KR101841111B1 - Hyaluronic acid derivatives and composition for cell-surface engineering using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포의 정맥 주사를 통한 간 표적 지향 전달을 위한 히알루론산 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 세포의 표면을 개질할 수 있는 능력과 동시에 생체 적합성, 생분해성 및 간 표적 지향 전달 특성을 갖는 히알루론산 유도체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 히알루론산 유도체의 간 표적지향 세포 전달시스템으로의 이용에 관한 것이다.The present invention relates to a hyaluronic acid derivative for liver target-directed delivery through intravenous injection of cells and a method for producing the hyaluronic acid derivative. More particularly, the present invention relates to a method for producing a hyaluronic acid derivative having the ability to modify the surface of a cell and at the same time having biocompatibility, biodegradability, and liver-target-directed delivery characteristics, and a liver-targeted cell delivery system of the hyaluronic acid derivative .

Description

히알루론산 유도체 및 이를 이용한 세포 표면 개질용 조성물 {HYALURONIC ACID DERIVATIVES AND COMPOSITION FOR CELL-SURFACE ENGINEERING USING THE SAME}HYALURONIC ACID DERIVATIVES AND COMPOSITION FOR CELL-SURFACE ENGINEERING USING THE SAME BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 히알루론산 유도체, 이를 제조하는 방법, 및 이를 이용하여 히알루론산 유도체를 포함하는 질환치료용 세포 개질 조성물 및 간 표적화 세포 전달체에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hyaluronic acid derivative, a method for producing the same, and a cell-reforming composition and a liver-targeted cell transporter for treating diseases comprising hyaluronic acid derivatives using the same.

세포 전달 시스템은 동맥 주사, 정맥 주사, 피하 주사, 국소부위 주사, 복강 주사 등 다양한 주사 루트를 통하여 세포 자체 및 유전자 변형 세포 운반체의 약물을 전달하는 시스템으로 이를 이용하여 다양한 질병 치료 및 조직 재생이 가능하다. The cell delivery system is a system for delivering the cell itself and the drug of the genetically modified cell carrier through various injection routes such as arterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, local injection, and intraperitoneal injection. Do.

줄기세포, 면역세포 등 다양한 세포들이 세포치료제로써 사용이 될 수 있다. 특히 중간엽 줄기 세포는 상대적으로 적은 면역반응을 유발시키고 면역 제어 능력을 갖고 있으며, 또한 다양한 세포로 분화가 가능하다는 장점이 있어 약물 전달을 위한 세포 운반체 및 질병 치료, 조직재생에서 많이 이용되고 있다.Stem cells, immune cells, etc. can be used as a cell therapy. In particular, mesenchymal stem cells have relatively few immune responses, have immunoregulatory ability, and are capable of differentiating into various cells. Therefore, they are widely used for cell carrier, disease treatment and tissue regeneration for drug delivery.

이때 원하는 부위로의 세포 전달은 중간엽 줄기 세포를 포함한 여러 세포 전달 시스템에서 중요하게 고려되어야 할 요소 중 하나이다. 현재 다양한 방법으로 세포를 원하는 부위로 전달하고 있으나 정맥 주사에 비해 국소 주사 및 동맥주사는 출혈 및 조직 손상 같은 위험과 부작용을 야기시킬 수 있다. 따라서 정맥 주사를 통해 세포를 원하는 부위에 전달하는 방법이 더 간단하고 이상적인 방법이라고 할 수 있다. At this time, cell transfer to a desired site is one of important factors to be considered in various cell delivery systems including mesenchymal stem cells. Currently, cells are delivered to the desired site in a variety of ways, but compared to intravenous injection, local injections and arterial injections can cause risks and side effects such as bleeding and tissue damage. Thus, intravenous delivery of cells to the desired site is a simpler and more ideal method.

현재, 간암 또는 간 경변 같은 간질환 치료를 위해 면역세포 또는 줄기세포를 정맥 및 간문맥/간동맥 주사를 통해 간으로 전달시키는 연구 등이 진행 중이다. 하지만 세포가 암 표적지향을 갖게 하기 위해 체외에서 일정기간 배양을 해야 하며, 정맥 주사를 통해 세포를 주입하는 경우 많은 수의 세포가 폐에서 머무르기 때문에 간으로의 세포 전달이 효율적으로 일어나지 못한다. 또한 간문맥/간동맥 주사는 개복수술이 동반되어야 한다. 따라서 간단한 정맥 주사를 통하여 세포가 효율적으로 간으로 전달되어 모든 간질환 치료에 적용할 수 있는 세포의 간 표적지향 전달 시스템의 개발이 필요하다.Currently, studies are under way to transfer immune cells or stem cells into the liver via intravenous and hepatic / hepatic arterial injections to treat liver diseases such as liver cancer or liver cirrhosis. However, in order for the cells to have a cancer-targeting orientation, the cells must be cultured for a certain period of time in vitro, and when cells are injected through intravenous injection, a large number of cells remain in the lungs, In addition, portal vein / hepatic artery injection should be accompanied by open surgery. Therefore, it is necessary to develop a liver-mediated delivery system of cells that can be applied to the treatment of all liver diseases efficiently through simple intravenous injection.

본 발명의 목적은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염; 또는 하기 화학식 1 및 4로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a hyaluronic acid derivative or a salt thereof containing a unit represented by the following formulas (1) to (3); Or a hyaluronic acid derivative containing the unit represented by the following general formulas (1) and (4), or a salt thereof.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016082502615-pat00001
Figure 112016082502615-pat00001

[화학식 2](2)

Figure 112016082502615-pat00002
Figure 112016082502615-pat00002

[화학식 3](3)

Figure 112016082502615-pat00003
Figure 112016082502615-pat00003

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112016082502615-pat00004
Figure 112016082502615-pat00004

상기 화학식에서, In the above formulas,

상기 P는 수용성 단백질이고;P is a water soluble protein;

상기 X는, -COR1, -CONR2H- R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;

상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;

상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;

상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고; s는 1 내지 2000의 정수이다. Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100; s is an integer of 1 to 2000;

본 발명의 또 다른 목적은 상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염의 제조방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a process for producing the hyaluronic acid derivative or a salt thereof.

본 발명의 추가 목적은 상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물 을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a composition for cell surface modification comprising the hyaluronic acid derivative or a salt thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 표면이 개질된 세포 또는 이를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a cell modified with a hyaluronic acid derivative or a salt thereof or a pharmaceutical composition comprising the same as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 표면이 개질된 세포를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 투여하여 간 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for treating liver disease by administering a pharmaceutical composition comprising the hyaluronic acid derivative or its salt as a surface active agent.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 히알루론산 유도체를 이를 필요로 하는 대상에게 투여하는 단계를 포함하는, 상기 히알루론산 유도체를 이용한 활성물질인 세포를 간으로 표적화하는 방법에 관한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for targeting liver cells to an active substance using the hyaluronic acid derivative, which comprises the step of administering the hyaluronic acid derivative to a subject in need thereof.

본 발명자들의 연구 결과, 생분해성, 생적합성이 뛰어난 생체 고분자인 히알루론산의 경우 간 표적 전달 특성이 있어 이처럼 간 표적 전달 능력이 우수한 히알루론산을 이용하여 세포의 간 표적 전달을 위한 세포 표면 개질제로써 응용하게 되면 세포가 폐가 아닌 간으로 전달이 가능함을 확인하였다. 이와 같은 특성을 이용하여 히알루론산 유도체를 포함하는 질환치료용 세포 개질 조성물 및 이의 제조방법을 개발하였고 이를 이용하여 세포 치료제의 정맥주사를 통한 간 질환 치료에도 효과적으로 응용 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.As a result of the studies conducted by the present inventors, hyaluronic acid, which is a biopolymer excellent in biodegradability and biocompatibility, has liver-target transferring characteristics and is thus used as a cell surface modifying agent for hepatic transfer of cells using hyaluronic acid having excellent liver- It is possible to transfer the cells to the liver, not to the lungs. By using such characteristics, it has been developed a cell-reforming composition for treating diseases including hyaluronic acid derivatives and a method for producing the same, and it has been confirmed that the composition can be effectively applied to the treatment of liver disease by intravenous injection of a cell therapy agent. .

본 발명에 따른 히알루론산 유도체로 표면이 개질된 세포를 정맥주사를 통해 간으로 표적 전달할 수 있다. 보다 상세하게는 생체 적합성, 생분해성 및 간 표적 전달 특성을 갖는 것과 동시에 세포 표면을 효율적으로 개질할 수 있는 히알루론산 유도체를 이용함으로써 인체에 안전하게 적용할 수 있으며, 정맥주사를 통한 다양한 세포의 간 표적 전달 시스템에 적용 가능하여 세포 운반체의 약물 전달 시스템 및 조직공학에 활용될 수 있는 세포 표면 개질용 히알루론산 유도체 제조 및 이에 의해 제조된 히알루론산 유도체로 표면 개질된 세포의 정맥 주사를 통한 간 표적 전달 세포 치료시스템에 관한 것이다.Cells whose surface has been modified with a hyaluronic acid derivative according to the present invention can be targeted to the liver through intravenous injection. More specifically, it can be safely applied to human body by using a hyaluronic acid derivative having biocompatibility, biodegradability and liver-target transferring properties and capable of efficiently modifying the cell surface, Which can be applied to a drug delivery system and tissue engineering of a cell carrier, which can be applied to a delivery system, and an intravenous injection of hepatocyte-derived cells, which is surface-modified with the hyaluronic acid derivative produced thereby, ≪ / RTI >

본 발명의 일 예는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염; 또는 하기 화학식 1 및 4로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물이다:An example of the present invention is a hyaluronic acid derivative comprising a unit represented by the following formulas (1) to (3) or a salt thereof; Or a hyaluronic acid derivative comprising a unit represented by the following general formulas (1) and (4), or a salt thereof:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016082502615-pat00005
Figure 112016082502615-pat00005

[화학식 2](2)

Figure 112016082502615-pat00006
Figure 112016082502615-pat00006

[화학식 3](3)

Figure 112016082502615-pat00007
Figure 112016082502615-pat00007

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112016082502615-pat00008
Figure 112016082502615-pat00008

상기 화학식에서, In the above formulas,

상기 P는 수용성 단백질이고;P is a water soluble protein;

상기 X는, -COR1, -CONR2H- R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;

상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;

상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;

상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고; s는 1 내지 2000의 정수이다. Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100; s is an integer of 1 to 2000;

본 발명의 또 다른 일 예는 하기 화학식 5로 표시되는 히알루론산 유도체 또는 이의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물이다:Another example of the present invention is a cell surface modification composition comprising a hyaluronic acid derivative represented by the following formula (5) or a salt thereof:

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112016082502615-pat00009
Figure 112016082502615-pat00009

상기 P는 수용성 단백질이고; 상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이다.P is a water soluble protein; The sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000, and 1 is an integer of 1 to 100.

바람직하게는, 상기 수용성 단백질은 소맥배아응집소 (Wheat germ agglutinin, 이하 WGA) 단백질일 수 있다. 상기 WGA의 구체적인 예는 서열번호 1의 아미노산 서열을 가진 단백질일 수 있다. Preferably, the water-soluble protein may be wheat germ agglutinin (WGA) protein. A specific example of the WGA may be a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 히알루론산 유도체에 결합된 수용성 단백질은 히알루론산에 결합된 상태에서도 결합 전 수용성 단백질의 2차 구조를 유지하는 것을 특징으로 한다.The water-soluble protein bound to the hyaluronic acid derivative is characterized by maintaining the secondary structure of the water-soluble protein before binding even in the state of being bound to hyaluronic acid.

상기 수용성 단백질을 히알루론산에 접합하여 세포 표면에 존재하는 당 단백질 중 하나인 N-아세틸글루코사민(N-Acetyl-Glucosamine) 및/또는 시알산(sialic acid)과의 상호작용을 용이하게 하여 세포 표면을 효과적으로 개질할 수 있으며, 구체적으로 수용성 단백질 N-말단의 아민기와 히알루론산 유도체의 알데하이드가 화학적 결합하여 이루어질 수 있다.The water-soluble protein is conjugated to hyaluronic acid to facilitate interaction with N-acetyl-glucosamine and / or sialic acid, one of the glycoproteins present on the cell surface, Specifically, the amine group of the N-terminal of the water-soluble protein and the aldehyde of the hyaluronic acid derivative may be chemically bonded.

특히 상기 접합 시 특정 pH 조건 하에 접합시킴으로써 단백질 내 다른 아민기를 갖는 예컨대, 라이신(lysine) 등과 같은 다른 아미노산과의 반응을 방지할 수 있고, 따라서 히알루론산에 접합되어 있는 단백질의 활성을 최대화하여 세포 표면 개질을 극대화 할 수 있다. Particularly, it is possible to prevent the reaction with another amino acid such as lysine having other amine groups in the protein by bonding under the specific pH condition at the time of bonding, and thus maximize the activity of the protein bound to hyaluronic acid, It is possible to maximize the reforming.

본 발명의 또 다른 일 예는, 하기 화학식 6으로 표시되는 히알루론산 유도체 또는 이의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물이다:Another example of the present invention is a cell surface modification composition comprising a hyaluronic acid derivative represented by the following formula (6) or a salt thereof:

[화학식 6] [Chemical Formula 6]

Figure 112016082502615-pat00010
Figure 112016082502615-pat00010

상기 X는, -COR1, -CONR2H-R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고; 상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며; 상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고; 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수이고, s는 1 내지 2000의 정수이다. X is -COR 1 , -CONR 2 HR 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ; Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ; R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Wherein the sum of m and s is an integer of 50 to 10,000 and s is an integer of 1 to 2000.

바람직하게는 상기 화학식 6에서, 상기 X는 -COR1이고, 상기 R1은 지질이며, 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수일 수 있다.Preferably, in Formula 6, X is -COR 1 , R 1 is lipid, and the total sum of m and s may be an integer of 50 to 10,000.

바람직하게는, 상기 화학식 6에서 상기 X는 -COR1이고, 상기 R1은 티올기이며, 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수일 수 있다.Preferably, in Formula 6, X is -COR 1 , R 1 is a thiol group, and the total sum of m and s may be an integer of 50 to 10,000.

바람직하게는, 상기 화학식 6에서, 상기 X는 -CONH-R2-NH-R1이고, 상기 R1은 말레이미드이며, 상기 R2는 헥실기이며, 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수일 수 있다. Preferably, in Formula 6, X is -CONH-R 2 -NH-R 1 , R 1 is maleimide, R 2 is hexyl, and the total sum of m and s is 50 to 100, Lt; / RTI >

상기 히알루론산 유도체의 X가 지질인 경우 지질 이중 층으로 이루어진 세포막에 새로운 지질이 삽입되는 형태로 세포에 결합될 수 있으며, X가 NHS, 아크릴레이트, 티올, 또는 말레이미드인 경우는 세포 표면에 존재하는 단백질의 아민기나 티올기에 공유 결합하여 세포에 결합될 수 있다. When X of the hyaluronic acid derivative is a lipid, a new lipid is inserted into a cell membrane composed of a lipid bilayer. When X is NHS, acrylate, thiol, or maleimide, To covalently bind to the amine or thiol groups of the protein.

바람직하게는, 상기 히알루론산-티올 유도체에 말레이미드-PEG와 말레이미드-PEG-지질을 시간차를 두어 순서대로 표면개질을 하여 히알루론산-티올 유도체와 말레이미드 사이의 클릭 반응(click reaction)을 통해 결합히알루론산 유도체에 말레이미드, 말레이미드-PEG, 또는 말레이미드-PEG와 지질이 화학적으로 결합된 결합체를 추가로 포함하여, 세포 개질 면을 두껍게 유지하여 히알루론산 유도체가 세포로 유입되는 속도를 용이하게 조절할 수 있다. Preferably, the maleimide-PEG and the maleimide-PEG-lipid are sequentially modified on the hyaluronic acid-thiol derivative by a time difference, and the resultant is subjected to a click reaction between the hyaluronic acid-thiol derivative and the maleimide The conjugated hyaluronic acid derivative further comprises a conjugate in which the maleimide, maleimide-PEG, or maleimide-PEG and lipid are chemically bonded to each other to maintain the cell modification surface thick to facilitate the rate at which the hyaluronic acid derivative enters the cell .

상기 히알루론산은 그 구성의 한정은 없으나, 세포 표면을 개질 및 간 표적지향 세포 전달을 위한 히알루론산 유도체 또는 그의 염으로 사용을 최적화하기 위하여 바람직하게는 분자량이 100,000 내지 3,000,000Da, 더욱 바람직하게는 100,000 내지 1,000,000Da의 분자량인 히알루론산을 사용할 수 있다.The hyaluronic acid is not limited in its constitution, but preferably has a molecular weight of 100,000 to 3,000,000 Da, more preferably 100,000 to 3,000,000 Da in order to optimize the use of the hyaluronic acid derivative or its salt for modifying the cell surface and transferring liver target- Hyaluronic acid having a molecular weight of 1,000,000 Da can be used.

한편, 명시적인 기재가 없는 한, 본 발명에서 사용되는 용어 "히알루론산(Hyaluronic acid, HA)"은 하기 화학식 7로 표현되는 반복단위를 갖는 고분자를 지칭하며, 히알루론산의 염 형태를 모두 포함하는 의미로 사용된다.The term "hyaluronic acid (HA)" used in the present invention refers to a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (7), and includes all salt forms of hyaluronic acid It is used as a meaning.

[화학식 7](7)

Figure 112016082502615-pat00011
Figure 112016082502615-pat00011

상기 화학식 7에서, m"은 50 내지 10,000 의 정수일 수 있다.In the above formula (7), m "may be an integer of 50 to 10,000.

본 발명의 또 다른 일 예는 히알루론산을 산화제와 암(dark) 조건하에 반응시켜 히알루론산의 고리(ring) 구조를 열어 하기 화학식 8로 표시되는 히알루론산-알데하이드(HA-aldehyde)를 제조하는 제 1단계; 및 수용액 상에서 상기 히알루론산-알데하이드와 수용성 단백질의 N-말단과 반응시키는 제 2단계를 포함하는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염의 제조방법이다:Another example of the present invention is a method for producing a hyaluronic acid-aldehyde (HA-aldehyde) represented by the following formula (8) by reacting hyaluronic acid with an oxidizing agent under a dark condition to open a ring structure of hyaluronic acid Stage 1; And a second step of reacting the hyaluronic acid-aldehyde and the N-terminus of the water-soluble protein in an aqueous solution. The hyaluronic acid derivative or the salt thereof according to claim 1,

[화학식 8] [Chemical Formula 8]

Figure 112016082502615-pat00012
Figure 112016082502615-pat00012

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016082502615-pat00013
Figure 112016082502615-pat00013

[화학식 2](2)

Figure 112016082502615-pat00014
Figure 112016082502615-pat00014

[화학식 3](3)

Figure 112016082502615-pat00015
Figure 112016082502615-pat00015

상기 화학식 8에서, m과 n의 합은 50 내지 10,000의 정수이고, n은 5 내지 5,000의 정수이고; In Formula 8, the sum of m and n is an integer of 50 to 10,000, and n is an integer of 5 to 5,000;

상기 P는 수용성 단백질이며;P is a water soluble protein;

상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이다.The sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000, and 1 is an integer of 1 to 100.

상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염에 관한 사항은 히알루론산 유도체 또는 이들의 염의 제조 방법에 적용될 수 있다.The hyaluronic acid derivatives or salts thereof can be applied to a method for producing a hyaluronic acid derivative or a salt thereof.

본 발명의 따른 제조방법은 개질 대상 세포의 표면과 히알루론산 유도체 내의 유도체 부분, 즉 WGA 단백질, 티올기, 지질, NHS, 아크릴레이트, 티올, 또는 말레이미드가 반응하여 세포 표면이 개질된다. 특히 카르복실기를 포함하는 히알루론산 유도체로 세포를 표면개질하여 정맥주사하는 경우, 간에 존재하는 CD44 또는 간 동모양 혈관 내피세포(liver sinusoidal endothelial cell )에 많이 존재하는 HARE(hyaluronic acid receptor for endocytosis)와 카르복실기가 결합하게 되어 간 표적지향 전달 특성을 최대화할 수 있다.In the production method according to the present invention, the surface of a cell to be modified is reacted with a derivative moiety in a hyaluronic acid derivative, that is, a WGA protein, a thiol group, a lipid, NHS, an acrylate, a thiol or a maleimide to modify the cell surface. Particularly, when the cells are surface-modified with a hyaluronic acid derivative containing a carboxyl group and injected intravenously, the hyaluronic acid receptor for endocytosis (HARE), which is present in the CD44 or hepatic sinusoidal endothelial cell present in the liver, So that the target-oriented transfer characteristic can be maximized.

바람직하게는, 상기 유도체는, 히알루론산 유도체 1 분자 당 수용성 단백질을 1 내지 10개의 분자수로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 2 내지 6개의 분자 수를 포함할 수 있다. Preferably, the derivative may contain a water-soluble protein per molecule of the hyaluronic acid derivative in an amount of 1 to 10 molecules, more preferably 2 to 6 molecules.

본 발명에 따른 히알루론산 유도체에서, 전체 히알루론산 반복단위 중 히알루론산의 고리 구조가 오픈(open)되어 알데하이드기가 형성된 반복단위의 몰 비율로 정의된 히알루론산-알데하이드 치환율은 정의상 0 초과 1 이하의 수치 또는 0몰% 초과 100몰% 이하의 수치로 표현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1단계를 실시한 후 히알루론산-알데하이드의 치환율이 10 내지 50몰%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 내지 40몰%일 수 있다. In the hyaluronic acid derivative according to the present invention, the hyaluronic acid-aldehyde substitution ratio, which is defined as the molar ratio of the repeating units in which the alicyclic acid ring structure of all the hyaluronic acid repeating units is opened and the aldehyde group is formed, Or from 0 mol% to 100 mol% or less. Preferably, the substitution ratio of the hyaluronic acid-aldehyde after the first step is 10 to 50 mol%, more preferably 10 to 40 mol%.

상기 범위의 치환율로 사용하여 결합 가능한 WGA를 비롯한 수용성 단백질의 양이 충분하게 되어 세포 표면 개질이 효율적으로 이루어질 수 있는 동시에, 간에 존재하는 히알루론산 수용체와 충분히 상호작용 할 수 있어 기대한 표적화(targeting) 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.The amount of water soluble protein such as WGA which can be bound by using the above range of substitution ratio is sufficient to allow efficient cell surface modification and sufficiently interact with the hyaluronic acid receptor present in the liver, There is an advantage that the effect can be obtained.

상기와 같이, 수용성 단백질에 생체적합성, 생분해성 고분자인 히알루론산을 결합시켜, 인체에 안전하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 세포 내 히알루론산의 수용체와 바인딩하는 카르복실기를 남겨둔 채 링 구조를 오픈하여 수용성 단백질을 컨쥬게이션함으로써, 히알루론산의 간 조직 특이적 전달 특성을 최대화하여 세포 표면 개질제이자 동시에 간 질환 치료를 위한 세포 치료제로의 개발에 다양하게 응용될 수 있다.As described above, biocompatible, biodegradable polymer hyaluronic acid is bound to a water-soluble protein and can be safely applied to a human body. In addition, a ring structure is opened while leaving a carboxyl group binding to a hyaluronic acid receptor in a cell, To maximize hepatic tissue-specific transfer characteristics of hyaluronic acid, thereby being applicable to cell surface modifying agents as well as to development of a cell therapy agent for the treatment of liver diseases.

상기 산화제는 히알루론산의 고리 구조를 깰 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 소듐 퍼리오데이트 (Sodium periodate, NaIO4)를 사용할 수 있다.The oxidizing agent is not particularly limited as long as it can break the ring structure of hyaluronic acid, and sodium periodate (NaIO 4 ) can be preferably used.

바람직하게는 상기 산화제는 히알루론산의 단위체당 1 내지 10 몰(mole) 배로 첨가될 수 있고, 더욱 바람직하게는 1 내지 5몰배로 첨가될 수 있다. 바람직하게는 상기 산화제 2 내지 24 시간 동안 반응시킬 수 있고, 바람직하게는 2 내지 12시간 동안 반응 시킬 수 있다. 상기 산화제를 이용하여 1 몰배를 첨가하여 4시간을 반응시킨 경우 10몰% 치환되었으며, 5몰배를 첨가하여 12시간 동안 반응시킨 경우 40몰% 치환된 유도체를 얻을 수 있다.Preferably, the oxidizing agent may be added in an amount of 1 to 10 moles per molecule of hyaluronic acid, more preferably 1 to 5 moles per mole of hyaluronic acid. Preferably, the oxidizing agent can be reacted for 2 to 24 hours, preferably for 2 to 12 hours. When 1 molar equivalent of the oxidizing agent was added and the reaction was carried out for 4 hours, 10 mol% was substituted. When 5 molar equivalents were added and the reaction was carried out for 12 hours, a 40 mol% substituted derivative could be obtained.

상기 산화제와의 반응 이후에, 바람직하게는 증류수로 투석하여 정제하는 공정을 더욱 수행할 수 있다.After the reaction with the oxidizing agent, a step of dialysis with distilled water and purification may be further carried out.

바람직하게는 상기 제2단계는 완충 용액 내에서 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 상기 완충용액에 히알루론산-알데하이드를 용해시킨 후, 수용성 단백질, 예를 들어 WGA를 첨가하여 히알루론산-알데하이드 내 포함된 알데하이드기와 수용성 단백질의 N-말단의 아민기를 반응시킨 것일 수 있다. 수용성 단백질, 예를 들어 WGA의 N-말단기에는 아민기가 존재하므로, 제2단계에서 사용되는 수용성 단백질은 별도의 준비 과정이 없이 수용성 단백질 자체로 사용될 수 있다. 또한 히알루론산-알데하이드 및 수용성 단백질은 수용성이므로 물에 용해시켜 수용액 상태로 반응시켜 결합될 수 있다.Preferably, the second step may be carried out in a buffer solution. Preferably, the hyaluronic acid-aldehyde is dissolved in the buffer solution, and a water-soluble protein such as WGA is added to react the aldehyde group contained in the hyaluronic acid-aldehyde with the amine group at the N-terminal of the water-soluble protein . Since a water-soluble protein, for example, an amine group is present at the N-terminal end of WGA, the water-soluble protein used in the second step can be used as the water-soluble protein itself without any preparation. Since hyaluronic acid-aldehyde and water-soluble proteins are water-soluble, they can be dissolved in water and reacted in an aqueous solution state.

상기 완충 용액은 pH 5 내지 7, 더욱 바람직하게는 pH 5 내지 6.5의 일 수 있고, 예를 들어 상기 완충 용액은 pH 5 내지 6.5의 소듐 아세테이트 버퍼이다. 상기와 같은 범위를 갖는 pH 조건 하에 접합 공정을 수행함으로써 단백질 내 다른 아민기를 갖는 아미노산, 예를 들어 라이신(lysine) 등과 같은 다른 아미노산과의 상기 히알루론산-알데하이드간의 반응을 방지할 수 있고 따라서, 수용성 단백질, 특히 WGA의 활성을 최대화한 상태로, 생접합 효율 및 세포 표면 개질 효율을 증대할 수 있다.The buffer solution may be at a pH of from 5 to 7, more preferably at a pH of from 5 to 6.5, for example, the buffer solution is a sodium acetate buffer at a pH of from 5 to 6.5. By carrying out the conjugation process under the pH range having the above-mentioned range, it is possible to prevent the reaction between the hyaluronic acid-aldehyde and another amino acid such as an amino acid having another amine group in the protein, for example, lysine and the like, It is possible to increase the bioadhesion efficiency and the cell surface modification efficiency while maximizing the activity of the protein, particularly WGA.

바람직하게는 상기 수용성 단백질은 히알루론산-알데하이드 1 분자당 1 내지 10개, 바람직하게는 2 내지 6개의 분자수가 결합되도록 반응시킬 수 있다. Preferably, the water-soluble protein is reacted so that a molecular number of 1 to 10, preferably 2 to 6, per molecule of hyaluronic acid-aldehyde is bound.

상기 제 2단계에서 수용성 단백질과 함께 소듐 시아노보로하이드라이드(Sodium cyanoborohydride, NaCNBH3)를 추가로 첨가하여 반응시킬 수 있다. 소듐 시아노보로하이드라이드는 수용성 단백질의 N-말단의 아민기와 히알루론산 유도체의 알데하이드기가 반응한 후 생기는 이중 결합을 환원시키는 역할을 한다. 상기 소듐 시아노보로하이드라이드는 히알루론산-알데하이드의 치환율에 따라 알데하이드기의 2 내지 10 몰 배, 바람직하게는 2 내지 5 몰 배로 첨가할 수 있고 12 내지 24 시간, 바람직하게는 12 내지 18 시간 동안 반응시킬 수 있다.In the second step, sodium cyanoborohydride (NaCNBH 3 ) may be further added together with the water-soluble protein. The sodium cyanoborohydride serves to reduce the double bond formed after the reaction of the amine group of the N-terminal of the water-soluble protein with the aldehyde group of the hyaluronic acid derivative. The sodium cyanoborohydride may be added in an amount of 2 to 10 moles, preferably 2 to 5 moles, of the aldehyde group, depending on the substitution ratio of the hyaluronic acid-aldehyde, for 12 to 24 hours, preferably 12 to 18 hours .

한편, 알데하이드기는 반응성이 매우 좋은 특성이 있으므로 바람직하게는 상기 제2단계 이후에, 아민류를 이용하여 단백질과 반응하지 않고 남아있는 알데하이드기를 블로킹(blocking)하는 제3단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 블로킹을 위해 사용되는 물질은 카르복실기나 알데하이드기와 반응할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 아민류, 더욱 바람직하게는 상기 아민류는 탄소수 1 내지 5인 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카바자이트 (alkyl carbazate), 또는 탄소수 1 내지 5인 저급 알칸올아민일 수 있다. 이와 같은 블로킹 과정은 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다. On the other hand, since the aldehyde group has a very good characteristic of reactivity, it may further include a third step of blocking the remaining aldehyde groups after the second step without reacting with proteins using amines. The material used for the blocking is not particularly limited as long as it is capable of reacting with a carboxyl group or an aldehyde group. Amines, more preferably, the amines are linear or branched alkyl carbazates having 1 to 5 carbon atoms alkyl carbazate, or a lower alkanolamine having 1 to 5 carbon atoms. Such a blocking process can be represented by the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112016082502615-pat00016
Figure 112016082502615-pat00016

상기 반응식 1의 P는 수용성 단백질일 수 있고, 더욱 바람직하게는 WGA일 수 있다. 상기 반응식 1에서 A는 블로킹 물질이다.P in the above Reaction Scheme 1 may be a water-soluble protein, more preferably WGA. In the above Reaction Scheme 1, A is a blocking substance.

상기 블로킹 물질 A는 탄소수 1 내지 5인 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카바자이트 (alkyl carbazate), 또는 탄소수 1 내지 5인 저급 알칸올아민일 수 있으며 바람직하게는 상기 알킬 카바자이트는 에틸 카바자이트 또는 터트 부틸 카바자이트이고, 상기 알칸올아민은 아미노메탄올(aminomethanol), 아미노에탄올(aminomethanol), 아미노프로판올(aminopropanol), 아미노부탄올(aminobutanol), 또는 아미노펜탄올(aminopentanol)일 수 있다.The blocking material A may be a straight or branched alkylcarbazate having 1 to 5 carbon atoms or a lower alkanolamine having 1 to 5 carbon atoms and preferably the alkylcarbazate is an ethyl carbazate or a Butylcarbazate, and the alkanolamine may be aminomethanol, aminomethanol, aminopropanol, aminobutanol, or aminopentanol.

바람직하게는 상기 알데하이드기의 몰 유닛에 대해 아민류를 5 내지 10 몰 배, 바람직하게는 5 내지 7몰 배로 첨가하여 12 내지 24 시간, 바람직하게는 12 내지 18시간 동안 반응시킬 수 있다. 아민류를 상기 범위 내로 첨가함으로써 100% 블로킹이 가능하다. Preferably 5 to 10 molar times, preferably 5 to 7 molar times, of the amine is added to the molar unit of the aldehyde group, and the reaction is carried out for 12 to 24 hours, preferably 12 to 18 hours. 100% blocking is possible by adding amines within the above range.

바람직하게는 상기 제3단계는 하기 반응식 2에 따른 반응을 포함할 수 있다.Preferably, said third step may comprise a reaction according to Scheme 2 below.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure 112016082502615-pat00017
Figure 112016082502615-pat00017

상기 반응식 2의 P는 수용성 단백질일 수 있고, 더욱 바람직하게는 WGA인 반응식일 수 있다. P in the above Reaction Scheme 2 may be a water-soluble protein, more preferably a reaction formula of WGA.

더욱 바람직하게는, 상기 히알루론산 유도체 제조방법은 반응식 3에 따른 반응을 포함할 수 있다.More preferably, the method for preparing the hyaluronic acid derivative may include the reaction according to the reaction formula (3).

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

Figure 112016082502615-pat00018
Figure 112016082502615-pat00018

한편, 상기 아민류로서, 알킬 카바자이트를 사용하는 경우 바람직하게는 바람직하게는 pH 5 내지 7의 조건 하에 반응시킬 수 있으며, 이를 위해 바람직하게는 상기 제 1단계에 사용된 것과 같은 아세테이트 버퍼를 사용할 수 있다. 또한 알칸올아민을 사용하는 경우 바람직하게는 pH 7 내지 9의 조건 하에 반응시킬 수 있으며, 이를 위해 바람직하게는 포스페이트 버퍼(Phosphate buffer) 를 사용할 수 있다.On the other hand, when the alkylcarbazate is used as the amine, the reaction can be preferably carried out preferably under the condition of pH 5 to 7. To this end, the same acetate buffer as used in the first step is preferably used . When an alkanolamine is used, the reaction can be carried out preferably under the condition of pH 7 to 9. For this purpose, a phosphate buffer can be preferably used.

이처럼 반응에 관여하지 않고 남아있는 알데하이드기를 블로킹함으로써, 남아있는 알데하이드기가 히알루론산 유도체에 결합된 WGA 등의 다른 아민기와 반응하는 것을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 일 구현예에 따른 히알루론산 유도체가 체내에 들어간 이후 원치 않는 반응을 효과적으로 방지, 예를 들어 상기 알데하이드기와 체내에 존재하는 다양한 단백질이 비특이적(non-specific)으로 반응하는 것을 방지할 수 있어 목적하는 반응의 효율을 보다 향상시킬 수 있다. By blocking the remaining aldehyde groups without participating in the reaction, it is possible to prevent the remaining aldehyde groups from reacting with other amine groups such as WGA bonded to the hyaluronic acid derivatives. In addition, it is possible to effectively prevent an unwanted reaction after the hyaluronic acid derivative according to one embodiment of the present invention enters the body, for example, to prevent the aldehyde group and various proteins present in the body from reacting non-specifically So that the efficiency of the desired reaction can be further improved.

본 발명의 또 다른 일 예로서, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염; 또는 하기 화학식 1 및 4로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 간 표적지향 세포 전달용 조성물을 제공한다:As another example of the present invention, a hyaluronic acid derivative or a salt thereof containing a unit represented by the following formulas (1) to (3); Or a hyaluronic acid derivative comprising the unit represented by the following formulas (1) and (4) or salts thereof:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016082502615-pat00019
Figure 112016082502615-pat00019

[화학식 2](2)

Figure 112016082502615-pat00020
Figure 112016082502615-pat00020

[화학식 3](3)

Figure 112016082502615-pat00021
Figure 112016082502615-pat00021

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112016082502615-pat00022
Figure 112016082502615-pat00022

상기 화학식에서, In the above formulas,

상기 P는 수용성 단백질이고;P is a water soluble protein;

상기 X는, -COR1, -CONR2H- R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;

상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;

상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;

상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고; s는 1 내지 2000의 정수이다. Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100; s is an integer of 1 to 2000;

본 발명의 또 다른 일 예로서, 하기 화학식 5 또는 화학식 6로 표시되는 히알루론산 유도체 또는 이의 염을 포함하는 간 표적지향 세포 전달용 조성물 또는 간 표적지향 세포 전달 시스템을 제공한다:As another example of the present invention, there is provided a liver target-directed cell delivery composition or liver target-directed cell delivery system comprising a hyaluronic acid derivative represented by the following formula (5) or (6)

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112016082502615-pat00023
Figure 112016082502615-pat00023

[화학식 6] [Chemical Formula 6]

Figure 112016082502615-pat00024
Figure 112016082502615-pat00024

상기 화학식 5에서, In Formula 5,

상기 P는 수용성 단백질이고;P is a water soluble protein;

상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고;Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100;

상기 화학식 6에서,In Formula 6,

상기 X는, -CO R1, -CON R2H- R1 또는 -CONH- R2-NH- R1이고;Wherein X is-CO R 1 , -CON R 2 H-R 1 or -CONH- R 2 -NH-R 1 ;

상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;

상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;

상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수이고, s는 1 내지 2000의 정수이다. Wherein the sum of m and s is an integer of 50 to 10,000 and s is an integer of 1 to 2000.

상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염에 관한 사항은 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 간 표적지향 세포 전달용 조성물 또는 간 표적지향 세포 전달용 조성물 또는 간 표적지향 세포 전달 시스템에 적용될 수 있다.The hyaluronic acid derivatives or salts thereof may be applied to a composition for transferring liver target cells or a composition for transferring liver target cells or a liver target-oriented cell delivery system comprising hyaluronic acid derivatives or salts thereof.

또한 본 발명은 상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 표면이 개질된 세포 또는 이를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 포함한다.In addition, the present invention includes a cell modified with a hyaluronic acid derivative or a salt thereof, or a pharmaceutical composition containing the same as an active ingredient.

상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염에 관한 사항은 상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염으로 표면이 개질된 세포 또는 이를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물에 적용될 수 있다.The hyaluronic acid derivative or a salt thereof may be applied to a cell modified with the hyaluronic acid derivative or a salt thereof or a pharmaceutical composition containing the same as an active ingredient.

본 발명의 일 구현예에 따른 히알루론산 유도체로 표면이 개질된 세포는 간 조직에 전달될 필요가 있는 세포, 예를 들어 간 질환 예방 또는 치료용 세포 치료제 또는 간 조직 재생을 위한 줄기세포일 수 있다. 생체 고분자인 히알루론산 유도체 또는 이의 염은 생분해성 및 생적합성 뿐 아니라 간 표적 전달 특성이 뛰어나 세포 표면 개질제로 사용되어 상기 세포를 폐가 아닌 간으로 전달할 수 있다.The cell surface-modified with a hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention may be a cell that needs to be transferred to liver tissue, for example, a cell therapy agent for preventing or treating liver disease, or a stem cell for regeneration of liver tissue . The hyaluronic acid derivative or its salt, which is a biopolymer, is excellent in biodegradability and biocompatibility as well as liver target transferring property and can be used as a cell surface modifying agent to transfer the cell to the liver, not the lung.

상기 세포는 특별히 한정되지 않으나 세포치료제 또는 조직 재생용 줄기세포로서 사용될 수 있는 세포일 수 있고, 바람직하게는 포유류 세포, 포유류 세포 유래 세포 또는 이들의 유전자 변형 세포일 수 있고, 예를 들면 적혈구 세포 또는 줄기세포, 바람직하게는 중간엽 줄기세포 또는 이들의 유전자 변형 세포를 포함할 수 있다. The cell is not particularly limited, but may be a cell that can be used as a cell therapy agent or a tissue regeneration stem cell. Preferably, the cell is a mammalian cell, a mammalian cell-derived cell, or a genetically modified cell thereof. Stem cells, preferably mesenchymal stem cells or genetically modified cells thereof.

이에 따라 상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염으로 표면이 개질된 세포 또는 이를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 개질된 세포의 용도에 따른 질환의 예방 또는 치료 용도를 가질 수 있다. 바람직하게 상기 질환은 간암, 간 전이암, 간경화, 간경변, 간염 및 간섬유증으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 구체적인 질환은 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 개질되는 세포에 따라 결정될 수 있다.Accordingly, the cell surface-modified with the hyaluronic acid derivative or a salt thereof, or a pharmaceutical composition containing the same as an active ingredient, may have a prophylactic or therapeutic use for a disease depending on the use of the modified cell. Preferably, the disease is one or more selected from the group consisting of liver cancer, liver metastasis cancer, cirrhosis, cirrhosis, hepatitis, and liver fibrosis, but the present invention is not limited thereto and the specific disease may be determined according to a cell modified with a hyaluronic acid derivative or a salt thereof .

상기 약학적 조성물은 동맥 주사, 정맥 주사, 간문맥주사, 간동맥 주사, 피하 주사, 국소부위 주사, 복강 주사, 경구투여, 비내 투여 및 직장 내 투여로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 방법으로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 비경구 투여, 더욱 바람직하게는 정맥 주사로 투여될 수 있다. 정맥 주사 투여 방법을 사용하는 경우 국소 주사 및 동맥 주사 사용에 따른 출혈 및 조직 손상의 부작용을 방지할 수 있으며 간문맥 주사 또는 간동맥 주사 사용에 따른 개복 수술을 막을 수 있어 간단하게 투여될 수 있다. 또한 종래 간 질환 치료용 세포 치료제를 정맥 주사하는 경우 많은 수의 세포가 폐에 머물러 간으로의 세포 전달이 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있었으나, 본 발명의 조성물은 정맥 주사에 의하여도 효율적으로 세포 치료제를 간에 전달할 수 있어 사용방법이 간단하면서도 우수한 표적성 및 치료효과가 있다.The pharmaceutical composition may be administered by one or more methods selected from the group consisting of arterial injection, intravenous injection, intramuscular injection, hepatic artery injection, subcutaneous injection, local injection, intraperitoneal injection, oral administration, intranasal administration and rectal administration, Preferably parenterally, more preferably intravenously. When using the intravenous administration method, it is possible to prevent side effects of hemorrhage and tissue damage due to the use of topical injection and arterial injection, and it can be administered simply because it can prevent open surgery due to the use of portal vein injection or hepatic arterial injection. In addition, when intravenous injection of a cell therapy agent for treatment of liver disease has been performed, a large number of cells remain in the lungs and cell transfer to the liver is not efficiently performed. However, the composition of the present invention can be effectively administered by intravenous injection, Can be transferred to the liver, which is simple to use, and has excellent marking and therapeutic effects.

본 발명의 조성물은 충진제, 부형제, 붕해제, 결합제 및 활택제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화 될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용 약, 멸균 분말의 형태일 수 있다.The composition of the present invention may further comprise a filler, an excipient, a disintegrant, a binder, a lubricant, and the like. The composition of the present invention may also be formulated using methods known in the art so as to provide rapid, sustained or delayed release of the active ingredient after administration to the mammal. The formulations may be in the form of powders, granules, tablets, emulsions, syrups, aerosols, soft or hard gelatine capsules, sterile injectable solutions, sterile powders.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함하여 제제화될 수 있다. 상기 약학적으로 허용가능한 담체란 생물체를 상당히 자극하지 않고 투여 성분의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 말한다. 본 발명에서의 약학적으로 허용 가능한 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 또는 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액 및 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 또는 정제로 제제화 할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated to further comprise a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier refers to a carrier or diluent that does not significantly stimulate the organism and does not interfere with the biological activity and properties of the administered ingredients. The pharmaceutically acceptable carrier in the present invention may be a mixture of saline, sterilized water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol and one or more components of these components, If necessary, other conventional additives such as antioxidants, buffers and bacteriostats may be added. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to formulate into injectable solutions, pills, capsules, or tablets such as aqueous solutions, suspensions, emulsions and the like.

또한 본 발명은 상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 표면이 개질된 세포를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 투여하여 질환을 예방 또는 치료하는 방법을 포함한다.The present invention also includes a method for preventing or treating a disease by administering a pharmaceutical composition comprising the hyaluronic acid derivative or a salt thereof as a surface active agent.

상기 히알루론산 유도체 또는 이의 염에 관한 사항은 상기 예방 또는 치료방법에 적용될 수 있다. The hyaluronic acid derivative or its salt may be applied to the above-mentioned preventive or therapeutic method.

상기 질환은 표면이 개질된 세포의 치료 용도에 따른 질환의 예방 또는 치료 용도일 수 있으며, 바람직하게 상기 질환은 간 질환일 수 있다. 예를 들어 상기 간 질환은 간암, 간 전이암, 간경화, 간경변, 간염 및 간섬유증으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 구체적인 질환은 히알루론산 유도체 또는 이의 염으로 개질되는 세포에 따라 결정될 수 있다.The disease may be a prophylactic or therapeutic use of a disease depending on a therapeutic use of a surface-modified cell, and preferably the disease may be a liver disease. For example, the liver disease may be at least one selected from the group consisting of liver cancer, liver metastasis cancer, liver cirrhosis, cirrhosis, hepatitis, and liver fibrosis, but the present invention is not limited thereto and specific diseases are determined depending on cells modified with hyaluronic acid derivatives or salts thereof .

본 발명의 또 다른 예는 상기 히알루론산 유도체를 이용한 세포 표면 개질 방법을 포함한다. 상기 세포 표면 개질 방법은, (1) 완충 용액으로 세포를 세척 후 트립신을 처리하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 세포를 떼어내어 완충 용액에 넣어 재분산시키는 단계; (3) 상기 (2) 단계의 재분산된 세포에 상기 히알루론산 유도체를 첨가하는 단계; (4) 상기 (3) 단계의 결과물을 혼합한 후 인큐베이션한 후 완충 용액으로 세척하는 단계를 포함한다. Another example of the present invention includes a cell surface modification method using the hyaluronic acid derivative. The cell surface modification method comprises the steps of: (1) washing cells with a buffer solution and then treating trypsin; (2) removing the cells of step (1) and re-dispersing the cells in a buffer solution; (3) adding the hyaluronic acid derivative to the re-dispersed cells of step (2); (4) mixing the resultant of step (3), incubating, and washing with buffer solution.

상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염에 관한 사항은 상기 히알루론산 유도체 또는 이들의 염으로 표면이 개질된 세포 또는 세포 표면 개질 방법에 적용될 수 있다.The hyaluronic acid derivative or a salt thereof may be applied to a cell or cell surface modification method in which the surface is modified with the hyaluronic acid derivative or a salt thereof.

상기 세포 표면 개질 방법 개질 방법 중 (1), (2) 및 (4) 단계에서 사용되는 완충용액은 PBS를 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 완충용액은 pH 6 내지 8, 바람직하게는 pH 7 내지 7.5 인 것을 사용할 수 있으며, pH 7.4 를 사용할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 사용되는 완충 용액은 pH 7.4의 포스페이트 또는 serum-free 버퍼일 수 있다. PBS may be used as the buffer solution used in steps (1), (2) and (4) of the cell surface modification method. Preferably, the buffer solution has a pH of 6 to 8, preferably a pH of 7 to 7.5, and a pH of 7.4 can be used. For example, the buffer solution used in the present invention may be a pH 7.4 phosphate or serum-free buffer.

상기 (3) 단계의 히알루론산 유도체는 수용액에 용해된 상태로 첨가될 수 있다.The hyaluronic acid derivative of the step (3) may be added in a state dissolved in an aqueous solution.

상기 (4) 단계의 인큐베이션 반응 시간은 0 내지 20분 동안 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 5 내지 10분 동안 이루어질 수 있다.The incubation reaction time in the step (4) may be 0 to 20 minutes, more preferably 5 to 10 minutes.

상기 히알루론산 유도체에 WGA가 결합된 경우, 세포 농도 1X10^6/mL 를 기준으로 히알루론산 유도체의 WGA 농도가 0 내지 20ug/mL, 바람직하게는 5 내지 10ug/mL 가 되도록 첨가할 수 있으며 상기 범위의 농도로 사용하여 세포 독성이 낮으면서도 효율적으로 간 표적이 가능하게 할 수 있다.When WGA is bound to the hyaluronic acid derivative, the WGA concentration of the hyaluronic acid derivative may be 0 to 20 ug / mL, preferably 5 to 10 ug / mL based on the cell concentration of 1 × 10 6 / mL, It is possible to make the liver target efficiently with a low cytotoxicity.

본 발명의 일 구현예에 따른 히알루론산 유도체를 이용한 세포 표면 개질화에 사용되는 세포는 특별히 한정되지 않으나 세포치료제로서 사용될 수 있는 세포일 수 있고, 바람직하게는 포유류 세포, 포유류 세포 유래 세포 또는 이들의 유전자 변형 세포일 수 있고, 예를 들면 적혈구 세포 또는 줄기세포, 바람직하게는 중간엽 줄기세포를 포함할 수 있다. The cell used for the cell surface modification using the hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention is not particularly limited but may be a cell that can be used as a cell therapy agent and is preferably a mammalian cell or a mammalian cell- Genetically modified cells, and may include, for example, red blood cells or stem cells, preferably mesenchymal stem cells.

상기 히알루론산 유도체는 인체에 안전하게 적용할 수 있으며, 또한 단백질의 특정 아미노산과 반응하여 단백질의 생체 활성도를 최대화한 상태로, 세포 표면 개질 효율을 높이고, 간 표적 지향 전달이 가능하여 간질환 치료를 위한 효과적인 세포 전달체로 응용될 수 있다.The hyaluronic acid derivative can be safely applied to the human body and is also capable of reacting with a specific amino acid of a protein to maximize bioactivity of the protein. The hyaluronic acid derivative can improve the cell surface modification efficiency and enable liver- It can be applied as an effective cell carrier.

세포 표면을 개질할 수 있는 히알루론산 유도체의 간 표적 지향 전달 특성 이외에도, 점막 점착 특성(mucoadhesive)을 이용한다면 비강주사를 통해 뇌로 세포를 전달했을 경우 또는 기관지 삽입 주사로 세포를 폐로 전달했을 경우, 표면개질되지 않은 세포에 비해 더 오래 타겟 장기에서 오래 머무를 수 있다.In addition to the liver-targeted delivery characteristics of hyaluronic acid derivatives capable of modifying the cell surface, mucoadhesive mucoadhesive may be used to deliver cells to the brain via nasal injection, It can stay longer in target organs longer than unmodified cells.

본 발명은 단일 세포 표면 개질을 위한 히알루론산 유도체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이를 이용하여 히알루론산 유도체로 표면이 코팅된 세포를 정맥주사를 통해 간으로 표적 전달할 수 있다. 생체 적합성, 생분해성 및 간 표적 전달 특성을 갖는 것과 동시에 세포 표면을 효율적으로 개질할 수 있는 히알루론산 유도체를 이용함으로써 인체에 안전하게 적용할 수 있으며, 정맥주사를 통한 다양한 세포의 간 표적 전달 시스템에 적용 가능하여 세포 운반체의 약물 전달 시스템 및 조직공학에 활용될 수 있는 세포 표면 개질용 히알루론산 유도체 제조 및 이에 의해 제조된 히알루론산 유도체로 표면 개질된 세포의 정맥 주사를 통한 간 표적 전달 세포 치료시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a hyaluronic acid derivative for single cell surface modification and a method for producing the hyaluronic acid derivative, and the cells coated with a hyaluronic acid derivative can be targeted to the liver through intravenous injection. Biocompatibility, biodegradability and liver-target transferring characteristics, and can be safely applied to the human body by using a hyaluronic acid derivative capable of efficiently modifying the cell surface, and is applicable to various liver transfusion systems through intravenous injection The present invention relates to a method for preparing a hyaluronic acid derivative for cell surface modification, which can be used for a drug delivery system and tissue engineering of a cell carrier, and an intravenous injection of a cell surface-treated with hyaluronic acid derivative can do.

본 발명의 히알루론산 유도체를 이용한 간 표적지향 세포전달 시스템은, 간단한 방법으로 수용액 상에서 히알루론산 유도체와 세포 간의 반응을 진행할 수 있고, 생체적합성 및 생분해성이 우수한 고분자인 히알루론산 유도체의 간 표적지향 전달 특성을 이용하여 세포를 간으로 전달할 수 있기 때문에, 간암, 간 전이암, 간경화, 간경변, 간염 및 간섬유증으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 간질환 치료를 위한 세포 치료제로의 응용이 가능하다. 또한 이 치료제는 줄기세포를 간으로 전달시켜 간 조직을 재생하는 등 조직재생을 위해서도 활용될 수 있다. 따라서 본 발명의 히알루론산 유도체를 이용한 세포 치료제는 정맥 주사 시, 간에 효율적으로 전달할 수 있어 뛰어난 치료효과를 보여줄 수 있다.The liver-targeted cell delivery system using the hyaluronic acid derivative of the present invention is a liver-targeted cell delivery system capable of conducting a reaction between a hyaluronic acid derivative and a cell in an aqueous solution by a simple method, Can be used as a cell therapy agent for treating one or more liver diseases selected from the group consisting of liver cancer, liver metastasis cancer, liver cirrhosis, cirrhosis, hepatitis and liver fibrosis. It can also be used for tissue regeneration, such as regenerating liver tissue by delivering stem cells to the liver. Therefore, the cell therapeutic agent using the hyaluronic acid derivative of the present invention can deliver the liver effectively during intravenous injection, and can exhibit an excellent therapeutic effect.

도 1은 세포를 히알루론산 유도체로 표면개질한 후, 이를 간 표적 전달 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에서 사용될 수 있는 다양한 히알루론산 유도체를 나타낸 것으로서, 도 2a는 지질 결합된 히알루론산 유도체, 도 2b는 1, 6 헥세인디아민-말레이미드 결합된 히알루론산 유도체, 도 2c는 티올 결합된 히알루론산 유도체 및 도 2d는 티올 결합된 히알루론산 유도체로서 말레이미드-PEG, 말레이미드-PEG-지질을 추가로 포함하는 것을 개략적으로 도시화한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 히알루론산-알데하이드 및 이를 이용한 히알루론산-단백질 유도체의 제조 방법에 반응공정을 간략히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 GPC 결과를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 줄기세포(rMSC)에 대한 독성 테스트를 실시한 결과이다.
도 5b은 도 5a에서 실시한 독성 테스트 결과를 통해 도출한 IC50 값을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 줄기세포(hMSC)에 대한 독성 테스트를 실시한 결과이다.
도 7은 WGA와 WGA-결합 히알루론산 유도체의 원편광 이색성 분광 분석(Circular Dichroism, CD) 분석결과를 비교하여 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질하는 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질한 후 시간에 따른 세포 생존 능력 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질한 후 제타 포텐셜(zeta potential)을 측정한 것이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질하고 이를 컨포칼 현미경 및 유세포 분석기(flow cytometry)를 통하여 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 각각 rMSC와 hMSC의 세포 표면을 개질한 후, 시간에 따른 cellular uptake를 컨포칼 현미경을 이용하여 확인한 결과이다.
도 13a 및 도 13b는 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질 시, HA 또는 WGA의 co-incubation이 WGA-결합 히알루론산 유도체의 세포 바인딩에 미치는 영향을 컨포칼 현미경과 유세포 분석기를 이용하여 확인한 것이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체와 HA의 세포에 대한 바인딩 효율을 유세포 분석기를 이용하여 확인 결과를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 유전자 변형 세포의 TRAIL 단백질을 분비 프로파일에 미치는 영향을 시간대별로 EILSA assay를 통하여 확인한 것이다.
도 16a 및 도 16b는 트렌스웰 코컬쳐 어세이(transwell coculture assay)를 도식하고 이를 이용하여 표면 개질된 유전자 변형 세포의 암세포에 대한 인 비트로(in vitro) 약물 효과를 MTT 어세이를 통해서 확인한 것이다.
도 17는 본 발명의 실시예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구가 대식세포인 Raw 264.7에 바인딩할 수 있는지 광학 현미경을 통해 확인한 것이다.
도 18a 및 18b WGA-결합 히알루론산 유도체의 세포 타겟팅 효과를 확인하기 위해, 표면 개질된 세포를 동물에 정맥주사하였을 시에 나타나는 현상을 IVIS 이미징 시스템을 이용하여 얻은 ex vivo 이미지이다.
도 19는 도 18a 및 18b에서 얻은 ex vivo 이미지를 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 20은 도 18a 및 18b에서 적출한 폐와 간을 섹션하여 형광현미경으로 줄기세포 분포를 확인한 결과이다.
도 21a, 도 21b 및 21c는 줄기세포의 생분포(biodistribution)을 확인하기 위해 CFSE와 Hilyte 647이 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체로 동시에 염색된 세포를 컨포칼 현미경을 통하여 나타낸 것이고, 이 세포를 이용하여 동물에 정맥주사하였을 시에 나타나는 현상을 IVIS 이미징 시스템을 이용하여 얻은 ex vivo 이미지이다.
도 22는 도 21b 및 21c에서 얻은 ex vivo 이미지를 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 23은 도 21b 및 21c에서 적출한 폐와 간을 섹션하여 형광현미경으로 줄기세포 분포를 확인한 결과이다.
도 24는 도 23에서의 간에 대한 형광현미경 사진을 결합하기 전 사진이다.
도 25는 적혈구를 Cy5와 FITC가 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체로 코라벨링(colabelling)한 것을 컨포칼 현미경을 통하여 확인한 것이다.
도 26a 및 도 26b는 도 25에서 보여지는 코라벨링된 적혈구를 이용하여 동물에 정맥주사하였을 시에 나타나는 생분포을 시간대별로 IVIS 이미징 시스템을 이용하여 얻은 in vivo 이미지이고, 이것을 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다.
FIG. 1 schematically shows the liver target transferring system after surface modification of cells with hyaluronic acid derivatives.
FIG. 2 shows various hyaluronic acid derivatives that can be used in the present invention. FIG. 2 (a) shows lipid-bound hyaluronic acid derivatives, FIG. 2 (b) shows 1,6 hexane diamine-maleimide bonded hyaluronic acid derivatives, And Fig. 2D schematically illustrates the addition of maleimide-PEG, maleimide-PEG-lipid as a thiol-bonded hyaluronic acid derivative.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a reaction process in a method for preparing a hyaluronic acid-aldehyde and a hyaluronic acid-protein derivative using the hyaluronic acid-aldehyde according to an embodiment of the present invention.
4 shows GPC results of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives prepared by the method according to an embodiment of the present invention.
5A is a result of a toxicity test on a stem cell (rMSC) of a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative prepared by a method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B shows IC 50 values derived from the toxicity test results shown in FIG. 5A.
FIG. 6 is a result of a toxicity test on a stem cell (hMSC) of a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative prepared by a method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a comparison of results of circular dichroism (CD) analysis of WGA and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives.
FIG. 8 schematically shows a method of modifying a cell surface using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows changes in cell viability with time after modification of the cell surface using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the zeta potential of a cell surface modified using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 11A and 11B show the result of modifying the cell surface using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention and confirming the cell surface through a confocal microscope and flow cytometry.
12A and 12B are results obtained by modifying the cellular surface of rMSC and hMSC using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention, and then observing cellular uptake with time using a confocal microscope .
13A and 13B show the effect of co-incubation of HA or WGA on the cell binding of WGA-conjugated hyaluronic acid derivative when the surface is modified with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative using a confocal microscope and a flow cytometer.
FIG. 14 shows the results of confirming the binding efficiency of WGA-conjugated hyaluronic acid derivative and HA to cells according to an embodiment of the present invention using a flow cytometer.
FIG. 15 shows the effect of the TRAIL protein on the secretory profile of the transgenic W19-conjugated hyaluronic acid derivative-modified transgenic cells according to the present invention over time according to the EILSA assay.
FIGS. 16A and 16B illustrate the transwell coculture assay and the in vitro drug effect of the surface modified genetically modified cell of cancer cells using the MTT assay. FIG.
17 is an optical microscope image showing whether red blood cells surface-modified with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention can bind to a macrophage Raw 264.7.
FIGS. 18A and 18B are ex vivo images obtained by intravenously injecting the surface-modified cells into an animal in order to confirm the cell targeting effect of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative using the IVIS imaging system.
Figure 19 is a graphical representation of the ex vivo images obtained in Figures 18a and 18b quantitatively.
FIG. 20 shows the result of confirming the distribution of stem cells by fluorescence microscope by sectioning lungs and liver taken from FIGS. 18A and 18B.
Figures 21a, 21b and 21c show the cells stained with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives conjugated with CFSE and Hilyte 647 through a confocal microscope to confirm the biodistribution of stem cells, This is an ex vivo image obtained using the IVIS imaging system.
Figure 22 is a graphical representation of the ex vivo images obtained in Figures 21b and 21c quantitatively.
FIG. 23 shows the results of confirming the distribution of stem cells by fluorescence microscope by sectioning the lungs and liver taken from FIGS. 21B and 21C.
Figure 24 is a photograph before incorporating a fluorescence microscope photograph of the liver in Figure 23;
FIG. 25 shows confirmation of coliboring of erythrocytes with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative conjugated with Cy5 and FITC through a confocal microscope.
26A and 26B are in vivo images obtained by intravenous injection of the co-labeled erythrocytes shown in FIG. 25 using the IVIS imaging system by time, and quantified and graphically shown.

이하, 발명의 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. However, this is an example of the invention, and the scope of the invention is not limited thereby.

실시예Example 1.  One. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 제조 및 특성 분석- Preparation and Characterization of Coupled Hyaluronic Acid Derivatives

1-1: 히알루론산-1-1: hyaluronic acid- 알데하이드Aldehyde 유도체의 제조 Preparation of derivatives

히알루론산 (HA) (MW=100kDa)을 10mg/ml의 농도로 물에 녹인 후 소듐 퍼리오데이트 (Sodium periodate, NaIO4)를 히알루론산 단위체당 1 몰(mole)배로 첨가해 4시간 동안 빛을 차단한 상태로 반응시킨 후 분획분자량(Molecular weight cutoff)이 7000 달톤인 투석막을 이용하여 증류수에 대하여 3일 동안 투석하여 정제한 후 3일간 동결건조시켜 치환율이 다른 히알루론산-알데하이드 유도체를 얻었다. Hyaluronic acid (HA) (MW = 100 kDa) was dissolved in water at a concentration of 10 mg / ml, and sodium periodate (NaIO 4 ) was added at 1 mole per hyaluronic acid unit. And then dialyzed against distilled water for 3 days to obtain a hyaluronic acid-aldehyde derivative having a different substitution rate by freeze-drying for 3 days.

상기 히알루론산-알데하이드(HA-aldehyde) 유도체의 치환율을 분석하기 위해, 제조된 히알루론산-알데하이드 유도체를 5mg/ml의 농도로 100mM, pH 5.2의 아세테이트 버퍼에 녹인 후 히알루론산 단위체당 각각 5 몰 배의 터트 부틸 카바자이트(Tert butyl carbazate, TBC)와 소듐 시아노보로하이드라이드 (Sodium cyanoborohydride, NaCNBH3) 를 첨가하여 24시간 반응시켜 히알루론산-알데하이드 유도체 내 포함된 알데하이드기에 TBC가 결합된 히알루론산-알데하이드-TBC를 제조한 후 MWCO 7000 투석막을 이용하여 증류수로 3일간 투석한 후 3일간 동결건조하여 1H-NMR (DPX300, Bruker, Germany)으로 알데하이드의 치환율을 분석하였다.In order to analyze the replacement ratio of the hyaluronic acid-aldehyde derivative, the hyaluronic acid-aldehyde derivative thus prepared was dissolved in an acetate buffer of 100 mM and pH 5.2 at a concentration of 5 mg / ml, and each of the hyaluronic acid- Tert butyl carbazate (TBC) and sodium cyanoborohydride (NaCNBH3) were added to the reaction mixture for 24 hours to react with the hyaluronic acid-aldehyde derivative in which the TBC was bonded to the aldehyde group contained in the hyaluronic acid- Aldehyde-TBC was prepared and dialyzed with distilled water for 3 days using MWCO 7000 dialysis membrane. After 3 days of lyophilization, 1 H-NMR (DPX300, Bruker, Germany) was used to analyze the replacement rate of aldehyde.

상기 히알루론산-알데하이드-TBC 유도체의 1H-NMR 스펙트럼에서는 히알루론산의 피크 외에도, d = 1.2 ~ 1.4 ppm에 9개의 수소를 나타내는 TBC의 3개의 메틸(methyl) 피크가 나타났다. 정량분석을 위해 d = 1.85 ~ 1.95 ppm의 히알루론산의 아세토아미도 관능기의 메틸 공명(methyl resonance of acetamido moiety of 히알루론산)을 내부표준(internal standard)로 정했다. In the 1 H-NMR spectrum of the hyaluronic acid-aldehyde-TBC derivative, in addition to the hyaluronic acid peak, three methyl (methyl) peaks of TBC representing nine hydrogens at d = 1.2 to 1.4 ppm were obtained. For quantitative analysis, the methyl resonance of the acetamido functional group of hyaluronic acid (d = 1.85-1.95 ppm) was defined as the internal standard of the acetamido moiety of hyaluronic acid.

1H-NMR 분석 결과에서 d = 1.85 ~ 1.95 ppm의 피크 면적과 d = 1.2 ~ 1.4 ppm의 피크 면적을 비교하여 상기 히알루론산-알데하이드의 치환율을 산출했다. 그 결과 약 10 몰%의 치환율이 도출되어, 약 10 몰% 의 치환율을 가지는 히알루론산-알데하이드 유도체를 제조한 것을 확인하였다.The replacement ratio of the hyaluronic acid-aldehyde was calculated by comparing the peak area of d = 1.85 to 1.95 ppm and the peak area of d = 1.2 to 1.4 ppm in the result of 1 H-NMR analysis. As a result, a replacement ratio of about 10 mol% was derived, and it was confirmed that a hyaluronic acid-aldehyde derivative having a substitution ratio of about 10 mol% was produced.

1-2: 1-2: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 제조- Preparation of conjugated hyaluronic acid derivatives

실시예 1-1에서 얻어진 히알루론산-알데하이드 유도체를 5 mg/ml의 농도로 100mM, pH 5.5의 아세테이트 버퍼에 녹인 후, 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 WGA를 히알루론산(100kDa) 1 분자(chain)당 4개가 결합되도록 히알루론산-알데하이드 1 분자(chain)당 4 mole배로 넣어 반응시켜, 반응률 95 몰% 이상 첨가하였다. The hyaluronic acid-aldehyde derivative obtained in Example 1-1 was dissolved in an acetate buffer of 100 mM and pH 5.5 at a concentration of 5 mg / ml. Then, WGA having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 was dissolved in one molecule of hyaluronic acid (100 kDa) ) Was added in an amount of 4 moles per molecule of hyaluronic acid-aldehyde chain, and the reaction rate was 95 mol% or more.

실시예 1-1의 방법에 따라 분석한 히알루론산-알데하이드 유도체의 치환율에 따라 알데하이드 1몰 기준으로 5 몰 배로 소듐 시아노보로하이드라이드(Sodium cyanoborohydride, NaCNBH3)를 첨가하여 24시간 동안 반응시켜 WGA가 결합된 히알루론산 유도체를 제조하였다. 이후 반응하지 않고 남아있는 알데하이드를 블로킹(blocking)하기 위하여 에틸 카바자이트 (ethyl carbazate)를 알데하이드의 5 몰 배로 넣어준 후 24시간 동안 더 반응 시켰다. 본 실시예에서는 에틸 카바자이트를 사용하여 블로킹하였으나, 아미노 에탄올 (amino ethanol)을 사용할 수도 있으며 이 경우 알데하이드의 5 몰 배로 아미노 에탄올을 넣어준 후 NaOH를 이용하여 pH 를 8로 올린 후 12시간 동안 더 반응시켰다. 반응 용액을 pH 7.4의 포스페이트 버퍼에 대하여 투석한 후 -70 ℃의 온도로 보관하였다.Sodium cyanoborohydride (NaCNBH 3 ) was added in an amount of 5 moles based on 1 mole of the aldehyde according to the substitution ratio of the hyaluronic acid-aldehyde derivative analyzed according to the method of Example 1-1 and reacted for 24 hours to prepare WGA To prepare a hyaluronic acid derivative. Ethyl carbazate was added to the aldehyde in 5 moles of the aldehyde for blocking the remaining aldehyde without further reaction, followed by further reaction for 24 hours. In this example, amino-ethanol was used as the blocking agent. In this case, amino ethanol was added in 5-fold molar amount of the aldehyde, the pH was raised to 8 using NaOH, Further reaction. The reaction solution was dialyzed against a phosphate buffer of pH 7.4 and stored at -70 ° C.

1-3. 1-3. GPCGPC 분석에 의한  By analysis WGAWGA 결합 확인 Confirm binding

실시예 1-2에서 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 GPC(Gel Permeation Chromatography) 분석을 통해 WGA-결합 히알루론산 유도체의 형성을 확인하였다. HPLC(High performance liquid chromatography)를 사용하여 WGA-결합 히알루론산 유도체의 GPC 분석하였으며, 분석 조건은 하기와 같다.The formation of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives was confirmed by GPC (Gel Permeation Chromatography) analysis of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives prepared in Example 1-2. GPC analysis of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative using HPLC (High Performance Liquid Chromatography) was carried out and the analysis conditions were as follows.

<GPC 분석 조건>&Lt; GPC analysis condition >

펌프: Waters 1525 binary HPLC pumpPump: Waters 1525 binary HPLC pump

흡광도 측정기: Waters 2487 dual λ absorbance detectorAbsorbance meter: Waters 2487 dual λ absorbance detector

샘플러: Waters 717 plus auto-samplerSampler: Waters 717 plus auto-sampler

컬럼: Waters Ultrahydrogel 1000 + Waters Ultrahydrogel 500Column: Waters Ultrahydrogel 1000 + Waters Ultrahydrogel 500

이동상: PBS (pH 7.4) Mobile phase: PBS (pH 7.4)

유속: 0.4 mL/min. Flow rate: 0.4 mL / min.

측정 파장: 210 nm와 280 nm로 이중 측정(dual detection).Measured wavelength: Dual detection at 210 nm and 280 nm.

상기 GPC 분석 결과를 도 4에 나타냈다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 GPC 결과를 나타낸 것이다.The GPC analysis results are shown in Fig. 4 shows GPC results of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives prepared by the method according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, WGA의 피크가 체류 시간이 62분 대에서 나타나는 것에 비해 고분자량의 WGA-결합 히알루론산 유도체의 체류 시간이 27분 대에서 피크가 나타나므로 히알루론산에 WGA가 컨쥬게이션 되었음을 확인하였다.As can be seen from FIG. 4, the retention time of the high molecular weight WGA-conjugated hyaluronic acid derivative peaked at 27 minutes compared with the peak of WGA at the retention time of 62 minutes. Thus, Respectively.

1-4: 1-4: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 정량분석- Quantitative analysis of conjugated hyaluronic acid derivatives

1mg/ml의 WGA 용액의 원액을 각각 0.5, 1, 5, 10, 20, 30, 50 μg/ml의 농도로 희석시켜 WGA 표준용액을 준비하고, Bradford assay를 이용하여 표준곡선을 구하였다. 즉, WGA 표준용액과 쿠마쉬 블루 시약(Coomassie Protein Assay Reagent)을 1:1의 부피 비율로 섞은 후 상온에서 10분간 반응(incubation)시킨 후에 595nm에서 흡광도를 측정하여 표준곡선을 구하였다. The WGA standard solution was prepared by diluting the 1 mg / ml WGA solution to 0.5, 1, 5, 10, 20, 30, and 50 μg / ml, respectively. The standard curve was obtained by Bradford assay. That is, WGA standard solution and Coomassie Protein Assay Reagent were mixed at a volume ratio of 1: 1, incubated at room temperature for 10 minutes, and absorbance was measured at 595 nm to obtain a standard curve.

실시예 1-2에서 제조한 WGA이 결합된 히알루론산 유도체와 WGA을 100 배로 희석하여 같은 조건에서 Bradford assay로 흡광도를 측정한 후 표준곡선에 대입해 WGA의 함량을 구했다. The WGA-bound hyaluronic acid derivative prepared in Example 1-2 and WGA were diluted 100-fold and the absorbance was measured by the Bradford assay under the same conditions, and the content of WGA was determined by substituting the standard curve.

그 결과 WGA-결합 히알루론산 유도체를 합성할 시에 넣어준 WGA(feed)의 양에 대한 WGA-결합 히알루론산 유도체에 존재하는 WGA의 양의 비율이 95% 이상으로 나타나, WGA-결합 히알루론산 유도체의 반응률이 95몰% 이상임을 확인하였다. As a result, the ratio of the amount of WGA present in the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative to the amount of WGA (feed) added in the synthesis of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative was 95% or more, Was found to be 95 mol% or more.

1-5: 1-5: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 CD 분석 - CD analysis of conjugated hyaluronic acid derivatives

WGA 농도를 기준으로 하여 (0.25mg/ml), WGA 용액과 WGA-결합 히알루론산 유도체 용액을 이용하여 원편광 이색성 분광 분석(Circular Dichroism, CD)을 하였다. 분석 조건은 하기와 같다. Circular Dichroism (CD) was performed using WGA solution and WGA-conjugated hyaluronic acid derivative solution based on WGA concentration (0.25 mg / ml). The analysis conditions are as follows.

<CD 분석 조건><CD analysis condition>

UV 분광광도계(UV spectrophotometer): JASCO J-715UV spectrophotometer: JASCO J-715

측정 조건: 180~250 nm, N2 분위기 Measurement conditions: 180 to 250 nm, N 2 atmosphere

석영 큐빗(A quartz cuvette): 2 mm 경로 길이(path length) A quartz cuvette: 2 mm path length

미가공 데이터(Raw data): 반응시간 1초에 따라 0.2 mm 간격.Raw data: 0.2 mm interval according to reaction time 1 second.

도 7에서 나타낸 바와 같이, WGA의 스펙트럼과 WGA-결합 히알루론산 유도체의 CD의 피크(peak)가 일치하였으며, WGA의 2차 구조가 히알루론산과 접합된 상태에서도 유지되는 것을 알 수 있었다. As shown in FIG. 7, the spectrum of WGA was in agreement with the peak of CD of WGA-conjugated hyaluronic acid derivative, and it was found that the secondary structure of WGA was retained in the state of being bonded to hyaluronic acid.

실시예Example 2.  2. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 세포 표면 -Cell surface of conjugated hyaluronic acid derivative 개질로By reforming 인한 세포 생존능력 분석 Analysis of cell viability due to

2-1. 2-1. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 세포 표면 개질-Cell surface modification of conjugated hyaluronic acid derivatives

WGA-결합 히알루론산 유도체의 세포 표면 개질을 확인하기 위하여 실시예 1-2의 히알루론산 유도체에 형광물질인 FITC를 부착하여 세포 표면 개질을 하였다. 구체적으로 실시예 1-2의 WGA-결합 히알루론산 유도체의 WGA 농도가 2 mg/ml인 용액에 FITC를 5 몰배 넣어 하룻밤 반응시켰다. WGA-결합 히알루론산 유도체에 접합하지 않은 FITC를 제거하기 위하여 PD 10 컬럼을 사용하였다. 이렇게 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체-FITC를 이용하여 세포 표면을 개질하였다. To confirm the cell surface modification of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative, FITC, a fluorescent substance, was attached to the hyaluronic acid derivative of Example 1-2 to modify the cell surface. Specifically, the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative of Example 1-2 had a WGA concentration of 2 mg / ml, and FITC was added thereto in an amount of 5 times. A PD 10 column was used to remove FITC that was not conjugated to the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative. The cell surface was modified using the thus prepared WGA-conjugated hyaluronic acid derivative-FITC.

WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 세포를 제조하기 위하여, 배양 세포를 pH 7.4 인산 완충액으로 세척한 후, 트립신을 처리하여 배양 디쉬에서 떼어내고 이를 적정 세포 농도로 pH 7.4 인산 완충액에 넣어 마이크로 튜브에 재분산시켰다. 이 때 재분산 용액으로는 인산 완충액 이외에도 무혈청 완충액 도 가능하다. 세포가 재분산되어 있는 마이크로 튜브에, WGA-결합 히알루론산 유도체 용액을 세포 독성을 나타내지 않는 범위로 첨가하고 세포/WGA-결합 히알루론산 유도체 혼합물을 잘 섞은 후 얼음 안에서 10 분 정도 인큐베이션하여 세포와 WGA-결합 히알루론산 유도체가 반응할 수 있는 시간을 부여하였다. 그 후, 세포표면에 결합하지 않은 WGA-결합 히알루론산 유도체를 제거하기 위하여 pH 7.4 인산 완충액으로 씻었다. FITC는 세포 내부로 들어가지만, 세포 표면에 결합하는 WGA로 인해 WGA-결합 히알루론산 유도체도 세포 표면에 결합함을 확인하였다. 또한 이에 반해 히알루론산은 세포 표면에 결합하지 않는 것도 확인하였다. To prepare cells modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives, cultured cells were washed with pH 7.4 phosphate buffer, treated with trypsin, removed from the culture dish and placed in a pH 7.4 phosphate buffer solution at a suitable cell concentration, &Lt; / RTI &gt; In this case, as a redispersion solution, a serum-free buffer solution other than a phosphate buffer solution is also possible. WGA-conjugated hyaluronic acid derivative solution was added to the microtube in which the cells were redispersed to such an extent as not to exhibit cytotoxicity, and the cell / WGA-conjugated hyaluronic acid derivative mixture was mixed well and incubated for 10 minutes on ice. -Linked hyaluronic acid derivative was allowed to react. Thereafter, the cells were washed with pH 7.4 phosphate buffer to remove WGA-bound hyaluronic acid derivatives not bound to the cell surface. Although FITC enters the cell, it has been confirmed that WGA-bound hyaluronic acid derivative binds to the cell surface due to WGA binding to the cell surface. On the other hand, it was confirmed that hyaluronic acid does not bind to the cell surface.

상기 실험결과를 도 11 및 도 12에 나타냈으며, 도 11은 세포 표면 개질 결과를 컨포칼 현미경 및 유세포 분석기(flow cytometry)를 통하여 확인한 결과이며, 도 12는 시간에 따른 cellular uptake를 컨포칼 현미경을 이용하여 확인한 결과로서 1시간 경과 후에도 WGA-결합 히알루론산 유도체가 세포 표면에 존재하는 것을 확인하였다. 11 and 12, FIG. 11 shows the result of confirming the cell surface modification through a confocal microscope and flow cytometry, FIG. 12 shows a cellular uptake according to time under a confocal microscope As a result, it was confirmed that a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative was present on the cell surface even after 1 hour.

또한 도 10에서 볼 수 있듯이 WGA-결합 히알루론산 유도체로 세포 표면을 개질했을 때, WGA가 결합해 있음에도 불구하고 히알루론산의 전하밀도가 훨씬 더 크기 때문에 zeta potential 값이 개질하지 않은 대조군보다 더 낮은 값이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 10, when the cell surface was modified with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative, the charge density of the hyaluronic acid was much larger than that of the WGA-bound molecule, so that the zeta potential was lower than that of the unmodified control .

2-2: 2-2: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 세포 독성 분석- Cytotoxicity analysis of conjugated hyaluronic acid derivatives

96 well plate에 중간엽 줄기세포를 104 cells/well의 농도로 씨딩(seeding)하여 24시간 배양한다. 24시간 후, 1mg/ml의 WGA 용액과 상기 WGA-결합 히알루론산 유도체 용액의 원액을 WGA 농도를 기준으로 각각 다양한 농도로 희석시킨 샘플을 96-웰 플레이트에 100 μl씩 넣어주고 24시간 인큐베이션을 실시하였다.Mesenchymal stem cells are seeded in 96 well plates at a concentration of 10 4 cells / well and cultured for 24 hours. After 24 hours, 100 μl of the 1 mg / ml WGA solution and the WGA-bound hyaluronic acid derivative solution diluted to various concentrations based on the WGA concentration were added to a 96-well plate and incubated for 24 hours Respectively.

24시간 후, MTT 분석법를 이용하여 WGA-결합 히알루론산 유도체가 세포에 미치는 독성에 대해서 실험하였다. 상기 독성 실험결과를 도 5 및 도 6에 나타냈으며, 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 줄기세포(rMSC)에 대한 독성 테스트를 실시한 결과이고, 도 5b는 도 5a에서 실시한 독성 테스트 결과를 통해 도출한 IC50 값을 나타낸 것이다. 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 줄기세포(hMSC)에 대한 독성 테스트를 실시한 결과이다. After 24 hours, the toxicity of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives to cells was assayed using MTT assay. The result of the toxicity test is shown in FIG. 5 and FIG. 6. FIG. 5A is a result of toxicity test of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative prepared by the method of the present invention to stem cells (rMSC) 5b shows IC 50 values derived from the toxicity test results shown in FIG. 5A. FIG. 6 is a result of a toxicity test on a stem cell (hMSC) of a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative prepared by a method according to an embodiment of the present invention.

도 5a와 도 6에서 나타낸 바와 같이, WGA-결합 히알루론산 유도체의 세포 독성은 WGA 농도를 기준으로 10 μg/ml 이하에서 상대적으로 독성을 나타내지 않는 것을 확인하였고, WGA에 비해서 낮은 세포 독성을 보여주었다. 도 5b에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 WGA-결합 히알루론산 유도체의 IC50 값이 WGA에 비해 4배 정도 크다는 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIGS. 5A and 6, the cytotoxicity of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative was found to be relatively inferior in cytotoxicity at a concentration of 10 μg / ml or less based on the WGA concentration, and was lower than that of WGA . As shown in FIG. 5B, it was confirmed that the IC 50 value of the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative prepared in Example 1 was about four times larger than that of WGA.

2-3: 세포 표면 2-3: Cell surface 개질로By reforming 인한 세포 생존능력 분석 Analysis of cell viability due to

실시예 1-2의 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질하였다. 실시예 2-1에서 정한 적정 WGA 농도를 기준으로 표면 개질을 하였다. The cell surface was modified using the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative of Example 1-2. The surface was modified on the basis of the appropriate WGA concentration determined in Example 2-1.

표면개질된 세포를 96 well plate에 104 cells/well의 농도로 씨딩(seeding)하여 정해진 시간(0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 6시간)에 ez cytox 를 이용하여 세포 생존 능력 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 세포 표면을 개질한 후 시간에 따른 세포 생존 능력 변화를 나타낸 것이다. The surface-modified cells were seeded at a concentration of 10 4 cells / well in a 96-well plate, and cell viability was tested using ez-cytoxysin for a defined time (0.5, 1, 1.5, 2, 3, Respectively. The results are shown in Fig. FIG. 9 shows changes in cell viability with time after modification of the cell surface using a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative according to an embodiment of the present invention.

도 9에 나타낸 바와 같이, WGA-결합 히알루론산 유도체로 세포를 표면 개질하여도 세포 생존 능력에 영항이 없다는 것을 확인하였다.As shown in Fig. 9, it was confirmed that even when the cells were surface-modified with the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative, there was no effect on cell viability.

2-4: 2-4: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 세포 표면 개질 메커니즘 확인- Identification of cell surface modification mechanism of bound hyaluronic acid derivatives

실시예 2-1의 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 WGA-결합 히알루론산 유도체에 5-aminofluorescein 또는 Hilyte 647를 접합하였다. 이를 이용하여 WGA-결합 히알루론산 유도체의 competitive binding test를 실시하였다. 5-Aminofluorescein or Hilyte 647 was conjugated to a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative in substantially the same manner as in Example 2-1. The competitive binding test of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives was performed using this.

보다 상세하게는, 실시예 2-1을 따라 세포 표면을 개질 할 때에 WGA-결합 히알루론산 유도체와 더불어 10 mg/ml 농도의 100kDa HA 용액 100 μl 또는 2 mg/ml 농도의 WGA 용액 50 μl 을 함께 넣고 표면개질을 실시하였다. 이를 컨포칼 현미경과 유세포 분석기를 이용하여 WGA-결합 히알루론산 유도체가 세포와 결합하는 정도를 확인하였다. 실험결과를 도 13a 및 도 13b에 나타냈다. 도 13a 및 도 13b는 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질 시, free HA 또는 free WGA와 함께 반응한 경우, WGA-결합 히알루론산 유도체의 세포 결합에 미치는 영향을 컨포칼 현미경과 유세포분석기를 이용하여 확인한 것이다. More specifically, when modifying the cell surface according to Example 2-1, 100 μl of a 100 kDa HA solution at a concentration of 10 mg / ml or 50 μl of a WGA solution at a concentration of 2 mg / ml, together with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative And surface modification was carried out. The concentration of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives in cells was confirmed by using a confocal microscope and a flow cytometer. Experimental results are shown in Figs. 13A and 13B. 13a and 13b show the effect of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives on cell binding when reacted with free HA or free WGA at surface modification with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives using a confocal microscope and a flow cytometer It is confirmed.

도 13a 및 도 13b에 나타낸 바와 같이, 경쟁적 결합 물질을 넣지 않고 표면 개질된 세포에서 형광세기가 가장 밝고, free WGA를 첨가하여 표면개질된 세포에서는 상대적으로 형광세기가 가장 약했다. 또한 유세포 분석기 분석 결과, free WGA와 함께 개질된 세포에 비해(72.4%), free HA와 함께 개질된 세포에 대한 WGA-결합 히알루론산 유도체의 결합 효율이 97%로 더 높다는 것을 확인하였다. 즉, WGA-결합 히알루론산 유도체에 존재하는 WGA가 세포 표면에 존재하는 시알산(sialic acid)과 주로 결합함으로써, 세포 표면개질이 이루어진다는 것을 알 수 있었다.As shown in FIGS. 13A and 13B, the fluorescence intensity was the brightest in the surface modified cells without the competitive binding substance, and the fluorescence intensity was the weakest in the cells modified with the surface added with free WGA. In addition, the analysis of flow cytometry showed that the binding efficiency of WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives to modified cells with free HA was higher by 97% than that of cells modified with free WGA (72.4%). That is, it was found that the WGA present in the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative mainly binds to sialic acid present on the cell surface, thereby modifying the cell surface.

2-5: 2-5: WGAWGA -결합 히알루론산 유도체의 세포 표면 결합 효율 확인- Confirmation of cell surface binding efficiency of conjugated hyaluronic acid derivatives

히알루론산과 WGA-결합 히알루론산 유도체를 각각 이용하여 세포 표면에 대한 바인딩 효율을 확인하기 위하여 유세포분석기를 사용하였다. 보다 상세하게는, 실시예 1에서 제조된 히알루론산-알데하이드에 Hilyte 647 amine를 접합시켰다. 이 물질 중 절반에는 WGA를 첨가하여 실시예 1를 따라 Hilyte 647이 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체를 합성하였다. 이렇게 제조된 Hilyte 647이 각각 접합된 히알루론산과 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 HA 농도를 기준으로 (50, 25, 12.5, 6.25 μg/ml) 실시예 2를 따라 세포 표면을 개질하였고, 유세포분석기에 의해 세포 표면 바인딩 효율을 확인하였다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체와 HA의 세포에 대한 바인딩 효율을 유세포 분석기를 이용하여 확인 결과를 나타낸 것이다.Hyaluronic acid and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives were used to determine the binding efficiency to the cell surface using flow cytometry. More specifically, Hilyte 647 amine was conjugated to the hyaluronic acid-aldehyde prepared in Example 1. WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives having Hilyte 647 conjugated according to Example 1 were synthesized by adding WGA to half of this material. The cell surface was modified according to Example 2 using hyaluronic acid and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives (50, 25, 12.5, and 6.25 μg / ml) based on HA concentration, respectively, The cell surface binding efficiency was confirmed by an analyzer. FIG. 14 shows the results of confirming binding efficiency of WGA-conjugated hyaluronic acid derivative and HA to cells according to an embodiment of the present invention using a flow cytometer.

도 14에서 볼 수 있듯이, 같은 HA 농도를 기준으로 WGA-결합 히알루론산 유도체가 히알루론산에 비해 세포 표면을 더 효율적으로 개질할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 14, it was confirmed that WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives can modify the cell surface more efficiently than hyaluronic acid based on the same HA concentration.

구분division HA 농도(μg/ml)HA concentration (μg / ml) 5050 2525 12.512.5 6.256.25 HAHA 5.2 %5.2% 2.1 %2.1% 0.5 %0.5% 0.5 %0.5% HA-WGAHA-WGA 95.1 %95.1% 93.6 %93.6% 91.2 %91.2% 89.6 %89.6%

실시예Example 3.  3. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체가 유전자 변형 세포에 미치는 영향 확인- Determination of the effect of conjugated hyaluronic acid derivatives on transgenic cells

TRAIL 단백질을 분비하도록 유전자 변형된 세포의 표면을 WGA-결합 히알루론산 유도체로 개질함으로써 TRAIL 단백질 방출 프로파일에 미치는 영향을 확인하기 위해 ELISA 분석법을 이용하였다. ELISA assays were used to determine the effect on the TRAIL protein release profile by modifying the surface of genetically modified cells to secrete TRAIL protein into WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives.

유전자 변형 세포(rat bone marrow-derived mesenchymal stem cell을 TRAIL 단백질을 분비하도록 유전자 변형시킨 세포, 포항공과대학교 생명과학과 성영철 교수님 제공) 및 실시예 1-2에서 제조된 WGA-결합 히알루론산 유도체를 트렌스 웰 셀 인서트(transwell cell insert)에 넣어 배양하여 상기 유전자 변형 세포의 표면을 상기 히알루론산 유도체로 개질하였고, 정해진 시간에(배양시간: 1, 4, 12, 24, 48, 72 시간) 세포 배양액을 추출하였다. 이를 TRAIL ELISA kit를 이용하여 분석하고 분석결과를 도 15에 나타냈다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 유전자 변형 세포의 TRAIL 단백질을 분비 프로파일에 미치는 영향을 배양 시간대별로 EILSA assay를 통하여 확인한 것이다.Transgenic cells (cells in which rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells were genetically modified to secrete TRAIL protein, professor Seong Young Chul, Department of Bioscience and Biotechnology, POSTECH), and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives prepared in Example 1-2, The cells were cultured in a transwell cell insert to modify the surface of the genetically modified cell with the hyaluronic acid derivative. The cell culture medium was extracted at a predetermined time (culture time: 1, 4, 12, 24, 48, 72 hours) Respectively. This was analyzed using a TRAIL ELISA kit, and the results of the analysis are shown in FIG. FIG. 15 is a graph showing the effect of the TRAIL protein on the secretory profile of the transgenic WGA-conjugated hyaluronic acid derivative modified by the EILSA assay according to the present invention.

도 15에서 볼 수 있듯이, WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 유전자 변형 세포는 표면 개질되지 않은 유전자 변형 세포와 유사한 TRAIL 단백질 방출패턴을 보였으며, 이를 통해 세포 표면 개질이 TRAIL 단백질 방출에 영향을 미치지 않는다는 것을 확인하였다.As can be seen in FIG. 15, transgenic cells surface-modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives showed TRAIL protein emission patterns similar to those of unmodified transgenic cells, and cell surface modification affected TRAIL protein release .

실시예Example 4.  4. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체로 표면 - surface with conjugated hyaluronic acid derivative 개질된Reformed 유전자 변형 세포의  Of genetically modified cells in vitroin vitro 치료효과 확인 Check the effectiveness of treatment

WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 유전자 변형 세포를 이용한 암세포에 대한 in vitro 상에서의 치료효과를 확인하기 위하여, 트렌스웰 코-컬쳐 어세이(transwell co-culture assay)를 진행하였다. A transwell co-culture assay was conducted to confirm the in vitro therapeutic effect on cancer cells using transgenic cells modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives.

간암세포인 HepG2를 24 well plate에 1 X 105 cells/well 농도로 씨딩하였다. 24시간 후, 105 cells/well 농도로 상기 유전자 변형 세포를 트렌스웰 윗면에 씨딩하여 72시간 인큐베이션하였다(도 15a). HepG2, a hepatoma cell, was seeded at a concentration of 1 × 105 cells / well in a 24-well plate. After 24 hours, the transgenic cells were seeded on the upper surface of the transwell at a concentration of 105 cells / well and incubated for 72 hours (FIG. 15A).

상기 유전자 변형 세포(rat bone marrow-derived mesenchymal stem cell을 TRAIL 단백질을 분비하도록 유전자 변형시킨 세포, 포항공과대학교 생명과학과 성영철 교수님 제공)는 실시예 2의 방법으로 표면을 개질한 것(HA/TRAIL-rMSC), 대조군으로 표면 개질 되지 않은 것(TRAIL-rMSC) 및 rMSC를 사용하였다. rMSC 자체로 치료효과를 낼 수도 있기 때문에 TRAIL-rMSC의 대조군으로 사용하였다. 그 후, HepG2에 대한 MTT assay를 실시하여 세포 독성 테스트를 실시하였다. 트렌스웰 코컬쳐 어세이를 도식하고 이를 이용하여 표면 개질된 유전자 변형 세포의 암세포에 대한 in vitro 약물 활성을 MTT assay를 통해서 확인한 결과를 도 16에 나타내었다.The genetically modified cells (cells obtained by transfection of a rat bone marrow-derived mesenchymal stem cell to secrete a TRAIL protein, Professor Sung Young Chul of the Department of Bioscience and Biotechnology, Pohang University of Science and Technology) were subjected to surface modification (HA / TRAIL- rMSC), control (TRAIL-rMSC) and rMSC were used. Because rMSC itself may have a therapeutic effect, it was used as a control for TRAIL-rMSC. After that, MTT assay for HepG2 was performed to perform a cytotoxicity test. FIG. 16 shows the result of confirming the in vitro drug activity of tumor-modified GMC cells against cancer cells using the MTT assay.

도 16에서 볼 수 있듯이, WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 유전자 변형 세포도 충분히 암세포에 대한 치료효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.As can be seen from FIG. 16, it was found that the transgenic cells surface-modified with the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative sufficiently exhibited the therapeutic effect on cancer cells.

실시예Example 5  5 WGAWGA -결합 히알루론산 유도체로 표면 - surface with conjugated hyaluronic acid derivative 개질된Reformed 세포의  Cell in vitroin vitro binding 확인 Check binding

WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구의 대식세포 Raw 264.7에 대한 in vitro 상에서의 바인딩을 확인하기 위하여 광학 현미경을 이용하였다. An optical microscope was used to confirm the in vitro binding of red cells modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives to macrophage Raw 264.7.

실시예 2-1의 방법으로 사람에서 추출한 적혈구를 표면 개질하여 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구를 제조하였다. Raw 264.7 대식세포가 씨딩되어 있는 cell culture dish에 상기 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구를 넣어주고 10분 뒤에 대식세포에 결합하지 않은 적혈구를 제거하기 위해 인산 완충액으로 세척하였다. WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구가 대식세포인 Raw 264.7에 바인딩할 수 있는지 광학 현미경을 통해 확인한 결과를 도 16에 나타내었다.The surface of the erythrocytes extracted from the human was modified by the method of Example 2-1 to prepare a surface-modified red blood cell with a WGA-conjugated hyaluronic acid derivative. Raw 264.7 Macrophages were seeded in cell culture dishes and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives were added to the surface-modified red blood cells. Ten minutes later, the cells were washed with phosphate buffer solution to remove red blood cells not bound to macrophages. FIG. 16 shows the result of confirming whether or not red blood cells surface-modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivative can bind to macrophage Raw 264.7 through an optical microscope.

도 17에서 볼 수 있듯이, 표면 개질되지 않은 적혈구는 대식세포와 바인딩하지 않는 것에 반해, WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 적혈구는 히알루론산으로 인해 대식세포와 바인딩할 수 있다는 것을 확인하였다.As can be seen in FIG. 17, it was confirmed that red blood cells surface-modified with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives can bind to macrophages due to hyaluronic acid, whereas non-surface modified red blood cells do not bind with macrophages.

실시예Example 6.  6. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체로 표면 - surface with conjugated hyaluronic acid derivative 개질된Reformed 줄기세포의 간  Liver of stem cells 표적화Targeting (biodistribution) (biodistribution)

WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 줄기세포의 in vivo body distribution을 IVIS imaging system과 형광 현미경을 이용하였다. In vivo body distribution of WGA-conjugated hyaluronic acid-derivatized stem cells was determined by IVIS imaging system and fluorescence microscope.

첫 번째로 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 줄기세포의 간 표적화 전달이 히알루론산에 의한 것임을 확인하였다. WGA-FITC로 표면 개질된 줄기세포와 HA-WGA-FITC로 표면 개질된 줄기세포를 각각 Rat에 한 마리 당 106 cells을 정맥주사 한 후, 4시간 후에 sacrifice하여 IVIS imaging system을 이용하여 ex vivo imaging을 하였다 (도 18). 더 나아가, 적출된 폐와 간을 섹션하여 형광 현미경을 통하여 폐와 간 조직 내에 분포되어 있는 줄기세포를 확인하고 그 결과를 도 20에 나타내었다.First, it was confirmed that hyaluronic acid was responsible for liver-targeted transfer of surface-modified stem cells with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives. WGA-FITC surface-modified stem cells and HA-WGA-FITC surface modified stem cells were added to Rat at 10 6 cells were intravenously injected and sacrificed 4 hours later, and ex vivo imaging was performed using an IVIS imaging system (FIG. 18). Further, the extracted lungs and liver were sectioned, and stem cells distributed in lung and liver tissues were identified through a fluorescence microscope, and the results are shown in FIG.

도 18a와 18b는 세포를 이용하여 동물에 정맥주사하였을 시에 나타나는 현상을 IVIS 이미징 시스템을 이용하여 얻은 ex vivo 이미지이다. 도 19는 도 18a 및 18b에서 얻은 ex vivo 이미지를 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다. 도 20은 도 18a 및 18b에서 적출한 폐와 간을 섹션하여 형광현미경으로 줄기세포 분포를 확인한 결과이다. FIGS. 18A and 18B are ex vivo images obtained by intravenous injection into an animal using a cell using an IVIS imaging system. FIG. Figure 19 is a graphical representation of the ex vivo images obtained in Figures 18a and 18b quantitatively. FIG. 20 shows the result of confirming the distribution of stem cells by fluorescence microscope by sectioning lungs and liver taken from FIGS. 18A and 18B.

그 결과 WGA-FITC로 표면 개질된 줄기세포는 간과 폐에서 비슷한 형광 세기를 나타내는 것에 비해, WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 줄기세포는 폐보다는 간에서 확실히 더 높은 세기를 나타내었다 (도 18 및 도 19). 형광현미경으로 섹션된 폐와 간 조직을 살펴본 결과도 위와 같은 경향을 보였다 (도 20). 이를 통하여 줄기세포에 WGA- 결합 히알루론산 유도체로 표면을 개질함으로써 히알루론산에 의하여 간 표적능력이 발생하였음을 확인하였다. As a result, WGA-FITC-surface-modified stem cells showed similar fluorescence intensities in the liver and lungs, whereas WGA-conjugated hyaluronic acid derivative-modified stem cells clearly showed higher intensity in the liver than in the lungs And Fig. 19). The results of examining the lung and liver tissues sectioned by fluorescence microscopy also showed the above trend (Fig. 20). It was confirmed that hyaluronic acid produced liver-target ability by modifying the surface of stem cells with WGA-conjugated hyaluronic acid derivative.

두 번째로 표면개질된 줄기세포와 WGA-결합 히알루론산 유도체의 in vivo body distribution을 확인하였다. 실시예2-1의 FITC가 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체의 제조 방법으로 Hilyte 647 NHS ester를 이용하여 Hilyte 647이 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체를 제조하였다. 줄기세포(Neuromics Co., Ltd.에서 구매)를 먼저 CFSE(sigma)로 염색하였다. 이렇게 염색된 줄기세포의 절반은 Hilyte 647이 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질하였다 (도 21a). 이를 Rat에 한 마리 당 106 cells을 정맥주사 한 후, 4시간 후에 희생하여 IVIS imaging system을 이용하여 ex vivo imaging을 하였다 (도 21b,c). 더 나아가, 적출된 폐와 간을 섹션하여 형광 현미경을 통하여 폐와 간 조직 내에 분포되어 있는 줄기세포를 확인하고 그 결과를 도 23과 도 24에 나타내었다. WGA 없이 히알루론산만으로 개질된 세포는 in vitro실험(예, flow cytometry) 상에서 세포 표면 바인딩 능력이 떨어진다고 판단하여 in vivo에서는 이를 제외하였다.Second, the in vivo body distribution of surface-modified stem cells and WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives was confirmed. A WGA-conjugated hyaluronic acid derivative having Hilyte 647 conjugated with Hilyte 647 NHS ester was prepared by the method for producing WGA-conjugated hyaluronic acid derivative conjugated with FITC of Example 2-1. Stem cells (purchased from Neuromics Co., Ltd.) were first stained with CFSE (Sigma). Half of the stained cells were surface-modified with Hilyte 647 conjugated WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives (Fig. 21A). The cells were intravenously injected with 106 cells per rat in Rat, and sacrificed 4 hours later, and ex vivo imaging was performed using IVIS imaging system (Fig. 21b, c). Further, the extracted lungs and liver were sectioned, and stem cells distributed in the lung and liver tissue were identified through a fluorescence microscope, and the results are shown in FIGS. 23 and 24. FIG. Cells modified with hyaluronic acid alone without WGA were excluded in vivo as they were judged to have reduced cell surface binding ability in vitro (eg, flow cytometry).

도 21a는 줄기세포의 biodistribution을 확인하기 위해 CFSE와 Hilyte 647이 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체로 동시에 염색된 세포를 컨포칼 현미경을 통하여 나타낸 것이고, 도 21b와 도 21c는 세포를 이용하여 동물에 정맥주사하였을 시에 나타나는 현상을 IVIS 이미징 시스템을 이용하여 얻은 ex vivo 이미지이다. 도 22는 도 21b 및 21c에서 얻은 ex vivo 이미지를 정량화하여 그래프로 나타낸 것이다. 도 23은 도 21b 및 21c에서 적출한 폐와 간을 섹션하여 형광현미경으로 줄기세포 분포를 확인한 결과이다. 도 24는 도 23에서의 간에 대한 형광현미경 사진을 merge하기 전 사진이다.FIG. 21A shows the cells stained simultaneously with WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives conjugated with CFSE and Hilyte 647 through a confocal microscope to confirm the biodistribution of stem cells. FIG. 21B and FIG. This is an ex vivo image obtained using the IVIS imaging system. Figure 22 is a graphical representation of the ex vivo images obtained in Figures 21b and 21c quantitatively. FIG. 23 shows the results of confirming the distribution of stem cells by fluorescence microscope by sectioning the lungs and liver taken from FIGS. 21B and 21C. FIG. 24 is a photograph before merge of a fluorescence microscope photograph of the liver in FIG. 23; FIG.

그 결과 표면 개질되지 않은 줄기세포는 폐에, WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면 개질된 줄기세포는 간에 주로 존재하며(도 21 및 도 22), 형광현미경으로 섹션된 간 조직을 살펴본 결과, 줄기세포를 염색한 CFSE와 WGA-결합 히알루론산 유도체에 접합된 Hilyte 647의 형광 시그날이 동일한 위치에서 나오는 것을 확인할 수 있었다 (도 23 및 도 24). 이를 통하여 줄기세포에 WGA- 결합 히알루론산 유도체로 표면을 개질하여 간 표적능력이 발생하였음을 확인하였다. As a result, stem cells not surface-modified are mainly present in the lungs and WGA-binding hyaluronic acid derivatives are surface-modified in the liver (FIGS. 21 and 22). As a result of examining the liver tissue sectioned by fluorescence microscopy, And the fluorescence signal of Hilyte 647 conjugated to the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative was observed at the same position (FIGS. 23 and 24). Through this, it was confirmed that liver target function was generated by modifying the surface of stem cells with WGA-conjugated hyaluronic acid derivative.

실시예Example 7.  7. WGAWGA -결합 히알루론산 유도체로 표면 - surface with conjugated hyaluronic acid derivative 개질된Reformed 적혈구의  Of red blood cells 간표적화Liver targeting

적혈구를 이용하여 줄기세포와 유사하게 BALB/c mice에서의 biodistribution을 확인하고자 하였다. We used bovine red blood cells to identify biodistribution in BALB / c mice similar to stem cells.

이를 위해 적혈구의 표면을 Cy5(lumiprobe)로 염색하고, 추가적으로 FITC(sigma)가 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체를 이용하여 표면 개질을 실시하였다. 이를 컨포칼 현미경을 이용하여 확인하였고 (도 25), 이렇게 표면 개질된 적혈구를 mice에 정맥주사하여, 정해진 시간대별(0.5, 2, 18, 48 시간)로 IVIS imaging system을 이용하여 in vivo imaging을 한 결과를 도 26에 나타내었다. 히알루론산 알데하이드 유도체에서 알데하이드 치환율이 높은 것을 HA(high)로, 낮은 것을 HA(low)로 표시하였다.To do this, the surface of red blood cells was stained with Cy5 (lumiprobe), and further surface modification was carried out using WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives conjugated with FITC (sigma). This was confirmed by using a confocal microscope (Fig. 25). In vivo imaging was performed using the IVIS imaging system at predetermined time intervals (0.5, 2, 18, 48 hours) The results are shown in Fig. The hyaluronic acid aldehyde derivative showed high HA (high) and low HA (low).

그 결과 적혈구 표면에 성공적으로 Cy5와 FITC가 접합된 WGA-결합 히알루론산 유도체가 colabelling될 수 있다는 것을 컨포칼 현미경을 통하여 확인하였다 (도 25). 또한 도 26에서 확인할 수 있듯이 간 표적지향 전달능력이 가장 우수한 WGA-결합 히알루론산 유도체로 표면개질된 적혈구가 간에 가장 많이, 그리고 오래 존재한다는 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed by a confocal microscope that WGA-conjugated hyaluronic acid derivatives successfully bonded to Cy5 and FITC on the surface of erythrocytes can be colabelled (FIG. 25). As can be seen from FIG. 26, it was confirmed that the WGA-conjugated hyaluronic acid derivative surface-modified red blood cells having the best liver target-directing ability was most abundant and long-lived in the liver.

실시예Example 8. 지질-결합 히알루론산 유도체(HA-lipid)의 제조  8. Preparation of lipid-bound hyaluronic acid derivative (HA-lipid)

분자량 약 100kDa의 HA를 사용하여 반응 시 농도가 5mg/ml이 되도록 HA 수용액을 제조하였다. 여기에 NH2-PEG-lipid을 HA 당량의 5배로 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. 여기에 EDC를 HA 당량의 4배가 되게 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. Sulfo-NHS를 EDC와 같은 당량으로 첨가하고 교반하여 녹였다. 결과 혼합 수용액에 1 N HCl을 첨가하여 pH 6를 유지시키면서 6시간동안 반응시켰다. 6시간 후에, 반응을 정지시키기 위해 1N NaOH를 첨가하여 pH 7.4로 끌어올렸다. 반응 결과물을 투석튜브 (MW 7000Da)에 넣고 100mM NaCl 수용액에 60시간 투석시켰다. 이 후 25% 에탄올과 증류수에 각각 투석을 반복하였다. 투석을 통해 불순물을 제거한 수용액을 3일 동안 동결건조하여 순수한 HA-lipid 유도체를 얻었다. 상기 EDC/sulfo-NHS chemistry를 이용하여 HA에 존재하는 COOH와 NH2-PEG-lipid를 접합시킨 결과를 도 2a에 나타내었다.A HA solution having a molecular weight of about 100 kDa was prepared to give a concentration of 5 mg / ml during the reaction. To this was added NH 2 -PEG-lipid 5 times the equivalent of HA and completely dissolved by stirring. EDC was added thereto four times as much as the HA equivalent and completely dissolved by stirring. Sulfo-NHS was added in the same amount as EDC and dissolved by stirring. The resulting mixed aqueous solution was reacted for 6 hours while maintaining the pH of 6 by adding 1 N HCl. After 6 hours, 1N NaOH was added to stop the reaction and the pH was raised to 7.4. The reaction product was placed in a dialysis tube (MW 7000 Da) and dialyzed against 100 mM NaCl aqueous solution for 60 hours. After that, dialysis was repeated for 25% ethanol and distilled water, respectively. The aqueous solution with impurities removed by dialysis was lyophilized for 3 days to obtain a pure HA-lipid derivative. The results of conjugating COOH and NH 2 -PEG-lipid present in HA using the EDC / sulfo-NHS chemistry are shown in FIG.

실시예Example 9.  9. 말레이미드Maleimide -결합 히알루론산 유도체(HA--Linked hyaluronic acid derivative (HA- maleimidemaleimide )의 제조)

분자량 약 100kDa의 HA를 사용하여 반응시 농도가 5mg/ml이 되도록 HA 수용액을 제조하였다. 여기에 디아민의 한 종류인 헥사메틸렌디아민(hexamethylendiamine)을 HA 당량의 10배로 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. 여기에 EDC를 HA 당량의 4배가 되게 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. Sulfo-NHS를 EDC와 같은 당량으로 첨가하고 교반하여 녹였다. 결과 혼합 수용액에 1 N HCl을 첨가하여 pH 6를 유지시키면서 2시간동안 반응시켰다. 2시간 후에, 반응을 정지시키기 위해 1N NaOH를 첨가하여 pH 7.4로 끌어올렸다. 반응 결과물을 투석튜브 (MW 7000Da)에 넣고 100mM NaCl 수용액에 60시간 투석시켰다. 이 후 25% 에탄올과 증류수에 각각 투석을 반복하였다. 투석을 통해 불순물을 제거한 수용액을 3일 동안 동결건조하여, HA-maleimide의 전구체로서 순수한 HA-HMDA 유도체를 얻었다.A HA solution having a molecular weight of about 100 kDa was prepared to give a concentration of 5 mg / ml during the reaction. Hexamethylendiamine, a kind of diamine, was added thereto in an amount equivalent to HA equivalent to 10 times, and was completely dissolved by stirring. EDC was added thereto four times as much as the HA equivalent and completely dissolved by stirring. Sulfo-NHS was added in the same amount as EDC and dissolved by stirring. The resulting mixed aqueous solution was reacted for 2 hours while adding 1 N HCl to maintain a pH of 6. After 2 hours, 1N NaOH was added to stop the reaction and the pH was raised to 7.4. The reaction product was placed in a dialysis tube (MW 7000 Da) and dialyzed against 100 mM NaCl aqueous solution for 60 hours. After that, dialysis was repeated for 25% ethanol and distilled water, respectively. The aqueous solution with impurities removed by dialysis was lyophilized for 3 days to obtain a pure HA-HMDA derivative as a precursor of HA-maleimide.

HA-HMDA에 3-maleimidopropionic acid를 HA 당량의 10배로 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. 여기에 EDC를 HA 당량의 4배가 되게 첨가하고 교반하여 완전히 녹였다. Sulfo-NHS를 EDC와 같은 당량으로 첨가하고 교반하여 녹였다. 결과 혼합 수용액에 1 N HCl을 첨가하여 pH 6를 유지시키면서 2시간동안 반응시켰다. 2시간 후에, 반응을 정지시키기 위해 1N NaOH를 첨가하여 pH 7.4로 끌어올렸다. 반응 결과물을 투석튜브 (MW 7000Da)에 넣고 100mM NaCl 수용액에 60시간 투석시켰다. 이 후 25% 에탄올과 증류수에 각각 투석을 반복하였다. 투석을 통해 불순물을 제거한 수용액을 3일 동안 동결건조하여 말레이미드기가 도입된 히알루론산 유도체를 합성하였다.HA-HMDA was added with 3-maleimidopropionic acid 10 times the equivalent of HA and completely dissolved by stirring. EDC was added thereto four times as much as the HA equivalent and completely dissolved by stirring. Sulfo-NHS was added in the same amount as EDC and dissolved by stirring. The resulting mixed aqueous solution was reacted for 2 hours while adding 1 N HCl to maintain a pH of 6. After 2 hours, 1N NaOH was added to stop the reaction and the pH was raised to 7.4. The reaction product was placed in a dialysis tube (MW 7000 Da) and dialyzed against 100 mM NaCl aqueous solution for 60 hours. After that, dialysis was repeated for 25% ethanol and distilled water, respectively. The aqueous solution from which the impurities were removed through dialysis was freeze-dried for 3 days to synthesize a maleimide-introduced hyaluronic acid derivative.

상기와 같이 EDC/sulfo-NHS chemistry를 이용하여 HA에 존재하는 COOH와 hexamethylendiamine의 아민기와 접합하여 아민기가 유도된 HA conjugate를 만들고, 이 접합체에 3-maleimidopropionic acid를 EDC/sulfo-NHS chemistry를 이용하여 말레이미드기를 유도한 결과를 도 2b에 나타내었다.Using the EDC / sulfo-NHS chemistry as described above, an amine group-induced HA conjugate was prepared by conjugating COOH and amine groups of hexamethylendiamine present in HA, and 3-maleimidopropionic acid was added to this conjugate using EDC / sulfo-NHS chemistry The result of derivation of the maleimide group is shown in Fig. 2B.

실시예Example 10.  10. 티올Thiol -결합 히알루론산 유도체(HA--Linked hyaluronic acid derivative (HA- SHSH )의 제조)

먼저 EDC/sulfo-NHS chemistry를 이용하여 HA에 시스타민(cystamine)을 도입한 후 DTT 또는 TCEP 처리를 하여 S-S bond를 끊어주는 반응을 1~2시간 진행하였다. 히알루론산(HA) (MW=100kDa) 200mg을 증류수 20ml에 용해시킨 후, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(EDC)와 Sulfo-NHS을 각각 HA의 카르복실기에 대해 4배의 몰비로 첨가해 30분 간 활성화 시켰다. 이 후, 시스타민 (Cystamine dihydrochloride)을 HA의 카르복실기에 대해 20배의 몰비로 첨가하고 용액의 pH를 4.8로 맞춘 후 overnight 시켰다. 반응이 끝난 용액은 ethanol precipitation을 통해 불순물을 거르고 남은 석출물을 증류수 20ml에 녹여 트리스(2-카르복시에틸)포스파인 (tris(2-carboxyethyl)phosphine), TCEP)을 HA의 카르복실기에 대해 4배의 몰비로 첨가하고 용액의 pH를 6으로 맞춘 후 4시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 용액은 ethanol precipitation을 통해 불순물을 거르고 남은 석출물을 증류수 20ml에 녹여 3일간 동결건조시켜, HA-SH를 얻었다. 제조된 HA-SH의 컨포칼 현미경 결과를 도 2c에 나타내었다.First, cystamine was introduced into HA by using EDC / sulfo-NHS chemistry, and DTT or TCEP treatment was performed for 1 to 2 hours to break the S-S bond. 200 mg of hyaluronic acid (HA) (MW = 100 kDa) was dissolved in 20 ml of distilled water and then 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and sulfo-NHS were added to the HA Fold, and activated for 30 min. Cystamine dihydrochloride was then added at a 20-fold molar ratio to the carboxyl group of HA and the pH of the solution was adjusted to 4.8, followed by overnight incubation. After the reaction was completed, the solution was subjected to ethanol precipitation to remove impurities and the remaining precipitate was dissolved in 20 ml of distilled water to obtain tris (2-carboxyethyl) phosphine (TCEP) The pH of the solution was adjusted to 6 and the reaction was allowed to proceed for 4 hours. After the reaction was completed, impurities were filtered through ethanol precipitation, and the remaining precipitate was dissolved in 20 ml of distilled water and lyophilized for 3 days to obtain HA-SH. Confocal microscope results of the prepared HA-SH are shown in FIG. 2C.

<110> POSTECH ACADEMY-INDUSTRY FOUNDATION <120> Hyaluronic acid derivatives and composition for cell-surface engineering using the same <130> DPP20154789 <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 171 <212> PRT <213> WGA protein <400> 1 Gln Arg Cys Gly Glu Gln Gly Ser Asn Met Glu Cys Pro Asn Asn Leu 1 5 10 15 Cys Cys Ser Gln Tyr Gly Tyr Cys Gly Met Gly Gly Asp Tyr Cys Gly 20 25 30 Lys Gly Cys Gln Asp Gly Ala Cys Trp Thr Ser Lys Arg Cys Gly Ser 35 40 45 Gln Ala Gly Gly Ala Thr Cys Thr Asn Asn Gln Cys Cys Ser Gln Tyr 50 55 60 Gly Tyr Cys Gly Phe Gly Ala Glu Tyr Cys Gly Ala Gly Cys Gln Gly 65 70 75 80 Gly Pro Cys Arg Ala Asp Ile Lys Cys Gly Ser Gln Ala Gly Gly Lys 85 90 95 Leu Cys Pro Asn Asn Leu Cys Cys Ser Gln Trp Gly Phe Cys Gly Leu 100 105 110 Gly Ser Glu Phe Cys Gly Gly Gly Cys Gln Ser Gly Ala Cys Ser Thr 115 120 125 Asp Lys Pro Cys Gly Lys Asp Ala Gly Gly Arg Val Cys Thr Asn Asn 130 135 140 Tyr Cys Cys Ser Lys Trp Gly Ser Cys Gly Ile Gly Pro Gly Tyr Cys 145 150 155 160 Gly Ala Gly Cys Gln Ser Gly Gly Cys Asp Gly 165 170 <110> POSTECH ACADEMY-INDUSTRY FOUNDATION <120> Hyaluronic acid derivatives and composition for cell-surface          engineering using the same <130> DPP20154789 <160> 1 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 171 <212> PRT <213> WGA protein <400> 1 Gln Arg Cys Gly Glu Gln Gly Ser Asn Met Glu Cys Pro Asn Asn Leu   1 5 10 15 Cys Cys Ser Gln Tyr Gly Tyr Cys Gly Met Gly Gly Asp Tyr Cys Gly              20 25 30 Lys Gly Cys Gln Asp Gly Ala Cys Trp Thr Ser Lys Arg Cys Gly Ser          35 40 45 Gln Ala Gly Gly Ala Thr Cys Thr Asn Asn Gln Cys Cys Ser Gln Tyr      50 55 60 Gly Tyr Cys Gly Ply Gly Ala Gly Tyr Cys Gly Ala Gly Cys Gln Gly  65 70 75 80 Gly Pro Cys Arg Ala Asp Ile Lys Cys Gly Ser Gln Ala Gly Gly Lys                  85 90 95 Leu Cys Pro Asn Asn Leu Cys Cys Ser Gln Trp Gly Phe Cys Gly Leu             100 105 110 Gly Ser Glu Phe Cys Gly Gly Gly Cys Gln Ser Gly Ala Cys Ser Thr         115 120 125 Asp Lys Pro Cys Gly Lys Asp Ala Gly Gly Arg Val Cys Thr Asn Asn     130 135 140 Tyr Cys Cys Ser Lys Trp Gly Ser Cys Gly Ile Gly Pro Gly Tyr Cys 145 150 155 160 Gly Ala Gly Cys Gln Ser Gly Gly Cys Asp Gly                 165 170

Claims (28)

하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염; 또는
하기 화학식 1 및 4로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물:
[화학식 1]
Figure 112017096409178-pat00025

[화학식 2]
Figure 112017096409178-pat00026

[화학식 3]
Figure 112017096409178-pat00027

[화학식 4]
Figure 112017096409178-pat00028

상기 화학식에서,
상기 P는 수용성 단백질인 소맥배아응집소 (Wheat germ agglutinin) 단백질이고;
상기 X는, -COR1, -CONR2H- R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;
상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;
상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 알킬렌이고;
상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고; s는 1 내지 2000의 정수이다.
A hyaluronic acid derivative comprising a unit represented by the following formulas (1) to (3) or a salt thereof; or
A cell surface modification composition comprising a hyaluronic acid derivative or a salt thereof, comprising a unit represented by the following formulas (1) and (4):
[Chemical Formula 1]
Figure 112017096409178-pat00025

(2)
Figure 112017096409178-pat00026

(3)
Figure 112017096409178-pat00027

[Chemical Formula 4]
Figure 112017096409178-pat00028

In the above formulas,
Wherein P is a wheat germ agglutinin protein which is a water soluble protein;
X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;
Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;
R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or alkylene;
Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100; s is an integer of 1 to 2000;
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 X는 -COR1이고, 상기 R1은 지질 또는 티올기이며, 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수인, 조성물The composition of claim 1, wherein X is -COR 1 , R 1 is a lipid or thiol group, and the sum of m and s is an integer from 50 to 10,000. 제1항에 있어서, 상기 X는 -CONH-R2-NH-R1이고, 상기 R1은 말레이미드이며, 상기 R2는 헥실기이며, 상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수인, 조성물.The method of claim 1, wherein X is -CONH-R 2 -NH-R 1 , R 1 is maleimide, R 2 is hexyl, and the sum of m and s is an integer of 50 to 10,000 , Composition. 제1항에 있어서, 상기 조성물에 말레이미드, 말레이미드-PEG, 또는 말레이미드-PEG와 지질이 화학적으로 결합된 결합체를 추가로 포함하는, 조성물.The composition of claim 1, further comprising a conjugate wherein the composition is chemically conjugated with maleimide, maleimide-PEG, or maleimide-PEG and lipid. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 조성물은 세포 표면을 개질하여 세포를 간 조직에 전달하는 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the composition modifies the cell surface to deliver the cells to liver tissue. 제1항에 있어서, 상기 세포는 적혈구세포, 줄기세포 및 이들의 유전자 변형 세포로 이루어진 군에서 선택된 1 이상인 것인, 조성물.The composition according to claim 1, wherein the cell is at least one selected from the group consisting of red blood cells, stem cells and genetically modified cells thereof. 제1항에 있어서, 하기 화학식 5로 표시되는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물:
[화학식 5]
Figure 112016082502615-pat00029

상기 화학식 5에서,
상기 P는 수용성 단백질이고;
상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이다.
The cell surface modification composition according to claim 1, which comprises a hyaluronic acid derivative represented by the following formula (5) or a salt thereof:
[Chemical Formula 5]
Figure 112016082502615-pat00029

In Formula 5,
P is a water soluble protein;
The sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000, and 1 is an integer of 1 to 100.
제1항에 있어서, 하기 화학식 6로 표시되는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염을 포함하는 세포 표면 개질용 조성물:
[화학식 6]
Figure 112016082502615-pat00030

상기 화학식 6에서,
상기 X는, -COR1, -CONR2H-R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;
상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;
상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;
상기 m 및 s의 총 합은 50 내지 10,000의 정수이고, s는 1 내지 2000의 정수이다.
The cell surface modification composition according to claim 1, which comprises a hyaluronic acid derivative represented by the following formula (6) or a salt thereof:
[Chemical Formula 6]
Figure 112016082502615-pat00030

In Formula 6,
X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;
Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;
R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;
Wherein the sum of m and s is an integer of 50 to 10,000 and s is an integer of 1 to 2000.
하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염; 또는
하기 화학식 1 및 4로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염으로 표면이 개질된 세포를 유효성분으로 포함하는, 간 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
[화학식 1]
Figure 112017096409178-pat00031

[화학식 2]
Figure 112017096409178-pat00032

[화학식 3]
Figure 112017096409178-pat00033

[화학식 4]
Figure 112017096409178-pat00034

상기 화학식에서,
상기 P는 수용성 단백질인 소맥배아응집소 (Wheat germ agglutinin) 단백질이고;
상기 X는, -COR1, -CONR2H- R1 또는 -CONH-R2-NH-R1이고;
상기 R1은, 바이닐기, 티올기, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine), 지질, 아크릴레이트기, 말레이미드기, 또는 N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)이며;
상기 R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 알킬렌이고;
상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고; s는 1 내지 2000의 정수이다.
A hyaluronic acid derivative comprising a unit represented by the following formulas (1) to (3) or a salt thereof; or
A pharmaceutical composition for the prevention or treatment of liver disease, comprising a cell surface-modified with a hyaluronic acid derivative or a salt thereof comprising the unit represented by the following formulas (1) and (4) as an active ingredient:
[Chemical Formula 1]
Figure 112017096409178-pat00031

(2)
Figure 112017096409178-pat00032

(3)
Figure 112017096409178-pat00033

[Chemical Formula 4]
Figure 112017096409178-pat00034

In the above formulas,
Wherein P is a wheat germ agglutinin protein which is a water soluble protein;
X is -COR 1 , -CONR 2 H-R 1 or -CONH-R 2 -NH-R 1 ;
Wherein R 1 is selected from the group consisting of a vinyl group, a thiol group, a poly-L-lysine, a lipid, an acrylate group, a maleimide group or N-hydroxysuccinimide (NHS) ;
R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or alkylene;
Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100; s is an integer of 1 to 2000;
제11항에 있어서, 상기 조성물은 간 표적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 조성물.12. The composition of claim 11, wherein the composition has liver-specific properties. 제11항에 있어서, 상기 세포는 적혈구세포, 줄기세포 및 이들의 유전자 변형 세포로 이루어진 군에서 선택된 1 이상인 것인, 조성물.12. The composition of claim 11, wherein the cell is at least one selected from the group consisting of red blood cells, stem cells, and genetically modified cells thereof. 제11항에 있어서, 상기 간 질환은 간암, 간 전이암, 간경화, 간경변, 간염 및 간섬유증으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상인 것인, 조성물.12. The composition according to claim 11, wherein the liver disease is at least one selected from the group consisting of liver cancer, liver metastatic cancer, liver cirrhosis, cirrhosis, hepatitis, and liver fibrosis. 삭제delete 히알루론산을 산화제와 암(dark) 조건하에 반응시켜 히알루론산의 고리(ring) 구조를 열어 히알루론산-알데하이드(HA-aldehyde)를 제조하는 제 1단계; 및
수용액 상에서 상기 히알루론산-알데하이드와 수용성 단백질의 N-말단과 반응시키는 제 2단계를 포함하는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단위체를 포함하는 히알루론산 유도체 또는 이들의 염의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112017096409178-pat00035

[화학식 2]
Figure 112017096409178-pat00036

[화학식 3]
Figure 112017096409178-pat00037

상기 P는 수용성 단백질인 소맥배아응집소 (Wheat germ agglutinin) 단백질이고;
상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이다.
A first step of producing a hyaluronic acid-aldehyde (HA-aldehyde) by opening a ring structure of hyaluronic acid by reacting hyaluronic acid with an oxidizing agent under dark conditions; And
A second step of reacting the hyaluronic acid-aldehyde and the N-terminus of the water-soluble protein in an aqueous solution to prepare a hyaluronic acid derivative or a salt thereof, wherein the hyaluronic acid derivative comprises a unit represented by the following Chemical Formulas 1 to 3:
[Chemical Formula 1]
Figure 112017096409178-pat00035

(2)
Figure 112017096409178-pat00036

(3)
Figure 112017096409178-pat00037

Wherein P is a wheat germ agglutinin protein which is a water soluble protein;
The sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000, and 1 is an integer of 1 to 100.
삭제delete 제16항에 있어서, 상기 히알루론산-알데하이드는 하기 화학식 8의 구조식으로 표시되는 화합물인 제조방법:
[화학식 8]
Figure 112016082502615-pat00038

상기 화학식 8에서,
m과 n의 합은 50 내지 10,000의 정수이고, n은 5 내지 5,000의 정수이다.
17. The method according to claim 16, wherein the hyaluronic acid-aldehyde is a compound represented by the following structural formula:
[Chemical Formula 8]
Figure 112016082502615-pat00038

In Formula 8,
The sum of m and n is an integer of 50 to 10,000, and n is an integer of 5 to 5,000.
제16항에 있어서, 상기 히알루론산 유도체는 상기 히알루론산-알데하이드 한 분자 당 1 내지 10개 분자수의 단백질이 결합된 것인, 제조방법.17. The method according to claim 16, wherein the hyaluronic acid derivative is a protein having a molecular number of 1 to 10 molecules per molecule of the hyaluronic acid-aldehyde. 제16항에 있어서, 상기 제1단계를 실시한 후 알데하이드기로의 치환율이 10 내지 50몰%인 것을 특징으로 하는, 제조방법.17. The method according to claim 16, wherein the substitution ratio of aldehyde groups after the first step is 10 to 50 mol%. 제16항에 있어서, 상기 산화제는 히알루론산 유도체의 단위체당 1 내지 10 몰(mole) 배로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.17. The method according to claim 16, wherein the oxidizing agent is added in an amount of 1 to 10 moles per unit of the hyaluronic acid derivative. 제16항에 있어서, 상기 산화제는 소듐 퍼리오데이트 (Sodium periodate)인, 제조방법.17. The method according to claim 16, wherein the oxidizing agent is sodium periodate. 제16항에 있어서, 상기 제2단계는 pH 5 내지 7의 완충용액 내에서 이루어지는 것인, 제조방법.17. The method of claim 16, wherein the second step is carried out in a buffer solution at a pH of from 5 to 7. 제16항에 있어서, 상기 제2단계에서 시아노보로하이드라이드(sodium cyanoborohydride)를 추가로 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제조방법.17. The process according to claim 16, wherein the second step further comprises the reaction of sodium cyanoborohydride. 제16항에 있어서, 하기 반응식 1로 표시되는 상기 단백질과 반응하지 않고 남아있는 알데하이드기를 블로킹하는 제3단계를 더욱 포함하는, 제조방법:
[반응식 1]
Figure 112016082502615-pat00039

상기 반응식 1에서,
상기 P는 수용성 단백질이고;
상기 m, n 및 l의 총합은 50 내지 10,000의 정수이고, n과 l의 합은 5 내지 5,000의 정수이고, l는 1 내지 100의 정수이고;
상기 A는 아민류 블로킹 물질이다.
17. The method according to claim 16, further comprising a third step of blocking remaining aldehyde groups not reacted with the protein represented by the following Reaction Scheme 1:
[Reaction Scheme 1]
Figure 112016082502615-pat00039

In the above Reaction Scheme 1,
P is a water soluble protein;
Wherein the sum of m, n and 1 is an integer of 50 to 10,000, the sum of n and 1 is an integer of 5 to 5,000 and 1 is an integer of 1 to 100;
A is an amine blocking material.
제25항에 있어서, 상기 A는 탄소수 1 내지 5인 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카바자이트 (alkyl carbazate), 또는 탄소수 1 내지 5인 저급 알칸올아민인, 제조방법.26. The process according to claim 25, wherein A is a straight or branched alkylcarbazate having 1 to 5 carbon atoms, or a lower alkanolamine having 1 to 5 carbon atoms. 제26항에 있어서, 상기 알킬 카바자이트는 에틸 카바자이트 또는 터트 부틸 카바자이트이고, 상기 알칸올아민은 아미노메탄올(aminomethanol), 아미노에탄올(aminomethanol), 아미노프로판올(aminopropanol), 아미노부탄올(aminobutanol), 또는 아미노펜탄올(aminopentanol)인, 제조방법.The method of claim 26, wherein the alkylcarbazate is ethylcarbazate or tertbutylcarbazate, the alkanolamine is selected from the group consisting of aminomethanol, aminomethanol, aminopropanol, aminobutanol, , Or aminopentanol. 제25항에 있어서, 상기 제3단계는 상기 알데하이드기의 몰 유닛에 대해 아민류를 5 내지 10 몰 배로 첨가하여 12 내지 24 시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제조방법.26. The method according to claim 25, wherein the third step is performed by adding amines to the molar unit of the aldehyde group in an amount of 5 to 10 moles and reacting for 12 to 24 hours.
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KR102066258B1 (en) * 2018-07-31 2020-01-14 연세대학교 산학협력단 A method for coating a surface of a stem cell

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