KR102053868B1 - 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 본 발명자들은 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포가 골수 유래 중간엽 줄기세포에 비하여 GR, Angiogenin, IL-8, MCP-3, TIMP-2과 같은 퇴행성 신경계 질환 치료에 중요한 다양한 싸이토카인 등을 높게 발현할 뿐만 아니라, 특히 알츠하이머병과 관련하여 베타아밀로이드가 유도하는 신경세포 독성을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 아울러, 본 발명의 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의하여 기억력 및 인지능력 조절에 중요한 것으로 알려진 TIM2 유전자의 단백질 발현이 다시 정상 수준으로 증가하였는바, 따라서 본 발명의 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포는 알츠하이머병을 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료를 위해 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 {Pharmaceutical composition for preventing or treating neurodegenerative disease, comprising turbinate mesenchymal stem cell as an active ingredient}
본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
퇴행성 신경계 질환(Neurodegenerative disorders)이란 나이가 들어감에 따라 발생하는 퇴행성 질환 중에서 뇌(brain) 또는 척수(Spinal cord)에서 발생하는 질환을 말하며, 현재까지 알려지지 않은 원인 또는 유전적 결함이나 환경적 요인에 의해 뇌와 척수의 특정 뇌세포군의 점진적 구조의 손실 및 기능의 손실에 의해 나타나는 질환을 말한다. 상기 퇴행성 신경계 질환으로 인해 야기된 신경세포 사멸 또는 손상은 뇌신경계의 정보전달에 가장 중요한 뇌신경세포와 뇌신경세포 사이의 정보를 전달하는 시냅스의 형성이나 기능상의 문제, 뇌신경의 전기적 활동성의 이상적 증가나 감소를 야기하는 것으로 알려져 있다. 뇌와 척수의 신경세포들은 위치에 따라 매우 다양한 기능을 하고 있어 특정 부위의 신경세포 손상에 의해 특징적인 기능장애를 유발하며, 또 이러한 기능장애가 어떤 형태로 진행되는가에 따라 매우 다양한 임상 양상을 보인다. 이러한 퇴행성 신경계 질환에는 루게릭병으로 알려진 근 위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis: ALS), 파킨슨씨병(Parkinson’s disease: PD), 헌팅턴병(Huntington’s disease: HD), 다발성 경화증(Multiple sclerosis: MS), 치매(dementia), 및 알츠하이머병(Alzheimer’s disease: AD) 등이 있다.
한편, 최근 줄기세포를 이용한 퇴행성 신경계질환 치료 분야의 학문과 기술이 눈부시게 발전하면서 실제 임상에 적용되는 사례가 많아져 줄기세포 치료가 퇴행성신경계질환의 중요한 분야로 자리 잡게 되었다. 줄기세포를 이용한 신경계질환 치료 연구에 있어 높은 증식력과 전분화능을 갖는 사람 배아줄기세포 및 역분화 줄기세포에 대한 많은 기대가 모아졌으나, 아직까지는 이들 줄기세포를 사용하는데 있어 안전성 및 윤리적인 문제 등이 뒤따르고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 많은 연구자들은 배아줄기 세포의 대안으로서 성체줄기세포에 관심을 가지게 되었고, 그 중 높은 자기 복제 능력과 더불어 다양한 조직 세포로의 분화 능력을 가지고 있는 중간엽 줄기세포를 이용해 다양한 연구와 치료 등의 목적으로 사용하고 있다.
특히, 중간엽 줄기세포는 골수 및 제대혈, 지방조직 등 다양한 조직에서 분리할 수 있으며 안전하고 윤리적인 문제가 없어 임상적용에 매우 유용한 세포이나, 퇴행성 신경계질환에 대한 줄기세포치료제의 유효한 치료 효과를 확인한 임상시험이 드물고 중간엽 줄기세포 공급원의 양은 제한되어 있으며, 공급원의 상태 및 배양 정도에 따라 세포의 특성을 잃을 수 있는 문제점이 있다. 나아가, 상기 중간엽 줄기세포를 획득하기 위한 수술은 극심한 통증을 동반하거나 전신마취나 척추마취가 필요할 수 있으며, 획득되는 중간엽 줄기세포의 양이 매우 적고 임상적으로 충분한 양을 배양하는 과정에서 많은 시간과 비용이 소모될 뿐만 아니라, 감염과 세포 손실의 위험성이 높다는 문제점이 제기되고 있다. 따라서 공여부에 손상을 주지 않고 다량의 세포를 획득할 수 있으며 난치성 신경계질환 치료에 대한 충분한 잠재력을 갖는 중간엽 줄기세포 치료제 개발에 대한 연구가 시급한 상황이다.
이에, 본 발명자들은 이러한 문제점을 극복하기 위한 대안으로, 기존의 중간엽 줄기세포 공여부보다 접근성이 다양한 면역 및 치료 관련 사이토카인들을 발현하는 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 이용하여 난치성 퇴행성 신경계질환 치료에 효과적인 치료제 및 기술을 개발하고자 하였다.
한국등록특허 제10-1114800호
본 발명자들은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포는 베타아밀로이드에 의해 유도되는 신경세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라, 베타아밀로이드 분해 효소인 네프릴리신(neprilysin, NEP)의 발현을 증가시키며, 기억력 및 인지능력 조절에 중요한 것으로 알려진 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질의 발현 수준을 증가시킨다는 것을 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.
이에, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 치료용 줄기세포 치료제를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 치료용 줄기세포 치료제를 제공한다.
본 발명의 일구현예로, 상기 퇴행성 신경계질환은 근 위축성 측삭 경화증, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 다발성 경화증, 및 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 치매는 알츠하이머병을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 조성물은 베타아밀로이드에 의해 유도되는 신경세포의 사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 조성물은 네프릴리신(neprilysin)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 조성물은 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
아울러, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료 방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물의 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료 용도를 제공한다.
본 발명자들은 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포가 골수 유래 중간엽 줄기세포에 비하여 GR, Angiogenin, IL-8, MCP-3, TIMP-2과 같은 퇴행성 신경계 질환 치료에 중요한 다양한 싸이토카인 등을 높게 발현할 뿐만 아니라, 특히 알츠하이머병과 관련하여 베타아밀로이드가 유도하는 신경세포 독성을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였는바, 이는 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포가 베타아밀로이드 분해효소인 네프릴리신(neprilysin, NEP)의 발현을 증가시킴으로써 베타아밀로이드 발현을 감소시키기 때문이다. 아울러, 신경세포에서 베타아밀로이드에 의하여 기억력 및 인지능력 조절에 중요한 것으로 알려진 TIM2 유전자의 단백질 발현이 감소되었으나, 본 발명의 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의해 다시 정상 수준으로 증가하였다. 따라서 본 발명의 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포는 알츠하이머병을 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료를 위하여 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와 골수 유래 중간엽 줄기세포에서 사이토카인 발현 변화를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2a는 베타아밀로이드가 유도하는 신경독성에 대한 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 효과를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2b는 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의한 베타아밀로이드 및 베타아밀로이드 분해효소인 네프릴리신(NEP)의 발현 변화를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의한 TIMP2 단백질 발현 변화를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명자들은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포가 베타아밀로이드에 의해 유도되는 신경세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라, 베타아밀로이드 단백질 분해 효소인 네프릴리신(neprilysin, NEP) 발현을 증가시키고 나아가 학습과 기억 관련 뇌기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질의 발현 수준을 증가시킨다는 것을 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 배양하여, 사이토카인의 발현을 분석하였다(실시예 1 참조).
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 배양된 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 이용하여 베타아밀로이드가 유도하는 신경세포 독성에 대한 효과를 분석하였다(실시예 2 참조).
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 배양된 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의한 TIMP2 단백질의 발현 변화를 확인하였다(실시예 3 참조).
본 발명에서 사용되는 용어 "줄기세포(stem cell)"란, 개체를 구성하는 세포나 조직의 근간이 되는 세포로서 그 특징은 반복 분열하여 자가 재생(self-renewal)할 수 있고, 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로 분화할 수 있는 다분화 능력을 갖는 세포를 의미한다. 태아의 발생과정 중 모든 조직에서 생겨나며, 성인이 되어서도 골수, 상피조직 등 세포가 활발히 교체되는 일부 조직에서 발견된다. 줄기세포는 분화 가능한 세포의 종류에 따라 수정란이 첫 분열을 시작할 때 형성되는 전능성 줄기세포(totipotent stem cells)와, 이 세포들이 계속 분열해 만들어진 포배 내막에 있는 만능성 줄기세포(pluripotent stem cells), 그리고 성숙한 조직과 기관 속에 존재하는 다능성 줄기세포(multipotent stem cells)로 분류된다. 이때, 다능성 줄기세포는, 이 세포가 포함되어 있는 조직 및 기관에 특이적인 세포로만 분화할 수 있는 세포로써 태아기, 신생아기, 및 성체기의 각 조직 및 장기의 성장과 발달은 물론 성체조직의 항상성 유지와 조직 손상 시 재생을 유도하는 기능에 관여하고 있다. 이러한 조직 특이적 다능성 세포들을 총칭하여 성체 줄기세포라고도 한다.
성체 줄기세포로 분류되는 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell)는 재생의학의 재료로 각광받고 있는 세포로, 골수, 제대혈, 탯줄 혈액 등의 조직에서 채취될 수 있으며, 혈액 줄기세포와 달리 지방조직세포, 골세포, 연골세포, 신경세포, 심근세포 등 다양한 인체 조직을 구성하는 세포로의 분화능을 가진다. 본 발명에서는 사람 하비갑개 조직으로부터 분리한 중간엽 줄기세포를 이용하였다.
성체 중간엽 줄기세포 중 골수 유래 중간엽 줄기세포 및 지방 조직 유래 중간엽 줄기세포는 획득하기 위한 수술에 극심한 통증을 동반하고 시간이 많이 소요되며, 획득되는 중간엽 줄기세포의 양이 매우 적고 임상적으로 충분한 양을 배양하는 과정에서 많은 시간과 비용이 소모되며 감염과 세포 손실의 위험성이 높다는 단점이 있다. 또한, 탯줄 혈액 유래 중간엽 줄기세포는 필요로 하는 시기에 얻기 어려우며 장기간 보관해야 하는 문제점을 갖고 있다.
반면, 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 경우 획득하기 위한 수술에 출혈 및 통증이 매우 적고 시간이 적게 소요되며, 이비인후과 영역에서 최다빈도로 시행되는 하비갑개 수술(비염 수술) 과정의 폐기 하비갑개 조직에서 분리한 중간엽 줄기세포의 재활용을 통해 중간엽 줄기세포를 지속적으로 확보할 수 있고, 줄기세포의 증식능이 상기 골수 유래 및 지방 조직 유래 중간엽 줄기세포보다 높다는 장점이 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "세포 치료제"는 사람으로부터 분리, 배양 및 특수한 조작을 통해 제조된 세포 및 조직으로 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품으로서, 세포 혹은 조직의 기능을 복원시키기 위하여 동종 또는 이종세포를 체외에서 증식, 선별하거나 다른 방법으로 세포의 생물학적 특성을 변화시키는 등의 일련의 행위를 통하여 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품을 지칭한다. 세포 치료제는 세포의 분화정도에 따라 크게 체세포 치료제, 줄기세포 치료제로 분류되며, 본 발명은 특히 줄기세포 치료제에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어, "예방"이란 본 발명의 조성물의 투여에 의해 퇴행성 신경계질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어, "치료"란 본 발명의 조성물의 투여에 의해 퇴행성 신경계질환에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체로는 식염수, 완충 식염수, 물, 글리세롤, 폴리에틸렌글리콜, 식물성 오일, 이소프로필미리스테이트 및 에탄올 등이 있으나 이에 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 알려진 적합한 제제는 모두 사용 가능하다.
본 발명에 따른 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여경로, 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 약학적 조성물의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1kg 당 0.001 mg 내지 150 mg, 바람직하게는 0.01 mg 내지 100 mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1회 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여방법에는 제한이 없으며, 예를 들면, 경구, 직장, 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막, 또는 뇌혈관(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 퇴행성 신경계질환의 치료방법을 제공한다. 본 발명에서 "개체"란 질병의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 쥐(rat), 생쥐(mouse), 개, 고양이, 말 및 소 등의 포유류를 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 특성 분석
1-1. 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 배양
수술 전 환자의 동의하에 하비갑개 절제술 시행과정에서 하비갑개 조직을 채취하였으며, 상기 하비갑개 조직을 채취한 직후 겐타마이신(국제약품공업, 성남, 대한민국)이 포함된 생리식염수로 3-5회 세척하여 섬유모세포를 분리하였다.
상기 과정을 통해 채취한 하비갑개 조직으로부터 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 분리하기 위하여, 먼저 상기 채취한 조직을 4℃에서 냉장 보관한 후, 실온에서 항생-항진균 용액(Gibco, Gaithersberg, MD)으로 3회 세척하였다. 그 다음, 다시 중성 PBS(phosphate buffered saline)으로 2회 세척한 뒤, 작은 수술용 가위를 이용하여 1mm³ 크기로 잘게 절단하였다.
절단한 조직을 100mm 배양용 접시에 놓고 소독된 슬라이드 글라스로 덮어 배양용 접시에 유착시켰고, 10% FBS(fetal bovine serum)가 포함된 DMEM(Dulbeco’s Modified Eagle’s Media) 배지를 넣어 37℃, 5% CO2 환경의 배양기에서 배양하였다. 2-3주간 배양한 다음, 슬라이드 글라스를 제거한 후 배양액에 부유하는 세포를 세척하여 버리고, 트립신을 사용해서 배양용 접시 바닥에 붙은 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 바닥으로부터 떼어내어 3대까지 계대 배양된 세포를 사용하였다.
1-2. 사이토카인 발현 분석
상기 실시예 1-1에 따른 배양방법을 통하여 얻은 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와 가톨릭 세포치료사업단을 통하여 얻은 사람 골수 유래 중간엽 줄기세포의 각 1-2 × 106 양을 100 mm 세포 배양 접시에 플레이팅(plating)한 후, 37℃, 5% CO2 환경 하 배양기에서 48 내지 72시간 동안 배양하고, 배양액(상층액)을 모아서 사이토카인 어레이(cytokine array) 및 단백질 발현양을 정량 분석하였다.
그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 골수 유래 중간엽 줄기세포(human Bone Marrow derived mesenchymal stem cell, hBM-MSC)와 비교 시 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포(human turbinate derived mesenchymal stem cell, hTMSC)의 경우, 학습과 기억 관련 뇌기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 TIMP2와 혈관형성에 중요한 인자인 Angiogenin 단백질과, 면역-염증 기능조절 단백질인 MCP, GRO, Leptin 등의 발현이 훨씬 크게 나타나는 것을 확인하였다.
실시예 2. 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 베타아밀로이드 신경 독성에 대한 효과 분석
2-1. 베타아밀로이드가 유도하는 신경세포 독성에 대한 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포의 신경 보호 효과 확인
3-4 × 104 neural stem cells (NSCs)을 24 well transwell chamber 배양접시에 plating 하고, 다음 날 상기 NSCs에 1μM oligomeric 베타아밀로이드(beta amyloid, Aβ)를 처리한 뒤, transwell system을 이용하여 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와 골수 유래 중간엽 줄기세포가 plating되어 있는 upper chamber를 각각 24시간 공동배양 (co-culture)하였다.
또한, NSCs를 37℃, 5% CO2 환경하 배양기에서 48시간 동안 배양한 후, 0.1, 0.5, 1.0, 및 2.0 M의 베타아밀로이드를 처리하였을 때 세포 생존률을 MTT assay를 통하여 확인하였다.
그 결과, 도 2a에 나타난 바와 같이, 베타아밀로이드에 의해 유도된 신경세포 사멸이 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 통해 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 상기로부터, 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포는 베타아밀로이드에 의하여 유도되는 신경독성을 억제함으로써 신경 보호 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있다.
2-2. 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의한 베타아밀로이드 및 베타아밀로이드 분해효소 발현 변화 확인
3-4 × 104 neural stem cells (NSCs)을 24 well transwell chamber 배양접시에 plating 하고, 다음 날 상기 NSCs에 1μM oligomeric 베타아밀로이드(beta amyloid, Aβ)를 처리한 뒤, transwell system을 이용하여 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와 골수 유래 중간엽 줄기세포가 plating되어 있는 upper chamber를 각각 24시간 공동배양 (co-culture)하였다. 그 다음 상기 세포 배양액에 존재하는 베타아밀로이드의 양을 분석하기 위하여, 37℃, 5% CO2 환경하 배양기에서 48시간 동안 배양한 후, Abeta 42 ELISA KIT를 이용해 Aβ 42 level을 확인하였다.
그 결과, 도 2b에서 나타난 바와 같이, Aβ를 처리한 세포에서 증가된 Aβ 42 level이 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와의 공동배양을 통해 줄어드는 것을 확인하였다. 반면 골수 유래 중간엽 줄기세포와 공동배양한 세포에서는 Aβ만을 처리한 세포와 비교하여 Aβ 42 level에는 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, Aβ를 처리한 세포에 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 공동배양 하였을 때, 베타아밀로이드 분해 효소인 네프릴리신(neprilysin, NEP)의 발현변화를 확인한 결과, NEP의 발현이 2배 정도 증가하는 것을 관찰 할 수 있었으나, 반면 골수 유래 중간엽 줄기세포와 공동 배양한 세포에서는 NEP 발현에 변화가 없었다.
실시예 3. 사람 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포에 의한 TIMP2 발현 변화
3-4 × 104 neural stem cells (NSCs)을 24 well transwell chamber 배양접시에 plating 하고, 다음 날 상기 NSCs에 1μM oligomeric 베타아밀로이드(beta amyloid, Aβ)를 처리한 뒤, transwell system을 이용하여 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와 골수 유래 중간엽 줄기세포가 plating되어 있는 upper chamber를 각각 24시간 공동배양 (co-culture)하였다. 그 다음 상기 세포 배양액에 존재하는 베타아밀로이드의 양을 분석하기 위하여, 37℃, 5% CO2 환경하 배양기에서 48시간 동안 배양한 후, TIMP-2 ELISA KIT를 이용해 기억력 및 인지능력 조절에 중요한 것으로 알려진 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질 발현 수준을 확인하였다.
그 결과, 도 3에서 나타난 바와 같이, Aβ를 처리한 세포에서 감소된 TIMP-2 level이 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포와의 공동배양을 통해 증가하는 것을 확인하였다. 반면 골수 유래 중간엽 줄기세포와 공동배양한 세포에서는 Aβ만을 처리한 세포와 비교하여 TIMP-2 level에는 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
    상기 퇴행성 신경계질환은 근 위축성 측삭 경화증, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 다발성 경화증, 및 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 베타아밀로이드에 의해 유도되는 신경세포의 사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 네프릴리신(neprilysin)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  6. 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 신경계질환 치료용 줄기세포 치료제로서,
    상기 퇴행성 신경계질환은 근 위축성 측삭 경화증, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 다발성 경화증, 및 치매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 줄기세포 치료제.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 줄기세포 치료제는 베타아밀로이드에 의해 유도되는 신경세포의 사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는, 줄기세포 치료제.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 줄기세포 치료제는 네프릴리신(neprilysin)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 줄기세포 치료제.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 줄기세포 치료제는 TIMP2 (TIMP metallopeptidase inhibitor 2) 단백질의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 줄기세포 치료제.
KR1020180012346A 2018-01-31 2018-01-31 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경계질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 KR102053868B1 (ko)

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