated into a culture vessel (T-75 flask) After culturing for 5 to 7 days in a 5% CO 2 incubator, the cells were removed from the bottom of the container by replacing the cells with new medium. After the cells were further cultured, the colony of the mesenchymal stem cells, And suspended in DMEM medium and cultured in a new culture container (passage 0).

중간엽줄기세포의 노화유도Induction of senescence of mesenchymal stem cells

중간엽줄기세포가 분비하는 노화관련 인자 (노화마커)를 동정하기 위해서는, 각 계대별로 동일한 조건(배양기간 등)으로 배양하여 이로부터 얻은 세포배양액 (conditioned medium)을 대상으로 분비인자의 계대에 따른 증감양상을 비교하여야 한다. 그러나 각 계대별로 세포를 접종한 후 세포증식에 따라 배양 세포가 배양용기의 면적의 70-80% 이상 차지하는 조건을 기준으로 배양기간을 3 또는 4일로 계대배양 하는 방법은 각 계대별 세포의 배양상태가 틀리고 특히 각 세포배양액 간 분비인자의 양적 비교가 불가능하다. 따라서 본 연구진은 새롭게 배양기간을 모든 계대에서 세포증식 양상에 관계없이 동일하게 맞추어 연속적으로 계대배양을 실시하여 추가로 중간엽줄기세포의 노화를 유도시켰다.In order to identify the senescence-related factors (aging markers) secreted by the mesenchymal stem cells, the cells were cultured under the same conditions (culture period, etc.) for each passage, and the cells were cultured in the conditioned medium The increase and decrease patterns should be compared. However, the method of subculturing the culture period to 3 or 4 days based on the condition that the cultured cells occupy 70-80% or more of the area of the culture container after cell inoculation after each passage, And it is impossible to quantitatively compare the secretory factors between cells. Therefore, the present inventors further cultured the mesenchymal stem cells in a continuous subculture by adjusting the incubation period to be the same regardless of the cell proliferation pattern in all the passages.

각 계대별 배양기간은 1주일로 고정하여 세포를 배양하였는데, 구체적으로 1 × 106 개의 세포를 T-175 플라스크에 접종(배양배지 30 ㎖), 배양하고 2, 4일째 배양배지를 교체하고 3일 동안 추가 배양한 후 다음 계대로 계대배양 하였다(도 1). 이때 각 계대별 세포가 분비하는 분비인자의 양적 비교를 위하여 마지막 3일 동안 배양한 세포배양액(MSC-conditioned medium)은 동결 저장하여 추후 분석에 사용하였다.Specifically, 1 × 10 6 cells were inoculated into a T-175 flask (culture medium: 30 ml), cultured, and the culture medium was changed for 2 and 4 days, and cultured for 3 Day, followed by subculture (Fig. 1). For quantitative comparison of secretory factors secreted by each cell line, the cell culture medium (MSC-conditioned medium) cultured for the last 3 days was frozen and stored for later analysis.

상기의 방법대로 공여자 4명의 중간엽줄기세포를 계대 1에서 15까지 배양한 결과, 모든 세포에서 계대가 증가함에 따라 증식률이 점진적으로 감소하는 양상을 보였는데, M0401140106은 계대 13부터, M0401140113은 계대 14부터, M0401140210은 계대 12부터 그리고 M0401140213은 계대 15부터 뚜렷한 증식률의 감소가 확인되었다(도 2).As a result of culturing the four donor MSCs from passage 1 to passage 15, the proliferation rate gradually decreased with increasing passage in all the cells. M0401140106 from passage 13 and M0401140113 from passage 14 (M0401140210), and M0401140213 (Strain 15), a marked reduction in the growth rate was observed (Fig. 2).

이상의 연속적인 계대배양을 통해 계대가 증가할수록 중간엽줄기세포가 점차적으로 증식률이 감소되는 현상을 보였고 이는 노화가 점차적으로 유도됨에 따른 현상으로 추정된다.As the number of passages increases, the proliferation rate of mesenchymal stem cells gradually decreases, suggesting that aging is progressively induced.

노화세포 특성분석Aging Cell Characterization

(가) 세포모양(A) Cell shape

연속적인 계대배양에 의한 노화유도에서 형태학적 변화 양상은, 배양 초기 대부분의 세포가 중간엽줄기세포의 전형적인 모양인 섬유아세포(fibroblast)와 유사한 길쭉한 방추형의 형태를 가지는 반면에 연속적인 계대배양으로 인해 배양 후기에서는 점차 크고 넓적한 형태로 변하며 이와 함께 미세한 돌기와 과립(granule)이 많아지는 것을 확인하였다. 계대별 배양기간을 1주일로 고정시켜 배양한 세포들도 마찬가지로 계대가 증가할수록 세포의 모양이 점차 크고 넓적한 형태로 변화는 것을 확인하였다.Morphological changes in the induction of aging by continuous subculture are due to the fact that most of the cells in the early stage of culture have an elongated fusiform shape similar to the fibroblasts typical of mesenchymal stem cells, In the latter stage of culture, it became gradually larger and wider, and it was confirmed that fine protrusions and granules were formed. Cells cultured with a one - week incubation period were similarly increased in size and shape as the number of passages increased.

(나) 세포표현형(B) Cell phenotype

중간엽줄기세포는 일반적으로 특이 표면항원(specific surface antigen)으로서 CD105, CD73 및 CD90을 발현한다. 따라서 본 시험에서는 연속적인 계대배양에 따른 특이 표면항원 CD105 및1 CD73의 발현양상을 각각의 특이적인 항체(FITC conjugated anti-CD105 Antibody 및 PE-conjugated anti-CD73 Antibody)를 이용한 유세포 분석(flow cytometry analysis)을 통하여 확인하였다.Mesenchymal stem cells generally express CD105, CD73 and CD90 as specific surface antigens. Therefore, in this study, expression patterns of specific surface antigens CD105 and 1 CD73 by continuous subculture were analyzed by flow cytometry analysis using FITC conjugated anti-CD105 Antibody and PE-conjugated anti-CD73 Antibody ).

그 결과, 모든 계대의 여러 공여자 세포들에서의 CD105 및 CD73 양성 세포는 99% 이상이었다. 즉, 연속적인 계대배양에 의한 노화유도에서는 중간엽줄기세포의 특이 표면항원 발현 양상의 변화는 없음을 확인하였다.As a result, more than 99% of CD105 and CD73 positive cells were present in various donor cells of all passages. That is, it was confirmed that there was no change in the expression pattern of specific surface antigens of mesenchymal stem cells in the induction of aging by continuous subculture.

(다) 분화능(C)

중간엽줄기세포의 대표적인 특징 중 하나로 시험관 상에서 골아세포, 지방세포, 연골세포 및 신경세포 등으로 분화할 수 있는 다능성(multipotency)을 보유하고 있다. 이에 본 시험에서는 연속적인 계대배양이 골아세포 및 지방세포로의 분화능에 미치는 영향을 확인하였다. 골아세포 분화는 중간엽줄기세포를 분화배지 [고농도-글루코오스 DMEM, 10% FBS, 100 U/㎖ 페니실린, 100 ㎍/㎖ 스트렙토마이신, 0.1 μM 덱사메타손(dexamethasone), 10 mM β-글리세롤 인산염, 50 μM L-아스코르브산]에서 7-14일 동안 분화를 유도하고 알칼리 포스파타아제(alkaline phosphatase) 염색법을 이용하여 분화여부를 확인하였다. 지방세포 분화는 중간엽줄기세포를 지방세포 분화유도배지[고농도-글루코오스 DMEM, 10% FBS, 100 U/㎖ 페니실린, 100 ㎍/㎖ 스트렙토마이신, 1 μM 덱사메타손, 10 ㎍/㎖ 인슐린, 100 μM 인도메타신, 0.5 mM 메틸 이소부틸-크산틴(methyl isobutyl-zanthine)]로 72시간 동안 배양하여 분화를 유도한 후, 지방세포 분화유지배지(고농도 글루코오스 DMEM, 10% FBS, 100 U/㎖ 페니실린, 100 ㎍/㎖ 스트렙토마이신 10 ㎍/㎖ 인슐린)를 이용하여 24시간 배양하였으며 지방세포 분화유도배지와 지방세포 분화유지배지 교체를 총 3회 반복하여 지방세포로의 분화를 유도하였다. 지방세포 분화여부는 오일 레드 O에 의한 지질염색법을 이용하여 확인하였다.One of the typical features of mesenchymal stem cells is multipotency that can differentiate into osteocytes, adipocytes, chondrocytes and neurons on the test tube. Therefore, the present study confirmed the effect of continuous subculture on the differentiation ability of osteoblasts and adipocytes. The osteoblast differentiation was induced by differentiation of mesenchymal stem cells into differentiation medium (high concentration-glucose DMEM, 10% FBS, 100 U / ml penicillin, 100 / / ml streptomycin, 0.1 袖 M dexamethasone, 10 mM 棺 -glycerol phosphate, L-ascorbic acid] induced differentiation for 7-14 days and confirmed the differentiation by alkaline phosphatase staining. Adipocyte differentiation was induced by differentiation of mesenchymal stem cells into adipocyte differentiation induction medium [high-glucose DMEM, 10% FBS, 100 U / ml penicillin, 100 占 퐂 / ml streptomycin, 1 占 dexamethasone, 10 占 퐂 / (High glucose DMEM, 10% FBS, 100 U / ml penicillin, 0.5% fetal bovine serum) for 72 hours after induction of differentiation by culturing the cells for 72 hours with 0.5 mM methyl isobutyl-zanthine 100 ㎍ / ㎖ streptomycin 10 ㎍ / ㎖ insulin) for 24 h. Differentiation of adipocytes was induced by repeating the adipocyte differentiation induction medium and the adipocyte differentiation maintaining medium 3 times in total. The adipocyte differentiation was confirmed by lipid staining with oil red O.

골아세포 및 지방세포로의 분화유도 후 염색 결과, 모든 공여자의 세포에서 골아세포 및 지방세포 분화능이 관찰되었다. 특히 비록 노화 세포로 추정되는 후기 계대의 세포에서도 분화능이 관찰되었으나, 초기 계대의 세포에 비해 계대가 증가됨에 따라 각 세포로의 분화능이 점차적으로 감소하는 경향을 확인하였다.After induction of differentiation into osteoblasts and adipocytes, osteoblast and adipocyte differentiation was observed in all donor cells. In particular, although differentiation was observed in cells of the later stage, which are presumed to be senescent cells, the ability to differentiate into cells gradually decreased as the number of cells in the early passage increased.

이상의 결과들에서 중간엽줄기세포의 연속적인 계대배양 시 특이표면항원의 발현양상은 변화가 없으나 계대가 증가할수록 증식률이 감소하며 골아세포 및 지방세포로의 분화능이 점차적으로 감소하는 경향을 보였다. 즉 연속적인 계대배양을 통해 노화가 유도되는 과정 중 중간엽줄기세포의 자가재생능(self-renewability)과 분화능이 감소함을 확인할 수 있었다.In the above results, there was no change in the expression pattern of the specific surface antigen in the successive passage of the mesenchymal stem cells. However, the proliferation rate decreased and the ability to differentiate into osteoblasts and adipocytes gradually decreased with increasing passage. In other words, it was confirmed that self-renewability and differentiation ability of mesenchymal stem cells are decreased during the induction of aging through continuous subculture.

골수유래 중간엽줄기세포 노화검증Verification of bone marrow-derived mesenchymal stem cell senescence

노화 관련 β-갈락토시다아제(Senescence-associated beta-galactosidase)Senescence-associated beta-galactosidase (senescence-associated beta-galactosidase)

연속적 계대배양에 의한 중간엽줄기세포의 노화유도 여부 검증을 위해, 노화세포에서 특징적으로 발현되며 일반적으로 잘 알려진 노화 표지마커 중의 하나인 노화 관련 β-갈락토시다아제(SA-β-gal)의 활성을 상용의 노화 β-갈락토시다아제염색 키트(Cell signaling technology사)를 사용하여 확인하였다. SA-β-gal 염색결과, 대부분의 줄기세포 초기 계대에서 전체 세포 중 소수의 세포가 염색되었으며 염색된 세포내에서도 일부분만 염색됨을 확인하였다. 그러나 연속적인 배양에 따라 계대가 증가할수록 SA-β-gal 염색에 양성인 세포들이 증가하였으며 세포 증식률이 감소되는 후기 계대에서는 대부분의 세포가 염색됨을 확인하였다(도 4 내지 7). In order to examine aging induction of mesenchymal stem cells by continuous subculture, the aging-related β-galactosidase (SA-β-gal), which is characteristically expressed in aging cells and is one of the well known aging markers The activity was confirmed using commercially available aging β-galactosidase staining kit (Cell signaling technology). As a result of SA-β-gal staining, it was confirmed that a few cells stained in all cells in the early passage of stem cells, and only a part of them stained in the stained cells. However, it was confirmed that cells that were positive for SA-β-gal staining increased as the passages were continuously increased according to the continuous culture, and most of the cells stained in the late passage where the cell proliferation was decreased (FIGS.

다음으로 SA-β-gal 활성을 정량화하여 계대별로 비교해보았다(도 3). 구체적으로 각 계대의 세포를 M-PER(Mammalian Protein Extraction Reagent)로 용해시켜 β-갈락토시다아제 분석 시약을 넣고 30분 동안 반응시킨 후 분석 종료 용액(assay stop solution)을 넣어 반응을 중지시키고 405 ㎚에서 흡광도를 측정하여 활성을 측정하였다. 그 결과, 공여자 세포 모두 SA-β-gal 활성이 계대가 증가할수록 점진적으로 증가하며 계대 15에서는 계대 1에 비해 최소 3배 이상 차이를 보였다. 이러한 결과는 상기의 SA-β-gal 염색 결과와 일치한다.Next, SA-β-gal activity was quantitated and compared by passage (FIG. 3). Specifically, the cells in each passage were dissolved with M-PER (Mammalian Protein Extraction Reagent), and the reaction solution was added with the assay reagent for β-galactosidase for 30 minutes, and the reaction was stopped by adding an assay stop solution. And the activity was measured. As a result, SA-β-gal activity of all donor cells increased gradually with increasing passage and at least 3 times more than passage 1 in passage 15. These results are consistent with the SA-beta-gal staining results described above.

이상의 결과를 통해 비록 초기 계대의 세포들 중 소수의 일부 세포가 SA-β-gal 염색 반응이 나타났으나 연속적인 계대배양을 거친 후기 계대의 세포에서는 전체 세포가 염색되었으며 이와 유사하게 SA-β-gal 활성 또한 증가된 것을 볼 때 이 시기의 세포들은 전반적으로 노화가 유도되었음을 확인할 수 있다.These results suggest that some of the cells in the early passages exhibit SA-β-gal staining, whereas all of the cells in the late passage through subsequent passages stain, and similarly, SA-β- gal activity was also increased, indicating that aging was induced in the cells at this stage as a whole.

노화관련 유전자 발현Aging-related gene expression

연속적인 계대배양에 의한 중간엽줄기세포의 노화 유도여부를 검증하기위해, 세포노화에 따라 발현이 증가하는 유전자들의 발현양상을 RT-PCR(Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction) 방법으로 확인하였다. 자식작용(Autophagy)은 세포 내 고분자 물질과 세포소기관을 분해하는 고도로 조절된 리소좀의 경로로 세포노화 과정 중 활성화되는 것으로 알려져 있는 바, 자식작용의 주요 마커인 Lamp1 및 LC3Ⅱ의 발현양상을 확인하였다. 이와 더불어 노화에 따라 발현이 증가되는 CDK(cyclin dependant kinase) 억제제인 p16, p21 및 p27 발현양상도 함께 확인하였다. 구체적으로 각 공여자 별로 각각의 계대의 세포에서 RNA를 추출하고 이를 cDNA 합성 키트(Gendepot사)로 cDNA를 합성하였고 이를 주형으로 표 3과 같은 프라이머를 이용하여 95℃ 5분으로 시작하여, 95℃ 60초, 각 프라이머 별 어닐링 온도 30초, 72℃ 30초로 각 프라이머 별 사이클 수로 증폭하여 PCR 산물을 만들어 확인하였다.In order to examine the induction of senescence of mesenchymal stem cells by continuous subculture, the expression patterns of genes whose expression increases with cell senescence were confirmed by RT-PCR (Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction) method. Autophagy is a highly regulated lysosome pathway that breaks down intracellular macromolecules and cell organelles, and is known to be activated during cellular senescence. We have confirmed the expression patterns of Lamp1 and LC3II, the major markers of childhood action. In addition, expression of p16, p21, and p27, which are CDK (cyclin dependent kinase) inhibitors, whose expression increases with aging, are also confirmed. Specifically, RNA was extracted from cells in each passage for each donor, and cDNA was synthesized with a cDNA synthesis kit (Gendepot). Starting from 5 minutes at 95 ° C using a primer as shown in Table 3 as a template, Sec, annealing temperature for each primer of 30 sec, and 72 ° C for 30 sec, respectively.

프라이머primer 서열(5‘-3’)The sequence (5'-3 ') 어닐링 온도
(℃)
Annealing temperature
(° C)
사이클cycle 산물 크기
(bp)
Product size
(bp)
GAPDHGAPDH 정방향Forward ACCTGCCGCCTGGAGAAACCACCTGCCGCCTGGAGAAACC 6262 2525 383383 역방향Reverse GACCATGAGGTCCACCACCCTGGACCATGAGGTCCACCACCCTG P16P16 정방향Forward CTTCCTGGACACGCTGGTCTTCCTGGACACGCTGGT 5555 3535 138138 역방향Reverse GCATGGTTACTGCCTCTGGTGCATGGTTACTGCCTCTGGT P21P21 정방향Forward GGAAGACCATGTGGACCTGTGGAAGACCATGTGGACCTGT 5858 2727 403403 역방향Reverse ATGCCCAGCACTCTTAGGAAATGCCCAGCACTCTTAGGAA P27P27 정방향Forward AGTTCGGCTCTGTGAACACCAGTTCGGCTCTGTGAACACC 5858 2727 336336 역방향Reverse CCACAGTACTGCCACCACACCCACAGTACTGCCACCACAC Lamp1Lamp1 정방향Forward AGAGACTGAAAACCTGTTTGGCAGAGACTGAAAACCTGTTTGGC 6262 3434 108108 역방향Reverse AAATGGCTGACATCCTACATGACAAATGGCTGACATCCTACATGAC LC3ⅡLC3II 정방향Forward ATGCCGTCCGAGAAGACCTTCATGCCGTCCGAGAAGACCTTC 6060 3030 377377 역방향Reverse TTACACAGCCATTGCTGTCTTACACAGCCATTGCTGTC

그 결과, 모든 공여자의 세포에서 연속적인 계대배양에 따라 자식작용 활성화 관련 유전자(Lamp1 및 LC3II)와 CDK 억제제 유전자(p16, p21 및 p27)들의 발현이 점진적으로 증가하였으며 각 공여자의 후기 계대에서는 각각의 유전자 발현이 최대로 증가된 상태임을 확인하였다(도 9 내지 12).As a result, the expression of the gene for the activation of the pituitary gland (Lamp1 and LC3II) and the CDK inhibitor gene (p16, p21 and p27) gradually increased with successive subculture in all donor cells. In each donor's late passage, It was confirmed that the gene expression was maximally increased (Figs. 9 to 12).

중간엽줄기세포 노화관련 바이오마커 스크리닝Screening of biomarkers related to aging of mesenchymal stem cells

정상배양 조건의 세포배양액에서의 항체 분석Antibody analysis in cell culture under normal culture conditions

FBS가 포함된 정상 배양조건에서의 중간엽줄기세포가 분비하는 노화 관련 인자를 스크리닝 하고자 R&D systems의 Proteome Profiler™ human XL 사이토카인 분석 키트를 사용하였다. 본 분석 키트는 102개의 인간 수용성 단백질(사이토카인, 케모카인, 성장 인자 등)들을 동시에 검출할 수 있고 시료와 포획 항체가 결합된 막을 4℃ 하룻밤동안 반응시키면 시료내의 단백질이 막 상의 특이적 포획 항체와 결합하게 되고 여기에 비오틴이 결합된 추가적인 특이적 검출 항체를 결합시키고 이후 비오틴에 특이적으로 결합하는 스트렙타비딘-결합 HRP에 의해 단백질을 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 이른바 샌드위치 방식은 분석에서 보다 특이적으로 단백질을 검출할 수 있는 장점이 있다. Proteome Profiler ™ human XL cytokine assay kit from R & D Systems was used to screen for age-related factors secreted by mesenchymal stem cells under normal culture conditions containing FBS. This assay kit can detect 102 human soluble proteins (cytokines, chemokines, growth factors, etc.) at the same time. When the membrane bound to the sample and the capture antibody is reacted at 4 ° C overnight, the protein in the sample is detected as a specific capture antibody Binding to an additional specific detection antibody to which biotin is bound and then to detect the protein by streptavidin-binding HRP that specifically binds to biotin. The so-called sandwich method has the advantage of being capable of detecting proteins more specifically than in analysis.

각 공여자별 및 각 계대별로 동일한 조건으로 배양하고자 배양기간을 1주일로 고정하였고 이때 마지막 3일 동안 세포를 배양시킨 세포배양액을 시료로 하여 항체 분석을 수행하였다.The incubation period was fixed for one week for each donor and each subculture under the same conditions. Antibody analysis was performed using the cell culture medium in which the cells were cultured for the last 3 days.

M0401140106의 계대 1, 5, 11 및 14에서의 세포배양액을 대상으로 분석을 실시한 결과, 초기 계대에서 후기 계대로 갈수록 배지 내에서의 양적 변화(분비량의 감소 혹은 증가)를 보이는 단백질들을 확인할 수 있었다(도 13 및 표 3). 양적 변화가 확인된 단백질들 중 대부분이 초기 계대에서 검출되지 않거나 낮은 양으로 검출되다가 계대가 증가됨에 따라 분비량이 증가함을 보였다. 반면에 VEGF (Vascular endothelial growth factor)는 계대 1에 비해 계대 5에서 양적 증가가 관찰되었으나 계대 11에서는 감소하였고 계대 14에서 그 양이 더 감소되는 양상을 보였다. FGF7(Fibroblast growth factor 7)의 경우도 계대 5에서는 계대 1에 비해 분비량이 증가하였으나 이후 계대에서는 검출되지 않았다.M0401140106 analysis of the cell cultures in passages 1, 5, 11 and 14 revealed that the proteins showed a quantitative change (decrease or increase of secretion) in the medium from the early passage to the late passage 13 and Table 3). Most of the proteins identified as quantitative changes were not detected in the early passage or were detected as low amounts, and the amount of secretion increased as the passage increased. On the other hand, VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) was increased in passage 5 compared to passage 1, but decreased in passage 11 and decreased in passage 14. In FGF7 (Fibroblast growth factor 7), the secretion amount was increased in passage 5 as compared to passage 1, but was not detected in passage 5.

Figure 112016034240374-pat00001
Figure 112016034240374-pat00001

M0401140113의 계대 1, 5, 11 및 14에서의 분석 결과 또한 M0401140106과 유사한 양상을 보였다(도 14 및 표 4). VEGF의 경우, 계대가 증가함에 따라 검출되는 양이 점차적으로 감소하였고 FGF-7은 계대 1에서만 검출되고 나머지 계대에서는 검출되지 않았다. 이외 에 나머지 양적 변화가 확인된 단백질들은 M0401140106과 마찬가지로 계대가 증가함에 따라 분비량이 증가됨을 관찰되었다.The analysis results in passages 1, 5, 11 and 14 of M0401140113 also showed a similar pattern to M0401140106 (Fig. 14 and Table 4). In the case of VEGF, the amount detected was gradually decreased with increasing passage, and FGF-7 was detected only in passage 1 and not in the remaining passage. In addition, the amount of secreted proteins was increased as the number of passages was increased as in the case of M0401140106.

Figure 112016034240374-pat00002
Figure 112016034240374-pat00002

M0401140210의 분석 결과는 M0401140106 및 M0401140113 결과와는 양적 변화를 보이는 단백질들의 일부 차이가 있었으나 아디포넥틴, EGF(epithermal growth factor), FGF2 및 비타민 D BP(binding protein)의 경우 계대 1에서는 검출되지 않았고 계대가 증가함에 따라 검출되며 분비량이 증가하는 결과는 일치하였다. 또한 VEGF의 경우, 계대가 증가함에 따라 분비량이 감소하는 결과가 일치하였다 (도 15 및 표 5).The results of analysis of M0401140210 showed that there were some differences in the proteins showing quantitative change from M0401140106 and M0401140113 results. However, in the case of adiponectin, EGF (epithermal growth factor), FGF2 and vitamin D BP The results were consistent with the increase in secretion. In addition, in the case of VEGF, the secretion amount decreased with increasing passage (Fig. 15 and Table 5).

Figure 112016034240374-pat00003
Figure 112016034240374-pat00003

M0401140213의 분석 결과는 상기 3로트 결과와 마찬가지로 아디포넥틴(adiponectin), EGF, FGF2 및 비타민 D BP의 경우 계대 1에서는 검출되지 않았으나 계대가 증가함에 따라 검출되고 그 분비량이 증가하는 결과는 모두 일치하였다. 마찬가지로 VEGF는 후기 계대에서 분비량이 감소하는 결과가 일치하였다(도 16 및 표 6).The results of analysis of M0401140213 were not detected in passage 1 in the case of adiponectin, EGF, FGF2 and vitamin D BP as in the above-mentioned 3-lot results, but the results were increased as the passage was increased and the secretion amount was increased. Similarly, VEGF was consistent with a decrease in secretion in the late passages (Figure 16 and Table 6).

Figure 112016034240374-pat00004
Figure 112016034240374-pat00004

이상의 공여자 4명의 계대별 세포배양액에서의 단백질의 분비양상을 비교한 항체 분석 결과에서 계대가 증가할수록 분비량이 증가하거나 감소하는 단백질들을 확인하였고 이러한 단백질들 중 모든 공여자에서 지방분화와 관련이 된 아디포넥틴, 비타민 D3 및 비타민 D 대사물과 결합하여 이를 운반하는 역할을 하는 비타민 D BP, 줄기세포 성장에 관여하는 EGF와 FGF2는 공통적으로 계대 1에서 전혀 검출되지 않거나 약하게 검출되었고 노화가 유도되는 시기(계대 11 또는 14)에서는 분비량이 급격하게 증가하는 양상을 보였다. 반면에 세포성장과 혈관형성에 관여하는 VEGF는 초기 계대에 비해 노화가 유도되는 후기 계대에서의 분비량이 점차적으로 감소하는 양상을 보였다(도 17a 내지 17e). 이밖에도 MMP(matrix metalloproteinase)의 유도제로 암 및 염증에 관련이 된 EMMPRIN(CD147), FGF-패밀리 중 하나로 세포성장에 관여하는 FGF-19, 골아세포에 영향을 미치는 오스테오폰틴(Osteopontin), PF4(platlet factor 4), 세포 주기 정지(cell cycle arrest)에 관여하는 RBP4(Retinol binding protein 4) 등 또한 노화가 유도되는 후기 계대에서 단백질의 분비량이 초기 계대에 비해 증가함을 확인하였다(도 17f 내지 17j). 따라서 이러한 단백질들이 잠재적으로 중간엽줄기세포의 노화여부를 판정할 수 있는 노화관련 마커로서의 적용 가능성을 확인하고자 추가적인 실험을 진행하였다.The results of the antibody analysis comparing the secretion pattern of protein in the cell cultures of the four donors showed that the secretion increased or decreased as the passage increased. The adiponectin, Vitamin D BP, which plays a role in binding and transporting vitamin D3 and vitamin D metabolites, and EGF and FGF2, which are involved in stem cell growth, were not detected or weakly detected in passage 1, Or 14), the amount of secretion increased sharply. On the other hand, the amount of secretion of VEGF involved in cell growth and angiogenesis gradually decreased in the late passage in which aging was induced compared to the early passage (Figs. 17A to 17E). In addition, EMMPRIN (CD147), which is involved in cancer and inflammation as an inducer of MMP (matrix metalloproteinase), FGF-19 involved in cell growth as one of the FGF-family, osteopontin affecting osteoblasts, PF4 platelet factor 4, and RBP4 (retinol binding protein 4) involved in cell cycle arrest. In addition, it was confirmed that the amount of protein secretion increased in the late passage when aging was induced (Figs. 17f to 17j ). Therefore, further experiments were conducted to confirm the applicability of these proteins as aging-related markers that could potentially determine aging of mesenchymal stem cells.

마이크로어레이Microarray

중간엽줄기세포의 세포배양액을 대상으로 항체 분석을 이용한 노화관련 마커스크리닝 결과를 유전자 발현 수준에서 확인하기 위해 마이크로어레이를 수행하였다. 배양 중인 계대 1, 5 및 14의 세포를 대상으로 각각 총 RNA를 분리하여 cDNA를 합성하고 Affymetrix GeneChip®휴먼 진 2.0 ST 분석 시스템을 이용하여 계대별 유전자 발현 양상을 확인하였다. 시료는 M0401140106 세포를 대상으로 위의 항체 분석에 사용되었던 계대 1(P1,초기), 5(P5, 중기) 및 14(P14, 후기)의 세포를 사용하여 MSCs가 계대 배양 또는 노화가 진행되면서 중간엽줄기세포의 유전자들이 어떻게 변하게 되는 지 마이크로어레이를 통해 비교 분석하였다.A microarray was performed to confirm the results of aging - related Marcus clearing using the antibody assay in the cell culture medium of mesenchymal stem cells at gene expression level. Total RNAs were isolated from each of the cells in cultured passages 1, 5, and 14, and cDNAs were synthesized. Affinity gene expression patterns were confirmed using Affymetrix GeneChip® Human Gene 2.0 ST assay system. Samples were obtained from MS0401140106 cells using MSCs in subculture 1 (P1, early), 5 (P5, middle) and 14 (P14, late) How the genes of leaf stem cells are changed is analyzed by microarray.

그 결과, 상기의 항체 분석 결과와 유사하게 아디포넥틴, EGF, FGF2 및 비타민 D BP 유전자는 각각 계대 1 대비 5 및 계대 1 대비 14의 세포에서 그 발현이 점진적으로 증가하였다. 아디포넥틴 유전자의 경우 계대 5의 세포에서는 계대 1에 비해 발현이 1.15배 정도 증가하였고 계대 14의 세포에서는 발현이 계대 1에 비해 1.81 배 더 증가하였다. EGF 유전자의 경우 계대 1과 5 사이의 발현 차이가 없으나 계대 14의 세포에서는 계대 1에 비해 2.98배 발현이 더 증가하였다. FGF2 유전자는 계대 5 세포에서 계대 1에 비해 발현이 1.40배 정도 증가하였고 계대 14의 세포에서는 계대 1에 비해 발현이 3.11배 더 증가하였다. 비타민 D BP 유전자는 계대 5 세포에서 계대 1에 비해 발현이 1.56배 정도 증가하였고 계대 14의 세포에서는 계대 1에 비해 발현이 3.18배 더 증가하였다. 이와는 반대로 VEGF와 RBP4의 유전자는 계대 1에 비해 계대 5와 14에서 발현이 감소하는 양상을 보였다.As a result, the expression of adiponectin, EGF, FGF2 and vitamin D BP genes gradually increased in cells of passage 5 vs. passage 1 and passage 14, respectively, similar to the results of the above antibody analysis. Expression of adiponectin gene was increased by 1.15 times in passage 5 and 1.81 times in passage 14 cells. In the EGF gene, there was no difference in expression between passages 1 and 5, but in passage 14 cells, expression was 2.98 fold higher than passage 1. Expression of FGF2 gene was increased by 1.40 times in passage 5 cells compared with passage 1 and 3.11 times more in passage 14 than passage 1. Expression of vitamin D BP gene was increased by 1.56 times in passage 5 cells compared to passage 1 and by 3.18 times in passage 14 cells. In contrast, the expression of VEGF and RBP4 genes decreased in passage 5 and 14 compared to passage 1.

이상의 항체 분석과 마이크로어레이 결과를 통해 위와 같은 인자들이 잠재적으로 중간엽줄기세포의 노화여부를 판정할 수 있는 노화관련 마커로 추정되어 이를 확인하고자 각 계대의 세포배양액을 대상으로 각 인자의 분비량 변화양상을 확인하였다.In order to confirm that these factors are potentially an aging-related marker that can determine the senescence of mesenchymal stem cells through antibody analysis and microarray results, the cell culture medium of each passage is used to determine the amount of secretion of each factor Respectively.

GeneGene ProbeIDProbeID Gene AccessionGene Accession Gene SymbolGene Symbol P1P1 P5/P1P5 / P1 P14/P1P14 / P1 Gene DescriptionGene Description UniGene IDUniGene ID ChromosomeChromosome AdiponectinAdiponectin 1669812216698122 NR_046083NR_046083 ADIPOR1ADIPOR1 1One 1.491611.49161 1.582471.58247 adiponectin receptor 1adiponectin receptor 1 Hs.740387Hs.740387 chr1chrl 1674669616746696 ENST00000357103ENST00000357103 ADIPOR2ADIPOR2 1One 1.041581.04158 1One adiponectin receptor 2adiponectin receptor 2 Hs.371642Hs.371642 chr12chr12 1694939716949397 ENST00000412955ENST00000412955 ADIPOQADIPOQ 1One 1.158081.15808 1.816771.81677 adiponectin, C1Q and collagen domain containingadiponectin, C1Q and collagen domain Hs.80485Hs.80485 chr3chr3 EGFEGF 1686272116862721 NM_001410NM_001410 MEGF8MEGF8 1One 1One 1One multiple EGF-like-domains 8multiple EGF-like-domains 8 Hs.132483Hs.132483 chr19chr19 1696972916969729 NM_001963NM_001963 EGFEGF 1One 1.012341.01234 2.984442.98444 epidermal growth factorepidermal growth factor Hs.419815Hs.419815 chr4chr4 1700072417000724 ENST00000230990ENST00000230990 HBEGFHBEGF 1One 1.263951.26395 2.713572.71357 heparin-binding EGF-like growth factorheparin-binding EGF-like growth factor Hs.799Hs.799 chr5chr5 1704613517046135 ENST00000275493ENST00000275493 EGFREGFR 1One 1.647561.64756 3.714823.71482 epidermal growth factor receptorepidermal growth factor receptor Hs.488293Hs.488293 chr7chr7 FGF2FGF2 1697040416970404 NM_002006NM_002006 FGF2FGF2 1One 1.407181.40718 3.118083.11808 fibroblast growth factor 2 (basic)fibroblast growth factor 2 (basic) Hs.284244Hs.284244 chr4chr4 VEGFVEGF 1672631116726311 NM_001243733NM_001243733 VEGFBVEGFB 1One -1.11857-1.11857 -1.24072-1.24072 vascular endothelial growth factor Bvascular endothelial growth factor B Hs.732095Hs.732095 chr11chr11 1698173016981730 NM_005429NM_005429 VEGFCVEGFC 1One -1.01365-1.01365 -1.18045-1.18045 vascular endothelial growth factor Cvascular endothelial growth factor C Hs.435215Hs.435215 chr4chr4 1700909317009093 NM_001025366NM_001025366 VEGFAVEGFA 1One -1.17461-1.17461 -1.30461-1.30461 vascular endothelial growth factor Avascular endothelial growth factor A Hs.73793Hs.73793 chr6chr6 Vit DVit D 1676376416763764 NM_001017536NM_001017536 VDRVDR 1One 1.481251.48125 1.481251.48125 vitamin D (1,25- dihydroxyvitamin D3) receptorvitamin D (1,25-dihydroxyvitamin D3) receptor Hs.524368Hs.524368 chr12chr12 1697667616976676 NM_000583NM_000583 GCGC 1One 1.564981.56498 3.185173.18517 group-specific component (vitamin D binding protein)group-specific component (vitamin D binding protein) Hs.418497Hs.418497 chr4chr4

ELISAELISA

각 공여자의 계대별 세포배양액에서 확인된 노화관련 마커로 추정되는 단백질들과 문헌조사를 통해 노화와 관련성이 있다고 추정되는 단백질들을 대상으로 R&D system사의 ELISA 키트로 정량하여 계대별 각 단백질의 분비량 변화 양상을 확인하였다.Proteins that are presumed to be aging-related markers identified in cell cultures of each donor by lineage, and proteins estimated to be related to aging through literature review were quantified with an ELISA kit from R & D system, Respectively.

(1) 비타민 D 결합 단백질(Vitamin D binding protein)(1) Vitamin D binding protein

계대 1, 2, 3의 세포배양액에서는 공통적으로 비타민 D BP의 정량이 불가하였다 (156 pg/㎖ 미만). 공여자마다 비타민 D BP ELISA 키트로 정량이 되기 시작하는 계대의 차이가 있지만 연속적인 계대배양에 따라 계대가 증가할수록 분비량이 점차적으로 증가하는 양상을 보여 노화가 유도된 계대 15에서는 각각 공여자 별로 분비량이 최대임을 확인하였다(도 18).In the cell cultures of passages 1, 2 and 3, quantitative determination of vitamin D BP was not common (less than 156 pg / ml). Although there was a difference in the number of passages that started to be quantified with the vitamin D BP ELISA kit for each donor, the amount of secretion gradually increased as the passages increased with successive subculture. In the passage 15 induced by aging, (Fig. 18).

(2) 아디포넥틴(Adiponectin)(2) Adiponectin

아디포넥틴의 경우, 공통적으로 계대 10까지의 세포배양액에서는 정량이 불가하였고(검출한계 62.5 pg/㎖ 이상), 공여자 별로 계대 11 또는 12부터 분비 단백질의 정량이 가능하였으며 이후 계대에서는 대체적으로 분비량이 급격하게 증가되며 계대 15에서는 분비량이 1000 pg/㎖의 농도를 유지하고 있음을 확인 할 수 있었다(도 19).In the case of adiponectin, quantification was not possible in cell culture solutions up to 10 passages (detection limit 62.5 pg / ㎖ or more), and secretory proteins were quantitated from the passage 11 or 12 by donor. And the secretion level in the passage 15 was maintained at a concentration of 1000 pg / ml (Fig. 19).

(3) FGF2(3) FGF2

FGF2의 경우, 공통적으로 계대 8까지의 세포배양액에서는 정량이 불가하였고(검출한계 15.6 pg/㎖ 이상), 공여자 별로 계대 9 또는 10부터 분비 단백질의 정량이 가능하였다. 비록 분비량은 앞서 확인된 비타민 D BP 및 아디포넥틴의 분비량보다는 적지만 마찬가지로 이후 연속적인 계배배양에 따라 후기 계대로 갈수록 분비량이 점차적으로 증가하는 양상을 보였고 노화가 유도된 계대 15에서는 각각 공여자 별로 분비량이 최대임을 확인하였다(도 20).In the case of FGF2, quantitation was not possible in cell culture solutions up to 8 passages (detection limit exceeded 15.6 pg / ㎖), and secretory proteins could be quantified from 9 or 10 passages by donor. Although the amount of secretion was less than the amount of vitamin D BP and adiponectin previously identified, the amount of secretion gradually increased with the successive cultivation of the seedlings, and the amount of secretion gradually increased with the passage of the latter period. (Fig. 20).

(4) EGF(4) EGF

EGF는 아디포넥틴과 FGF2와 유사하게 비교적 늦은 계대 10까지 세포배양액에서 정량이 불가하였고(검출한계 3.91 pg/㎖ 미만), 공여자 별로 계대 11 또는 12부터 분비 단백질의 정량이 가능하였다. 이후 계대에서는 대체적으로 분비량이 급격하게 증가되며 계대 15에서는 분비량이 600 pg/㎖의 농도 이상을 유지하였다(도 21).Similar to adiponectin and FGF2, EGF was not quantifiable in cell cultures up to late passage 10 (detection limit 3.91 pg / ㎖ or less), and secretory proteins could be quantified from passages 11 or 12 by donor. In the subsequent passage, the amount of secretion increased sharply, while the secretion amount in passage 15 remained above the concentration of 600 pg / ml (FIG. 21).

이와 같이 노화가 유도되는 후기 계대에서의 세포배양액 내의 비타민 D BP, 아디포넥틴, FGF2 및 EGF의 농도 증가 결과는 항체 분석에서 확인된 계대 증가에 따른 각 단백질의 스팟 세기 증가 양상과 유사하였다. 따라서 이들 단백질들을 노화를 판정할 수 있는 마커로서의 사용 가능성이 높은 것으로 추정된다.The increase in the concentration of vitamin D BP, adiponectin, FGF2 and EGF in the cell culture medium in the late passage in which aging is induced is similar to that of the increase in the spot intensity of each protein according to the increase in the passage observed in the antibody analysis. Therefore, it is presumed that these proteins are highly likely to be used as markers capable of determining senescence.

(5) VEGF(5) VEGF

기존의 항체 분석 결과와 마찬가지로, 모든 공여자에서 공통적으로 계대가 증가할수록 VEGF의 분비량이 점차적으로 감소하여 노화가 유도된 계대 14에서는 세포배양액 내 VEGF가 각각 최저치의 농도가 검출되었다(도 22). 따라서 VEGF 분비량의 감소가 노화를 판정할 수 있는 마커로서의 가능성이 있다. 그러나 M0401140106 세포는 항체 분석과 마찬가지로 배양 도중 계대 5와 계대 11에서 갑자기 VEGF의 농도가 증가하였다가 이후 감소하는 양상을 보이고 나머지 공여자 또한 두드러지지는 않지만 이와 유사하게 배양 도중 농도가 일시적으로 증가하였다가 감소하는 경향을 보이기때문에 이와 같은 분비량의 편차로 인해 노화 판정 기준농도를 설정하기에는 어려운 단점이 있어 노화마커로 이용하기에는 부적절하다.As in the case of the conventional antibody analysis, the secretion amount of VEGF gradually decreased as the passages were commonly increased in all donors, and the lowest concentration of VEGF in the cell culture medium was detected in passage 14 in which senescence was induced (FIG. 22). Therefore, there is a possibility that the decrease of the secretion amount of VEGF is a marker which can determine aging. However, M0401140106 cells showed an increase in the concentration of VEGF abruptly in the passages 5 and 11 during culture and then decreased thereafter, while the other donors were not prominent. However, the concentration of M0401140106 cells temporarily increased during culture And thus it is not suitable to use as an aging marker because it has a disadvantage that it is difficult to set the concentration of the aging judgment standard due to the deviation of the secretion amount.

(6) IGF-1, TGF-β1 및 HGF(6) IGF-1, TGF-? 1 and HGF

여러 문헌에서 세포의 노화에 관련하는 것으로 알려진 IGF-1(insulin-like growth factor-1), TGF-β1 (Tumor growth factor-beta1) 및 HGF (hepatocyte growth factor)의 계대별 분비양상을 확인해보았다. IGF-1의 경우, 모든 공여자의 세포에서 계대 증가에 따라 분비량이 증가되거나 감소되는 경향성 없이 계대 별 분비량 편차가 컸다(도 23). TGF-β1은 계대 1에 비해 노화가 유도된 후기 계대의 세포에서 분비량이 증가되었으나 계대 1부터 분비량이 증가되기 시작한 계대 이전까지의 분비량 변화양상은 공여자마다 일시 증가, 감소 또는 유지되는 등 분비량의 일관된 경향성이 없었다(도 24). HGF는 3명의 공여자에서 계대의 증가에 따라 분비량이 계대 1에 비해 노화가 유도된 후기 계대의 세포에서 전반적으로 분비량이 감소되는 경향을 보였으나(도 25) 공여자 1명의 경우(M0401140113)는 HGF 분비량이 계대 3에서 일시 증가하나 이후 감소되고 후기 계대에서는 계대 1과 비슷한 수준으로 분비량이 유지되었다. 따라서 이러한 인자들의 분비량과 노화와의 관련성이 없음을 확인하였다.Several studies have examined the secretion patterns of insulin-like growth factor-1 (IGF-1), TGF-β1 (Tumor growth factor-beta1) and hepatocyte growth factor (HGF) associated with cell senescence. In the case of IGF-1, there was a large deviation in the distribution of secretions without increasing tendency to increase or decrease secretion in all donor cells (Fig. 23). TGF-β1 secretion was increased in the cells of the late passage induced by aging compared to passage 1, but the change in the secretion level from the passage 1 to the passage before the passage began to be constantly increased, decreased or maintained for each donor There was no tendency (Fig. 24). HGF showed a tendency that the secretion amount was decreased in the cells of the late passage in which the senescence was induced compared to the passage 1 (FIG. 25), and in the case of one donor (M0401140113) In this passage 3, it was temporarily increased and then decreased. In the latter passage, the level of secretion was maintained to the level of passage 1. Therefore, it was confirmed that there was no relation between the secretion amount of these factors and aging.

결론적으로 여러 공여자의 각 계대 별 항체 분석 및 ELISA 결과를 종합해보면, 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2가 중간엽줄기세포의 연속적인 계대배양을 통해 노화가 유도되는 과정 중 분비량이 증가되는 것을 확인할 수 있었고 따라서 이들 인자들이 노화 마커로서 노화 판정에 이용할 수 있음을 확인하였다. 한편으로 현재까지 이들 인자들이 노화와 직간접적 관련성에 대해서는 보고된 바 없다.In conclusion, the antibody analysis and ELISA results of each donor line of various donors confirm that the secretion of vitamin D BP, adiponectin, EGF and FGF2 is increased during the process of inducing aging through continuous subculture of mesenchymal stem cells And that these factors could be used as aging markers in the determination of aging. To date, no direct or indirect association of these factors with aging has been reported.

노화 관련 바이오마커의 검증Verification of aging-related biomarkers

노화관련 바이오마커로 선별된 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2가 실제 노화와 관련성이 있는 지를 검증하기 위해 추가적으로 15명의 공여자 세포들 (표 8)을 대상으로 연속적인 계대배양을 통해 세포노화를 유도시키고 각 계대(passage)별 세포배양액(conditioned medium)내 각각의 분비량을 ELISA법으로 확인하였다. 각 계대별 배양기간은 위와 마찬가지로 동일하게 7일로 고정하여 배양한 결과, 모든 세포에서 후기 계대로 갈수록 증식률이 감소하는 양상을 보였다(도 26a 내지 26d).In order to verify whether aging-related biomarkers selected for vitamin D BP, adiponectin, EGF and FGF2 were related to actual aging, an additional 15 donor cells (Table 8) were subjected to continuous subculture to induce cell senescence And the amount of each secretion in the conditioned medium of each passage was confirmed by ELISA. The culture period for each group was fixed to 7 days in the same manner as described above, and the growth rate of all the cells decreased from the late stage to the late stage (Figs. 26a to 26d).

제조번호Manufacturing number 연령age 성별gender 제조번호Manufacturing number 연령age 성별gender M07112014M07112014 3737 south M06252014M06252014 4040 south M08152014M08152014 4949 female M09282014M09282014 7272 female M09052014M09052014 5959 south M09112014M09112014 4646 south M08252014M08252014 5555 south M09152014M09152014 7575 female M10102014M10102014 4141 south M09072014M09072014 4949 south M09232014M09232014 6767 south M141001104M141001104 4545 south M102214M102214 4343 female M140927101M140927101 5151 south M10062014M10062014 3939 female

이전 결과와 마찬가지로 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2는 초기 계대에서 분비된 단백질의 존재가 확인되지 않다가 연속적인 계대배양을 통해 계대가 증가됨에 따라 분비가 되는 것을 확인하였고 VEGF는 반대로 감소되며, IGF-1은 계대 증가와 관계없이 분비량의 편차가 컸다. 구체적인 사항은 다음과 같다:Similar to previous results, vitamin D BP, adiponectin, EGF, and FGF2 showed no secreted proteins in the early passage and were secreted as successive passages increased, while VEGF was reduced inversely, IGF-1 showed a large variation in secretion regardless of the increase of the passage. Specific details are as follows:

가. 비타민 D BPend. Vitamin D BP

이전의 결과와 마찬가지로 공여자 별로 계대 3-5 부터 세포배양액 내 비타민 D BP의 존재가 확인되기 시작하였고 계대가 증가됨에 따라 분비량이 점차적으로 증가하였고 모든 공여자의 마지막 계대의 세포에서는 최대 농도로 분비하는 것이 확인되었다(도 27a 내지 27c).As in the previous results, the presence of vitamin D BP in the cell culture started to be confirmed from 3-5 by donor, and the secretion increased gradually as the passageway increased and secreted to the maximum concentration in the cells of the last passage of all donors (Figs. 27A to 27C).

나. 아디포넥틴(Adiponectin)I. Adiponectin

비타민 D BP 보다는 다소 늦은 시기인 계대 5-9부터 세포배양액 내 아디포넥틴의 존재가 확인되기 시작하였고 이후부터 계대가 증가됨에 따라 마찬가지로 분비량이 증가하였고 모든 공여자의 마지막 계대의 세포에서 각각 최대 농도로 분비하는 것이 확인되었다(도 28a 내지 28c).The presence of adiponectin in the cell culture medium began to be confirmed from passage 5-9, which is somewhat later than the vitamin D BP, and thereafter, the secretion amount was increased as the passage increased, and the secretion was maximized in the cells of the last passage of all donors (Figs. 28A to 28C).

다. EGFAll. EGF

계대 7-11부터 세포배양액 내 EGF의 존재가 확인되기 시작하였고 계대가 증가됨에 따라 분비량이 점차적으로 증가하는 것을 확인하였고 마찬가지로 모든 공여자의 마지막 계대의 세포에서 각각 최대 농도로 분비하는 것이 확인되었다(도 29a 내지 29c).The presence of EGF in the cell culture medium was confirmed from passage 7-11, and it was confirmed that the amount of secretion gradually increased as the passageway was increased. Similarly, it was confirmed that secretion was maximized in the cells of the last passage of all the donors 29a to 29c).

라. FGF2la. FGF2

계대 6-11부터 세포배양액 내 FGF2의 존재가 확인되기 시작하였고 다른 단백질과 마찬가지로 계대가 증가할수록 분비량이 증가하며 모든 공여자의 마지막 계대의 세포에서 각각 최대의 농도로 분비하는 것이 확인되었다(도 30a 내지 30c).From the passage 6-11, the presence of FGF2 in the cell culture began to be confirmed. As with the other proteins, the secretion amount was increased as the passageways increased, and it was confirmed that the secretion was maximized in each of the cells in the last passages of all donors 30c).

라. VEGF 및 IGF-1la. VEGF and IGF-1

VEGF의 경우, 위의 인자들과는 반대로, 계대가 증가함에 따라 분비량이 점차적으로 감소하는 경향이 확인되었다(도 31a 내지 31c). 한편으로 공여자마다 분비량이 감소되다가 다시 증가하는 패턴이 있는 경우도 확인되었다. IGF-1 또한 이전의 결과와 마찬가지로 계대가 증가됨에 따라 분비량이 증가하거나 감소되는 등의 편차가 매우 컸다(도 32a 내지 32c).In the case of VEGF, contrary to the above factors, it was confirmed that the secretion amount gradually decreased with increasing passage (Figs. 31A to 31C). On the other hand, it was also confirmed that the amount of secretion decreased and then increased again in each donor. Similar to previous results, IGF-1 also showed a large variation such as increased or decreased secretion amount as the passage was increased (Figs. 32A to 32C).

결론적으로 이전 항체 분석 및 ELISA로 확인된 노화관련 마커로 추정되는 비타민 D BP, 아디포넥틴, EGF 및 FGF2의 분비 증가를, 추가 공여자들(15명)을 대상으로 계대 별의 분비량을 확인해본 결과, 이들이 중간엽줄기세포의 연속적인 계대배양에 따라 발생되는 세포노화 시, 분비량이 증가되고 이에 따라 노화를 판정할 수 있는 노화관련 마커임을 검증하였다.In conclusion, we examined the secretion of vitamin D BP, adiponectin, EGF, and FGF2, which are presumed to be related to aging-related markers identified by previous antibody analysis and ELISA, in the sub-donors (15 patients) It was verified that the aging - related markers can increase the amount of secretion in the cell aging caused by the successive subculture of mesenchymal stem cells and thus determine the senescence.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (13)

비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)의 뉴클레오타이드 서열, 상기 뉴클레오타이드 서열에 상보적인 서열, 상기 뉴클레오타이드의 단편 또는 상기 뉴클레오타이드 서열에 의해 코딩되는 단백질에 특이적으로 결합하는 각각의 항체 또는 앱타머를 포함하는 줄기세포의 세포노화(senescence) 검출용 키트로, 상기 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질의 발현이 초대(primary) 줄기세포와 비교하여 고발현되는 경우 세포노화로 판정하는 것을 특징으로 하는 키트.
A nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence, a fragment of the nucleotide, or a nucleotide sequence of the nucleotide sequence of vitamin D binding protein (BP), adiponectin, EGF (epidermal growth factor) and FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) A kit for detecting senescence of stem cells, comprising each antibody or an aptamer that specifically binds to a protein encoded by the nucleotide sequence or protein, wherein the expression of the nucleotide sequence or protein is compared with a primary stem cell, Wherein the cell is judged to be senescent.
제 1 항에 있어서, 상기 키트는 마이크로어레이인 것을 특징으로 하는 키트.
The kit according to claim 1, wherein the kit is a microarray.
제 1 항에 있어서, 상기 키트는 유전자 증폭 키트인 것을 특징으로 하는 키트.
The kit according to claim 1, wherein the kit is a gene amplification kit.
제 1 항에 있어서, 상기 키트는 면역분석(immunoassay)용 키트인 것을 특징으로 하는 키트.
The kit according to claim 1, wherein the kit is an immunoassay kit.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포(Mesenchymal stem cell)의 노화인 것을 특징으로 하는 키트.
The kit according to claim 1, wherein the stem cells are aging of mesenchymal stem cells.
제 5 항에 있어서, 상기 중간엽줄기세포는 골수유래 중간엽줄기세포인 것을 특징으로 하는 키트.
6. The kit according to claim 5, wherein the mesenchymal stem cells are bone marrow-derived mesenchymal stem cells.
줄기세포 내 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)의 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질의 발현을 검출하는 단계를 포함하는 줄기세포 노화(senescence) 검출 방법으로, 상기 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질의 발현이 초대(primary) 줄기세포와 비교하여 고발현되는 경우 세포노화로 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
Stem cell aging comprising the step of detecting the expression of a nucleotide sequence or protein of vitamin D binding protein (BP), adiponectin, EGF (epidermal growth factor) and FGF2 (fibroblast growth factor 2) in stem cells senescence detection method, wherein the expression of the nucleotide sequence or protein is determined to be cell senescence when the expression of the nucleotide sequence or protein is highly expressed as compared with primary stem cells.
제 7 항에 있어서, 상기 방법은 마이크로어레이 방식으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7, wherein the method is performed in a microarray manner.
제 7 항에 있어서, 상기 방법은 유전자 증폭 방식으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7, wherein the method is performed by gene amplification.
제 7 항에 있어서, 상기 방법은 항원-항체 반응 방식으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7, wherein the method is performed in an antigen-antibody reaction mode.
제 7 항에 있어서, 상기 줄기세포는 중간엽줄기세포(Mesenchymal stem cell)의 노화인 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7, wherein the stem cell is an aging of mesenchymal stem cells.
제 11 항에 있어서, 상기 중간엽줄기세포는 골수유래 중간엽줄기세포인 것을 특징으로 하는 방법.
12. The method according to claim 11, wherein the mesenchymal stem cells are bone marrow derived mesenchymal stem cells.
다음의 단계를 포함하는 줄기세포노화(senescence) 억제제의 스크리닝 방법:
(a) 비타민 D BP(vitamin D binding protein), 아디포넥틴(adiponectin), EGF(Epidermal Growth Factor) 및 FGF2(Fibroblast Growth Factor 2)의 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질을 포함하는 세포에 분석하고자 하는 시료를 접촉시키는 단계; 및
(b) 상기 뉴클레오타이드 서열 또는 단백질의 발현량을 측정하는 단계, 상기 뉴클레오타이드서열 또는 단백질의 고발현이 억제되는 경우에는 상기 시료를 줄기세포노화 억제제로 판정한다.
A screening method of a stem cell senescence inhibitor comprising the steps of:
(a) contacting a sample to be analyzed with a cell containing a nucleotide sequence or protein of vitamin D BP (vitamin D binding protein), adiponectin, EGF (epidermal growth factor) and FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2) ; And
(b) measuring the expression level of the nucleotide sequence or protein; and when the nucleotide sequence or protein is highly inhibited, the sample is judged to be a stem cell senescence inhibitor.
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