KR102188572B1 - Formulation for injection of stem cells containing cerebrospinal fluid and method for production - Google Patents

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Abstract

줄기세포 투여 제형 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 일 양상에 따른 줄기세포 투여 제형 및 그의 제조 방법에 의하면, 면역적인 측면에서 안전할 뿐만 아니라, 줄기세포성을 유지하면서 환자 맞춤형으로 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 변화하거나, 유전자 또는 단백질 발현이 더 활성화되는 효과가 있다.It relates to a stem cell dosage form and a method of manufacturing the same, according to the stem cell dosage form and its manufacturing method according to an aspect, as well as being safe in terms of immunity, and maintaining stem cell properties and tailoring the gene or There is an effect that protein expression is changed or gene or protein expression is more activated.

Description

뇌척수액을 포함하는 줄기세포 투여 제형 및 그의 제조방법{Formulation for injection of stem cells containing cerebrospinal fluid and method for production}Formulation for injection of stem cells containing cerebrospinal fluid and method for production thereof

줄기세포 투여 제형 및 그의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a stem cell administration formulation and a method of manufacturing the same.

줄기세포(stem cell)란 자기 복제 능력을 가지면서 두 개 이상의 세포로 분화하는 능력을 갖는 세포로, 만능줄기세포(totipotent stem cell), 전분화능 줄기세포(pluripotent stem cells), 다분화능 줄기세포(multipotent stem cells)로 분류할 수 있다.Stem cells are cells that have the ability to differentiate into two or more cells while having self-replicating ability.Totipotent stem cells, pluripotent stem cells, and multipotent stem cells ( multipotent stem cells).

만능 줄기세포(totipotent stem cell)는 하나의 완전한 개체로 발생해 나갈 수 있는 만능의 성질을 가진 세포로 난자와 정자의 수정 이후 8세포기까지의 세포가 이러한 성질을 가지며, 이 세포를 분리하여 자궁에 이식하면 하나의 완전한 개체로 발생해 나갈 수 있다. 전분화능 줄기세포(pluripotent stem cells)는 외배엽, 중배엽, 내배엽층 유래의 다양한 세포와 조직으로 발생할 수 있는 세포로, 수정 4-5일 후 나타나는 배반포(blastocyst)의 안쪽에 위치한 내세포괴(inner cell mass)에서 유래하며 이를 배아 줄기세포라 하며 다양한 다른 조직세포로 분화되지만 새로운 생명체를 형성하지는 못한다. 다능성 줄기세포(multipotent stem cells)는 이 세포가 포함되어 있는 조직 및 기관에 특이적인 세포로만 분화할 수 있는 줄기세포이다.A totipotent stem cell is a cell that has the ability to develop as a complete individual. Cells up to the 8-cell stage after fertilization of eggs and sperm have these properties. When transplanted into, it can develop as a single complete entity. Pluripotent stem cells are cells that can develop into various cells and tissues derived from the ectoderm, mesoderm, and endoderm layers.The inner cell mass located inside the blastocyst appears 4-5 days after fertilization. ), which is called an embryonic stem cell, and differentiates into various other tissue cells, but cannot form new organisms. Multipotent stem cells are stem cells that can only differentiate into cells specific to the tissues and organs that contain these cells.

대량으로 획득이 가능해진 줄기세포는 주로 난치병 등의 치료를 포함한 의학 분야 및 미용, 성형 등의 목적으로 줄기세포 자체를 주사하는 세포치료제로서의 이용이 늘어나고 있는 추세이다.Stem cells, which can be obtained in large quantities, are increasingly being used in the field of medicine, including treatment of incurable diseases, as well as as a cell therapy that injects stem cells themselves for purposes such as beauty and plastic surgery.

줄기세포를 보존하는 종래 기술로는, 인간 지방조직 유래 중간엽 줄기세포를 냉장조건에서 생리식염수에 부유하여 보관하는 기술이 있으나, 이 경우 48시간 이상 보관 시 70% 이상의 생존율을 나타내기 어렵다. 또한, 기존 줄기세포 치료제의 경우에는, 환자에 투여되기 위해 배양액 등이 사용되었다. 그러나, 이는 구성 성분, 첨가물의 비율 및 세포에 미치는 영향 등을 정확하게 분석하기 어려워 안전성의 검증에 있어 문제가 제기될 수 있다. As a conventional technique for preserving stem cells, there is a technique in which human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells are suspended and stored in physiological saline in refrigerated conditions, but in this case, it is difficult to show a survival rate of 70% or more when stored for 48 hours or longer. In addition, in the case of the existing stem cell treatment, a culture medium or the like was used to be administered to a patient. However, it is difficult to accurately analyze the components, the proportion of additives, and the effect on cells, which may raise a problem in verifying safety.

이에, 본 발명자들은 줄기세포의 투여 제형을 개발하기 위해 노력한 결과, 환자 유래 체액의 경우, 체내 구성 성분과 동일하며, 특히 환자 본인의 체액은 면역적인 측면에서 안전할 뿐만 아니라, 줄기세포성을 유지하면서 환자 맞춤형으로 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 변화하거나 유전자 또는 단백질의 발현이 더 활성화되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. Accordingly, as a result of the present inventors' efforts to develop a dosage form for stem cells, in the case of patient-derived body fluids, the body fluids are the same as those in the body, and in particular, the patient's body fluids are not only safe in terms of immunity, but also maintain stem cell properties. The present invention was completed by confirming that the expression of the gene or protein of the stem cell is changed or the expression of the gene or protein is further activated in a patient-tailored manner.

일 양상은 뇌척수액을 포함하는 줄기세포 투여 제형을 제공하는 것이다. One aspect is to provide a stem cell dosage form comprising cerebrospinal fluid.

다른 양상은 줄기세포 투여 제형의 제조를 위한 뇌척수액의 용도를 제공하는 것이다. Another aspect is to provide the use of cerebrospinal fluid for the manufacture of a stem cell dosage form.

다른 양상은 뇌척수액 및 줄기세포를 포함하는 제형을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 질병을 치료하는 방법을 제공하는 것이다. Another aspect is to provide a method of treating a disease comprising administering to an individual a formulation comprising cerebrospinal fluid and stem cells.

다른 양상은 질병의 치료를 위한 제제의 제조에 사용하기 위한 뇌척수액 및 줄기세포의 용도를 제공하는 것이다. Another aspect is to provide the use of cerebrospinal fluid and stem cells for use in the manufacture of an agent for the treatment of a disease.

다른 양상을 줄기세포를 뇌척수액에 유지하는 단계를 포함하는 환자 맞춤형 줄기세포의 제조 방법, 또는 줄기세포 투여 제형의 제조방법을 제공하는 것이다. Another aspect is to provide a method for producing patient-specific stem cells, comprising the step of maintaining stem cells in cerebrospinal fluid, or a method for preparing a stem cell dosage form.

일 양상은 뇌척수액을 포함하는 줄기세포 투여 제형을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a stem cell dosage form comprising cerebrospinal fluid.

다른 양상은 줄기세포 투여 제형의 제조를 위한 뇌척수액의 용도를 제공하는 것이다. Another aspect is to provide the use of cerebrospinal fluid for the manufacture of a stem cell dosage form.

상세하게는 상기 제형은 뇌척수액; 및 상기 뇌척수액에 부유된 줄기세포를 포함하는 줄기세포 투여 제형일 수 있다. Specifically, the formulation is cerebrospinal fluid; And it may be a stem cell administration formulation comprising the stem cells suspended in the cerebrospinal fluid.

본 명세서에서 용어 "뇌척수액"은 뇌 또는 척수에 존재하는 체액을 의미할 수 있다. 상세하게는 뇌에서 생성되어 뇌실과 거미막밑공간을 따라 뇌와 척수를 순환하는 액체일 수 있다. 뇌의 맥락얼기에서 생성되며 거미막밑공간의 거미막과립에서 분해, 흡수되어 항상 일정한 양이 유지된다. 뇌척수액은 뇌와 척수 주위를 순환하면서 외부의 충격에 대한 완충작용을 하고 호르몬과 노폐물 등의 물질 운반 역할을 하는 것일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 상기 뇌척수액은 환자 유래 뇌척수액일 수 있다. 상세하게는 줄기세포를 투여하고자 하는 개체로부터 유래된 뇌척수액일 수 있다. As used herein, the term "cerebrospinal fluid" may mean a body fluid present in the brain or spinal cord. Specifically, it may be a fluid that is generated in the brain and circulates through the brain and spinal cord along the ventricle and subarachnoid space. It is produced in the choroidal plexus of the brain and is decomposed and absorbed in the arachnoid granules in the subarachnoid space, so that a constant amount is always maintained. Cerebrospinal fluid circulates around the brain and spinal cord, buffering against external shocks, and transporting substances such as hormones and waste products. In one embodiment, the cerebrospinal fluid may be a patient-derived cerebrospinal fluid. In detail, it may be cerebrospinal fluid derived from an individual to be administered stem cells.

본 명세서에서, 줄기세포는 뇌척수액에 부유된 상태로 존재할 수 있다. 본 명세서에서 "부유된" 또는 "부유하다"는 세포(예를 들면, 줄기세포)가 배양을 위해 용기에 부착되지 않고, 환자에의 최종 투여를 위해 용기에 보관된 상태를 의미할 수 있다. 더욱 상세하게는, 3차원 배양을 위해 배양 용기에서 부유된 상태로 존재하는 줄기세포가 아닌 것일 수 있다. 따라서, 상기 줄기세포는 GMP 공정 내에서 QC가 완료된 세포일 수 있다. 즉, 줄기세포는 GMP 시설 내에서 배양 배지에서 배양된 후, QC(Quality control) 과정을 거쳐, 환자에 투여되기 위한 제형으로 제조된다. 이 때, 기존의 기술은, 환자에 투여되기 위한 최종 줄기세포는 배양 배지와 동일한 배지에서 보관된다. In the present specification, stem cells may exist in a suspended state in cerebrospinal fluid. In the present specification, "floating" or "rich" may mean a state in which cells (eg, stem cells) are not attached to the container for culture, but stored in the container for final administration to a patient. More specifically, it may not be stem cells that exist in a suspended state in a culture vessel for 3D culture. Thus, the stem cells may be cells for which QC has been completed within the GMP process. That is, stem cells are cultivated in a culture medium in a GMP facility, and then subjected to a QC (Quality Control) process, and then prepared in a formulation for administration to a patient. At this time, according to the existing technology, the final stem cells for administration to the patient are stored in the same medium as the culture medium.

일 구체예에 있어서, 상기 제형은 환자 맞춤형인 것일 수 있다. 상기 환자에 투여되기 위한 최종 줄기세포는 뇌척수액(예를 들면, 환자 유래)에 보관된다. 이렇게 함으로써, 줄기세포 투여 제형은 줄기세포성은 유지하고, 활성은 변화하지 않으면서, 환자 맞춤형으로 일부 유전자 또는 단백질의 발현이 변화할 수 있다. 상기 환자 맞춤형으로 변화하는 일부 유전자의 예로는 TNFα 등을 포함할 수 있다. 기존 배양 배지(예를 들면, MEMα 배지)에서 보관하는 경우에 비해 TNFα 유전자의 경우, 발현이 감소하는 것일 수 있다. 따라서, 일 구체예에 따른 제형 내의 줄기세포는 뇌척수액에 보관됨에 따라 줄기세포성은 유지하면서 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현은 환자 맞춤형으로 변화하거나 또는 더 활성화(예를 들면, 세포 재생능, 세포 이동능, 세포 부착능, 신생혈관능, 신경재생능과 관련된 유전자 또는 단백질의 활성화) 되는 것일 수 있다. In one embodiment, the formulation may be patient-specific. Final stem cells for administration to the patient are stored in cerebrospinal fluid (eg, patient-derived). By doing so, the stem cell dosage form maintains stem cell properties, does not change the activity, and can change the expression of some genes or proteins tailored to the patient. Examples of some genes that are tailored to the patient may include TNFα and the like. In the case of the TNFα gene, compared to the case of storage in an existing culture medium (eg, MEMα medium), the expression may be decreased. Therefore, as the stem cells in the formulation according to one embodiment are stored in the cerebrospinal fluid, the expression of the genes or proteins of the stem cells is changed or further activated (e.g., cell regeneration ability, cell mobility) while maintaining stem cell properties. , Activation of genes or proteins related to cell adhesion, angiogenesis, and neuronal regeneration).

본 명세서에서 용어 "줄기세포"는 다른 세포로의 분화능을 갖는 미분화 세포를 의미할 수 있다. 상기 줄기세포는 배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도만능줄기세포, 또는 중간엽줄기세포일 수 있다. 상기 중간엽줄기세포는 다양한 조직, 다양한 인종, 또는 다양한 나이의 인간으로부터 분리된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 중간엽줄기세포는 지방 조직 유래, 태반 유래, 제대혈 유래, 근육 조직 유래, 각막 조직 유래, 또는 골수 조직 유래의 중간엽줄기세포일 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 중간엽줄기세포는 지방줄기세포, 골수줄기세포, 제대혈줄기세포, 신경줄기세포, 태반줄기세포, 또는 제대혈줄기세포인 것일 수 있다. In the present specification, the term "stem cell" may refer to an undifferentiated cell having the ability to differentiate into other cells. The stem cells may be embryonic stem cells, adult stem cells, induced pluripotent stem cells, or mesenchymal stem cells. The mesenchymal stem cells may be isolated from humans of various tissues, races, or ages. For example, the mesenchymal stem cells may be adipose tissue-derived, placenta-derived, cord blood-derived, muscle tissue-derived, corneal tissue-derived, or bone marrow tissue-derived mesenchymal stem cells. In addition, for example, the mesenchymal stem cells may be fat stem cells, bone marrow stem cells, cord blood stem cells, neural stem cells, placental stem cells, or cord blood stem cells.

일 구체예에 있어서, 상기 제형은 치료적 유효량의 줄기세포를 함유할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "치료적 유효량(treatment-effective amount)"은 줄기세포치료를 필요로 하는 환자, 또는 개체에서, 환자의 상태(예를 들면, 하나 이상의 증상)의 개선, 질병의 진행의 지연 등을 포함한 원하는 효과를 생성하기에 충분한 양을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 "치료하다(treat)"는 질병을 앓거나 또는 질병을 발병할 위험이 있는 개체에게, 상기 개체의 상태(예를 들면, 하나 이상의 증상)의 개선, 질병 진행의 지연, 증상 발생의 지연 또는 증상 진행의 둔화 등을 포함한 효과를 제공하는 임의의 형태의 치료 또는 예방을 의미한다. 따라서, 용어 "치료(treatment)"는 또한 증상의 발생을 예방하는 개체의 예방적 치료를 포함한다. 상기 치료적 유효량은 예를 들면, 1.0 x 105 내지 1.0 x 108 세포/kg(체중), 또는 1.0 x 107 내지 1.0 x 108 세포/kg(체중)일 수 있다. 다만, 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있고, 당업자라면 이러한 요인들을 고려하여 투여량을 적절히 조절할 수 있다. 투여 횟수는 1회 또는 임상적으로 용인가능한 부작용의 범위 내에서 2회 이상이 가능하고, 투여 부위에 대해서도 1개소 또는 2개소 이상에 투여할 수 있다. 인간 이외의 동물에 대해서도, kg당 인간과 동일한 투여량으로 하거나, 또는 예를 들면 목적의 동물과 인간과의 기관(심장 등)의 용적비(예를 들면, 평균값) 등으로 상기의 투여량을 환산한 양을 투여할 수 있다. 일 구체예에 따른 치료의 대상동물로서는, 인간 및 그 밖의 목적으로 하는 포유동물을 예로 들 수 있고, 구체적으로는 인간, 원숭이, 마우스, 래트, 토끼, 양, 소, 개, 말, 돼지 등이 포함된다. In one embodiment, the formulation may contain a therapeutically effective amount of stem cells. As used herein, a "treatment-effective amount" refers to a patient or individual in need of stem cell therapy, improving the patient's condition (eg, one or more symptoms), delaying the progression of the disease. It means an amount sufficient to produce the desired effect, including, etc. As used herein, "treat" refers to an individual suffering from or at risk of developing a disease, improving the condition of the individual (eg, one or more symptoms), delaying the progression of the disease, symptoms It refers to any form of treatment or prevention that provides an effect, including delaying occurrence or slowing the progression of symptoms. Thus, the term “treatment” also includes prophylactic treatment of an individual that prevents the occurrence of symptoms. The therapeutically effective amount may be, for example, 1.0 x 10 5 to 1.0 x 10 8 cells/kg (body weight), or 1.0 x 10 7 to 1.0 x 10 8 cells/kg (body weight). However, the dosage may be variously prescribed according to factors such as formulation method, administration mode, patient's age, weight, sex, pathological condition, food, administration time, route of administration, excretion rate, and response sensitivity. Taking these factors into account, the dosage can be appropriately adjusted. The number of times of administration can be once or two or more times within the range of clinically acceptable side effects, and the administration site may be administered at one or two or more sites. For non-human animals, the same dose per kg as human or, for example, the volume ratio (e.g., average value) of the target animal and the human organ (heart, etc.) One amount can be administered. Examples of animals to be treated according to an embodiment include humans and mammals for other purposes. Specifically, humans, monkeys, mice, rats, rabbits, sheep, cows, dogs, horses, pigs, etc. Included.

일 구체예에 따른 제형은 유효성분으로서 줄기세포와 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 첨가물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멸균수, 생리식염수, 관용의 완충제(인산, 구연산, 그 밖의 유기산 등), 안정제, 염, 산화방지제(아스코르브산 등), 계면활성제, 현탁제, 등장화제, 또는 보존제 등을 포함할 수 있다. 국소 투여를 위해, 생체고분자(biopolymer) 등의 유기물, 하이드록시아파타이트 등의 무기물, 구체적으로는 콜라겐 매트릭스, 폴리락트산 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 중합체 또는 공중합체 및 그의 화학적 유도체 등과 조합시키는 것도 가능할 수 있다. 일 구체예에 따른 제형은 주사에 적당한 제형으로 조제되는 경우에는, 줄기세포가 약학적으로 허용가능한 담체 중에 용해되어 있거나 또는 용해되어 있는 용액상태로 동결된 것일 수 있다. The formulation according to an embodiment may include stem cells and a pharmaceutically acceptable carrier and/or additive as an active ingredient. For example, sterile water, physiological saline, conventional buffers (phosphoric acid, citric acid, other organic acids, etc.), stabilizers, salts, antioxidants (ascorbic acid, etc.), surfactants, suspending agents, isotonic agents, or preservatives, etc. can do. For topical administration, it may be possible to combine organic substances such as biopolymers, inorganic substances such as hydroxyapatite, specifically collagen matrix, polylactic acid polymer or copolymer, polyethylene glycol polymer or copolymer, and chemical derivatives thereof. have. When the formulation according to an embodiment is formulated into a formulation suitable for injection, stem cells may be dissolved in a pharmaceutically acceptable carrier or frozen in a dissolved solution state.

일 구체예에 있어서, 상기 제형은 뇌척수액 0.5 내지 10 ml 당 1x105 cells 내지 1 x 108 cell 또는 1x105 cells 내지 1 x 107 cell의 줄기세포를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the formulation may include stem cells of 1x10 5 cells to 1 x 10 8 cells or 1x10 5 cells to 1 x 10 7 cells per 0.5 to 10 ml of cerebrospinal fluid.

일 구체예에 있어서, 상기 제형은 질병의 치료를 위한 것일 수 있다. In one embodiment, the formulation may be for treatment of a disease.

일 구체예에 있어서, 본 명세서는 뇌척수액 및 치료적 유효량의 줄기세포를 포함하는 제형을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 질병을 치료하는 방법을 제공한다. In one embodiment, the present specification provides a method of treating a disease comprising administering to a subject a formulation comprising cerebrospinal fluid and a therapeutically effective amount of stem cells.

일 구체예에 따른 줄기세포, 예를 들면, 중간엽 줄기세포는 항염증, 혈관 재생, 및 신경 재생 효과를 갖는 것일 수 있다. 따라서, 상기 제형은 염증성 질환, 허혈성 질환, 및/또는 신경계 질환을 포함하는 다양한 질환의 예방 또는 치료를 위한 세포 치료제에 유용하게 사용될 수 있다. 상기 허혈성 질환의 예는 허혈성 뇌졸중, 심근경색, 허혈성 심장질환, 허혈성 뇌질환, 허혈성 심부전, 허혈성 장염, 허혈성 혈관질환, 허혈성 안질환, 허혈성 망막증, 허혈성 녹내장, 허혈성 신부전, 또는 허혈성 하지질환을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 "허혈성 뇌졸중(ischemic stroke)" 또는 "뇌졸중(stroke)"은 뇌혈류 감소가 일정 시간 이상 지속되어 뇌조직 또는 세포의 괴사로 인해 발생하는 질병을 의미할 수 있으며, "뇌경색(cerebral infarction)"과 호환적으로 사용될 수 있다. 상기 신경계 질환의 예는, 신경퇴행성 질환을 포함할 수 있다. 상기 신경퇴행성 질환의 예는 척수 손상, 다발성 경화증, 알츠하이머병(Alzheimer's disease), 전두측두엽 치매(Frontotemporal dementia), 진행성 핵상 마비(Progressive supranuclear palsy), 피질기저핵변성(corticobasal degeneration), 피크병(Pick's disease), 또는 권투선수 치매 (Dementia pugilistica, DP)를 포함할 수 있다. Stem cells according to one embodiment, for example, mesenchymal stem cells, may have anti-inflammatory, vascular regeneration, and nerve regeneration effects. Accordingly, the formulation may be usefully used in cell therapy for the prevention or treatment of various diseases including inflammatory diseases, ischemic diseases, and/or neurological diseases. Examples of the ischemic disease include ischemic stroke, myocardial infarction, ischemic heart disease, ischemic brain disease, ischemic heart failure, ischemic enteritis, ischemic vascular disease, ischemic eye disease, ischemic retinopathy, ischemic glaucoma, ischemic renal failure, or ischemic leg disease I can. In the present specification, "ischemic stroke" or "stroke" may mean a disease that occurs due to necrosis of brain tissue or cells due to a decrease in cerebral blood flow lasting for a certain time or longer, and "cerebral infarction )" can be used interchangeably. Examples of the nervous system disease may include neurodegenerative diseases. Examples of the neurodegenerative diseases include spinal cord injury, multiple sclerosis, Alzheimer's disease, Frontotemporal dementia, Progressive supranuclear palsy, corticobasal degeneration, and Pick's disease. ), or boxer dementia (Dementia pugilistica, DP).

일 구체예에 있어서, 상기 제형은 목적하는 효과를 얻기 위한 개체의 병소에 투여될 수 있다. 예를 들면, 상기 제형은 뇌 내 투여 제형인 것일 수 있다. In one embodiment, the formulation may be administered to a lesion of an individual to obtain a desired effect. For example, the formulation may be a formulation for administration in the brain.

다른 양상은 줄기세포의 투여 제형 제조 방법을 제공한다. Another aspect provides a method of preparing a dosage form for stem cells.

상기 방법은 줄기세포를 뇌척수액 내 부유되도록 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 유지하는 단계는 생체 외에서 수행되는 것일 수 있다. The method may include maintaining the stem cells to be suspended in the cerebrospinal fluid. The maintaining step may be performed in vitro.

또한, 상기 줄기세포는 줄기세포성은 유지하면서 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 환자 맞춤형으로 변화하거나, 유전자 또는 단백질 발현이 활성화되는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 유전자 또는 단백질의 변화에 대해서는 상기한 바와 같다. 따라서, 상기 줄기세포의 투여 제형 제조 방법은 환자 맞춤형 줄기세포의 투여 제형 제조 방법이거나, 또는 유전자 또는 단백질(예를 들면, 세포 재생능, 세포 이동능, 세포 부착능, 신생혈관능, 또는 신경재생능과 관련된 유전자 또는 단백질) 발현 또는 활성이 증가된 줄기세포의 투여 제형 제조 방법일 수 있다. In addition, the stem cell may further include a step of activating gene or protein expression or changing the gene or protein expression of the stem cell to be patient-specific while maintaining stem cellity. Changes in the gene or protein are as described above. Therefore, the method for preparing the dosage form for stem cells is a method for preparing a dosage form for patient-specific stem cells, or a gene or protein (e.g., cell regeneration ability, cell mobility, cell adhesion ability, neovascular function, or nerve regeneration It may be a method for preparing a dosage form of a stem cell with increased expression or activity of a gene or protein associated with the function.

상기 방법에 있어서, 상기 유지하는 단계는 적어도 6시간 이상인 것일 수 있다. 상기 유지 시간은 줄기세포가 안정화되거나, 또는 환자 맞춤형으로 변화하는 시간, 예를 들면, 6 시간 내지 일주일, 또는 6시간 내지 3일 일 수 있다. In the method, the maintaining step may be at least 6 hours or longer. The retention time may be a time for which the stem cells are stabilized or for a patient-specific change, for example, 6 hours to a week, or 6 hours to 3 days.

또한, 상기 유지는 줄기세포를 상온에서 보관하는 것일 수 있다. 상기 줄기세포는 동결건조된 것일 수 있다. In addition, the maintenance may be to store the stem cells at room temperature. The stem cells may be freeze-dried.

일 양상에 따른 줄기세포 투여 제형 및 그의 제조 방법에 의하면, 면역적인 측면에서 안전할 뿐만 아니라, 줄기세포성을 유지하면서 환자 맞춤형으로 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 변화하거나, 유전자 또는 단백질 발현이 더 활성화되는 효과가 있다. According to the stem cell administration formulation and its manufacturing method according to an aspect, not only is it safe in terms of immunity, but also the expression of the gene or protein of the stem cell is changed or the expression of the gene or protein is further tailored to the patient while maintaining the stem cell property. It has an activated effect.

도 1a은 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 MEM 배지와 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액에서 유지시켰을 때의 세포의 생존능을 유세포 분석으로 확인한 도면이다.
도 1b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 MEM 배지와 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액에서 유지시켰을 때의 세포의 생존능을 유세포 분석으로 확인한 결과를 정량화한 그래프이다.
도 2는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 생존능을 CCK-8 어세이로 확인한 그래프이다.
도 3a는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 줄기세포성을 확인하기 위한 양성 마커에 대한 유세포 분석 결과이다.
도 3b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 줄기세포성을 확인하기 위한 음성 마커에 대한 유세포 분석 결과이다.
도 4a는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 분화능을 확인한 현미경 사진이다.
도 4b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 분화능을 확인한 그래프이다.
도 5는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 RNA 발현 수준 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 RNA 발현 수준 변화를 나타낸 도면이다; 녹색은 발현량 감소, 검정은 발현량 변화없음, 적색은 발현량 증가를 나타낸다.
도 7은 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 RNA 발현 수준 변화를나타낸 도면이다.
도 8a은 일 구체예에 따른 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 유전자 발현량을 정상인 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포와 비교한 결과이다; 적색: 유전자 발현 증가; 초록색: 유전자 발현 감소.
도 8b는 일 구체예에 따른 정상인 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포 대비 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포에서 증가한 유전자를 벤다이어그램으로 나타낸 도면이다.
도8c는 일 구체예에 따른 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포에서 증가한 유전자들의 기능을 종합적으로 분석한 표를 나타낸 도면이다.
도 9는 상기 도 8c에서 증가한 유전자들의 기능을 분석한 결과를 나타낸 도면이다; a: 세포 성분; b: 분자적 기능.
1A is a view confirming the viability of cells by flow cytometry when umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are maintained in MEM medium and cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patients according to an embodiment.
1B is a graph quantifying the results of confirming the viability of cells by flow cytometry when umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are maintained in MEM medium and cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patients according to an embodiment.
2 is a graph confirming the viability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to one embodiment by CCK-8 assay.
3A is a flow cytometric analysis result of a positive marker for confirming stem cell properties of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.
3B is a flow cytometric analysis result of a negative marker for confirming stem cell properties of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.
Figure 4a is a micrograph confirming the differentiation ability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.
Figure 4b is a graph confirming the differentiation ability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.
5 is a view showing a change in the RNA expression level of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.
6 is a view showing a change in the RNA expression level of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment; Green indicates a decrease in expression level, black indicates no change in expression level, and red indicates an increase in expression level.
7 is a diagram showing changes in the RNA expression level of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to one embodiment.
8A is a result of comparing the gene expression level of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid with umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in cerebrospinal fluid derived from a normal person according to an embodiment; Red: increased gene expression; Green: decreased gene expression.
8B is a diagram showing genes increased in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid compared to umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in cerebrospinal fluid derived from a normal person according to an embodiment.
8C is a view showing a table comprehensively analyzing the functions of genes increased in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid according to an embodiment.
9 is a diagram showing the results of analyzing the functions of the genes increased in FIG. 8C; a: cellular component; b: molecular function.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1. 중간엽 줄기세포의 분리 Example 1. Isolation of mesenchymal stem cells

중간엽 줄기세포는 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 사용하였다. Mesenchymal stem cells were used as umbilical cord-derived mesenchymal stem cells.

구체적으로, 정상적으로 분만한 건강한 산모로부터 사전에 충분한 설명에 근거한 동의(informed consent)를 받고, 첫 번째 분만의 제왕절개시에 약 15cm 내지 약 20cm의 탯줄을 분리하였다. 분리된 탯줄을 PBS로 2 내지 5회 세척하여 혈액을 제거하였다. 이후, 1.5cm정도 크기로 탯줄을 잘라내었고 와튼 젤리로부터 세포를 분리하기 위해, 각 조각을 포셉을 이용하여 혈관 내의 혈액을 제거하였다. 각 조각을 멸균된 가위로 자른 후, 제대혈을 제거하였다. 혈액을 감싸고 있는 젤라틴 조각을 1 내지 3 mm의 크기로 자른 후, 콜라게나제 Ⅰ을 첨가하여, 진탕 배양기 (shaking incubator)에서 반응시켰다. 분해된 조직을 여과기(strainer)를 이용하여 여과한 후, 10 % FBS (Biowest, Nuaille', France), 0.5 % 젠타마이신(10 mg/ml) (Gibco, NY, USA), 및 aMEM(a-modified Minimum Essential Media) (Gibco, NY, USA)을 함유하는 배양 배지에서 배양하였다. 배양 조건은 37℃, 및 5% CO2 조건을 유지하였다. 이후, 3일 내지 4일마다 배양 배지를 교체하여, 플라스크 바닥에 붙지 않은 세포를 제거하였다. 첫 계대 배양은 동물 유래 성분이 없는(Animal Component Free: ACF) 재조합 효소인 TrypLE과 플라스크 바닥에 부착된 세포를 37℃ 인큐베이터에서 약 3분 동안 반응시켜 중간엽 줄기세포를 회수하여 수행하였다.Specifically, informed consent was obtained in advance from a healthy mother who delivered normally, and the umbilical cord of about 15 cm to about 20 cm was separated at the time of the first cesarean section. The separated umbilical cord was washed 2 to 5 times with PBS to remove blood. Thereafter, the umbilical cord was cut to a size of about 1.5 cm, and in order to separate the cells from the Wharton jelly, each piece was removed from blood in the blood vessel using forceps. After each piece was cut with sterilized scissors, the cord blood was removed. After the gelatin pieces surrounding the blood were cut into a size of 1 to 3 mm, collagenase I was added and reacted in a shaking incubator. After filtering the degraded tissue using a strainer, 10% FBS (Biowest, Nuaille', France), 0.5% gentamicin (10 mg/ml) (Gibco, NY, USA), and aMEM (a- modified Minimum Essential Media) (Gibco, NY, USA). Culture conditions were maintained at 37°C and 5% CO 2 conditions. Thereafter, the culture medium was changed every 3 to 4 days to remove cells that did not adhere to the bottom of the flask. The first passage was performed by reacting the cells attached to the bottom of the flask with TrypLE, an animal component free (ACF) recombinant enzyme, in an incubator at 37° C. for about 3 minutes to recover mesenchymal stem cells.

실험예 1. 중간엽 줄기세포의 생존성 유지 분석Experimental Example 1. Analysis of maintenance of viability of mesenchymal stem cells

상기 실시예 1.에서 분리한 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 MEM 배지를 함유하는 바이알(1.5 ml)에서 5.5 x 106 cells로 보관하였고, 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액을 함유하는 바이알(1.5 ml)에서 5.5 x 106 cells로 보관하여, 유세포 분석을 통해 확인하였다. 유세포 분석 결과를 도 1에 나타내었다. 모든 도면에서 CSF1 ~ CSF4는 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액의 식별번호이다. The umbilical cord-derived mesenchymal stem cells isolated in Example 1 were stored at 5.5 x 10 6 cells in a vial containing MEM medium (1.5 ml), and 5.5 in a vial containing cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patient (1.5 ml). Stored as x 10 6 cells, confirmed through flow cytometry. The flow cytometry results are shown in FIG. 1. In all figures, CSF1 to CSF4 are identification numbers of cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patients.

또한, 추가적으로, CCK-8 어세이를 통해 세포의 생존능을 분석하였다. 구체적으로, 각 제형(MEM 배지, 및 뇌척수액) 부유시켜 유지하였던 중간엽줄기세포를 96 웰 플레이트에 웰당 3 x 103 세포로 분주하였고, 24시간 단위로, 72시간 동안 생존여부를 분석하였다. 세포 부착이 확인된 후에, CCK-8 용액(10ul)을 각 웰에 첨가하였고, 1시간 동안 37 ℃에서 배양하였다. CCK-8의 흡광도는 마이크로플레이트 리더(x-MarkTM, Bio-Rad Laboratories, Inc)로 450 nm에서 분석하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. In addition, the viability of cells was analyzed through the CCK-8 assay. Specifically, mesenchymal stem cells suspended and maintained for each formulation (MEM medium, and cerebrospinal fluid) were dispensed into a 96-well plate at 3 x 10 3 cells per well, and survival was analyzed for 72 hours in units of 24 hours. After cell adhesion was confirmed, a CCK-8 solution (10ul) was added to each well, and incubated at 37°C for 1 hour. The absorbance of CCK-8 was analyzed at 450 nm with a microplate reader (x-Mark , Bio-Rad Laboratories, Inc), and the results are shown in FIG. 2.

도 1a은 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 MEM 배지와 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액에서 유지시켰을 때의 세포의 생존능을 유세포 분석으로 확인한 도면이다. 1A is a view confirming the viability of cells by flow cytometry when umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are maintained in MEM medium and cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patients according to an embodiment.

도 1b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포를 MEM 배지와 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액에서 유지시켰을 때의 세포의 생존능을 유세포 분석으로 확인한 결과를 정량화한 그래프이다. 1B is a graph quantifying the results of confirming the viability of cells by flow cytometry when umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are maintained in MEM medium and cerebrospinal fluid derived from Alzheimer's disease patients according to an embodiment.

도 2는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 생존능을 CCK-8 어세이로 확인한 그래프이다. 2 is a graph confirming the viability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to one embodiment by CCK-8 assay.

도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 탯줄 유래 중간엽 줄기세포는 환자 유래 뇌척수액에 유지되어도, 세포의 생존능이 대조군과 비교하여 전혀 차이가 없음을 알 수 있다. As shown in Figs. 1 and 2, it can be seen that even if the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are maintained in the patient-derived cerebrospinal fluid, there is no difference in viability of the cells compared to the control group.

실험예 2. 중간엽 줄기세포의 줄기세포성 유지 분석Experimental Example 2. Analysis of maintenance of stem cell properties of mesenchymal stem cells

상기 실험예 1.과 동일한 방법으로 중간엽 줄기세포를 MEM 배지 및 환자 유래 뇌척수액에 유지하였고, 세포의 줄기세포성을 분석하였다. Mesenchymal stem cells were maintained in MEM medium and patient-derived cerebrospinal fluid in the same manner as in Experimental Example 1. The stem cell properties of the cells were analyzed.

줄기세포능에 대한 양성 표면 마커로서, CD90, CD73, CD105, CD166 를 사용하였고, 음성 표면 마커로서, CD14, CD11b, CD19, CD34, CD45, HLA-DR 를 사용하였다. 구체적으로, 유세포 분석을 위해 세포는 DPBS를 사용하여 세척 후, 2% FBS가 함유된 DPBS에 담아 CD90, CD73, CD105, CD166, CD14, CD11b, CD19, CD34, CD45, HLA-DR 마커를 아이스에서 20분간 반응시켰다. 이후, 유세포 분석기(FACS Calibur, Becton Bickinson)를 통해 표면 항원을 분석하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. As positive surface markers for stem cell ability, CD90, CD73, CD105, and CD166 were used, and as negative surface markers, CD14, CD11b, CD19, CD34, CD45, and HLA-DR were used. Specifically, for flow cytometry, cells were washed using DPBS, and then placed in DPBS containing 2% FBS and CD90, CD73, CD105, CD166, CD14, CD11b, CD19, CD34, CD45, and HLA-DR markers on ice. It was allowed to react for 20 minutes. Thereafter, the surface antigen was analyzed through flow cytometry (FACS Calibur, Becton Bickinson), and the results are shown in FIG. 3.

또한, 줄기세포의 분화능을 아래와 같이 분석하였다. In addition, the differentiation ability of stem cells was analyzed as follows.

지방세포 분화능 분석을 위해, 탯줄 유래 중간엽 줄기세포를 지방형성 분화 배지(Adipogenesis differentiation media)(StemPro® Adipogenesis Differentiation Kit, Life Technology)에 넣고 2주 동안 3일 간격으로 배지를 교환하면서 배양하였다. 그 후 배양액을 제거하고 Ca/Mg free DPBS로 세척한 다음 4% 파라포름알데하이드를 넣고 상온에서 15 분 동안 반응시켰다. 60% 이소프로판올을 넣어 세척한 다음 오일 레드 O(Oil Red O)를 넣고 10분 동안 반응시킨 후 정제수로 세척한 후 현미경 하에서 지방세포를 관찰하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. For the analysis of adipocyte differentiation ability, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells were placed in adipogenesis differentiation media (StemPro® Adipogenesis Differentiation Kit, Life Technology) and cultured while changing the medium every 3 days for 2 weeks. Thereafter, the culture solution was removed, washed with Ca/Mg free DPBS, and then 4% paraformaldehyde was added and reacted at room temperature for 15 minutes. After washing with 60% isopropanol, Oil Red O was added and reacted for 10 minutes, and after washing with purified water, adipocytes were observed under a microscope, and the results are shown in FIG. 4.

뼈세포 분화능 분석을 위해, 탯줄 유래 중간엽 줄기세포를 뼈형성 분화 배지(Osteogenesis differentiation media)(StemPro® Osteogenesis Differentiation Kit, Life Technology)에 넣고 2 주 동안 3일 간격으로 배지를 교환하면서 배양하였다. 그 후 배양액을 제고하고 Ca/Mg free DPBS로 세척한 다음 4% 파라포름알데하이드를 넣고 상온에서 15분 동안 반응시켰다. 반응이 끝나면 정제수를 넣어 세척한 다음 1% 실버 니트레이트 용액(silver nitrate solution)을 넣고 상온에서 5 분 동안 반응시킨 후 정제수로 세척한 후 5% 소듐 티오설페이트 용액(Sodium Thiosulfate solution)을 넣고 상온에서 5 분 동안 반응시켰다. 다음에, 정제수로 세척한 후, 0.1% 뉴클리어 패스트 레드 용액(nuclear Fast Red Solution)을 넣고 상온에서 5 분 동안 반응시켰다. 이후, 정제수로 세척하고 현미경하에서 칼슘 축적된 샘플을 분석하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. For the analysis of bone cell differentiation ability, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells were placed in a bone formation differentiation media (StemPro® Osteogenesis Differentiation Kit, Life Technology) and cultured while changing the media every 3 days for 2 weeks. After that, the culture solution was prepared, washed with Ca/Mg free DPBS, and then 4% paraformaldehyde was added and reacted at room temperature for 15 minutes. After the reaction is complete, wash with purified water, add 1% silver nitrate solution, react at room temperature for 5 minutes, wash with purified water, add 5% sodium thiosulfate solution, and then at room temperature. It was reacted for 5 minutes. Next, after washing with purified water, 0.1% Nuclear Fast Red Solution was added and reacted at room temperature for 5 minutes. Thereafter, the samples were washed with purified water and the calcium accumulated samples were analyzed under a microscope, and the results are shown in FIG. 4.

연골세포 분화능 분석을 위해, 탯줄 유래 중간엽 줄기세포를 연골형성 분화 배지(Chondrogenesis differentiation media)(StemPro® Chondrogenesis Differentiation Kit, Life Technology)를 넣고 뚜껑을 느슨하게 닫은 상태로 3 주 동안 3일 간격으로 배지를 교환하면서 배양하였다. 세포덩어리를 파라핀 블록(paraffin block)으로 만든 후 절단하고 알시안 블루(Alcian blue) 염색을 수행하였다. 이후, 광학현미경으로 푸른색으로 염색된 연골세포를 분석하였고, 그 결과를 도 4a에 나타내었고 그를 정량화하여 도 4b에 나타내었다. For the analysis of chondrocyte differentiation ability, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells were placed in chondrogenesis differentiation media (StemPro® Chondrogenesis Differentiation Kit, Life Technology), and the medium was removed every 3 days for 3 weeks with the lid loosely closed. It was cultured while exchanging. The cell mass was made into a paraffin block, cut, and stained with Alcian blue. Thereafter, the blue-stained chondrocytes were analyzed with an optical microscope, and the results are shown in Fig. 4A and quantified and shown in Fig. 4B.

도 3a는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 줄기세포성을 확인하기 위한 양성 마커에 대한 유세포 분석 결과이다.3A is a flow cytometric analysis result of a positive marker for confirming stem cell properties of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.

도 3b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 줄기세포성을 확인하기 위한 음성 마커에 대한 유세포 분석 결과이다.3B is a flow cytometric analysis result of a negative marker for confirming stem cell properties of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.

도 4a는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 분화능을 확인한 현미경 사진이다. Figure 4a is a micrograph confirming the differentiation ability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.

도 4b는 일 구체예에 따른 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 분화능을 확인한 그래프이다. Figure 4b is a graph confirming the differentiation ability of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells according to an embodiment.

도 3에 나타낸 바와 같이, 기존 제형으로 배양액인 MEM-a에 보관하였던 탯줄 중간엽줄기세포에 비해 알츠하이머병 환자 유래 뇌척수액(AD CSF)에 보관된 탯줄 중간엽줄기세포의 마커 발현은 유의적으로 변화하지 않음을 확인할 수 있었다. As shown in Figure 3, compared to the umbilical cord mesenchymal stem cells stored in the culture medium MEM-a as a conventional formulation, the marker expression of the umbilical cord mesenchymal stem cells stored in the cerebrospinal fluid (AD CSF) derived from Alzheimer's disease patients is significantly changed. It was confirmed that it did not.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 뇌척수액(AD CSF)에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포는 지방 세포, 뼈 세포, 및 연골 세포로의 분화 능력을 유지함을 확인할 수 있었다. In addition, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in cerebrospinal fluid (AD CSF) maintained the ability to differentiate into adipocytes, bone cells, and cartilage cells.

실험예 3. 중간엽 줄기세포의 유전자 발현 수준 분석Experimental Example 3. Analysis of gene expression level of mesenchymal stem cells

탯줄 유래 중간엽 줄기세포에서 발현하는 유전자를 분석하기 위하여 줄기세포로부터 RNA를 추출한 후, 라벨링 및 정제를 수행하였다. 라벨된 cDNA를 일루미나 발현 비드칩(Illumina Expression BeadChip)에 혼성화하고 결과를 도출하였으며, 데이터를 통계처리 후, 그 결과를 도 5 내지 도 7에 나타내었다. RNA was extracted from stem cells to analyze genes expressed in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, followed by labeling and purification. The labeled cDNA was hybridized to an Illumina Expression BeadChip and the result was derived. After statistical processing of the data, the results are shown in FIGS. 5 to 7.

확인한 RNA 발현 수준 분석 리스트 아래와 같다. The confirmed RNA expression level analysis list is as follows.

도 5에 나타낸 바와 같이, Stemness Markers: FGF2, INS, LIF, POU5F1, SOX2, TERT, WNT3A, ZFP42; MSC-Specific Markers: ALCAM, ANPEP, BMP2, CASP3, CD44, ENG, ERBB2, FUT4, FZD9, ITGA6, ITGAV, KDR, MCAM, NGFR, NT5E, PDGFRB, PROM1, THY1, VCAM1; Other Genes Associated with MSC: ANXA5, BDNF, BGLAP, BMP7, COL1A1, CSF2, CSF3, CTNNB1, EGF, FUT1, GTF3A, HGF, ICAM1, IFNG, IGF1, IL10, IL1B, IL6, ITGB1, KITLG, MITF, MMP2, NES, NUDT6, PIGS, PTPRC, SLC17A5, TGFB3, TNF, VEGFA, VIM, VWF; MSC Differentiation Markers; (i) Genes Involved in Osteogenesis: BMP2, BMP6, FGF10, HDAC1, HNF1A, KDR, PTK2, RUNX2, SMURF1, SMURF2, TBX5; (ii) Gene Involved in Adipogenesis: PPARG, RHOA, RUNX2; (iii) Gene Involved in Chondrogenesis: ABCB1, BMP2, BMP4, BMP6, GDF5, GDF6, GDF7, HAT1, ITGAX, KAT2B, SOX9, TGFB1; (iv) Gene Involved in Myogenesis: JAG1, NOTCH1; (v) Gene Involved in Tenogenesis (Tendon Development):BMP2, GDF15, SMAD4, TGFB1는 줄기세포성에 관한 것으로, 환자에 따라 크게 변화가 없는 것을 알 수 있었다. As shown in Fig. 5, Stemness Markers: FGF2, INS, LIF, POU5F1, SOX2, TERT, WNT3A, ZFP42; MSC-Specific Markers: ALCAM, ANPEP, BMP2, CASP3, CD44, ENG, ERBB2, FUT4, FZD9, ITGA6, ITGAV, KDR, MCAM, NGFR, NT5E, PDGFRB, PROM1, THY1, VCAM1; Other Genes Associated with MSC: ANXA5, BDNF, BGLAP, BMP7, COL1A1, CSF2, CSF3, CTNNB1, EGF, FUT1, GTF3A, HGF, ICAM1, IFNG, IGF1, IL10, IL1B, IL6, ITGB1, KITLG, MITF, MMP2, NES, NUDT6, PIGS, PTPRC, SLC17A5, TGFB3, TNF, VEGFA, VIM, VWF; MSC Differentiation Markers; (i) Genes Involved in Osteogenesis: BMP2, BMP6, FGF10, HDAC1, HNF1A, KDR, PTK2, RUNX2, SMURF1, SMURF2, TBX5; (ii) Gene Involved in Adipogenesis: PPARG, RHOA, RUNX2; (iii) Gene Involved in Chondrogenesis: ABCB1, BMP2, BMP4, BMP6, GDF5, GDF6, GDF7, HAT1, ITGAX, KAT2B, SOX9, TGFB1; (iv) Gene Involved in Myogenesis: JAG1, NOTCH1; (v) Gene Involved in Tenogenesis (Tendon Development): BMP2, GDF15, SMAD4, and TGFB1 are related to stem cell properties, and it was found that there was no significant change depending on the patient.

그러나, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 일부 유전자, 예를 들면, TNFα에 대해서는 환자별로 발현 양상에 있어서 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 특히, 공통적으로 염증 관련 인자들의 감소가 확인되었다.However, as shown in FIGS. 6 and 7, it was found that some genes, for example, TNFα, showed differences in expression patterns for each patient. In particular, a decrease in inflammation-related factors in common was confirmed.

이상의 결과로, 환자 유래 뇌척수액에 보관하였을 시에, 탯줄 유래 중간엽 줄기세포의 유전자 발현이 환자 맞춤형으로 변화하는 것을 확인할 수 있었다. As a result of the above, when stored in patient-derived cerebrospinal fluid, it was confirmed that the gene expression of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells changed patiently.

또한, 추가적으로, 탯줄 중간엽줄기세포가 알츠하이머병 환자 뇌척수액에 노출되었을 때와 정상인 뇌척수액에 노출되었을 때, 세포의 RNA 발현 수준 변화를 비교하였다. In addition, when umbilical cord mesenchymal stem cells were exposed to cerebrospinal fluid of a patient with Alzheimer's disease and when exposed to normal cerebrospinal fluid, changes in RNA expression levels of cells were compared.

구체적으로, 정상인 유래 뇌척수액을 사용한 것만을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 중간엽줄기세포를 보관하였다. MeV 프로그램을 이용하여 상기 실험과 동일하게 중간엽줄기세포의 유전자 발현을 분석하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다. Specifically, mesenchymal stem cells were stored in the same manner as in Example 1, except that normal human-derived cerebrospinal fluid was used. Using the MeV program, gene expression of mesenchymal stem cells was analyzed in the same manner as in the above experiment, and the results are shown in FIG. 8.

또한, 상기 유전자 발현 분석 결과 각각 발현하는 유전자들이 어떠한 기능을 하는지 분석하기 위해 Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery (DAVID )를 활용하였고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9의 fold enrichment와 count는 결과에 보여지는 function에 관련된 유전자가 얼마나 많은지를 나타낸다. Count는 해당 function에 관여하는 유전자의 개수가 몇 개인지를 나타낸다. Fold enrichment는 분석이 진행된 전체 유전자 중에서 해당 function에 관여하는 유전자의 비율 / 알려진 human genome 에서 해당 function에 관여하는 유전자의 비율로 계산된다. In addition, as a result of the gene expression analysis, Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery (DAVID) was used to analyze what functions each expressed gene had, and the results are shown in FIG. 9. The fold enrichment and count in FIG. 9 indicate how many genes are related to the function shown in the results. Count indicates how many genes are involved in the function. Fold enrichment is calculated as the ratio of the genes involved in the function among the total genes that were analyzed / the ratio of the genes involved in the function in the known human genome.

도 8a은 일 구체예에 따른 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포의 유전자 발현량을 정상인 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포와 비교한 결과이다; 적색: 유전자 발현 증가; 초록색: 유전자 발현 감소. 8A is a result of comparing the gene expression level of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid with umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in cerebrospinal fluid derived from a normal person according to an embodiment; Red: increased gene expression; Green: decreased gene expression.

도 8b는 일 구체예에 따른 정상인 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포 대비 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포에서 증가한 유전자를 벤다이어그램으로 나타낸 도면이다. 8B is a diagram showing genes increased in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid compared to umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in cerebrospinal fluid derived from a normal person according to an embodiment.

도8c는 일 구체예에 따른 환자 유래 뇌척수액에 보관된 탯줄 유래 중간엽줄기세포에서 증가한 유전자들의 기능을 종합적으로 분석한 표를 나타낸 도면이다. 8C is a view showing a table comprehensively analyzing the functions of genes increased in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells stored in patient-derived cerebrospinal fluid according to an embodiment.

도 9는 상기 도 8c에서 증가한 유전자들의 기능을 분석한 결과를 나타낸 도면이다. 9 is a diagram showing the results of analyzing the functions of the genes increased in FIG. 8C.

도 8에 나타낸 바와 같이 정상인 유래 뇌척수액에 노출된 탯줄 중간엽줄기세포과 환자 유래 뇌척수액에 노출된 탯줄 중간엽줄기세포 모두 유전자가 활성화 되어 있으나, 환자 유래 뇌척수액에 노출된 탯줄 중간엽줄기세포의 유전자가 정상 뇌척수액에 노출된 탯줄중간엽줄기세포에 비해 조금 더 많이 활성화된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 환자 유래 뇌척수액에서 공통적으로 활성화된 유전자도 많지만 각각에서 활성화된 유전자도 있는 것으로 보아 환자 특이적인 유전자 활성화 반응도 있는 것을 알 수 있었다. 이어서, 환자 유래 뇌척수액에 노출된 중간엽줄기세포에서 공통적으로 증가한 유전자의 기능을 분석한 결과 신호 펩티드, 성장 인자 활성, 또는 사이토카인 활성과 같이 분비된 인자에 의한 기능이 많이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 신생혈과, 세포 증식, 세포 이동, 세포 부착, 신경 형성 등과 같이 세포의 이동능, 재생능을 활성화시키는 기능이 많이 증가된 것을 확인할 수 있었다. As shown in Figure 8, both umbilical cord mesenchymal stem cells exposed to cerebrospinal fluid derived from a normal person and umbilical cord mesenchymal stem cells exposed to patient-derived cerebrospinal fluid are activated, but the gene of umbilical cord mesenchymal stem cells exposed to patient-derived cerebrospinal fluid is normal It was confirmed that the umbilical cord mesenchymal stem cells exposed to cerebrospinal fluid were slightly more active. In addition, although there are many genes that are commonly activated in patient-derived cerebrospinal fluid, there are also genes that are activated in each, indicating that there is also a patient-specific gene activation response. Subsequently, as a result of analyzing the functions of genes commonly increased in mesenchymal stem cells exposed to patient-derived cerebrospinal fluid, it was confirmed that functions by secreted factors such as signal peptide, growth factor activity, or cytokine activity were greatly increased. In addition, it was confirmed that the functions of activating cell mobility and regeneration ability such as neovascularization, cell proliferation, cell migration, cell adhesion, and neural formation were greatly increased.

도 9에 나타낸 바와 같이, 세포 성분들이 세포 내에서 어디에 위치하는지를 확인한 결과, 대부분의 발현 증가 유전자들이 세포막에서 발현되거나 분비되어 세포 외부로 나가는 것을 확인할 수 있었다. 또한 분자적 기능은 다양한 성장 인자 활성, 세포 부착, 및 사이토카인 활성과 관련이 있음을 알 수 있었다. 상기의 결과는 일 구체예에 따른 뇌척수액에 보관된 중간엽 줄기세포가 여러 활성 단백질을 분비하여 세포치료제로서 사용될 수 있음을 의미한다. As shown in FIG. 9, as a result of confirming where the cellular components are located in the cell, it was confirmed that most of the expression-increasing genes were expressed or secreted in the cell membrane and out of the cell. In addition, it was found that molecular functions are related to various growth factor activities, cell adhesion, and cytokine activity. The above result means that the mesenchymal stem cells stored in the cerebrospinal fluid according to an embodiment can be used as a cell therapy agent by secreting several active proteins.

Claims (12)

신경 퇴행성 질환자의 자가 뇌척수액 및 상기 뇌척수액에 부유된 치료적 유효량의 인간 탯줄 유래 중간엽 줄기세포를 포함하는, 신경 퇴행성 질환의 치료를 위한 줄기세포의 환자 맞춤형 투여 제형. A patient-specific dosage form of stem cells for the treatment of neurodegenerative diseases, comprising autologous cerebrospinal fluid of a neurodegenerative disease person and a therapeutically effective amount of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells suspended in the cerebrospinal fluid. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 투여는 뇌 내 투여인 것인 투여 제형. The dosage form according to claim 1, wherein the administration is intracranial administration. 청구항 1에 있어서, 상기 신경 퇴행성 질환은 알츠하이머병인 투여 제형. The dosage form according to claim 1, wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease. 청구항 1에 있어서, 뇌척수액 0.5 내지 10 ml 당 1x105 내지 1x108 개의 줄기세포를 포함하는 것인 투여 제형. The dosage form according to claim 1, comprising 1x10 5 to 1x10 8 stem cells per 0.5 to 10 ml of cerebrospinal fluid. 청구항 1에 있어서, 상기 줄기세포는 뇌척수액에 보관됨에 따라 줄기세포성은 유지하면서 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 환자 맞춤형으로 변화하거나 또는 더 활성화되는 것인 투여 제형. The dosage form according to claim 1, wherein as the stem cells are stored in the cerebrospinal fluid, the expression of genes or proteins of the stem cells is changed or further activated in a patient-specific manner while maintaining stem cell properties. 청구항 1, 4 내지 7 중 어느 한 항의 제형을 포함하는, 신경 퇴행성 질환의 치료를 위한 세포치료제. Cell therapy for the treatment of neurodegenerative diseases, comprising the formulation of any one of claims 1, 4 to 7. 생체 외에서 인간 탯줄 유래 중간엽 줄기세포를 신경 퇴행성 질환자의 자가 뇌척수액 0.5 내지 10 ml 당 1x105 내지 1 x 108 개 부유되도록 유지하는 단계를 포함하는, 신경 퇴행성 질환의 치료를 위한 환자 맞춤형 줄기세포의 투여 제형 제조 방법.In vitro human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells of a patient-specific stem cell for the treatment of neurodegenerative diseases comprising the step of maintaining 1x10 5 to 1 x 10 8 per 0.5 to 10 ml of autologous cerebrospinal fluid of a neurodegenerative disease Method of making dosage form. 청구항 9에 있어서, 상기 줄기세포는 줄기세포성은 유지하면서 줄기세포의 유전자 또는 단백질 발현이 환자 맞춤형으로 변화하거나, 유전자 또는 단백질 발현이 더 활성화되는 단계를 더 포함하는 것인 제조 방법. The method according to claim 9, wherein the stem cell further comprises the step of further activating the gene or protein expression of the stem cell while maintaining the stem cellity and changing the gene or protein expression of the stem cell to be patient-specific. 청구항 9에 있어서, 상기 유지하는 단계는 적어도 6시간 이상인 것인 제조 방법. The method of claim 9, wherein the maintaining step is at least 6 hours or longer. 청구항 9에 있어서, 상기 신경 퇴행성 질환은 알츠하이머병인 제조 방법.The method of claim 9, wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease.
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