KR102547900B1 - Preparation method of lacrimal gland and use thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 눈물샘 오가노이드의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 눈물샘 오가노이드, 상기 눈물샘 오가노이드를 포함하는 안구건조증의 예방 또는 치료 제제, 및 상기 눈물샘 오가노이드를 이용한 안구건조증의 예방 또는 치료 물질의 스크리닝 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 눈물샘 오가노이드는 인간 눈물샘 조직과 조직 유사성이 높고, 눈물 분비능이 우수하며, 특히 생체 내로 이식되는 경우 손상된 눈물샘 조직을 재생시켜 눈물 분비능을 정상화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드의 제조방법은 생체 조직과 조직의 형태 및 기능이 유사한 눈물샘 오가노이드를 제조하는데 활용될 수 있고, 상기 제조된 눈물샘 오가노이드는 쇼그렌 증후군, 각막 건조증 등의 안구건조증의 치료 물질로서 사용되거나, 또는 상기 안구건조증의 치료 물질을 스크리닝하는 방법으로 유용하게 활용될 수 있다.
The present invention relates to a method for preparing lacrimal gland organoids. In addition, the present invention relates to a lacrimal gland organoid prepared by the above preparation method, a preparation for preventing or treating dry eye syndrome containing the lacrimal gland organoid, and a screening method for a substance for preventing or treating dry eye syndrome using the lacrimal gland organoid. .
The lacrimal gland organoid prepared according to the present invention has high tissue similarity to human lacrimal tissue and excellent tear secretion ability, and in particular, when transplanted into a living body, it can regenerate damaged lacrimal tissue to normalize tear secretion ability. Therefore, the method for preparing lacrimal organoids according to the present invention can be used to prepare lacrimal organoids having a similar shape and function to living tissue, and the prepared lacrimal organoids can be used to treat dry eye symptoms such as Sjögren's syndrome and dry cornea. It can be used as a treatment substance for, or can be usefully utilized as a method of screening the treatment substance for dry eye syndrome.

Description

눈물샘 오가노이드의 제조방법 및 이의 용도{PREPARATION METHOD OF LACRIMAL GLAND AND USE THEREOF}Manufacturing method of lacrimal gland organoid and its use {PREPARATION METHOD OF LACRIMAL GLAND AND USE THEREOF}

본 발명은 눈물샘 오가노이드의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 눈물샘 오가노이드, 상기 눈물샘 오가노이드를 포함하는 안구건조증의 예방 또는 치료 제제, 및 상기 눈물샘 오가노이드를 이용한 안구건조증의 예방 또는 치료 물질의 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing lacrimal gland organoids. In addition, the present invention relates to a lacrimal gland organoid prepared by the above preparation method, a preparation for preventing or treating dry eye syndrome containing the lacrimal gland organoid, and a screening method for a substance for preventing or treating dry eye syndrome using the lacrimal gland organoid. .

안구건조증(Dry eye disease)은 전세계 인구의 11 내지 22% 정도가 앓고 있는 비교적 흔한 질병이며, 이중에서 절반은 눈물샘이 구조적, 기능적으로 손상된 중증의 안구건조증 환자이다. 안구건조증은 주로 눈물샘의 물리적인 손상 및 기능적 교란에 의해 발생하고, 눈물막 안정성 부족을 특징으로 하는 안구 표면의 다인성 질환으로 정의되고 있다. 또한, 눈물막의 불안전성, 과삼투압(hyper osmolarity), 안구 표면 염증 및 손상, 신경 감각 이상 등의 증상을 동반한다. 이러한 안구건조증의 1차적인 원인은 눈물샘의 외상 또는 기능 이상이며, 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome), 류마티스성 관절염, 전신성 홍반성 루푸스와 같은 전신성 자가면역질환 등도 안구건조증을 야기하는 2차적인 원인으로 여겨지고 있다. Dry eye disease (Dry eye disease) is a relatively common disease suffered by about 11 to 22% of the world's population, half of which are severe dry eye disease patients with structural and functional damage to the lacrimal gland. Dry eye syndrome is defined as a multifactorial disease of the ocular surface mainly caused by physical damage and functional disturbance of the lacrimal gland and characterized by a lack of tear film stability. In addition, it is accompanied by symptoms such as tear film instability, hyper osmolarity, ocular surface inflammation and damage, and neurosensory abnormalities. The primary cause of dry eye syndrome is trauma or dysfunction of the lacrimal gland, and systemic autoimmune diseases such as Sjogren's syndrome, rheumatoid arthritis, and systemic lupus erythematosus are also considered secondary causes of dry eye syndrome. there is.

한편, 눈물을 생성하는 기관인 눈물샘은 샘꽈리 세포(acini cell), 췌관 세포(ductal cell) 및 근상피 세포(myoepithelial cells)의 세 종류의 세포로 이루어져 있고, 샘꽈리 세포는 분비과립으로 채워져 있으며 눈물 등을 생성하는 장액 세포(serous cell)로 구성되어 있다. 근상피세포가 샘꽈리 세포와 췌관 세포의 기저면을 둘려싸고 있는 형태이며, 이들 세포는 샘꽈리 세포에 압력을 가하여 액체를 관으로 배출한다. 이러한 눈물샘은 다양한 원인에 의해 손상될 수 있다. 예를 들어, 암 치료를 위한 방사선 조사에 의해서도 손상된다고 알려져 있으며(S S Batth et al., Br J Radiol. 2013 Dec, 86(1032): 20130459.), 눈물샘이 손상되어 발병한 안구건조증은 완치가 어려우며 심할 경우 각막이 말라 시력이 심하게 저하될 우려가 있다.On the other hand, the lacrimal gland, an organ that produces tears, is composed of three types of cells: acini cells, ductal cells, and myoepithelial cells. The acinar cells are filled with secretory granules and produce tears. It is composed of serous cells that produce the back. Myoepithelial cells surround the basal surface of acinar cells and pancreatic duct cells, and these cells exert pressure on the acinar cells to expel fluid into the duct. These lacrimal glands can be damaged for a variety of reasons. For example, it is known that it is also damaged by radiation for cancer treatment (S S Batth et al., Br J Radiol. 2013 Dec, 86(1032): 20130459.), and dry eye syndrome caused by damage to the tear gland is cured. It is difficult, and in severe cases, the cornea may dry out and severely deteriorate vision.

현재 개발된 안구건조증의 치료 방법으로는 안구 표면에 수분 및 추가 윤활을 공급하는 인공 눈물 점안제를 사용하고 있으며, 만성 염증 증상을 해결하기 위해 항염증제 및 국소 면역 억제제를 사용하기도 한다. 그러나, 치료제로 사용하는 이러한 스테로이드 계열의 약물은 단시간의 효과는 볼 수 있으나, 부작용이 심하고 완전히 손상된 눈물샘 조직에서의 효능은 없다는 단점이 있었다. As a currently developed treatment method for dry eye syndrome, artificial tear eye drops that supply moisture and additional lubrication to the ocular surface are used, and anti-inflammatory drugs and topical immunosuppressants are also used to solve chronic inflammatory symptoms. However, these steroid-based drugs used as therapeutic agents have short-term effects, but have severe side effects and no efficacy in completely damaged lacrimal tissue.

이에 따라, 손상된 눈물샘을 재생할 수 있는 오가노이드 제제가 새로운 전략으로 대두되고 있다. 오가노이드는 특정 줄기세포에서 분화한 세포의 집합체로서, 체내의 실제 조직과 매우 유사한 구조적, 조직학적 특성을 가지고 있기 때문에 손상된 조직의 재생에 사용 가능하다. 특히, 오가노이드는 조직의 특성을 유지하면서 in vitro 배양이 가능하다는 점에서, 세포 및 동물실험을 대체할 수 있어 당업계에서 많은 기대를 받고 있다.Accordingly, an organoid preparation capable of regenerating damaged lacrimal glands has emerged as a new strategy. Organoids are aggregates of cells differentiated from specific stem cells and can be used for regeneration of damaged tissues because they have structural and histological characteristics very similar to actual tissues in the body. In particular, since organoids can be cultured in vitro while maintaining tissue characteristics, they are highly anticipated in the art as they can replace cell and animal experiments.

관련하여, 당업계에서는 실제 조직과 유사한 형태의 오가노이드를 활용하기 위한 연구를 활발히 진행하고 있다. 예를 들어, 눈물샘 재생을 위한 치료제로서 2차원 배양을 통한 중간엽 줄기세포를 이용한 연구가 진행된바 있었다(Samantha You et al., Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011 Apr 4, 52(5):2087-94.). 다만, 제조된 줄기세포치료제의 안구건조증에 대한 치료 효과는 아직까지 검증되지 않은 상태이다.In this regard, in the art, research is being actively conducted to utilize organoids having a form similar to actual tissues. For example, a study using mesenchymal stem cells through two-dimensional culture as a treatment for lacrimal gland regeneration has been conducted (Samantha You et al., Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011 Apr 4, 52(5):2087-94 .). However, the therapeutic effect of the manufactured stem cell therapy for dry eye syndrome has not yet been verified.

이에, 본 발명자들은 손상된 눈물샘 조직을 재생시킴으로써 안구건조증을 치료하는 눈물샘 오가노이드를 개발하기 위한 다양한 연구를 진행하였다. 그 결과, 특정 배양 성분이 조합된 배지와 마트리겔을 이용한 3차원 배양을 통해 인간 눈물샘 오가노이드를 제조하는 방법을 개발하였고, 상기 방법으로 제조된 오가노이드는 실제 눈물샘 조직과 조직 형태가 유사하고, 눈물 분비능이 유사하며, 특히 생체 내 이식되는 경우 손상된 눈물샘 조직을 재생시킬 수 있음을 실험적으로 입증함에 따라 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors conducted various studies to develop lacrimal gland organoids that treat dry eye syndrome by regenerating damaged lacrimal tissue. As a result, a method for producing human lacrimal gland organoids was developed through 3-dimensional culture using Matrigel and a medium in which specific culture components were combined, and the organoids prepared by the method have a similar tissue shape to actual lacrimal tissue, The present invention has been completed as it has been experimentally proven that the tear secretion ability is similar and that damaged tear tissue can be regenerated, especially when transplanted in vivo.

본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.Each description and embodiment disclosed herein can be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed herein fall within the scope of the present invention. In addition, it cannot be seen that the scope of the present invention is limited by the specific descriptions described below.

또한, 본 명세서에서 특별히 정의되지 않은 용어들에 대해서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 문맥상 특별히 정의하지 않은 경우라면, 단수는 복수를 포함하며, 복수는 단수를 포함한다.In addition, terms not specifically defined in this specification should be understood to have meanings commonly used in the technical field to which the present invention belongs. In addition, unless otherwise defined in context, singular includes plural, and plural includes singular.

본 발명의 하나의 양태는 하기 단계를 포함하는, 눈물샘 오가노이드의 제조방법을 제공한다: a) 개체에서 분리된 눈물샘 조직에서 세포를 분리하는 단계; 및 b) 상기 단계 a)에서 분리한 세포를 마트리겔 내에서 배양하는 단계.One aspect of the present invention provides a method for preparing a lacrimal gland organoid comprising the following steps: a) isolating cells from lacrimal tissue isolated from a subject; and b) culturing the cells isolated in step a) in Matrigel.

용어, "오가노이드(organoid)"는 3D 입체구조를 가지는 세포덩어리를 의미한다. 동물 등에서 수집, 취득, 채취하지 않고 인공적인 배양 과정을 통하여 제조한 것으로서, 축소되고 단순화된 버전의 기관으로 정의된다. The term "organoid" refers to a cell mass having a 3D three-dimensional structure. It is defined as a reduced and simplified version of an organ that is manufactured through an artificial culture process without collection, acquisition, or collection from animals, etc.

상기 a) 단계는 개체에서 분리된 눈물샘 조직에서 세포를 분리하는 단계로서, 눈물샘 유래 줄기세포를 수득하는 단계이다.Step a) is a step of isolating cells from the lacrimal gland tissue isolated from the subject, and is a step of obtaining lacrimal gland-derived stem cells.

용어, "개체"는 안구건조증이 발병된 적이 없는 개체, 발병될 가능성이 있는 개체, 발병된 개체, 또는 발병된 후 완치된 개체를 모두 포함하며, 인간 또는 임의의 비인간 동물 등을 제한 없이 포함할 수 있다. 상기 비인간 동물은 척추동물, 예컨대 영장류, 개, 소, 말, 돼지, 설치류, 예컨대 마우스, 래트, 햄스터, 기니피그 등일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 "개체"는 "대상체" 또는 "환자"와 상호교환적으로 사용될 수 있다.The term "individual" includes all subjects who have never had dry eye syndrome, those who are likely to have it, those who have it, or those who have been cured after it has occurred, and may include, without limitation, humans or any non-human animals. can The non-human animals may be vertebrates such as primates, dogs, cows, horses, pigs, rodents such as mice, rats, hamsters, guinea pigs, and the like. In this specification, the "individual" may be used interchangeably with "subject" or "patient".

상기 눈물샘 조직에서 분리되는 세포는 눈물샘 조직을 절단하는 과정 및 효소 분해 과정을 통해 분리되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 절단은 물리적인 절단 또는 기계적인 절단을 모두 포함하며, 당업계에 알려진 일반적인 조직의 절단 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 상기 효소 분해는 당업계에 알려진 일반적인 효소 분해 조건으로 수행될 수 있으며, 예로서 디스파아제(dispase) Ⅱ, DNA 분해효소(DNase) Ⅰ 및 콜라겐 분해효소(collagenase) Ⅱ로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 효소를 사용하여 수행될 수 있다.The cells separated from the lacrimal tissue may be separated through a process of cutting the lacrimal tissue and an enzymatic degradation process. Specifically, the cutting includes both physical cutting and mechanical cutting, and may be performed by a general tissue cutting method known in the art. In addition, the enzymatic degradation may be performed under general enzymatic degradation conditions known in the art, for example selected from the group consisting of dispase Ⅱ, DNase Ⅰ and collagenase Ⅱ This can be done using one or more enzymes.

상기 b) 단계는 상기 단계 a)에서 분리한 세포를 마트리겔 내에서 배양하는 단계로서, 눈물샘 유래 세포 또는 줄기세포를 마트리겔을 이용하여 3차원으로 배양함으로써 조직과 유사한 형태의 눈물샘 오가노이드를 형성시키는 단계이다.Step b) is a step of culturing the cells isolated in step a) in Matrigel, and by culturing the lacrimal gland-derived cells or stem cells in a three-dimensional manner using Matrigel, lacrimal gland organoids having a tissue-like shape are formed. It is a step to

용어, "마트리겔(matrigel)"은 EHS (Engelbreth-Holm-Swarm) 마우스의 육종세포에서 추출된 단백질 복합체(BD Bioscience사의 제품명)를 의미한다. 상기 마트리겔은 라미닌(lamonin), 콜라겐(collagen), 헤파란 설페이트 프로테오글리칸(heparin sulfate proteoglycan)과 같은 세포외 매트릭스(extracellular matrix; ECM), 및 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor; FGF), 상피세포 성장인자(epiderma growth factor; EFG), 인슐린 성장인자(insulin-like growth factor; IGF), 형질전환 성장인자-베타(transforming growth factor-beta; TGF-β), 혈소판 유래 성장인자(platelet-derived growth factor; PDGF)와 같은 성장인자를 포함하고 있다.The term "matrigel" refers to a protein complex (product name of BD Bioscience) extracted from sarcoma cells of EHS (Engelbreth-Holm-Swarm) mice. The matrigel is an extracellular matrix (ECM) such as laminin, collagen, heparan sulfate proteoglycan, and fibroblast growth factor (FGF), epithelial cells Epiderma growth factor (EFG), insulin-like growth factor (IGF), transforming growth factor-beta (TGF-β), platelet-derived growth factor factor; PDGF).

본 발명에서, 상기 마트리겔은 배양 플레이트에 부착되어 돔 형태를 갖는 것일 수 있다. 오가노이드, 또는 이를 포함하는 마트리겔을 배양 플레이트에 부착하여 배양하는 경우, 부착되지 않고 떠다니는 형태의 플로팅 배양(floating culture)보다 배양 효율면에서 다양한 이점을 갖는다. 예로서, 5일 이상의 장기간으로 배양하는 경우에는 2 내지 3일 간격으로 배양 배지를 교체하는 것이 필수적인데, 플로팅 배양의 경우에는 배지 교체 시 오가노이드가 손실될 우려가 높지만, 배양 플레이트에 부착되어 고정된 경우에는 배지 교체 시 오가노이드의 손실이 없고, 배지 교체 시간이 단축될 수 있다.In the present invention, the matrigel may be attached to the culture plate and have a dome shape. When the organoid or Matrigel containing the same is attached to a culture plate and cultured, it has various advantages in terms of culture efficiency compared to floating culture without attachment. For example, in the case of long-term culture of 5 days or more, it is essential to replace the culture medium every 2 to 3 days. In the case of floating culture, organoids are highly likely to be lost when the medium is replaced, but they are attached to the culture plate and fixed. In this case, there is no loss of organoids during medium replacement, and the medium replacement time can be shortened.

본 발명에서, 상기 배양은 Wnt, R-스폰딘(R-Spondin), FGF-2, N2, 니코틴아마이드(Nicotinamide), A83-01, 노긴(Noggin), EGF, 인슐린(Insulin), 덱사메타손(Dexametasone), Y-27632, N-아세틸-L-시스테인(N-Acetyl-L-cysteine)을 포함하는 DMEM/F12(Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12)로 수행되는 것일 수 있다.In the present invention, the culture is Wnt, R-Spondin, FGF-2, N2, Nicotinamide, A83-01, Noggin, EGF, Insulin, Dexametasone ), Y-27632, and DMEM/F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12) containing N-Acetyl-L-cysteine.

오가노이드 제조방법에 대한 당업계의 종래 기술은 성분이 각각 다른 최소 2 종류의 배양 배지를 사용하고 있다. 예로서, 배양 초기에는 오가노이드의 크기 등을 성장시키기 위한 성장 배지를 사용하고, 이후 상기 성장 배지를 제거한 후에 오가노이드를 특정 조직으로 분화시키기 위한 분화 배지를 사용하였다. 그러나, 서로 다른 성분의 배양 배지를 2 종류 이상 사용하는 기존의 오가노이드 제조 방법은 비용이 많이 들고, 제조 공정이 복잡해지는 단점이 있었다.Conventional techniques in the art for organoid production methods use at least two types of culture media having different components. For example, in the initial stage of culture, a growth medium for growing the size of organoids was used, and then, after the growth medium was removed, a differentiation medium for differentiating organoids into specific tissues was used. However, conventional methods for preparing organoids using two or more types of culture media having different components have disadvantages such as high cost and complicated manufacturing processes.

또한, 오가노이드는 그 특성상 배양 조건에 따라 제조 결과가 현저히 달라지는 특징을 갖는다. 배양 조건의 예로서, 배양일, 배양 온도, 배양 배지, 배양 기질 등의 배양 조건이 오가노이드의 특성을 결정하는 중요한 요인이며, 그 중에서도 배지 조건이 줄기세포에 다양한 신호전달 경로를 조절함으로써 오가노이드가 원하는 조직 또는 기관과 유사한 특성을 갖도록 성장시키는데 가장 큰 역할을 수행한다.In addition, due to the nature of organoids, the production results vary significantly depending on the culture conditions. As an example of culture conditions, culture conditions such as culture day, culture temperature, culture medium, and culture substrate are important factors in determining the characteristics of organoids. It plays the biggest role in growing to have characteristics similar to the desired tissue or organ.

본 발명에서는, 서로 다른 배지 조건에서 배양한 오가노이드는 실제 조직과의 유사성 또는 생존능 측면에서 매우 다른 특성을 나타냄을 확인하였고, 실제 조직과 형태, 기능이 매우 유사하고, 특히 생존능이 증가하여 치료 물질 또는 치료 물질의 스크리닝 등에 활용할 수 있는 정도의 충분한 수의 오가노이드를 수득할 수 있는 최적의 배양 배지 조건을 확립하였다. 나아가, 상기 배양 배지를 사용하는 경우에는 2 종류 이상의 배양 배지를 사용하지 않고, 상기 1 종류의 배양 배지만을 사용하여도 오가노이드의 성장 및 분화를 성공적으로 유도할 수 있음을 확인하였다.In the present invention, it was confirmed that organoids cultured in different media conditions show very different characteristics in terms of similarity to real tissues or viability, and are very similar in shape and function to real tissues, and in particular, have increased viability, resulting in therapeutic substances. Alternatively, an optimal culture medium condition capable of obtaining a sufficient number of organoids that can be utilized for screening of a therapeutic substance was established. Furthermore, when using the above culture medium, it was confirmed that growth and differentiation of organoids could be successfully induced even when only one kind of culture medium was used instead of two or more kinds of culture medium.

구체적으로, 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드 제조방법은 Wnt, R-스폰딘(R-Spondin), FGF-2, N2, 니코틴아마이드, A83-01, 노긴(Noggin), EGF, 인슐린, 덱사메타손, Y-27632, N-아세틸-L-시스테인을 포함하는 배양 배지를 사용하는 것일 수 있다. 상기 Wnt는 Wnt 조건화 배지 (Wnt conditioned media)에서 수득된 것이거나, 또는 Wnt 조건화 배지일 수 있다. 또한, 상기 R-스폰딘은 R-스폰딘 조건화 배지에서 수득된 것이거나, 또는 R-스폰딘일 수 있다.Specifically, the method for preparing lacrimal gland organoids according to the present invention includes Wnt, R-spondin, FGF-2, N2, nicotinamide, A83-01, Noggin, EGF, insulin, dexamethasone, Y -27632, a culture medium containing N-acetyl-L-cysteine may be used. The Wnt may be obtained from Wnt conditioned media, or Wnt conditioned media. In addition, the R-spondin may be obtained from an R-spondin conditioned medium, or may be R-spondin.

바람직하게, Wnt는 40 내지 60 v/v%, 더욱 구체적으로 45 내지 55 v/v%, 가장 구체적으로 50 v/v%으로 사용될 수 있고; R-스폰딘은 1 내지 20 v/v%, 더욱 구체적으로 5 내지 15 v/v%, 가장 구체적으로 10 v/v%으로 사용될 수 있고; FGF-2는 10 내지 30 ng/㎖, 더욱 구체적으로 15 내지 25 ng/㎖, 가장 구체적으로 20 ng/㎖으로 사용될 수 있고; N2는 0.1 내지 2X, 더욱 구체적으로 0.5 내지 1.5X, 가장 구체적으로 1X로 사용될 수 있고; 니코틴아마이드는 1 내지 20 mM, 더욱 구체적으로 5 내지 15 mM, 가장 구체적으로 10 mM으로 사용될 수 있고; A83-01는 300 내지 700 nM, 더욱 구체적으로 400 내지 500 nM, 가장 구체적으로 500 nM으로 사용될 수 있고; 노긴은 1 내지 200 ng/㎖, 더욱 구체적으로 50 내지 150 ng/㎖, 가장 구체적으로 100 ng/㎖으로 사용될 수 있고; EGF는 10 내지 30 ng/㎖, 더욱 구체적으로 15 내지 25 ng/㎖, 가장 구체적으로 20 ng/㎖으로 사용될 수 있고; 인슐린은 1 내지 20 ㎍/㎖, 더욱 구체적으로 5 내지 15 ㎍/㎖, 가장 구체적으로 10 ㎍/㎖으로 사용될 수 있고; 덱사메타손은 0.1 내지 2 μM, 더욱 구체적으로 0.5 내지 1.5 μM, 가장 구체적으로 1 μM으로 사용될 수 있고; Y-27632는 1 내지 20 μM, 더욱 구체적으로 5 내지 15 μM, 가장 구체적으로 10 μM로 사용될 수 있고; 및 N-아세틸-L-시스테인은 100 내지 1,000 μM, 더욱 구체적으로 250 내지 750 μM, 가장 구체적으로 500 μM로 사용될 수 있다.Preferably, Wnt may be used at 40 to 60 v/v%, more specifically at 45 to 55 v/v%, and most specifically at 50 v/v%; R-spondin may be used at 1 to 20 v/v%, more specifically at 5 to 15 v/v%, and most specifically at 10 v/v%; FGF-2 may be used at 10 to 30 ng/ml, more specifically 15 to 25 ng/ml, most specifically 20 ng/ml; N2 may be used from 0.1 to 2X, more specifically from 0.5 to 1.5X, and most specifically from 1X; nicotinamide may be used at 1 to 20 mM, more specifically at 5 to 15 mM, and most specifically at 10 mM; A83-01 can be used at 300 to 700 nM, more specifically at 400 to 500 nM, and most specifically at 500 nM; Noggin can be used at 1 to 200 ng/ml, more specifically 50 to 150 ng/ml, and most specifically 100 ng/ml; EGF may be used at 10 to 30 ng/ml, more specifically 15 to 25 ng/ml, and most specifically 20 ng/ml; Insulin can be used at 1 to 20 μg/ml, more specifically 5 to 15 μg/ml, most specifically 10 μg/ml; dexamethasone may be used at 0.1 to 2 μM, more specifically 0.5 to 1.5 μM, most specifically 1 μM; Y-27632 can be used at 1 to 20 μM, more specifically 5 to 15 μM, most specifically 10 μM; and N-acetyl-L-cysteine at 100 to 1,000 μM, more specifically 250 to 750 μM, most specifically 500 μM.

또한, 상기 단계 b)의 배양은 1 내지 19 계대(passage) 수행되는 것일 수 있다.In addition, the culture of step b) may be performed in 1 to 19 passages.

용어, "계대(passage)"는 배양 중인 세포 또는 이로부터 형성된 오가노이드의 일부 또는 전부를 새로운 배양 환경(플레이트)로 옮기는 과정을 의미하며, 오가노이드를 목적하는 양으로 수득하기 위하여 수행된다. 계대가 증가할수록 동일한 특성을 갖는 오가노이드를 더 많은 양으로 수득할 수 있으나, 오가노이드를 새로운 배양 플레이트로 옮기는 과정 중에 세포가 손상을 입을 수 있기 때문에 계대 수를 증가시킬 수 있는 오가노이드의 배양 방법의 개발이 시급하였다. 본 발명에서는, 전술한 배지 조건을 사용하는 경우, 오가노이드를 손상시키지 않으면서, 오가노이드의 배양을 1 내지 19 계대 수행할 수 있음을 확인하였다.The term "passage" refers to a process of transferring some or all of the cells in culture or organoids formed therefrom to a new culture environment (plate), and is performed to obtain organoids in a desired amount. As the number of passages increases, a larger amount of organoids with the same characteristics can be obtained, but since the cells may be damaged during the process of transferring the organoids to a new culture plate, an organoid culture method capable of increasing the number of passages development was urgently needed. In the present invention, it was confirmed that organoids could be cultured from 1 to 19 passages without damaging the organoids when using the above-described medium conditions.

구체적으로, 상기 1 계대는 1 내지 20일 동안 수행되는 것일 수 있다. 1 내지 20일의 배양 기간 동안 크기가 커짐과 동시에 실제 조직과 유사한 조직학적 특성을 갖추게 되며, 종국적으로 실제 조직과 유사한 기능을 수행할 수 있게 된다.Specifically, the first passage may be performed for 1 to 20 days. During the culture period of 1 to 20 days, the size increases, and at the same time, it has histological characteristics similar to real tissues, and eventually it is possible to perform functions similar to real tissues.

본 발명에서, 상기 눈물샘 오가노이드는 리소좀(Lysozyme; LYZ), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5; AQP5), E-카드헤린(E-Cadherin; E-CAD) 및 비멘틴(Vimentin; VIM)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 특이적으로 발현하는 것일 수 있다. 상기 리소좀, α-SMA, 아쿠아포린 5, E-카드헤린 및 비멘틴 단백질은 줄기세포에서 눈물샘 조직으로의 분화 및 발달 시 특이적으로 관찰되는 단백질이며, 눈물샘 오가노이드의 마커로 사용되고 있다(Zaki Hakami et al., Eur J Oral Sci. 2020 Oct, 128(5):379-385; Shubha Tiwari et al., PLoS One. 2012, 7(1):e29458.).In the present invention, the lacrimal gland organoids are lysozyme (LYZ), alpha-smooth muscle actin (α-SMA), aquaporin 5 (AQP5), E-cadherin (E-CAD) And it may be to specifically express one or more selected from the group consisting of Vimentin (VIM). The lysosome, α-SMA, aquaporin 5, E-cadherin, and vimentin proteins are proteins specifically observed during differentiation and development of lacrimal tissue from stem cells, and are used as markers of lacrimal gland organoids (Zaki Hakami et al., Eur J Oral Sci. 2020 Oct, 128(5):379-385; Shubha Tiwari et al., PLoS One. 2012, 7(1):e29458.).

또한, 상기 눈물샘 오가노이드는 분비과립(secretory granule)을 포함하는 것일 수 있다. In addition, the lacrimal gland organoids may include secretory granules.

용어, "분비과립"은 분비 물질을 저장하고, 분비를 조절하는 세포 소기관을 의미하며, 주로 신경내분비 세포(neuroendocrine cell), 백혈구의 일종인 과립구(granulocyte), 눈물샘에 존재하는 샘꽈리 세포(acini cell), 장액 세포(serous cell) 등의 세포에 존재한다고 알려져 있다. 구체적으로, 상기 분비과립은 눈물을 생성하고, 이를 저장하며, 이를 분비하는 것일 수 있다.The term "secretory granules" refers to organelles that store secreted substances and control secretion, mainly neuroendocrine cells, granulocytes, a type of white blood cell, and acinar cells present in lacrimal glands (acini). It is known to exist in cells such as cell) and serous cell. Specifically, the secretory granules may produce tears, store them, and secrete them.

또한, 상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료 물질 처리 시 Ca2+ 흡수량, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현량 또는 시크리톰(secretome) 분비량이 증가하는 것일 수 있다. 이때, 상기 안구건조증 안구건조증의 예방 또는 치료 물질의 구체적인 예로는 필로카프린(pilocarpine), 세비메린(cevimeline), 시클로스포린(ciclosporin) 및 레바미피드(rebamipid)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 안구건조증의 치료에 사용되는 한, 이에 제한되지 않는다.In addition, the lacrimal gland organoid may increase Ca 2+ absorption, β-hexosaminidase expression, or secretome secretion when treated with a substance for preventing or treating dry eye syndrome. At this time, specific examples of the substance for preventing or treating dry eye syndrome may be at least one selected from the group consisting of pilocarpine, cevimeline, ciclosporin, and rebamipid. , as long as it is used for the treatment of dry eye syndrome, but is not limited thereto.

구체적으로, 눈물샘에서 눈물이 분비되기 위해서는 먼저 눈물샘을 구성하는 세포막의 Ca2+ 이온 채널을 통해 세포 밖에 존재하는 Ca2+가 세포 내로 흡수(uptake)되게 된다. 이러한 세포 내부로의 Ca2+ 흡수 및 농도 증가는 눈물 분비를 유도하는데, 쇼그렌 증후군을 앓는 등의 안구건조증 환자는 세포막에 Ca2+ 채널이 존재하지 않기 때문에 Ca2+ 신호전달경로가 제대로 이루어지지 않는다고 알려져 있다(Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al., Sci Rep. 2017;7(1):6965.). 또한, 리소좀 단백질의 일종인 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase)는 주로 눈물이나 혈장의 리소좀에 포함되어 있다고 알려져 있으며, 안구 표면에서 병원균 또는 독성 물질을 분해하여 안구를 보호하는 역할을 수행한다(Sofia V Andersson et al., Glycobiology. 2005 Mar, 15(3):211-20.). 또한, 시크리톰(secretome)은 세포에서 발현되고, 세포외 공간으로 분비되는 단백질의 집합이며, 사이토카인, 성장인자, 접합분자, 프로테아제, 세포외 기질 단백질 등이 포함되어 있다고 알려져 있다. 본 발명의 시크리톰은 세포외 소기관, 엑소좀, 소낭 등을 구성하는 단백질로서 눈물을 생성하는데 관여하는 단백들의 집합일 수 있다.Specifically, in order to secrete tears from the lacrimal gland, first, Ca 2+ present outside the cell is absorbed into the cell through the Ca 2+ ion channel of the cell membrane constituting the lacrimal gland. This Ca 2+ absorption and concentration increase into the cell induces tear secretion, but dry eye patients such as Sjogren's syndrome do not have Ca 2+ channels in the cell membrane, so the Ca 2+ signaling pathway is not properly performed. (Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al. ., Sci Rep. 2017;7(1):6965.). In addition, beta-hexosaminidase, a type of lysosomal protein, is known to be mainly contained in lysosomes of tears or blood plasma, and serves to protect the eye by decomposing pathogens or toxic substances on the ocular surface. (Sofia V Andersson et al., Glycobiology. 2005 Mar, 15(3):211-20.). In addition, the secretome is a set of proteins expressed in cells and secreted into the extracellular space, and is known to include cytokines, growth factors, junction molecules, proteases, extracellular matrix proteins, and the like. The secretome of the present invention is a protein constituting extracellular organelles, exosomes, vesicles, and the like, and may be a set of proteins involved in tear production.

본 발명에서, 상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료를 위한 것일 수 있다. In the present invention, the lacrimal gland organoid may be for preventing or treating dry eye syndrome.

용어, "안구건조증"은 눈물이 부족하거나 눈물이 지나치게 증발해 생기는 질환으로서, 눈물이 마르거나 흐르지 않아 안구 표면이 쉽게 손상되는 질환을 의미한다. 눈물샘 손상에 의한 안구건조증, 안구표면의 손상에 의한 안구건조증, 노화에 의한 안구건조증, 방사선 조사에 의한 안구건조증, 누선염, 누낭염, 눈물길 협착, 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome), 무루증(alacrima), 건성각결막염(Keratoconjunctivitis sicca), 스티븐 존슨 증후군(Stevens Johnson syndrome) 및 이식편대숙주질환(Graft versus host disease)으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 안구건조를 야기하는 질환이라면 모두 포함된다.The term "dry eye syndrome" refers to a disease caused by lack of tears or excessive evaporation of tears, in which the surface of the eyeball is easily damaged because tears do not dry or flow. Dry eye due to tear gland damage, dry eye due to damage to the ocular surface, dry eye due to aging, dry eye due to irradiation, dacryocystitis, dacryocystitis, lacrimal stenosis, Sjogren's syndrome, alacrima , Keratoconjunctivitis sicca, Stevens Johnson syndrome, and graft versus host disease, but not limited to one or more selected from the group consisting of, but not limited thereto, if the disease causes dry eye all included

본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 제조방법으로 제조된 눈물샘 오가노이드를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a lacrimal gland organoid prepared by the above production method.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 상기 제조방법으로 제조된 눈물샘 오가노이드를 포함하는, 안구건조증의 예방 또는 치료 제제를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a preparation for preventing or treating dry eye syndrome, including the lacrimal gland organoid prepared by the above preparation method.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 상기 방법에 따라 제조된 눈물샘 오가노이드를 개체에 이식하는 단계를 포함하는, 안구건조증의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method for preventing or treating dry eye syndrome, comprising transplanting the lacrimal gland organoid prepared according to the above method to a subject.

본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드, 안구건조증의 예방 또는 치료 제제, 및 안구건조증의 예방 또는 치료 방법에서, 각 용어는 특별히 언급하지 않는 한 상기 눈물샘 오가노이드의 제조방법에서 설명한 바와 동일한 의미를 갖는다.In the lacrimal gland organoid, preparation for preventing or treating dry eye syndrome, and method for preventing or treating dry eye syndrome according to the present invention, each term has the same meaning as described in the method for preparing the lacrimal gland organoid, unless otherwise specified.

본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드는 인간의 눈물샘과 매우 유사한 조직학적 구성 및 기능을 가지고 있다. 따라서, 생체 내로 투여되는 경우 손상된 눈물샘을 재생시킬 수 있으므로, 안구건조증 등의 눈물샘 손상 관련 예방 또는 치료 제제로서 사용될 수 있고, 또한 눈물샘 관련 질환의 동물실험 모델에 대한 대안으로 사용될 수 있다.The lacrimal gland organoid according to the present invention has a histological composition and function very similar to that of the human lacrimal gland. Therefore, since it can regenerate damaged lacrimal glands when administered in vivo, it can be used as a preventive or therapeutic agent related to lacrimal gland damage, such as dry eye syndrome, and can also be used as an alternative to animal models of lacrimal gland-related diseases.

용어 "치료"는 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드의 이식 또는 투여에 의해 안구건조증의 증상이 호전되거나 완치되는 모든 행위를 의미한다. 또한, 용어 “예방”은 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드의 이식 또는 투여에 의해 안구건조증의 증상을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.The term "treatment" refers to any activity in which the symptoms of dry eye syndrome are improved or cured by transplantation or administration of the lacrimal gland organoids according to the present invention. In addition, the term “prevention” refers to any action that suppresses or delays the symptoms of dry eye syndrome by implantation or administration of the lacrimal gland organoids according to the present invention.

본 발명에서, 상기 눈물샘 오가노이드는 리소좀(Lysozyme; LYZ), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5; AQP5), E-카드헤린(E-Cadherin; E-CAD) 및 비멘틴(Vimentin; VIM)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 특이적으로 발현하는 것일 수 있고, 또한 상기 눈물샘 오가노이드는 분비과립(secretory granule)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료 물질 처리 시 Ca2+ 흡수량, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현량 또는 시크리톰(secretome) 분비량이 증가하는 것일 수 있다. 이때, 상기 안구건조증의 예방 또는 치료 물질은 필로카프린(pilocarpine), 세비메린(cevimeline), 시클로스포린(ciclosporin) 및 레바미피드(rebamipid)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In the present invention, the lacrimal gland organoids are lysozyme (LYZ), alpha-smooth muscle actin (α-SMA), aquaporin 5 (AQP5), E-cadherin (E-CAD) and Vimentin (VIM), and may specifically express one or more selected from the group consisting of, and the lacrimal gland organoid may include secretory granules. In addition, the lacrimal gland organoid may increase Ca 2+ absorption, β-hexosaminidase expression, or secretome secretion when treated with a substance for preventing or treating dry eye syndrome. In this case, the substance for preventing or treating dry eye syndrome may be at least one selected from the group consisting of pilocarpine, cevimeline, ciclosporin, and rebamipid.

또한, 상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료를 위한 것일 수 있고, 상기 안구건조증은 눈물샘 손상에 의한 안구건조증, 안구표면의 손상에 의한 안구건조증, 방사선 조사에 의한 안구건조증, 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome), 무루증(alacrima), 건성각결막염(Keratoconjunctivitis sicca), 스티븐 존슨 증후군(Stevens Johnson syndrome) 및 이식편대숙주질환(Graft versus host disease)으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.In addition, the lacrimal gland organoid may be used to prevent or treat dry eye syndrome, which includes dry eye syndrome caused by tear gland damage, dry eye syndrome caused by damage to the ocular surface, dry eye syndrome caused by radiation, and Sjogren's syndrome (Sjogren's syndrome). syndrome), alacrima, keratoconjunctivitis sicca, Stevens Johnson syndrome, and graft versus host disease.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 하기 단계를 포함하는, 안구건조증의 예방 또는 치료 물질의 스크리닝 방법을 제공한다: a) 상기 눈물샘 오가노이드에 안구건조증의 예방 또는 치료 후보물질을 처리하는 단계; 및 b) 상기 후보물질이 처리된 눈물샘 오가노이드의 눈물 분비능을 대조군과 비교하는 단계.Another aspect of the present invention provides a method for screening a substance for preventing or treating dry eye syndrome, comprising the following steps: a) treating the lacrimal gland organoid with a candidate substance for preventing or treating dry eye syndrome; and b) comparing the tear secretion ability of the lacrimal gland organoids treated with the candidate substance with that of a control group.

본 발명에 따른 안구건조증의 예방 또는 치료 물질의 스크리닝 방법에서, 각 용어는 특별히 언급하지 않는 한 상기 눈물샘 오가노이드의 제조방법에서 설명한 바와 동일한 의미를 갖는다.In the method for screening a substance for preventing or treating dry eye syndrome according to the present invention, each term has the same meaning as described in the method for preparing lacrimal gland organoids unless otherwise specified.

본 발명에서, 상기 a) 단계는 상기 눈물샘 오가노이드에 안구건조증의 예방 또는 치료 후보물질을 처리하는 단계이다.In the present invention, step a) is a step of treating the lacrimal gland organoid with a candidate substance for preventing or treating dry eye syndrome.

용어, "후보물질"은 안구건조증을 치료할 수 있을 것으로 예상되는 물질을 의미한다. 구체적으로, 직접 또는 간접적으로 안구건조증을 호전 또는 개선시킬 수 있을 것으로 예상되는 물질이면 제한 없이 사용 가능하며, 화합물, 유전자 또는 단백질 등의 치료가능 예상물질을 모두 포함한다.The term "candidate" means a substance expected to be able to treat dry eye syndrome. Specifically, any substance expected to directly or indirectly improve or ameliorate dry eye syndrome can be used without limitation, and includes all expected therapeutic substances such as compounds, genes, or proteins.

상기 후보물질의 처리는 당업계에 공지된 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 구체적인 예로, 상기 눈물샘 오가노이드에 상기 후보물질을 처리하여 함께 배양하거나, 또는 상기 눈물샘 오가노이드를 포함하는 생체 내에 투여함으로써 상기 후보물질을 처리할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 목적에 맞는 방법을 사용할 수 있을 것이다. Treatment of the candidate material may be performed using a method known in the art. As a specific example, the candidate substance may be treated with the lacrimal gland organoid and cultured together, or the candidate substance may be treated by administering the lacrimal gland organoid into a living body, but is not limited thereto, and those skilled in the art of the present invention You can use any method that suits your purpose.

또한, 상기 b) 단계는 상기 후보물질이 처리된 눈물샘 오가노이드의 눈물 분비능을 대조군과 비교하는 단계이다.In addition, the step b) is a step of comparing the tear secretion ability of the lacrimal gland organoids treated with the candidate substance with that of the control group.

용어, "대조군"은 후보물질이 처리되지 않은 눈물샘 오가노이드, 또는 안구건조증의 예방 또는 치료 물질이 처리된 눈물샘 오가노이드를 의미하며, 상기 후보물질이 처리된 눈물샘 오가노이드와 눈물 분비능을 비교하기 위해 사용된다. The term "control group" refers to lacrimal gland organoids not treated with a candidate substance or lacrimal gland organoids treated with a substance for preventing or treating dry eye syndrome, in order to compare tear secretion ability with lacrimal gland organoids treated with the candidate substance. used

상기 눈물 분비능은 Ca2+ 흡수량, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현량 또는 시크리톰(secretome) 분비량의 증가를 통해 확인하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 b) 단계는 오가노이드의 Ca2+ 흡수량, 베타-헥소사미니다아제 발현량 또는 시크리톰 분비량이 증가하는 경우, 안구건조증의 예방 또는 치료 물질로 결정하는 단계일 수 있다. The tear secretion ability may be confirmed through an increase in Ca 2+ absorption, beta-hexosaminidase expression, or secretome secretion. Therefore, step b) may be a step of determining a substance for preventing or treating dry eye syndrome when the amount of Ca 2+ absorption, beta-hexosaminidase expression, or secretome secretion of the organoid increases.

상기 Ca2+ 흡수, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현 또는 시크리톰(secretome) 분비는 눈물의 생성 및 분비에 중요한 역할을 수행한다. 먼저, 눈물샘에서 눈물이 분비되기 위하여, 눈물샘을 구성하는 세포막의 Ca2+ 이온 채널을 통해 세포 밖에 존재하는 Ca2+가 세포 내로 흡수(uptake)되게 된다. 이러한 세포 내부로의 Ca2+ 흡수 및 농도 증가는 눈물 분비를 유도하는데, 쇼그렌 증후군을 앓는 등의 안구건조증 환자는 세포막에 Ca2+ 채널이 존재하지 않기 때문에 Ca2+ 신호전달경로가 제대로 이루어지지 않는다고 알려져 있다(Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al., Sci Rep. 2017;7(1):6965.). 또한, 리소좀 단백질의 일종인 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase)는 주로 눈물이나 혈장의 리소좀에 포함되어 있다고 알려져 있으며, 안구 표면에서 병원균 또는 독성 물질을 분해하여 안구를 보호하는 역할을 수행한다(Sofia V Andersson et al., Glycobiology. 2005 Mar, 15(3):211-20.). 또한, 시크리톰(secretome)은 세포에서 발현되고, 세포외 공간으로 분비되는 단백질의 집합이며, 사이토카인, 성장인자, 접합분자, 프로테아제, 세포외 기질 단백질 등이 포함되어 있다고 알려져 있다. 본 발명의 시크리톰은 세포외 소기관, 엑소좀, 소낭 등을 구성하는 단백질로서 눈물을 생성하는데 관여하는 단백들의 집합일 수 있다.The Ca 2+ absorption, beta-hexosaminidase expression or secretome secretion play an important role in the production and secretion of tears. First, in order to secrete tears from the lacrimal gland, Ca 2+ present outside the cell is absorbed into the cell through the Ca 2+ ion channel of the cell membrane constituting the lacrimal gland. This Ca 2+ absorption and concentration increase into the cell induces tear secretion, but dry eye patients such as Sjogren's syndrome do not have Ca 2+ channels in the cell membrane, so the Ca 2+ signaling pathway is not properly performed. (Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al. ., Sci Rep. 2017;7(1):6965.). In addition, beta-hexosaminidase, a type of lysosomal protein, is known to be mainly contained in lysosomes of tears or blood plasma, and serves to protect the eye by decomposing pathogens or toxic substances on the ocular surface. (Sofia V Andersson et al., Glycobiology. 2005 Mar, 15(3):211-20.). In addition, the secretome is a set of proteins expressed in cells and secreted into the extracellular space, and is known to include cytokines, growth factors, junction molecules, proteases, extracellular matrix proteins, and the like. The secretome of the present invention is a protein constituting extracellular organelles, exosomes, vesicles, and the like, and may be a set of proteins involved in tear production.

본 발명에서는, 알려진 안구건조증의 예방 또는 치료 물질인 필로카핀(pilocarpine)을 눈물샘 오가노이드에 처리하는 경우, 오가노이드 내 Ca2+ 흡수속도 및 흡수량이 증가하고, 오가노이드에서 베타-헥소사미니다아제의 발현량이 증가하고, 오가노이드의 시크리톰 분비량이 증가함을 확인하였다. 따라서, 상기 눈물샘 오가노이드에 처리되었을 때 Ca2+ 흡수능, 베타-헥소사미니다아제 발현능 또는 시크리톰(secretome) 분비능을 증가시키는 후보물질은 안구건조증의 예방 또는 치료 물질인 것으로 판단할 수 있다.In the present invention, when the lacrimal gland organoid is treated with pilocarpine, a known preventive or therapeutic substance for dry eye syndrome, the rate and amount of Ca 2+ absorption in the organoid are increased, and beta-hexosaminidase in the organoid is increased. It was confirmed that the expression level of and the secretome secretion level of organoids increased. Therefore, a candidate substance that increases Ca 2+ absorption, beta-hexosaminidase expression, or secretome secretion when treated with the lacrimal gland organoid can be determined to be a substance for preventing or treating dry eye syndrome.

상기 Ca2+ 흡수능, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현능 또는 시크리톰(secretome) 분비능은 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 구체적인 예로, 웨스턴블롯(Western blot), 공동-면역침전 어세이(Co-Immunoprecipitation assay), ELISA(Enzyme Linked Immunosorbent Assay), 조직 면역염색(Immunostaining), 유세포분석법(Flowcytometry analysis), 형광 기반 어세이(Fluorescence-based assays), 전자 현미경 분석법(electron microscopic analysis) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 목적에 맞는 방법을 사용할 수 있을 것이다. The Ca 2+ absorption capacity, beta-hexosaminidase expression capacity, or secretome secretion capacity may be measured using methods known to those skilled in the art. Specifically, Western blot, co-immunoprecipitation assay (Co-Immunoprecipitation assay), ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay), tissue immunostaining (Immunostaining), Flow cytometry analysis, fluorescence-based assays, electron microscopic analysis, etc. may be used, but are not limited thereto, and those skilled in the art may use a method suitable for the purpose of the present invention. There will be.

본 발명에 따라 제조된 눈물샘 오가노이드는 인간 눈물샘 조직과 조직 유사성이 높고, 눈물 분비능이 우수하며, 특히 생체 내로 이식되는 경우 손상된 눈물샘 조직을 재생시켜 눈물 분비능을 정상화시킬 수 있다.The lacrimal gland organoid prepared according to the present invention has high tissue similarity to human lacrimal tissue and excellent tear secretion ability, and in particular, when transplanted into a living body, it can regenerate damaged lacrimal tissue to normalize tear secretion ability.

따라서, 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드의 제조방법은 생체 조직과 조직의 형태 및 기능이 유사한 눈물샘 오가노이드를 제조하는데 활용될 수 있고, 상기 제조된 눈물샘 오가노이드는 쇼그렌 증후군, 각막 건조증 등의 안구건조증의 치료 물질로서 사용되거나, 또는 상기 안구건조증의 치료 물질을 스크리닝하는 방법으로 유용하게 활용될 수 있다.Therefore, the method for preparing lacrimal organoids according to the present invention can be used to prepare lacrimal organoids having a similar shape and function to living tissue, and the prepared lacrimal organoids can be used to treat dry eye symptoms such as Sjögren's syndrome and dry cornea. It can be used as a treatment substance for, or can be usefully utilized as a method of screening the treatment substance for dry eye syndrome.

도 1은 본 발명에 따른 눈물샘 오가노이드의 제조방법을 보여주는 개요도이다.
도 2는 각 배지에 따른 눈물샘 오가노이드의 형성 및 성장 특성에 관한 것으로서, A는 각 배지로 제조된 오가노이드의 계대(passage)에 따른 성장 정도를 보여주는 이미지(10× 확대, 스케일바 500 ㎛), B는 각 배지로 제조된 오가노이드의 생존 가능한 계대 수를 보여주는 그래프, C는 실험군 5의 배지로 제조된 오가노이드의 배양일 경과에 따른 형태를 보여주는 이미지이다(스케일바 100 ㎛).
도 3은 제조된 정상 눈물샘 오가노이드 또는 쇼그렌 증후군 눈물샘 오가노이드의 계대에 따른 성장 정도를 보여주는 이미지이다(10× 확대, 스케일바 500 ㎛).
도 4는 제조된 정상 눈물샘 오가노이드의 눈물샘 조직과의 유사성에 관한 것으로서, A는 H&E, 앨리시안 블루(Alcian Blue), PAS 및 메이슨 트리크롬(Masson's Trichrome)의 조직화학적 염색 결과를 보여주는 이미지(40× 확대, 스케일바 100 ㎛), B는 투과전자현미경(TEM) 분석 결과를 보여주는 이미지(스케일바 5 ㎛), C는 리소좀(Lysozyme), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5), E-카드헤린(E-Cadherin) 및 비멘틴(Vimentin) 단백질에 대한 면역형광염색 결과를 보여주는 이미지이다(스케일바 50 ㎛).
도 5는 제조된 정상 눈물샘 오가노이드 또는 쇼그렌 증후군 눈물샘 오가노이드의 눈물샘 조직과의 유사성에 관한 것으로서, A는 H&E, 앨리시안 블루(Alcian Blue), PAS 및 메이슨 트리크롬(Masson's Trichrome)의 조직화학적 염색 결과를 보여주는 이미지(40× 확대, 스케일바 100 ㎛), B는 리소좀(Lysozyme), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5), E-카드헤린(E-Cadherin) 및 비멘틴(Vimentin) 단백질에 대한 면역형광염색 결과를 보여주는 이미지이다(100× 확대, 스케일바 50 ㎛).
도 6은 제조된 정상 눈물샘 오가노이드 또는 쇼그렌 증후군 눈물샘 오가노이드의 눈물샘 조직과의 유사성에 관한 것으로서, AQP5 단백질 발현량 분석 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은 제조된 정상 눈물샘 오가노이드의 분비 기능에 관한 것으로서, A는 필로카프린(pilocarpine)의 처리 전후에 따른 Ca2+ 흡수(uptake) 정도를 보여주는 이미지(10× 확대, 스케일바 100 ㎛), B는 필로카프린의 처리 전후에 따른 Ca2+ 흡수 정도를 정량화한 그래프, C는 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase)의 발현량을 보여주는 MAG 어세이 분석 결과에 관한 그래프, D는 시크리톰(secretome)에 대한 투과전자현미경(TEM) 분석 결과를 보여주는 이미지이다(스케일바 10 ㎛).
도 8은 제조된 정상 눈물샘 오가노이드로부터 분비된 단백질에 대한 프로테오믹 분석 결과에 관한 것으로서, A는 프로테오믹 분석 결과에 대한 히트맵, B는 분비된 단백질 종류에 대한 벤다이어그램, C는 분비된 단백질 종류에 대한 유전자 온톨로지(gene ontology; GO) 용어 분석 결과 그래프, D는 DEPs (differentially expressed proteins)를 분석한 히트맵이다.
도 9는 제조된 정상 눈물샘 오가노이드의 손상된 눈물샘 조직에 대한 재생 효과에 관한 것으로서, A는 재생 효과를 확인하기 위한 실험 일정을 보여주는 개요도, B는 눈물샘 오가노이드가 이식된 눈물샘 조직의 면역형광염색 결과를 보여주는 이미지이다(40× 확대, 스케일바 100 ㎛).
1 is a schematic diagram showing a method for preparing lacrimal gland organoids according to the present invention.
Figure 2 relates to the formation and growth characteristics of lacrimal gland organoids in each medium. A is an image showing the degree of growth of organoids prepared in each medium according to passage (10× magnification, scale bar 500 μm). , B is a graph showing the number of viable passages of organoids prepared in each medium, and C is an image showing the morphology of organoids prepared in the medium of Experimental Group 5 over the course of culture days (scale bar: 100 μm).
3 is an image showing the degree of growth of normal lacrimal gland organoids or Sjogren's syndrome lacrimal gland organoids according to passage (10× magnification, scale bar 500 μm).
Figure 4 relates to the similarity of the prepared normal lacrimal gland organoid with the lacrimal gland tissue, A is an image showing the histochemical staining results of H&E, Alcian Blue, PAS and Masson's Trichrome (40 × magnification, scale bar 100 μm), B is an image showing the results of transmission electron microscopy (TEM) analysis (scale bar 5 μm), C is lysozyme, α-SMA (Alpha-smooth muscle actin), aquaporin 5 (Aquaporin 5), E-cadherin (E-Cadherin) and vimentin (Vimentin) This is an image showing the results of immunofluorescence staining (scale bar 50 μm).
Figure 5 relates to the similarity of prepared normal lacrimal gland organoids or Sjogren's syndrome lacrimal gland organoids with lacrimal tissue, A is histochemical staining of H&E, Alcian Blue, PAS and Masson's Trichrome Image showing the result (40× magnification, scale bar 100 μm), B is Lysozyme, α-SMA (Alpha-smooth muscle actin), Aquaporin 5, E-Cadherin And it is an image showing the result of immunofluorescence staining for Vimentin protein (100× magnification, scale bar 50 μm).
6 is a graph showing the results of analysis of the AQP5 protein expression level, which relates to the similarity of the prepared normal lacrimal gland organoids or Sjögren's syndrome lacrimal gland organoids with lacrimal tissue.
Figure 7 relates to the secretory function of prepared normal lacrimal gland organoids, A is an image showing the degree of Ca 2+ uptake before and after treatment with pilocarpine (10× magnification, scale bar 100 μm) , B is a graph quantifying the degree of Ca 2+ absorption before and after treatment with pilocaprine, C is a graph of the MAG assay analysis results showing the expression level of β-hexosaminidase, D is It is an image showing a transmission electron microscope (TEM) analysis result for a secretome (scale bar 10 μm).
Figure 8 relates to the results of proteomic analysis of proteins secreted from the prepared normal lacrimal gland organoids, where A is a heat map for the proteomic analysis results, B is a Venn diagram for secreted protein types, and C is a secreted protein. D is a heat map of DEPs (differentially expressed proteins).
Figure 9 relates to the regenerative effect of the prepared normal lacrimal gland organoids on damaged lacrimal tissue, A is a schematic diagram showing an experimental schedule for confirming the regenerative effect, B is immunofluorescence staining of lacrimal tissue transplanted with lacrimal gland organoids This is an image showing the result (40× magnification, scale bar 100 μm).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1. 인간 눈물샘 오가노이드의 제조Example 1. Preparation of human lacrimal gland organoids

인간 눈물샘 오가노이드로서, 정상 기능을 나타내는 눈물샘 오가노이드와 안구건조증을 모사하는 눈물샘 오가노이드로서 쇼그렌 증후군의 특징을 갖는 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome) 눈물샘 오가노이드를 제조하였다.As human lacrimal organoids, lacrimal gland organoids exhibiting normal functions and lacrimal gland organoids simulating dry eye syndrome, which have the characteristics of Sjogren's syndrome, were prepared.

구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 정상인 또는 쇼그렌 증후군 환자로부터 눈물샘(Lacrimal gland) 조직을 채취하고, 세척 후 잘게 잘라 분리 버퍼 (dissociation buffer; 0.125 ㎎/㎖ dispase II, 0.1 ㎎/㎖ DNase I, 0.125 ㎎/㎖ collagenase II 및 1 v/v% 페니실린-스트렙토마이신을 포함하는 DMEM/F12)를 넣고 37℃에서 60분간 150 rpm으로 쉐이킹 인큐베이션하여 눈물샘 유래 세포를 분리하였다. 그 다음, 분리한 눈물샘 유래 세포를 원심분리하여 펠렛 상태에서 배양배지로 5×105 세포/㎖의 밀도로 현탁하고, 마트리겔(Matrigel)과 1:1의 비율로 혼합하여 48웰 플레이트에 20 ㎕씩 분주하였다. 이때, 상기 마트리겔은 돔(dome) 형태이며, 상기 세포 현탁액을 포함하는데, 37℃에서 60분간 중합(polymerization)시켜 제조하였다. 이후, 눈물샘 오가노이드 배양배지를 각 웰당 300 ㎕씩 넣고 2-3일에 한 번씩 배지교환을 하며 1 계대(passage)당 20일 동안 배양하였다.Specifically, as shown in FIG. 1, lacrimal gland tissue was collected from a normal person or a patient with Sjogren's syndrome, washed, cut into small pieces, and then mixed with a dissociation buffer (0.125 mg/ml dispase II, 0.1 mg/ml DNase I, 0.125 mg/ml DNase I, DMEM/F12 containing 0.125 mg/ml collagenase II and 1 v/v% penicillin-streptomycin) and incubated at 37° C. for 60 minutes with shaking at 150 rpm to separate lacrimal gland-derived cells. Then, the separated lacrimal gland-derived cells were centrifuged, suspended in a culture medium at a density of 5×10 5 cells/ml in a pellet state, mixed with Matrigel at a ratio of 1:1, and plated in a 48-well plate at 20 It was dispensed by μl. At this time, the Matrigel has a dome shape and includes the cell suspension, which was prepared by polymerization at 37° C. for 60 minutes. Thereafter, 300 μl of lacrimal gland organoid culture medium was added to each well, and the medium was exchanged once every 2-3 days and cultured for 20 days per passage.

또한, 오가노이드의 제조 효율을 극대화시키기 위하여, 오가노이드 배양 배지의 조성 및 비율을 다양하게 조합하여 테스트하였다(표 1). 이때, 실험군 1 내지 5의 모든 실험군의 배지에는 R-스폰딘 조건화 배지(R-Spondin Conditioned media)를 10 v/v%의 농도로 첨가하였고, 실험군 2를 제외한 나머지 실험군의 배지에는 Wnt 조건화 배지(Wnt Conditioned media)를 50 v/v%의 농도로 첨가하였다.In addition, in order to maximize the production efficiency of organoids, various combinations of compositions and ratios of organoid culture media were tested (Table 1). At this time, R-Spondin conditioned media was added to the medium of all experimental groups of Experimental groups 1 to 5 at a concentration of 10 v / v%, and to the medium of the other experimental groups except for Experimental group 2, Wnt conditioned medium ( Wnt Conditioned media) was added at a concentration of 50 v/v%.

실험군 1experimental group 1 실험군 2experimental group 2 실험군 3experimental group 3 실험군 4experimental group 4 실험군 5experimental group 5 FGF2FGF2 5 ng/㎖5 ng/mL 5 ng/㎖5 ng/mL 20 ng/㎖20 ng/mL 20 ng/ml20 ng/mL 20 ng/㎖20 ng/mL FGF10FGF10 10 ng/㎖10 ng/mL 10 ng/㎖10 ng/mL -- 10 ng/ml10 ng/mL -- N2N2 1X1X -- 1X1X 1X1X 1X1X B27B27 1X1X 1X1X -- -- -- 니코틴아마이드nicotinamide 10 mM10 mM 10 mM10 mM -- -- 10 mM10 mM A83-01A83-01 5 μM5 µM 5 μM5 µM -- -- 500nM500 nM 노긴(Noggin)Noggin 100 ng/㎖100 ng/mL 100 ng/㎖100 ng/mL -- -- 100 ng/㎖100 ng/mL EGFEGF 25 ng/㎖25 ng/mL 25 ng/㎖25 ng/mL 20 ng/㎖20 ng/mL 20 ng/㎖20 ng/mL 20 ng/㎖20 ng/mL SB202190SB202190 3 μM3 µM 3 μM3 µM -- 3 μM3 µM -- 프로스타글란딘 E2 Prostaglandin E2 1 μM1 µM 1 μM1 µM -- 1 μM1 µM -- 인슐린insulin 10 ㎍/㎖10 μg/mL -- 10 ㎍/㎖10 μg/mL 10 ㎍/㎖10 μg/mL 10 ㎍/㎖10 μg/mL 덱사메타손Dexamethasone 1 μM1 µM -- 1 μM1 µM 1 μM1 µM 1 μM1 µM Y-27632Y-27632 10 μM10 µM -- 10 μM10 µM 10 μM10 µM 10 μM10 µM N-아세틸-L-시스테인N-acetyl-L-cysteine 500 μM500 µM -- 500 μM500 µM 500 μM500 µM 500 μM500 µM

그 결과, 도 2의 A 및 B에서 볼 수 있듯이, 상기 표 1에 기재된 5개의 배지 중에서도 FGF-2(20 ng/㎖), N2(1X), 니코틴아마이드(10 mM), A83-01(500 nM), 노긴(100 ng/㎖), EGF(20 ng/㎖), 인슐린(10 ㎍/㎖), 덱사메타손(1 μM), Y-27632(10 μM), N-아세틸-L-시스테인(500 μM)을 포함하는 DMEM/F12의 실험군 5 배지로 배양하는 경우에 오가노이드가 효율적으로 제조됨을 확인하였다. As a result, as can be seen in A and B of FIG. 2, among the five media described in Table 1, FGF-2 (20 ng / ml), N2 (1X), nicotinamide (10 mM), A83-01 (500 nM), Noggin (100 ng/ml), EGF (20 ng/ml), Insulin (10 μg/ml), Dexamethasone (1 μM), Y-27632 (10 μM), N-acetyl-L-cysteine (500 μM), it was confirmed that organoids were efficiently prepared when cultured in the experimental group 5 medium containing DMEM/F12.

구체적으로, 실험군 1 내지 4의 배지는 계대가 0일 때에도 오가노이드가 잘 형성되지 않을뿐만 아니라, 계대가 증가하는 경우에는 오가노이드가 생존하지 못하고 대부분 사멸됨을 확인하였다. 반면에, 상기 실험군 5의 배지로 배양하는 경우에는 계대가 증가할수록 오가노이드의 수도 급격히 증가하며, 계대가 3이 될 때에는 계대가 0인 경우에 비하여 그 수가 약 8배 이상 증가하는 것을 확인하였다. 특히, 계대가 19가 될 때까지 생존할 수 있음을 확인하였다(도 2의 A 및 B).Specifically, it was confirmed that organoids were not well formed in the culture medium of Experimental Groups 1 to 4 even when the passage was 0, and organoids did not survive and were mostly killed when the passage increased. On the other hand, in the case of culturing with the experimental group 5 medium, the number of organoids rapidly increased as the number of passages increased, and when the number of passages reached 3, it was confirmed that the number increased by about 8 times or more compared to the case when the number of passages reached 0. In particular, it was confirmed that they could survive until passage 19 (Fig. 2A and B).

또한, 도 2의 C에서 볼 수 있듯이, 상기 실험군 5의 배지로 배양한 눈물샘 오가노이드는 배양일이 경과할수록 구의 크기가 커지는데, 배양 시작 6일 후부터 지름이 약 100 ㎛ 정도의 크기를 갖는 구 형태의 눈물샘 오가노이드가 형성되고, 배양 시작 15일까지 그 크기가 증가하여 지름이 약 150 ㎛까지 성장함을 확인하였다. In addition, as can be seen in FIG. 2C, the lacrimal gland organoids cultured in the medium of Experimental Group 5 increase in size as the culture day elapses. It was confirmed that lacrimal gland organoids of the form were formed and increased in size to about 150 μm in diameter until 15 days after the start of culture.

또한, 도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 실험군 5의 배지로 배양한 쇼그렌 증후군 눈물샘 오가노이드도 계대가 증가할수록 형성되는 오가노이드의 수가 급격히 증가하며, 이는 정상 눈물샘 오가노이드와 동일한 수준임을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 3, the number of organoids formed in the Sjögren's syndrome lacrimal gland organoids cultured in the medium of Experimental Group 5 also increased rapidly as the number of passages increased, which was confirmed to be the same as that of normal lacrimal gland organoids.

상기 결과를 통해, 상기 실험군 5의 배지를 사용하는 경우, 눈물샘 오가노이드를 효율적으로 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.Through the above results, it was confirmed that lacrimal gland organoids could be efficiently prepared when the medium of Experimental Group 5 was used.

실시예 2. 인간 눈물샘 오가노이드의 조직 유사성Example 2. Tissue similarity of human lacrimal gland organoids

본 실시예에서는, 상기 실시예 1에서 제조한 인간 눈물샘 오가노이드가 실제 인간의 눈물샘과 조직학적으로 유사한지 확인하였다.In this example, it was confirmed whether the human lacrimal gland organoid prepared in Example 1 was histologically similar to the actual human lacrimal gland.

구체적으로, 상기 실시예 1에 따라 실험군 5의 배지를 사용하여 제조한 인간 눈물샘 오가노이드와 실제 인간으로부터 채취한 눈물샘 조직에 대하여 H&E, 앨리시안 블루(Alcian Blue), PAS 및 메이슨 트리크롬(Masson's Trichrome) 등의 조직화학적 염색을 수행하였다. 또한, 눈물샘 오가노이드의 세포 내 구조를 확인하기 위하여 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였고, 눈물샘 조직에서 특이적으로 발현한다고 알려진 리소좀(Lysozyme; LYZ), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5; AQP5), E-카드헤린(E-Cadherin; E-CAD) 및 비멘틴(Vimentin; VIM) 단백질에 대한 항체를 사용하여 면역형광염색을 수행하였다.Specifically, for the human lacrimal gland organoids prepared using the medium of Experimental Group 5 according to Example 1 and the lacrimal tissue collected from actual humans, H&E, Alcian Blue, PAS and Masson's Trichrome ), etc. Histochemical staining was performed. In addition, transmission electron microscopy (TEM) analysis was performed to confirm the intracellular structure of lacrimal gland organoids, and lysozyme (LYZ), α-SMA (Alpha-smooth muscle actin) known to be specifically expressed in lacrimal tissue , Aquaporin 5 (AQP5), E-Cadherin (E-CAD) and Vimentin (Vimentin; VIM) protein immunofluorescence staining was performed using antibodies.

그 결과, 도 4의 A 내지 C에서 볼 수 있듯이, 조직화학적 염색 결과를 통해서는 제조된 눈물샘 오가노이드는 인간 눈물샘 조직과 조직학적으로 매우 유사한 형태를 나타냄을 확인하였고(도 4의 A), TEM 이미지 결과를 통해서는 인간 눈물샘 조직에서 확인 가능한 세포 소기관들이 존재하며 샘꽈리 세포(acinar cell)의 특징으로 알려진 분비과립(secretory granule) 또한 다수 존재함을 확인하였고(도 4의 B), 면역형광염색 결과를 통해서는 리소좀(Lysozyme; LYZ), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5; AQP5), E-카드헤린(E-Cadherin; E-CAD) 및 비멘틴(Vimentin; VIM) 등의 눈물샘 조직에서 특이적으로 발현되는 단백질 마커의 발현 패턴이 인간 눈물샘 조직과 매우 유사함을 확인하였다(도 4의 C).As a result, as can be seen in A to C of FIG. 4, through histochemical staining results, it was confirmed that the prepared lacrimal gland organoid exhibited a histologically very similar shape to human lacrimal gland tissue (FIG. 4 A), and TEM Through the image results, it was confirmed that there are organelles that can be identified in human lacrimal tissue, and that there are also many secretory granules known as characteristics of acinar cells (FIG. 4B), and immunofluorescence staining Through the results, Lysozyme (LYZ), α-SMA (Alpha-smooth muscle actin), Aquaporin 5 (AQP5), E-Cadherin (E-CAD) and Vimentin ; VIM) was found to be very similar to that of human lacrimal tissue (Fig.

또한, 도 5의 A 및 B에서 볼 수 있듯이, 조직화학적 및 면역형광염색 결과를 통해, 제조된 정상 눈물샘 오가노이드와 쇼그렌 증후군 눈물샘 오가노이드는 각각 정상인과 쇼그렌 증후군 환자로부터 채취한 눈물샘 조직과 조직학적으로 매우 유사한 형태를 나타내며(도 5의 A), 리소좀(Lysozyme), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5), E-카드헤린(E-Cadherin) 및 비멘틴(Vimentin) 등의 눈물샘 특이 마커들의 발현패턴 또한 매우 유사함을 확인하였다(도 5의 B).In addition, as shown in A and B of FIG. 5, through histochemical and immunofluorescence staining results, the prepared normal lacrimal gland organoids and Sjögren's syndrome lacrimal gland organoids were collected from normal people and Sjögren's syndrome patients, respectively, and histologically It shows a very similar form (Fig. 5 A), lysosome (Lysozyme), α-SMA (Alpha-smooth muscle actin), aquaporin 5 (Aquaporin 5), E-cadherin (E-Cadherin) and vimentin ( Vimentin) was also confirmed to be very similar to the expression patterns of lacrimal gland specific markers (FIG. 5B).

나아가, 도 6에서 볼 수 있듯이, 각각의 정상 또는 쇼그렌 오가노이드는 침샘, 눈물샘 등에 존재하는 막단백질로서 분비 기능을 수행한다고 알려진 AQP5 (aquaporin 5)의 단백질 발현량이 실제 눈물샘 조직과 매우 유사함을 확인하였다.Furthermore, as can be seen in FIG. 6, each normal or Sjögren organoid is a membrane protein present in salivary glands, lacrimal glands, etc., and it is confirmed that the protein expression level of AQP5 (aquaporin 5), which is known to perform a secretory function, is very similar to that of actual lacrimal tissue. did

상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 인간 눈물샘 오가노이드는 실제 인간의 눈물샘과 조직학적으로 매우 유사하므로, 안구건조증 등의 인간 눈물샘 관련 질환의 치료에 사용될 수 있으며, 또한 치료 약물의 스크리닝에도 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.Through the above results, since the human lacrimal gland organoid prepared by the manufacturing method according to the present invention is histologically very similar to the actual human lacrimal gland, it can be used for the treatment of human lacrimal gland-related diseases such as dry eye syndrome, and can also be used for the treatment of drugs. It was confirmed that it can also be used for screening.

실시예 3. 인간 눈물샘 오가노이드의 눈물 분비능Example 3. Tear secretion ability of human lacrimal gland organoids

본 실시예에서는, 상기 실시예 1에서 제조한 인간 눈물샘 오가노이드가 실제 인간의 눈물샘 조직의 눈물 분비 기능을 제대로 모사할 수 있는지 확인하였다.In this example, it was confirmed whether the human lacrimal gland organoid prepared in Example 1 could properly mimic the tear secretion function of the actual human lacrimal gland tissue.

구체적으로, 상기 실시예 1에 따라 상기 실험군 5의 배지를 사용하여 제조한 인간 눈물샘 오가노이드와 실제 인간으로부터 채취한 눈물샘 조직에 안구건조증의 치료 물질로 사용되고 있는 필로카프린(pilocarpine) 1 ㎍/㎖을 처리하였다. 이후, Fluo-4 Calcium 이미징 키트(Thermo Fisher Scientific)로 Ca2+ 흡수 정도를 확인하여 눈물 분비를 유도능을 확인하였고, NAG (N-acetyl-β-glucosaminidase) 어세이 키트 (MilliporeSigma)를 이용하여 눈물샘에서 분비되는 눈물에 존재한다고 알려진 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase)의 발현량을 확인하였으며, TEM (Transmission electron microscopy) 이미지 분석을 통해 오가노이드를 구성하는 세포로부터 분비되는 단백질의 집합인 시크리톰(secretome)을 확인하였다. 세포 내부로의 Ca2+ 흡수 및 농도 증가는 눈물 분비를 유도하는데, 쇼그렌 증후군을 앓는 등의 안구건조증 환자는 세포막에 Ca2+ 채널이 존재하지 않기 때문에 Ca2+ 신호전달경로가 제대로 이루어지지 않는다(Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al., Sci Rep. 2017;7(1):6965.).Specifically, human lacrimal organoids prepared using the medium of Experimental Group 5 according to Example 1 and pilocarpine 1 μg/ml was processed. Thereafter, the degree of Ca 2+ absorption was confirmed with the Fluo-4 Calcium Imaging Kit (Thermo Fisher Scientific) to confirm the ability to induce tear secretion, and the NAG (N-acetyl-β-glucosaminidase) assay kit (MilliporeSigma) was used. The expression level of β-hexosaminidase, which is known to be present in tears secreted from the lacrimal gland, was confirmed, and through TEM (Transmission electron microscopy) image analysis, a set of proteins secreted from cells constituting organoids was confirmed. The secretome was confirmed. Ca 2+ absorption into cells and increase in concentration induce tear secretion, but dry eye patients such as Sjogren's syndrome do not have Ca 2+ channels in the cell membrane, so the Ca 2+ signaling pathway does not work properly. (Imada T et al., Sci Rep. 2017, 7(1):6965; Garcia-Posadas L et al., Am J Pathol. 2020, 190(10):2067-2079.; Imada T et al., Sci Rep. 2017;7(1):6965.).

그 결과, 도 7의 A 내지 D에서 볼 수 있듯이, 제조된 눈물샘 오가노이드는 필로카프린이 처리되는 경우 Ca2+ 흡수가 5초 이내의 빠른 시간 안에 이루어짐과 동시에 그 흡수량도 약 2배 이상 증가하며(도 7의 A 및 B), 베타-헥소사미니다아제는 시간이 지날수록 그 발현량이 증가하여 24시간 후에는 2시간일때의 발현량과 비교 시 약 1.5배 정도까지 증가함을 확인하였다(도 7의 C). 또한, 오가노이드를 구성하는 세포로부터 시크리톰이 분비되는데, 시크리톰이 분비되면 세포간극이 벌어지는 현상이 나타나며, 이로써 눈물의 분비가 정상적으로 수행될 수 있음을 확인하였다(도 7의 D).As a result, as can be seen in A to D of FIG. 7 , when the prepared lacrimal gland organoids are treated with pilocaprine, Ca 2+ absorption is achieved within 5 seconds and the amount of absorption is increased by about 2 times or more. (A and B in FIG. 7), it was confirmed that the expression level of beta-hexosaminidase increased over time, increasing by about 1.5 times after 24 hours compared to the expression level at 2 hours (Fig. 7 C). In addition, the secretome is secreted from the cells constituting the organoid, and when the secretome is secreted, a phenomenon in which the cell gap is widened, thereby confirming that tear secretion can be performed normally (FIG. 7D).

상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 인간 눈물샘 오가노이드는 실제 인간 눈물샘 조직의 분비 기능을 매우 유사한 정도로 수행할 수 있으며, 이에 따라 안구건조증 등의 인간 눈물샘 관련 질환의 치료에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. Through the above results, the human lacrimal gland organoid prepared by the manufacturing method according to the present invention can perform the secretion function of the actual human lacrimal gland tissue to a very similar extent, and thus is useful for the treatment of human lacrimal gland-related diseases such as dry eye syndrome. It was confirmed that it can be used.

실시예 4. 인간 눈물샘 오가노이드로부터 분비된 단백질 분석Example 4. Analysis of proteins secreted from human lacrimal gland organoids

본 실시예에서는, 상기 실시예 1에서 제조한 인간 눈물샘 오가노이드에서 분비되는 단백질의 종류를 분석함으로써 실제 인간 눈물샘과 동일한 기능을 하는지 확인하였다.In this example, by analyzing the types of proteins secreted from the human lacrimal gland organoids prepared in Example 1, it was confirmed that they functioned the same as the actual human lacrimal glands.

구체적으로, 상기 실시예 1에 따라 상기 실험군 5의 배지를 사용하여 제조한 인간 눈물샘 오가노이드와 실제 인간으로부터 채취한 눈물샘 조직에 대하여 건조증의 치료에 사용되고 있는 필로카프린(pilocarpine) 1 ㎍/㎖을 처리하였다. 이후, 눈물샘 오가노이드에서 분비된 시크리톰에 대하여 프로테오믹스 분석을 수행하였다.Specifically, 1 μg/ml of pilocarpine, which is used for the treatment of dryness, was added to human lacrimal gland organoids prepared using the medium of Experimental Group 5 according to Example 1 and lacrimal tissue collected from actual humans. processed. Thereafter, proteomics analysis was performed on the secretome secreted from the lacrimal gland organoids.

그 결과, 도 8의 A 내지 D에서 볼 수 있듯이, 제조된 눈물샘 오가노이드는 필로카프린이 처리되는 경우, 분비되는 단백질의 양이 증가하고 그 종류도 다양해지는데(도 8의 A), 약 120개 정도의 단백질이 새로 합성되어 분비됨을 확인하였다(도 8의 B). 특히, 분비된 단백질의 대부분은 세포외 영역(extracellular region), 소낭(vesicle), 세포외 영역의 부분(extracellular region part), 세포외 공간(extracellular space), 세포외 소기관(extracellular organelle), 세포외 소낭(extracellular vesicle), 세포외 엑소좀(extracellular exosome) 등을 구성하는 단백질로서 눈물 생성을 위해 발현되는 것들임을 확인하였다(도 8의 C). 또한, 발현량이 20 이상 증가하는 단백질로는 RPS8, RPL5, RPL12, CTTN, CCT2, ADH5, CAPZB, ACLY, PGLS, HNRNPC, WDR1, CAPG, COL6A1, CTSB, RPSA, RAN, SET, HNRNPAB 등이며 이들은 엑소좀 또는 소낭에 속하는 것들임을 확인하였다(도 8의 D)As a result, as can be seen in A to D of FIG. 8, when the prepared lacrimal gland organoids are treated with pilocaprin, the amount of secreted protein increases and the types of proteins also diversify (FIG. 8A), about 120 It was confirmed that as many proteins were newly synthesized and secreted (FIG. 8B). In particular, most of the secreted proteins are located in the extracellular region, vesicle, extracellular region part, extracellular space, extracellular organelle, and extracellular space. It was confirmed that they were expressed for tear production as proteins constituting extracellular vesicles, extracellular exosomes, and the like (FIG. 8C). In addition, proteins whose expression level increases by 20 or more include RPS8, RPL5, RPL12, CTTN, CCT2, ADH5, CAPZB, ACLY, PGLS, HNRNPC, WDR1, CAPG, COL6A1, CTSB, RPSA, RAN, SET, HNRNPAB, etc. It was confirmed that they belonged to moths or vesicles (Fig. 8D).

상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 인간 눈물샘 오가노이드는 실제 인간 눈물샘 조직의 분비 기능을 매우 유사한 정도로 수행할 수 있으며, 이에 따라 안구건조증 등의 인간 눈물샘 관련 질환의 치료에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. Through the above results, the human lacrimal gland organoid prepared by the manufacturing method according to the present invention can perform the secretion function of the actual human lacrimal gland tissue to a very similar extent, and thus is useful for the treatment of human lacrimal gland-related diseases such as dry eye syndrome. It was confirmed that it can be used.

실시예 5. 인간 눈물샘 오가노이드의 치료 효과Example 5. Therapeutic effect of human lacrimal gland organoids

본 실시예에서는, 상기 실시예 1에서 제조한 인간 눈물샘 오가노이드의 눈물샘 손상에 대한 치료 효과를 확인하였다.In this example, the therapeutic effect of the human lacrimal gland organoid prepared in Example 1 on lacrimal gland damage was confirmed.

구체적으로, 상기 실시예 1에 따라 상기 실험군 5의 배지를 사용하여 제조한 인간 눈물샘 오가노이드를 마우스 안구건조증 모델에 이식하고 (1×104 세포/15 ㎕/눈물샘), 2주 뒤에 생착된 오가노이드의 조직에서 눈물샘 세포의 특이 마커인 AQP5의 발현 정도를 확인함으로써 손상된 눈물샘이 오가노이드에 의해 재생되는지 여부를 확인하였다. 이때, 상기 눈물샘 오가노이드는 마우스 생체 내에 이식된 이후에도 용이하게 추적하기 위하여 GFP-Tg 마우스로부터 채취한 눈물샘 유래 줄기세포를 사용하여 제조하였고, 안구건조증 마우스 모델은 콘카나발린 A(Concanavalin A)를 이용하여 제조하였다.Specifically, human lacrimal gland organoids prepared using the medium of Experimental Group 5 according to Example 1 were transplanted into a mouse dry eye syndrome model (1×10 4 cells/15 μl/lacrimal gland), and 2 weeks later, the engrafted organoids It was confirmed whether the damaged lacrimal gland was regenerated by the organoid by checking the level of expression of AQP5, a specific marker of lacrimal gland cells, in the tissue of the organoid. At this time, the lacrimal gland organoid was prepared using lacrimal gland-derived stem cells collected from GFP-Tg mice in order to easily track it even after transplantation into the mouse body, and the dry eye syndrome mouse model uses Concanavalin A It was manufactured.

그 결과, 도 9에서 볼 수 있듯이, GFP를 발현하는 눈물샘 오가노이드는 이식 2주 뒤에도 눈물샘 조직에 잘 생착되어 있음을 확인하였다. 특히, 눈물샘 손상 조직에 비하여, 오가노이드가 이식된 조직에서는 눈물샘 세포의 특이적인 단백질 마커인 AQP5의 발현량이 약 3배 정도로 현저히 증가함을 확인하였다. As a result, as can be seen in FIG. 9 , it was confirmed that the lacrimal gland organoids expressing GFP were well engrafted to the lacrimal tissue even after 2 weeks of transplantation. In particular, it was confirmed that the expression level of AQP5, a specific protein marker for lacrimal gland cells, was remarkably increased by about 3-fold in the organoid-transplanted tissue compared to the lacrimal gland damaged tissue.

상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 인간 눈물샘 오가노이드는 손상된 눈물샘 조직의 재생을 효율적으로 유도할 수 있으므로, 이에 따라 안구건조증 등의 인간 눈물샘 관련 질환의 치료에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. Through the above results, the human lacrimal gland organoid prepared by the manufacturing method according to the present invention can efficiently induce regeneration of damaged lacrimal tissue, and thus can be usefully used for the treatment of human lacrimal gland-related diseases such as dry eye syndrome. confirmed that there is

Claims (25)

하기 단계를 포함하는, 눈물샘 오가노이드의 제조방법:
a) 개체에서 분리된 눈물샘 조직에서 세포를 분리하는 단계; 및
b) 상기 단계 a)에서 분리한 세포를 Wnt, A83-01 및 노긴(Noggin)을 포함하며, FGF10을 포함하지 않는 배지로 배양하는 단계.
A method for producing lacrimal gland organoids, comprising the following steps:
a) isolating cells from lacrimal tissue isolated from the subject; and
b) culturing the cells isolated in step a) with a medium containing Wnt, A83-01 and Noggin, but not containing FGF10.
제1항에 있어서,
상기 단계 a)의 세포는 눈물샘 조직을 절단 및 효소 분해함으로써 분리되는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
Wherein the cells of step a) are isolated by cutting and enzymatically digesting the lacrimal tissue.
제1항에 있어서,
상기 단계 b)의 배지는 배양 플레이트에 부착되어 돔 형태를 갖는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The medium of step b) is attached to the culture plate to have a dome shape, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 단계 b)의 배양은 1 내지 19 계대(passage) 수행되는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
Wherein the culture of step b) is performed in 1 to 19 passages.
제4항에 있어서,
상기 1 계대는 1 내지 20일 동안 수행되는 것인, 제조방법.
According to claim 4,
Wherein the first passage is performed for 1 to 20 days.
제1항에 있어서,
상기 눈물샘 오가노이드는 리소좀(Lysozyme), α-SMA(Alpha-smooth muscle actin), 아쿠아포린 5(Aquaporin 5), E-카드헤린(E-Cadherin) 및 비멘틴(Vimentin)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 특이적으로 발현하는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The lacrimal gland organoid is one selected from the group consisting of lysozyme, alpha-smooth muscle actin (α-SMA), aquaporin 5, E-cadherin, and vimentin. A manufacturing method that specifically expresses the abnormality.
제1항에 있어서,
상기 눈물샘 오가노이드는 분비과립(secretory granule)을 포함하는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing the lacrimal gland organoid comprising a secretory granule.
제1항에 있어서,
상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료 물질 처리 시 Ca2+ 흡수량, 베타-헥소사미니다아제(β-hexosaminidase) 발현량 또는 시크리톰(secretome) 분비량이 증가하는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The lacrimal gland organoid is a production method in which the amount of Ca 2+ absorption, the amount of beta-hexosaminidase expression or the amount of secretome secretion increases when a substance for preventing or treating dry eye syndrome is treated.
제8항에 있어서,
상기 안구건조증의 예방 또는 치료 물질은 필로카프린(pilocarpine), 세비메린(cevimeline), 시클로스포린(ciclosporin) 및 레바미피드(rebamipid)로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상인, 제조방법.
According to claim 8,
The method for preventing or treating dry eye syndrome is at least one selected from the group consisting of pilocarpine, cevimeline, ciclosporin and rebamipid.
제1항에 있어서,
상기 눈물샘 오가노이드는 안구건조증의 예방 또는 치료를 위한 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The lacrimal gland organoid is for the prevention or treatment of dry eye syndrome, the manufacturing method.
제10항에 있어서,
상기 안구건조증은 눈물샘 손상에 의한 안구건조증, 안구표면의 손상에 의한 안구건조증, 노화에 의한 안구건조증, 방사선 조사에 의한 안구건조증, 누선염, 누낭염, 눈물길 협착, 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome), 무루증(alacrima), 건성각결막염(Keratoconjunctivitis sicca), 스티븐 존슨 증후군(Stevens Johnson syndrome) 및 이식편대숙주질환(Graft versus host disease)으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 제조방법.
According to claim 10,
The dry eye symptoms include dry eye syndrome caused by tear gland damage, dry eye syndrome caused by damage to the ocular surface, dry eye syndrome caused by aging, dry eye syndrome caused by irradiation, lacrimal inflammation, dacryocystitis, lacrimal duct stricture, Sjogren's syndrome, and murmur. At least one selected from the group consisting of alacrima, keratoconjunctivitis sicca, Stevens Johnson syndrome and graft versus host disease, a manufacturing method.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109486766A (en) * 2018-11-26 2019-03-19 中山大学 The cultivating system and cultural method of a kind of lachrymal gland stem cell, lachrymal gland stem cell
KR20200056870A (en) * 2018-11-15 2020-05-25 오가노이드사이언스 주식회사 Medium composition for two-dimensional culture of three-dimensional organoids and uses thereof
US20210024896A1 (en) * 2018-03-28 2021-01-28 Osaka University Method for producing stem cell-derived lacrimal gland tissue
KR20210121365A (en) * 2020-03-27 2021-10-08 가톨릭대학교 산학협력단 Sjogren's disease salivary gland organoid model evaluation platform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210024896A1 (en) * 2018-03-28 2021-01-28 Osaka University Method for producing stem cell-derived lacrimal gland tissue
KR20200056870A (en) * 2018-11-15 2020-05-25 오가노이드사이언스 주식회사 Medium composition for two-dimensional culture of three-dimensional organoids and uses thereof
CN109486766A (en) * 2018-11-26 2019-03-19 中山大学 The cultivating system and cultural method of a kind of lachrymal gland stem cell, lachrymal gland stem cell
KR20210121365A (en) * 2020-03-27 2021-10-08 가톨릭대학교 산학협력단 Sjogren's disease salivary gland organoid model evaluation platform

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CELL STEM CELL, VOL. 28, 1-12, 2021, [DOI.ORG/10.1016/J.STEM.2021.02.024] *
OCULAR SURFACE (2020), "ORGANOIDS AND ORGAN CHIPS IN OPHTHALMOLOGY " [DOI.ORG/10.1016/J.JTOS.2020.11.004] *
PLOS ONE, JANUARY 2012, VOLUME 7, ISSUE 1, E29458. [DOI:10.1371/JOURNAL.PONE.0029458] *
SCIENTIFIC REPORTS ,2017, 7; 6163 , P. 1_11| [DOI:10.1038/S41598_017_06369_8] *
SLAS DISCOVERY 27 (2022) 151-158, ONLINE 4 DECEMBER 2021 [/DOI.ORG/10.1016/J.SLASD.2021.11.002 ] *
STEM CELLS. 2018 SEPTEMBER ; VOL.36(9): P.1329-1340. [DOI:10.1002/STEM.2852. ] *

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Joraku et al. In-vitro reconstitution of three-dimensional human salivary gland tissue structures
US8148149B2 (en) Methods of inducing tubulogenesis and/or branching morphogenesis of kidney cell cultures
Gipson et al. Anatomy and cell biology of the cornea, superficial limbus, and conjunctiva
Wang et al. Grafting of ARPE-19 and Schwann cells to the subretinal space in RCS rats
Zhang et al. Limitation of anatomical integration between subretinal transplants and the host retina
Kajbafzadeh et al. Time-dependent neovasculogenesis and regeneration of different bladder wall components in the bladder acellular matrix graft in rats
Witt et al. Decellularized porcine conjunctiva as an alternative substrate for tissue-engineered epithelialized conjunctiva
Sedláková et al. Options for modeling the respiratory system: Inserts, scaffolds and microfluidic chips
Dunn et al. Collagen-derived membrane: corneal implantation
Hussain et al. Scaffold-free and scaffold-based cellular strategies and opportunities for cornea tissue engineering
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Yazdanpanah et al. Emerging approaches for ocular surface regeneration
Dua et al. Controversies and limitations of amniotic membrane in ophthalmic surgery
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Li et al. Effect of porcine corneal stromal extract on keratocytes from SMILE‐derived lenticules
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