KR102563616B1 - Soluble extracellular matrix derived from stem cells and preparing method thereof - Google Patents

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KR102563616B1 KR1020220170519A KR20220170519A KR102563616B1 KR 102563616 B1 KR102563616 B1 KR 102563616B1 KR 1020220170519 A KR1020220170519 A KR 1020220170519A KR 20220170519 A KR20220170519 A KR 20220170519A KR 102563616 B1 KR102563616 B1 KR 102563616B1
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유정하
전효진
이소희
조민
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조민
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Abstract

본 발명은 인체유래 지방줄기세포를 배양하여 세포배양물을 제조하는 세포 배양 단계, 상기 세포배양물을 탈세포화하여 세포외기질을 얻는 탈세포화 단계, 상기 탈세포화된 세포외기질을 세척하고 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 세포외기질을 수용화하는 수용화 단계 및 상기 수용화된 세포외기질을 투석하는 정제 단계를 포함하는 수용성 세포외기질의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법을 통해 제조된 수용성 세포외기질은 세포독성이 없고, 세포증식을 증가시키는 효과가 있으며 주사제로 제제화 할 수 있어 조직 재생용 치료제로 유용하게 활용할 수 있다.
The present invention provides a cell culture step of culturing human-derived adipose stem cells to prepare a cell culture, a decellularization step of decellularizing the cell culture to obtain an extracellular matrix, and washing and grinding the decellularized extracellular matrix. It provides a method for producing a water-soluble extracellular matrix comprising the steps of water-solubilizing the pulverized extracellular matrix and dialysis of the water-soluble extracellular matrix.
The water-soluble extracellular matrix prepared by the production method of the present invention is non-cytotoxic, has an effect of increasing cell proliferation, and can be formulated into an injection, so it can be usefully used as a therapeutic agent for tissue regeneration.

Description

줄기세포 유래 수용성 세포외기질 및 이의 제조방법{Soluble extracellular matrix derived from stem cells and preparing method thereof}Soluble extracellular matrix derived from stem cells and preparing method thereof}

본 발명은 줄기세포 유래 수용성 세포외기질 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stem cell-derived water-soluble extracellular matrix and a method for preparing the same.

세포외기질(extracellular matrix; ECM)은 조직에서 세포를 제외한 나머지 부분으로, 세포와 세포 사이의 틈을 메워 물리적으로 조직을 지지하는 역할을 함으로써 생체조직 본연의 구조를 유지할 수 있는 환경을 조성해주는 생체고분자의 집합체이다. 이러한 세포외기질은 단순한 세포간 연결체로서 구조적인 역할을 할 뿐만 아니라 세포의 분열과 분화 그리고 사멸 등 여러 세포생리 조절인자로서 매우 중요한 역할을 하기 때문에 세포외기질을 조직 재생에 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 세포외기질을 조직 재생 치료제로 활용하기 위해서 원재료 확보가 어렵다는 점과 세포외기질은 대부분 고분자로 수용성이 낮아 주사제로 개발하기 어렵다는 점이 주요한 문제점이다.Extracellular matrix (ECM) is the remaining part of tissue other than cells. It fills the gaps between cells to physically support tissues, thereby creating an environment in which the original structure of living tissues can be maintained. It is a collection of polymers. Since this extracellular matrix not only plays a structural role as a simple cell-to-cell connection but also plays a very important role as a regulator of various cell physiology such as cell division, differentiation and death, many studies have been conducted to utilize the extracellular matrix for tissue regeneration. is in progress However, the main problems are that it is difficult to secure raw materials to use the extracellular matrix as a tissue regeneration treatment, and that the extracellular matrix is mostly polymer and difficult to develop as an injection because of its low water solubility.

일반적으로 많이 사용되고 있는 세포외기질은 동물 조직 유래 세포외기질이다. 주로 손상된 장기와 동일한 동물의 장기를 탈세포화하여 얻은 세포외기질을 장기의 재생을 위한 치료제로 사용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 예를 들면, 돼지 심장을 탈세포화하여 얻은 세포외기질인 벤트리겔(VentriGel, Ventrix Inc)은 심근경색 치료제로 임상 연구가 진행되고 있다. 하지만 동물 유래 세포외기질은 동종유래가 아니기 때문에 면역거부반응이 일어날 가능성이 높고, 동물 바이러스 감염에 대한 문제점도 발생할 가능성이 있다.A commonly used extracellular matrix is an animal tissue-derived extracellular matrix. A lot of research is being conducted to use an extracellular matrix obtained by decellularizing the same animal organ as the damaged organ as a therapeutic agent for organ regeneration. For example, VentriGel (Ventrix Inc), an extracellular matrix obtained by decellularizing pig hearts, is being clinically studied as a treatment for myocardial infarction. However, because animal-derived extracellular matrix is not allogeneic, there is a high possibility of immune rejection and problems with animal virus infection.

이종유래의 문제점을 해결하기 위하여 동종유래 세포외기질에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 국내 회사인 L&C 바이오의 경우에는 현재 사람 사체에서 추출한 세포외기질을 손상된 조직의 재생에 사용하고 있다. 하지만 윤리적인 문제 및 대량 생산을 위한 원재료 확보가 어렵다는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인간 세포 배양 기반의 세포외기질 제조방법이 대안책으로 제시되고 있다. 세포 배양 시스템이 확보된다면 대량 생산을 위한 원재료 확보가 용이하고 면역원성 및 윤리적인 문제를 피할 수 있다. 상기 세포 배양 시스템에 가장 적합한 세포는 줄기세포이다. 줄기세포는 자가증식 (self-renewal) 및 다분화능 (multipotency)을 가진 세포로 배아줄기세포 (Embryonic stem cell; ESC), 유도만능줄기세포 (Induced pluripotent stem cell; iPSC) 및 성체줄기세포 (Adult stem cell)로 크게 분류할 수 있다. 배아줄기세포와 유도만능줄기세포는 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능(pluripotency)을 가지고 있어 희귀난치성 질환에 이용되기에 매력적이지만 배아줄기세포는 윤리적인 문제로 사용이 어렵고, 유도만능줄기세포는 유도만능줄기세포 제조를 위한 암관련 유전자를 과발현시키기 때문에 종양원성 문제가 있다. 성체줄기세포는 사람의 조직에 존재하며 대표적으로 골수, 지방, 치아 및 제대혈 등에 존재한다. 성체줄기세포는 배아줄기세포가 가지고 있는 윤리적인 문제를 피할 수 있고 유도만능줄기세포가 가진 종양원성에 대하여 자유롭다고 알려져 있다. 따라서 성체줄기세포는 세포외기질 생산에 가장 적합한 줄기세포이다.In order to solve the problem of heterologous origin, many studies on allogeneic extracellular matrix are being conducted. In the case of L&C Bio, a domestic company, extracellular matrix extracted from human corpses is currently being used for regeneration of damaged tissues. However, there are ethical issues and difficulties in securing raw materials for mass production. In order to solve these problems, a human cell culture-based extracellular matrix production method has been proposed as an alternative. If a cell culture system is secured, it is easy to secure raw materials for mass production, and immunogenicity and ethical problems can be avoided. The most suitable cells for the cell culture system are stem cells. Stem cells are cells with self-renewal and multipotency, and include embryonic stem cells (ESC), induced pluripotent stem cells (iPSC), and adult stem cells. cells) can be broadly classified. Embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells have pluripotency that can differentiate into all cells, so they are attractive for use in rare and intractable diseases, but embryonic stem cells are difficult to use due to ethical problems, and induced pluripotent stem cells There is a problem of tumorigenicity because it overexpresses cancer-related genes for manufacturing induced pluripotent stem cells. Adult stem cells exist in human tissues, and are typically present in bone marrow, fat, teeth, and umbilical cord blood. It is known that adult stem cells can avoid the ethical problems of embryonic stem cells and are free from the tumorigenicity of induced pluripotent stem cells. Therefore, adult stem cells are the most suitable stem cells for extracellular matrix production.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 성체줄기세포 기반의 세포 배양 시스템을 활용하여 세포외기질을 생산하는 방법과 세포외기질을 수용화시키는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors have completed the present invention by developing a method for producing an extracellular matrix and a method for soluble the extracellular matrix using an adult stem cell-based cell culture system.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 조직재생을 위한 수용성 세포외기질 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a water-soluble extracellular matrix for tissue regeneration and a method for preparing the same.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에서는 인체유래 지방줄기세포를 배양하여 세포배양물을 제조하는 세포 배양 단계, 상기 세포배양물을 탈세포화하여 탈세포화된 세포외기질을 얻는 탈세포화 단계, 상기 탈세포화된 세포외기질을 세척하고 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 세포외기질을 수용화하는 수용화 단계 및 상기 수용화된 세포외기질을 투석하는 정제 단계를 포함하는 수용성 세포외기질의 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above technical problem, in one aspect of the present invention, a cell culture step of producing a cell culture by culturing human-derived adipose stem cells, decellularization to obtain a decellularized extracellular matrix by decellularizing the cell culture Preparation of a water-soluble extracellular matrix comprising steps of washing and grinding the decellularized extracellular matrix, water-solubilizing the pulverized extracellular matrix, and dialysis-purifying the soluble extracellular matrix. A method is provided.

일 구현예에서, 상기 세포배양물은 세포 시트일 수 있다.In one embodiment, the cell culture may be a cell sheet.

일 구현예에서, 상기 탈세포화된 세포외기질은 세포외기질 시트(ECM sheet)일 수 있다.In one embodiment, the decellularized extracellular matrix may be an extracellular matrix sheet (ECM sheet).

일 구현예에서, 상기 탈세포화 단계는 계면활성제를 처리하여 탈세포화할 수 있다.In one embodiment, the decellularization step may be decellularized by treatment with a surfactant.

일 구현예에서, 상기 계면활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 트리톤X-114(Triton X-114), 노닐 페녹시폴리에톡시에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene lauryl ether, Brij-35), 폴리에틸렌 글리콜 헥사데실 에테르(Polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58), 트윈-20(Tween-20), 트윈-80(Tween-80), 옥틸-b-글루코사이드(Octyl-b-Glucoside), 옥틸씨오글루코사이드(Octylthioglucoside, OTG), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-2-하이드록시-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate, CHAPSO) 및 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 계면활성제일 수 있다.In one embodiment, the surfactant is Triton X-100 (Triton X-100), Triton X-114 (Triton X-114), nonyl phenoxypolyethoxyethanol (nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), polyoxyethylene Polyoxyethylene lauryl ether (Brij-35), Polyethylene glycol hexadecyl ether (Brij-58), Tween-20, Tween-80, Octyl-b -Octyl-b-Glucoside, Octylthioglucoside (OTG), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2- It may be one or more surfactants selected from the group consisting of hydroxy-1-propanesulfonate (CHAPSO) and sodium dodecyl sulfate (SDS).

일 구현예에서, 상기 분쇄는 동결 분쇄일 수 있다.In one embodiment, the grinding may be freeze grinding.

일 구현예에서, 상기 수용화 단계는 상기 분쇄된 세포외기질에 산을 처리하여 변성(denaturing)시키는 단계, 상기 변성된 세포외기질을 동결건조시키는 단계 및 상기 동결건조된 세포외기질에 계면활성제를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the water-solubilization step includes denaturing the pulverized extracellular matrix by treating it with an acid, freeze-drying the denatured extracellular matrix, and using a surfactant in the lyophilized extracellular matrix. It may include the step of processing.

일 구현예에서, 상기 산은 아세트산 및 염산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산일 수 있다.In one embodiment, the acid may be one or more acids selected from the group consisting of acetic acid and hydrochloric acid.

일 구현예에서, 상기 계면활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 트리톤X-114(Triton X-114), 노닐 페녹시폴리에톡시에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene lauryl ether, Brij-35), 폴리에틸렌 글리콜 헥사데실 에테르(Polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58), 트윈-20(Tween-20), 트윈-80(Tween-80), 옥틸-b-글루코사이드(Octyl-b-Glucoside), 옥틸씨오글루코사이드(Octylthioglucoside, OTG), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-2-하이드록시-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate, CHAPSO) 및 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 계면활성제일 수 있다.In one embodiment, the surfactant is Triton X-100 (Triton X-100), Triton X-114 (Triton X-114), nonyl phenoxypolyethoxyethanol (nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), polyoxyethylene Polyoxyethylene lauryl ether (Brij-35), Polyethylene glycol hexadecyl ether (Brij-58), Tween-20, Tween-80, Octyl-b -Octyl-b-Glucoside, Octylthioglucoside (OTG), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2- It may be one or more surfactants selected from the group consisting of hydroxy-1-propanesulfonate (CHAPSO) and sodium dodecyl sulfate (SDS).

일 구현예에서, 상기 정제 단계의 투석은 전기투석일 수 있다.In one embodiment, the dialysis in the purification step may be electrodialysis.

또한, 본 발명의 다른 측면에서는 상기 수용성 세포외기질 제조방법에 의해 제조된 수용성 세포외기질을 포함하는 조직재생용 약학적 조성물이 제공된다.In another aspect of the present invention, a pharmaceutical composition for tissue regeneration comprising the water-soluble extracellular matrix prepared by the method for preparing the water-soluble extracellular matrix is provided.

일 구현예에서, 상기 조직재생용 약학적 조성물은 주사제일 수 있다.In one embodiment, the pharmaceutical composition for tissue regeneration may be an injection.

일 구현예에서, 상기 조직재생용 약학적 조성물은 허혈성 질환의 치료용 일 수 있다.In one embodiment, the pharmaceutical composition for tissue regeneration may be for the treatment of ischemic disease.

일 구현예에서, 상기 허혈성 질환은 심장 협심증, 심근 경색, 뇌경색 또는 족부궤양일 수 있다.In one embodiment, the ischemic disease may be cardiac angina pectoris, myocardial infarction, cerebral infarction or foot ulcer.

본 발명에 따른 수용성 세포외기질 제조방법은 효소를 사용하는 기존의 방법과 달리 효소를 사용하지 않고 계면활성제를 이용하여 탈세포화 및 수용화가 가능하기 때문에 세포외기질의 손상을 최소화할 수 있고, 단백질 효소 사용시 발생되는 추가적인 정제의 어려움을 피할 수 있어 높은 순도의 세포외기질을 확보할 수 있으며, 전기투석을 이용하여 전해질, 계면활성제 등과 같이 일반적인 투석시 시간이 오래걸리는 불순물을 빠르게 제거할 수 있다. 또한, 상기 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질은 세포실험에서 세포독성이 없고 세포증식에 효능이 있음이 확인되었고, 주사제형으로 제조 가능하기 때문에 손상된 조직에 국소적으로 주입하여 조직재생용 치료제로 사용할 수 있다.Unlike conventional methods using enzymes, the method for preparing a water-soluble extracellular matrix according to the present invention can minimize damage to the extracellular matrix because decellularization and water-solubilization are possible using surfactants without using enzymes, and protein enzymes It is possible to avoid additional purification difficulties that occur during use, so that a high purity extracellular matrix can be secured, and impurities that take a long time in general dialysis, such as electrolytes and surfactants, can be quickly removed using electrodialysis. In addition, the water-soluble extracellular matrix prepared by the above extracellular matrix preparation method was confirmed to have no cytotoxicity and efficacy in cell proliferation in cell experiments, and since it can be manufactured as an injection formulation, it can be locally injected into damaged tissue to regenerate tissue. It can be used as a therapeutic agent for

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법에서 탈세포화 과정부터 동결분쇄, 동결건조, 수용화 과정에서의 단계별 결과물 사진이다.
도 3은 탈세포화를 하지 않은 샘플의 형광염색 결과이다.
도 4는 탈세포화 단계 후 샘플의 형광염색 결과이다.
도 5는 탈세포화를 하지 않은 샘플을 전자현미경으로 (a) 300배 및 (b) 1000배의 배율로 촬영한 이미지이다.
도 6은 탈세포화 단계 후 샘플을 전자현미경으로 (a) 10,000배 및 (b) 30,000배의 배율로 촬영한 이미지이다.
도 7은 탈세포화 단계 전후(Before/After decellularization) 샘플의 DNA 잔존량을 확인한 결과로서, (a) 세포핵을 염색한 이미지와 (b) DNA의 농도를 정량분석한 결과이다.
도 8은 hADSC에서 수행한 SDS 농도별(0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml, 50 μg/ml 및 100 μg/ml) 세포독성 평가 결과의 (a) 현미경 이미지 및 (b) 농도별 생존율 그래프이다.
도 9는 HDF에서 수행한 SDS 농도별(0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 1 μg/ml, 3 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml 및 100 μg/ml) 세포독성 평가 결과의 (a) 현미경 이미지 및 (b) 농도별 생존율 그래프이다.
도 10은 SDS 정량을 위하여 제조한 (a) SDS 농도별(0.15 μg/ml, 0.3 μg/ml, 0.6 μg/ml, 1.25 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml 및 20 μg/ml) 샘플의 사진과 (b) SDS 농도별 샘플의 흡광도 측정을 통해 얻은 표준 곡선이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질의 투석 전(Before dialysis) 및 투석 후(After dialysis) SDS 측정 결과이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질의 세포독성 평가 결과이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질의 세포증식 평가 결과이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질의 단백질 농도를 측정한 결과이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 세포외기질 제조방법으로 제조한 수용성 세포외기질의 단백질의 분자량별 양상을 분석한 결과이다.
1 shows a method for producing a water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph of the results of each step in the process of decellularization, freeze-grinding, freeze-drying, and water-solubilization in the method for producing a water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
3 is a fluorescence staining result of a sample without decellularization.
4 is a fluorescence staining result of the sample after the decellularization step.
5 is an electron microscope image of a sample without decellularization at (a) 300x magnification and (b) 1000x magnification.
6 is an electron microscope image of the sample after the decellularization step at (a) 10,000x magnification and (b) 30,000x magnification.
Figure 7 is a result of confirming the amount of DNA remaining in the sample before and after the decellularization step, (a) a stained image of cell nuclei and (b) a result of quantitative analysis of the concentration of DNA.
Figure 8 shows the concentration of SDS performed in hADSC (0 μg / ml, 0.5 μg / ml, 2.5 μg / ml, 5 μg / ml, 10 μg / ml, 20 μg / ml, 50 μg / ml and 100 μg / ml ) It is a graph of (a) microscopic image and (b) survival rate by concentration of the cytotoxicity evaluation result.
Figure 9 is by SDS concentration (0 μg / ml, 0.5 μg / ml, 1 μg / ml, 3 μg / ml, 5 μg / ml, 10 μg / ml, 20 μg / ml and 100 μg / ml performed in HDF) ) It is a graph of (a) microscopic image and (b) survival rate by concentration of the cytotoxicity evaluation result.
Figure 10 is prepared for SDS quantification (a) by SDS concentration (0.15 μg / ml, 0.3 μg / ml, 0.6 μg / ml, 1.25 μg / ml, 2.5 μg / ml, 5 μg / ml, 10 μg / ml and 20 μg/ml) and (b) a standard curve obtained by measuring the absorbance of the sample for each concentration of SDS.
11 is a result of SDS measurement before and after dialysis of a water-soluble extracellular matrix prepared by a method for preparing a water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
12 is a result of cytotoxicity evaluation of a water-soluble extracellular matrix prepared by a method for preparing a water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
13 is a result of cell proliferation evaluation of a water-soluble extracellular matrix prepared by a method for preparing a water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
14 is a result of measuring the protein concentration of the water-soluble extracellular matrix prepared by the method for preparing the water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.
15 is a result of analyzing the molecular weight aspects of proteins of the water-soluble extracellular matrix prepared by the method for preparing the water-soluble extracellular matrix according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 인체유래 지방줄기세포를 배양하여 세포배양물을 제조하는 세포 배양 단계, 상기 세포배양물을 탈세포화하여 탈세포화된 세포외기질을 얻는 탈세포화 단계, 상기 탈세포화된 세포외기질을 세척하고 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 세포외기질을 수용화하는 수용화 단계 및 상기 수용화된 세포외기질을 투석하는 정제 단계를 포함하는 수용성 세포외기질의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a cell culture step of culturing human-derived adipose stem cells to prepare a cell culture, a decellularization step of obtaining a decellularized extracellular matrix by decellularizing the cell culture, and washing the decellularized extracellular matrix. and crushing, a water-solubilization step of water-solubilizing the pulverized extracellular matrix, and a purification step of dialysis of the water-soluble extracellular matrix.

본 발명에서 "수용화"는 주사 불가능한 제형을 주사 가능한 제형으로 변경하기 위해 물에 녹는 형태로 제조하는 공정을 의미한다.In the present invention, "water solubilization" means a process of preparing a water-soluble form to change an injectable formulation into an injectable formulation.

본 발명에서 "줄기세포"란, 개체를 구성하는 세포나 조직의 근간이 되는 세포로서 그 특징은 반복 분열하여 자가 재생(self-renewal)할 수 있고, 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로 분화할 수 있는 다분화 능력을 갖는 세포를 의미한다. 태아의 발생과정 중 모든 조직에서 생겨나며, 성인이 되어서도 골수, 상피조직 등 세포가 활발히 교체되는 일부 조직에서 발견된다. 줄기세포는 분화 가능한 세포의 종류에 따라 수정란이 첫 분열을 시작할 때 형성되는 전능성 줄기세포(totipotent stem cells)와, 이 세포들이 계속 분열해 만들어진 포배 내막에 있는 만능성 줄기세포(pluripotent stem cells), 그리고 성숙한 조직과 기관 속에 존재하는 다능성 줄기세포(multipotent stem cells)로 분류된다. 이때, 다능성 줄기세포는, 이 세포가 포함되어 있는 조직 및 기관에 특이적인 세포로만 분화할 수 있는 세포로써 태아기, 신생아기 및 성체기의 각 조직 및 장기의 성장과 발달은 물론 성체조직의 항상성 유지와 조직 손상 시 재생을 유도하는 기능에 관여하고 있다. 이러한 조직 특이적 다능성 세포들을 총칭하여 성체 줄기세포라고도 한다.In the present invention, "stem cell" is a cell that forms the basis of a cell or tissue constituting an individual, and its characteristic is that it can self-renew by repeating division, and can differentiate into cells with specific functions depending on the environment. It refers to cells that have the ability to differentiate. It is produced in all tissues during fetal development, and even in adulthood, it is found in some tissues where cells are actively replaced, such as bone marrow and epithelial tissues. Stem cells include totipotent stem cells, which are formed when the fertilized egg begins to divide for the first time, and pluripotent stem cells in the inner membrane of the blastocyst, which are formed by continued division, according to the types of cells capable of differentiation. They are also classified as multipotent stem cells that exist in mature tissues and organs. At this time, pluripotent stem cells are cells that can differentiate only into cells specific to tissues and organs that contain these cells, and maintain the homeostasis of adult tissues as well as the growth and development of each tissue and organ in the fetal, neonatal, and adult stages. It is involved in the maintenance and function of inducing regeneration in case of tissue damage. These tissue-specific pluripotent cells are collectively referred to as adult stem cells.

성체 줄기세포로 분류되는 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell)는 재생의학의 재료로 각광받고 있는 세포로, 골수, 제대혈, 지방조직, 탯줄 등의 조직에서 채취될 수 있으며, 혈액 줄기세포와 달리 지방세포, 골세포, 연골세포, 신경세포, 심근세포 등 다양한 인체 조직을 구성하는 세포로의 분화능을 가진다. 본 발명에서는 인간 지방조직으로부터 분리한 지방줄기세포를 이용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Mesenchymal stem cells, which are classified as adult stem cells, are cells that are in the limelight as a material for regenerative medicine and can be collected from tissues such as bone marrow, umbilical cord blood, adipose tissue, and umbilical cord. It has the ability to differentiate into cells constituting various human tissues such as cells, bone cells, chondrocytes, nerve cells, and cardiomyocytes. In the present invention, adipose stem cells isolated from human adipose tissue were used, but are not limited thereto.

본 발명에서 “세포배양물”이란 배양된 세포로부터 생성되는 물질 및 배양된 세포 자체도 포함하는 의미로 사용하였다. 상기 배양된 세포로부터 생성되는 물질은 세포외기질, 성장인자, 엑소좀, mRNA 등 세포를 배양하면서 세포에 의해 생성되는 모든 물질을 의미한다.In the present invention, "cell culture" is used as a meaning including materials produced from cultured cells and cultured cells themselves. Substances produced from the cultured cells refer to all substances produced by cells while culturing cells, such as extracellular matrix, growth factors, exosomes, and mRNA.

본 발명에서 상기 지방줄기세포는 배양하여 세포배양물로 제조할 수 있다. 상기 세포배양물은 통상의 방식으로 배양될 수 있으며, 예를 들어, 배양접시에서 세포를 부착시켜 배양하거나 부유 배양할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 세포를 부착시켜 배양할 수 있다.In the present invention, the adipose stem cells can be cultured to produce a cell culture. The cell culture may be cultured in a conventional manner, for example, it may be cultured by attaching cells in a culture dish or cultured in suspension, but is not limited thereto. Preferably, the cells may be attached and cultured.

세포를 배양접시에 부착시켜 배양하면 세포가 증식하고 세포외기질이 만들어지면서 자연스럽게 세포가 시트 형태로 형성된다. 이를 세포 시트라고 한다. 상기 세포 시트는 회수를 위해 물리적 회수 방법이나 특수한 배양접시를 사용할 수 있다. 상기 물리적 회수 방법은 스크래퍼 같은 도구를 사용할 수 있다. 상기 특수한 배양접시는 온도감응성 고분자 물질로 코팅된 배양접시일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 온도감응성 고분자 물질은 온도변화에 따라 팽윤과 수축이 가역적으로 나타나므로 세포의 손상 없이 쉽고 빠르게 세포 시트를 회수할 수 있다.When cells are attached to a culture dish and cultured, the cells proliferate and an extracellular matrix is formed, and the cells are naturally formed in a sheet form. This is called a cell sheet. The cell sheet may be recovered using a physical recovery method or a special culture dish. The physical recovery method may use a tool such as a scraper. The special culture dish may be a culture dish coated with a temperature-sensitive polymer material, but is not limited thereto. Since the temperature-sensitive polymer material undergoes reversible swelling and contraction according to temperature change, the cell sheet can be easily and quickly recovered without damaging the cells.

세포 시트는 탈세포화 단계 전에 배양접시로부터 회수할 수도 있으나 배양접시에 부착된 형태로 탈세포화 단계를 진행하고 세척하는 것이 공정상 용이하기 때문에 세포 시트를 회수하지 않고 탈세포화 단계를 진행할 수 있다.The cell sheet may be recovered from the culture dish before the decellularization step, but since it is easy to perform the decellularization step and wash it in a form attached to the culture dish, the decellularization step may be performed without recovering the cell sheet.

본 발명에서 상기 탈세포화 단계는 세포벽을 파괴하기 위해서 효소 또는 계면활성제를 활용할 수 있다. 효소는 단백질이기 때문에 단백질인 세포외기질로부터 제거하기 어렵고, 세포외기질을 손상시킬 수 있기 때문에 바람직하게는 계면활성제를 사용할 수 있다.In the present invention, the decellularization step may utilize enzymes or surfactants to destroy cell walls. Since the enzyme is a protein, it is difficult to remove it from the extracellular matrix, which is a protein, and since it may damage the extracellular matrix, a surfactant may be preferably used.

상기 계면활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 트리톤X-114(Triton X-114), 노닐 페녹시폴리에톡시에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene lauryl ether, Brij-35), 폴리에틸렌 글리콜 헥사데실 에테르(Polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58), 트윈-20(Tween-20), 트윈-80(Tween-80), 옥틸-b-글루코사이드(Octyl-b-Glucoside), 옥틸씨오글루코사이드(Octylthioglucoside, OTG), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-2-하이드록시-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate, CHAPSO) 및 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 SDS를 사용할 수 있다.The surfactant is Triton X-100, Triton X-114, nonyl phenoxypolyethoxylethanol (NP-40), polyoxyethylene lauryl ether lauryl ether, Brij-35), polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58, Tween-20, Tween-80, Octyl-b-glucoside b-Glucoside), Octylthioglucoside (OTG), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1- propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate , CHAPSO) and sodium dodecyl sulfate (SDS), but is not limited thereto. Preferably, SDS can be used.

상기 계면활성제를 세포 시트에 처리하면 세포가 제거된 탈세포화된 세포외기질을 얻을 수 있다. 계면활성제를 처리하기 전에 세포배양물을 분쇄할 수 있다. 바람직하게는 제조방법의 간소화를 위하여 세포배양물을 분쇄하지 않고 세포배양물에 계면활성제를 처리하여 탈세포화 할 수 있다. 세포 시트를 탈세포화 시키면 세포외기질 시트(ECM sheet)를 제조할 수 있다.When the cell sheet is treated with the surfactant, a decellularized extracellular matrix from which cells are removed can be obtained. Cell cultures can be disrupted prior to treatment with the surfactant. Preferably, in order to simplify the manufacturing method, the cell culture may be decellularized by treating the cell culture with a surfactant without crushing the cell culture. When the cell sheet is decellularized, an extracellular matrix sheet (ECM sheet) can be prepared.

상기 탈세포화된 세포외기질은 세포에서 유래된 DNA, RNA 등의 불순물이 있기 때문에 이를 제거하기 위하여 세척할 수 있다. 세척된 탈세포화된 세포외기질은 분쇄할 수 있다. 통상의 방법으로 분쇄될 수 있으며, 예를 들어, 균질화(homogenizing) 분쇄 및 동결 분쇄 방법을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 세포외기질의 손상을 최소화할 수 있도록 동결 분쇄할 수 있다.Since the decellularized extracellular matrix contains impurities such as DNA and RNA derived from cells, it may be washed to remove them. The washed decellularized extracellular matrix can be ground. It may be pulverized by a conventional method, and for example, homogenizing pulverization and freeze pulverization may be used, but is not limited thereto. Preferably, freeze-grinding may be performed to minimize damage to the extracellular matrix.

본 발명에서 상기 수용화 단계는 상기 분쇄된 세포외기질에 산을 처리하여 변성(denaturing)시키는 단계, 상기 변성된 세포외기질을 동결 건조시키는 단계 및 상기 동결 건조된 세포외기질에 계면활성제를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.In the present invention, the water-solubilization step includes denaturing the pulverized extracellular matrix by treating it with an acid, freeze-drying the denatured extracellular matrix, and treating the freeze-dried extracellular matrix with a surfactant. steps may be included.

상기 산은 아세트산 및 염산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산일 수 있다.The acid may be one or more acids selected from the group consisting of acetic acid and hydrochloric acid.

상기 계면활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 트리톤X-114(Triton X-114), 노닐 페녹시폴리에톡시에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene lauryl ether, Brij-35), 폴리에틸렌 글리콜 헥사데실 에테르(Polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58), 트윈-20(Tween-20), 트윈-80(Tween-80), 옥틸-b-글루코사이드(Octyl-b-Glucoside), 옥틸씨오글루코사이드(Octylthioglucoside, OTG), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1-propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-콜아미도프로필)디메틸암모니오)-2-하이드록시-1-프로판설포네이트(3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate, CHAPSO) 및 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 SDS를 사용할 수 있다. 계면활성제를 처리하지 않고 효소 처리도 가능하지만 효소의 경우에는 효소 활성을 위한 특정 조건을 유지해야 하고 반응시간이 장기간 소요되고 수용화 이후에 효소를 세포외기질로부터 분리하기 어렵다.The surfactant is Triton X-100, Triton X-114, nonyl phenoxypolyethoxylethanol (NP-40), polyoxyethylene lauryl ether lauryl ether, Brij-35), polyethylene glycol hexadecyl ether, Brij-58, Tween-20, Tween-80, Octyl-b-glucoside b-Glucoside), Octylthioglucoside (OTG), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-1-propanesulfonate (3-((3-cholamidopropyl) dimethylammonio)-1- propanesulfonate, CHAPS), 3-((3-cholamidopropyl)dimethylammonio)-2-hydroxy-1-propanesulfonate , CHAPSO) and sodium dodecyl sulfate (SDS), but is not limited thereto. Preferably, SDS can be used. Enzyme treatment is also possible without treatment with a surfactant, but in the case of enzymes, specific conditions for enzyme activity must be maintained, a long reaction time is required, and it is difficult to separate the enzyme from the extracellular matrix after aqueous solution.

상기 계면활성제를 처리하면서 추가적으로 단백질 사이의 결합을 분해하는 물질을 처리할 수 있다. 예를 들면, 베타-메르캅토에탄올(beta-mercaptoethanol)또는 DTT(1,4-dithiothreitol)를 처리할 수 있다. 바람직하게는 단백질의 이황화결합을 분해할 수 있는 DTT를 추가할 수 있다.While treating the surfactant, a substance that decomposes bonds between proteins may be additionally treated. For example, beta-mercaptoethanol or DTT (1,4-dithiothreitol) may be treated. Preferably, DTT capable of breaking down disulfide bonds in proteins may be added.

본 발명에서 상기 정제 단계는 단백질 정제를 위한 통상의 방식으로 정제될 수 있다. 예를 들면, 용매 침전(아세톤, 에탄올 등을 이용한 단백질 분획 침전), 투석, 겔 여과, 이온 교환, 역상 칼럼 크로마토그래피와 같은 칼럼 크로마토그래피 및 한외여과 등의 기법을 단독 또는 조합으로 적용시켜 정제할 수 있으며, 바람직하게는 투석을 통해 정제할 수 있다.In the present invention, the purification step may be purified in a conventional manner for protein purification. For example, solvent precipitation (precipitation of the protein fraction using acetone, ethanol, etc.), dialysis, gel filtration, ion exchange, column chromatography such as reverse phase column chromatography, and ultrafiltration may be applied alone or in combination to perform purification. It can be purified, preferably through dialysis.

상기 투석은 단백질 정제를 위한 통상의 방식을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 수용화 단계 이후에 잔여 계면활성제를 제거하기 위하여 전하를 가지는 물질을 제거하는데 적합한 전기투석일 수 있다. 전기투석은 투석 및 전기분해가 조합된 기술을 나타내며, 용액 내에 이온의 분리 또는 농축에 사용될 수 있으며, 이는 반투막을 통한 이온의 선택적 전자 이동에 기반한다.The dialysis may use a conventional method for protein purification. Preferably, it may be electrodialysis suitable for removing a substance having an electric charge in order to remove the residual surfactant after the aqueous solution step. Electrodialysis refers to a technique in which dialysis and electrolysis are combined and can be used for the separation or concentration of ions in a solution, which is based on the selective electron transfer of ions through a semi-permeable membrane.

기본 전기투석의 원리는 직류발전기에 연결된 이온의 전도를 위한 전해질에 잠기는 전극 쌍으로 구성되는 전해전지(electrolytic cell)로 이루어진다. 직류발전기의 양극에 연결된 전극을 애노드(anode), 음극에 연결된 전극을 캐소드(cathode)라고 한다. 또한 전해질 용액은 각각 애노드과 캐소드 쪽으로 이동하는 음전하 및 양전하 이온의 이동으로 인한 전류 흐름을 지원한다. 전기투석에 사용되는 막은 기본적으로 음 전하기 또는 양 전하기에 의한 다공성 이온 교환 수지의 시트이며, 따라서 각각, 양이온성 또는 음이온성 막이라 한다. 이온교환기 막은 보통 디비닐벤젠과 가교된 적합한 작용기(예컨대, 각각 양이온 또는 음이온성 막에 대한 설폰산 또는 사차암모늄기)를 수반하는 폴리스티렌으로 제조된다. 전해질로써, 소듐 클로라이드 또는 소듐 아세테이트, 소듐 프로피오네이트 등이 사용될 수 있다. 이어서, 전기투석조(electrodialysis stack)는 음이온 및 양이온성 막이 두 개의 전극 블럭 사이 필터 프레스에서 평행이 되는 방식으로 조립되며, 이온 결핍(ion depletion)이 진행되는 스트림(stream)이 이온 과다(ion enrichment)가 진행되는 스트림으로부터 잘 분리된다. 이온 결핍이 진행되는 용액은 희석액으로 이온 과다가 진행되는 용액은 농축물으로도 불린다. 전기투석 공정의 핵심은 막 스택(membrane stack)이며, 이는 스페이서(spacers)에 의해 분리되는 여러 음이온 및 양이온 교환막으로 이루어지고, 두 개의 전극 사이에 설치된다. 직접적 전류(direct electric current)를 적용함으로써, 음이온 및 양이온이 탈염된 희석액(diluate)과 농축 스트림을 생성하는 전극 쪽으로 막을 통해 이전된다.The basic electrodialysis principle consists of an electrolytic cell consisting of a pair of electrodes immersed in an electrolyte for the conduction of ions connected to a DC generator. The electrode connected to the anode of the DC generator is called the anode, and the electrode connected to the cathode is called the cathode. The electrolyte solution also supports current flow due to the movement of negatively and positively charged ions towards the anode and cathode, respectively. Membranes used in electrodialysis are basically sheets of porous ion exchange resins with negative or positive charges and are therefore referred to as cationic or anionic membranes, respectively. Ion exchanger membranes are usually made of polystyrene with appropriate functional groups crosslinked with divinylbenzene (eg, sulfonic acid or quaternary ammonium groups for cationic or anionic membranes, respectively). As the electrolyte, sodium chloride or sodium acetate, sodium propionate or the like can be used. Next, an electrodialysis stack is assembled in such a way that the anionic and cationic membranes are parallel in a filter press between two electrode blocks, and the stream undergoing ion depletion is ion enriched. ) is well separated from the proceeding stream. A solution in which ion deficiency proceeds is called a dilute solution, and a solution in which ion excess proceeds is called a concentrate. The heart of the electrodialysis process is the membrane stack, which consists of several anion and cation exchange membranes separated by spacers and placed between two electrodes. By applying a direct electric current, anions and cations are transported through the membrane towards the electrodes creating desalinated diluate and concentrated streams.

상기 전기투석은 세포외기질을 수용화시키는 단계에서 사용된 계면활성제를 제거(투석에 의한 제거)할 수 있는 정도의 투석막이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 통상적으로 분획분자량(MWCO)이 0.1 내지 500 kDa인 투석튜브를 사용할 수 있다. 바람직하게는 분획분자량(MWCO)이 0.5 내지 100 kDa, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 kDa, 가장 바람직하게는 5 내지 20 kDa 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The electrodialysis can be used without limitation as long as the dialysis membrane can remove (remove by dialysis) the surfactant used in the step of water-solubilizing the extracellular matrix, and typically has a molecular weight cut off (MWCO) of 0.1 to 500 kDa. A dialysis tube may be used. Preferably, the molecular weight cut off (MWCO) may be 0.5 to 100 kDa, more preferably 1 to 50 kDa, and most preferably 5 to 20 kDa, but is not limited thereto.

본 발명은 상기 수용성 세포외기질 제조방법에 의해 제조된 수용성 세포외기질을 포함하는 조직재생용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for tissue regeneration comprising the water-soluble extracellular matrix prepared by the method for preparing the water-soluble extracellular matrix.

상기 조직재생용 약학적 조성물은 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함하여 약학적 조성물로 제공할 수 있다.The pharmaceutical composition for tissue regeneration may be provided as a pharmaceutical composition including one or more pharmaceutically acceptable carriers, excipients or diluents.

상기 "약학적으로 허용되는"이란 상기 조성물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다.The "pharmaceutically acceptable" means that it exhibits non-toxic properties to cells or humans exposed to the composition.

상기 조직재생용 약학적 조성물은 비경구 투여를 위하여 제제화 될 수 있다. 상기 비경구 투여의 제제는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 주사제일 수 있다. 바람직하게는 손상된 조직에 국소 투여가 용이한 주사제일 수 있다. The pharmaceutical composition for tissue regeneration may be formulated for parenteral administration. The preparation for parenteral administration may be a sterilized aqueous solution, a non-aqueous solvent, a suspension, an emulsion, a lyophilized preparation, and an injection. Preferably, it may be an injection that is easy to administer locally to a damaged tissue.

상기 조직재생용 약학적 조성물은 조직 재생의 효과를 높이기 위하여 줄기세포와 혼합 투여할 수 있다. 상기 혼합 투여는 질병의 예방, 치료, 증상의 경감 또는 완화를 위해 본 발명의 약학 조성물과 줄기세포를 동시에 또는 시간차를 두고, 독립적 또는 비독립적으로 투여하는 것을 의미한다. 상기 혼합 투여는 병용 투여와 혼용될 수 있다.The pharmaceutical composition for tissue regeneration may be administered in combination with stem cells in order to increase the effect of tissue regeneration. The mixed administration means that the pharmaceutical composition of the present invention and the stem cells are administered simultaneously or with a time difference, independently or independently, for the purpose of preventing, treating, reducing or alleviating symptoms of a disease. The mixed administration may be used together with the combined administration.

상기 조직재생용 약학적 조성물은 허혈성 질환의 치료용으로 사용할 수 있다. 상기 허혈성 질환은 심장 협심증, 심근 경색, 뇌경색 또는 족부궤양일 수 있다.The pharmaceutical composition for tissue regeneration can be used for the treatment of ischemic diseases. The ischemic disease may be cardiac angina, myocardial infarction, cerebral infarction, or foot ulcer.

이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and test examples. However, the following examples and test examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 : 인간 지방줄기세포로부터 수용성 세포외기질 제조><Example: Preparation of water-soluble extracellular matrix from human adipose stem cells>

1. 인간 지방줄기세포 배양1. Human adipose stem cell culture

사람지방조직 유래 중간엽 줄기세포(human adipose tissue derived mesenchymal stem cell; hADSC)는 써모피셔로부터 상업적으로 구매하여 사용하였다. hADSC의 배양배지는 DMEM(Gibco)안에 FBS(Gibco), 아스코르브산(ascorbic acid, Sigma), 기본 섬유아세포 성장 인자(basic fibroblast growth factor; bFGF, R&D system), 인슐린유사 성장인자 1(Insulin-like growth factor-1; IGF-1, R&D system), 상피세포 성장인자(Epidermal growth factor; EGF, R&D system), 하이드로코르티손(Hydrocortisone, Sigma) 및 항생제(antibiotics)를 첨가하여 제작하여 사용하였다. hADSC는 5 X 103 cells/cm2으로 세포를 접종하여 37 ℃, 5 % CO2 습윤조건에서 배양하였고 3-4일 마다 계대 배양을 수행하였다. 시험에 사용된 줄기세포는 계대번호 5를 사용하였다.Human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (hADSC) were commercially purchased from Thermo Fisher and used. The hADSC culture medium contained FBS (Gibco), ascorbic acid (Sigma), basic fibroblast growth factor (bFGF, R&D system), and insulin-like growth factor 1 (Insulin-like growth factor 1) in DMEM (Gibco). growth factor-1; IGF-1, R&D system), epidermal growth factor (EGF, R&D system), hydrocortisone (Sigma), and antibiotics were added and used. The hADSCs were inoculated at 5 X 10 3 cells/cm 2 and cultured at 37° C. under 5% CO 2 humid conditions, and subculture was performed every 3-4 days. Stem cells used in the test were passage number 5.

2. 세포외기질 제조2. Preparation of extracellular matrix

세포외기질을 생산하기 위하여 hADSC를 1 X 104 cells/cm2으로 배양접시에 접종하고, DMEM-로우 글루코스(DMEM-low glucose, Gibco)에 10% FBS, 50 μg/ml 아스코르브산 및 10 ng/ml bFGF가 들어있는 배지에서 3일간 배양 후 DMEM-로우 글루코스에 10% FBS, 50 μg/ml 아스코르브산이 들어있는 배지로 교체하여 11일간 배양하였다. 배양된 세포의 탈세포화를 위하여 증류수로 세척 후 0.1% SDS를 30분간 상온에서 처리한 후 증류수로 24시간 동안 세척하였다. 탈세포화가 완료된 샘플은 스크래퍼를 이용하여 수득하고 동결분쇄(cryo-milling)하여 1M 아세트산을 4도에서 48시간 동안 처리한 후 동결건조 시켰다. 동결건조 후 샘플의 수용화를 위하여 건조중량을 측정한 후 최종농도를 3 mg/ml로 설정하여, 10 mM DTT 및 5% SDS 용액에서 98도에서 2시간 반응시켰다. 샘플은 2000 rpm에서 5분간 원심분리하여 상층액을 수득한 후 분획분자량(MWCO)이 10kDa인 투석튜브를 이용하여 50V의 전압으로 전기투석을 3일간 진행한 후 추가로 증류수를 이용하여 투석을 3일간 진행하였다. 투석액은 매일 교체해 주었다. 투석을 완료한 최종 샘플은 동결건조하여 추후 실험에 사용하였다.To produce an extracellular matrix, hADSC were inoculated into a culture dish at 1 X 10 4 cells/cm 2 , and DMEM-low glucose (Gibco) was added with 10% FBS, 50 μg/ml ascorbic acid and 10 ng After culturing for 3 days in a medium containing /ml bFGF, the medium was replaced with a medium containing 10% FBS and 50 μg/ml ascorbic acid in DMEM-low glucose and cultured for 11 days. After washing with distilled water for decellularization of the cultured cells, they were treated with 0.1% SDS for 30 minutes at room temperature and then washed with distilled water for 24 hours. The decellularized sample was obtained using a scraper, cryo-milled, treated with 1M acetic acid at 4 degrees for 48 hours, and then lyophilized. After lyophilization, the dry weight was measured for water solubilization of the sample, and the final concentration was set to 3 mg/ml, followed by reaction in a 10 mM DTT and 5% SDS solution at 98 degrees for 2 hours. The sample was centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes to obtain a supernatant, and then electrodialysis was performed at a voltage of 50 V using a dialysis tube having a molecular weight cutoff (MWCO) of 10 kDa for 3 days, followed by dialysis using distilled water for 3 days. day was carried out. Dialysis fluid was changed daily. The final sample after dialysis was lyophilized and used for further experiments.

상기 과정은 도 1에 정리하여 나타내었고, 탈세포화 과정부터 수용화 과정에서 각 단계의 결과물의 사진을 도 2에 나타내었다.The process is summarized in FIG. 1, and pictures of the results of each step from the decellularization process to the water solubilization process are shown in FIG.

<실험예 1 : 형광염색을 통한 세포외기질 단백질 및 탈세포화 확인><Experimental Example 1: Confirmation of extracellular matrix protein and decellularization through fluorescence staining>

상기 실시예에서 세포외기질 제조를 위한 hADSC 배양 단계에서 hADSC를 14일간 배양 후 탈세포화 전 샘플 및 탈세포화 후 샘플에 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde; PFA)를 상온에서 20분간 처리하여 고정하였다. 고정된 샘플은 PBS를 이용하여 세척하고 피브로넥틴(Fibronectin, ThermoFisher scientific), 제 1형 콜라겐(Collagen type 1, ThermoFisher scientific), 엘라스틴(Elastin, abcam) 및 라미닌 (Laminin, abcam)의 항체를 4℃에서 16시간 반응 후 2차 항체로 알렉사488 및 알렉사594(ThermoFisher scientific)를 이용하여 샘플에 존재하는 각 성분을 염색하였다. 추가로, 세포핵은 DAPI (4’,6-diamidino-2-phenylindole, sigma)를 이용하여 염색하였다. 탈세포화 전의 염색 결과는 도 3에 나타내었고, 탈세포화 후의 염색 결과는 도 4에 나타내었다. 탈세포화 후 샘플에서는 세포핵이 확인되지 않았다. 이를 통해 탈세포화가 잘 되었음을 확인하였다. In the above example, in the hADSC culture step for preparing extracellular matrix, hADSCs were cultured for 14 days, and then the samples before and after decellularization were treated with 4% paraformaldehyde (PFA) at room temperature for 20 minutes and fixed. The fixed samples were washed with PBS and antibodies to fibronectin (Fibronectin, ThermoFisher scientific), collagen type 1 (Collagen type 1, ThermoFisher scientific), elastin (abcam), and laminin (Laminin, abcam) at 4°C. After 16 hours of reaction, each component present in the sample was stained using Alexa488 and Alexa594 (ThermoFisher scientific) as secondary antibodies. Additionally, cell nuclei were stained using DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole, sigma). The staining results before decellularization are shown in FIG. 3 , and the staining results after decellularization are shown in FIG. 4 . No cell nuclei were identified in the sample after decellularization. Through this, it was confirmed that the decellularization was well performed.

<실험예 2 : 세포외기질의 구조적 관찰><Experimental Example 2: Structural observation of extracellular matrix>

탈세포화 전후의 세포외기질의 구조적 관찰을 위하여 hADSC를 1 X 104 cells/cm2으로 접종하고 14일간 배양 후 탈세포화를 진행하지 않은 샘플과 탈세포화를 진행한 샘플을 PBS로 세척한 후 4% PFA로 고정한 후 건조시켰다. 건조된 샘플은 플래티늄-팔라듐(platinum-paladium)으로 코팅하고 SEM을 이용하여 관찰하였다. 탈세포화 전 샘플의 이미징 결과는 도 5에 나타내었고, 탈세포화 후 샘플의 이미징 결과는 도 6에 나타내었다.For structural observation of the extracellular matrix before and after decellularization, hADSCs were inoculated at 1 X 10 4 cells/cm 2 and cultured for 14 days. It was fixed with PFA and then dried. The dried sample was coated with platinum-palladium and observed using SEM. The imaging result of the sample before decellularization is shown in FIG. 5 , and the imaging result of the sample after decellularization is shown in FIG. 6 .

<실험예 3 : DNA 잔존량 확인><Experimental Example 3: DNA Residual Amount Verification>

탈세포의 확인을 위하여 탈세포화 전 샘플과 탈세포화 후 샘플의 DNA 잔존량을 분석하였다. 각각의 샘플은 동결건조 후에 DNA 추출 키트(PureLink genomic DNA mini kit, Invitrogen)를 이용하여 메뉴얼대로 DNA를 추출하여 DNA 농도가 측정이 가능한 분자 분석 장비(spectramax M2, Molecular devices)를 이용하여 정량분석하였다. 그 결과는 도 7에 나타내었다. 탈세포화 후 샘플에서는 DNA가 측정되지 않았다. 이를 통해 탈세포화가 잘 되었음을 확인하였다.In order to confirm the decellularization, the residual amount of DNA in the sample before decellularization and after decellularization was analyzed. After each sample was lyophilized, DNA was extracted manually using a DNA extraction kit (PureLink genomic DNA mini kit, Invitrogen), and quantitative analysis was performed using molecular analysis equipment (spectramax M2, Molecular devices) capable of measuring DNA concentration. . The results are shown in FIG. 7 . No DNA was measured in the samples after decellularization. Through this, it was confirmed that decellularization was well performed.

<실험예 4 : SDS의 독성 평가><Experimental Example 4: Toxicity evaluation of SDS>

SDS의 독성평가를 위하여 hADSC 및 사람 피부조직 섬유아세포(human dermal fibroblast; HDF)에서 실험을 수행하였다. HDF도 ThermoFisher scientific으로부터 상업적으로 구매하여 사용하였다. hADSC는 상기 실시예와 동일한 방법으로 배양하였고, HDF는 DMEM에 FBS 및 항생제가 첨가된 배지를 이용하여 배양하여 계대 숫자 10을 실험에 사용하였다.To evaluate the toxicity of SDS, experiments were performed on hADSC and human dermal fibroblast (HDF). HDF was also purchased and used commercially from ThermoFisher scientific. hADSCs were cultured in the same manner as in the above example, and HDFs were cultured using DMEM supplemented with FBS and antibiotics, and passage number 10 was used in the experiment.

hADSC에 SDS의 농도를 0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml, 50 μg/ml 및 100 μg/ml로 24시간 처리하였다. 그 후 세포에 WST-8 용액 (dojindo, Tokyo, Japan; also known as cell counting kit-8, CCK8)을 첨가하여 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 450 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 도 8에 나타내었다.hADSCs were treated with SDS concentrations of 0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml, 50 μg/ml and 100 μg/ml for 24 hours. . Thereafter, WST-8 solution (dojindo, Tokyo, Japan; also known as cell counting kit-8, CCK8) was added to the cells, reacted for 1 hour, and absorbance was measured at a wavelength of 450 nm using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. 8 .

HDF에 SDS의 농도를 0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 1 μg/ml, 3 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml 및 100 μg/ml로 24시간 처리하였다. 그 후 세포에 WST-8 용액을 첨가하여 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 450 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 도 9에 나타내었다.HDFs were treated with SDS concentrations of 0 μg/ml, 0.5 μg/ml, 1 μg/ml, 3 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml, 20 μg/ml and 100 μg/ml for 24 hours. . Thereafter, WST-8 solution was added to the cells, reacted for 1 hour, and absorbance was measured at a wavelength of 450 nm using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. 9 .

hADSC 및 HDF에서 SDS의 농도가 20 μg/ml 까지는 세포독성이 확인되지 않았다. 그래서 정제 후의 잔여 SDS가 세포독성이 없는 농도인 20 μg/ml 이내인지 확인하는 실험을 하기 실험예 5에서 진행하였다.Cytotoxicity was not confirmed in hADSC and HDF up to 20 μg/ml of SDS. Therefore, an experiment to confirm whether the residual SDS after purification was within 20 μg/ml, which is a non-cytotoxic concentration, was conducted in Experimental Example 5 below.

<실험예 5 : 잔여 SDS 분석><Experimental Example 5: Analysis of residual SDS>

탈세포화 및 수용화 단계에서 처리하는 SDS는 세포독성이 있기 때문에 정제 후에 잔여 SDS를 확인하였다. 우선 정량을 위한 표준 곡선 샘플을 만들기 위하여 SDS를 0.15 μg/ml, 0.3 μg/ml, 0.6 μg/ml, 1.25 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml 및 20 μg/ml을 물에 용해시킨 뒤에 분광광도계 (spectrophotometer)를 이용하여 650 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 도 10에 나타내었다.Since SDS treated in the decellularization and water-solubilization steps is cytotoxic, residual SDS was confirmed after purification. First, in order to create a standard curve sample for quantification, SDS was prepared at 0.15 μg/ml, 0.3 μg/ml, 0.6 μg/ml, 1.25 μg/ml, 2.5 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml and 20 μg/ml. After dissolving ml in water, absorbance was measured at a wavelength of 650 nm using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. 10 .

투석 전후의 잔여 SDS를 확인하기 위하여 투석 전 샘플 및 투석 후 샘플 900 μl에 메틸렌블루(methylene blue) 1%(w/v)를 10 μl 첨가한 후 클로로포름 (chloroform) 400 μl를 추가로 첨가하였다. 그리고 볼텍스(vortex)를 30초간 진행한 뒤 14000 rpm에서 10분간 원심분리를 하였다. 층분리가 일어난 샘플의 아래층을 조심스럽게 수득한 후 분광광도계를 이용하여 650 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 SDS의 잔존량을 확인하였다. 그 결과는 도 11에 나타내었다.In order to check the residual SDS before and after dialysis, 10 μl of methylene blue 1% (w / v) was added to 900 μl of the sample before and after dialysis, followed by 400 μl of chloroform. Then, after vortexing for 30 seconds, centrifugation was performed at 14000 rpm for 10 minutes. After carefully obtaining the lower layer of the sample in which layer separation occurred, the absorbance was measured at a wavelength of 650 nm using a spectrophotometer to confirm the remaining amount of SDS. The results are shown in FIG. 11 .

투석 후 샘플에서 측정된 잔여 SDS의 양은 0.52 μg/ml로 세포독성을 나타내는 범위의 농도는 아니었다.The amount of residual SDS measured in the sample after dialysis was 0.52 μg/ml, which was not a concentration in the range showing cytotoxicity.

<실험예 6 : 수용성 세포외기질의 세포독성 평가><Experimental Example 6: Evaluation of cytotoxicity of water-soluble extracellular matrix>

실시예의 수용성 세포외기질의 세포독성을 확인하기 위하여 HDF에서 세포독성 평가를 수행하였다. HDF를 1 X 104 cells/cm2으로 배양접시에 접종하여 혈청이 없는 DMEM 배지에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 세포는 PBS로 세척한 후 혈청이 없는 DMEM에 다양한 농도 (0.5 mg/ml, 1 mg/ml, 3 mg/ml, 5 mg/ml) 로 세포외기질을 24시간 처리하였다. 그 후 세포에 WST-8 용액 (dojindo, Tokyo, Japan; also known as cell counting kit-8, CCK8)을 첨가하여 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 450 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 도 12에 나타내었다. 모든 농도 범위에서 세포독성이 없는 것을 확인하였다.In order to confirm the cytotoxicity of the water-soluble extracellular matrix of Example, cytotoxicity was evaluated in HDF. HDFs were inoculated into a culture dish at 1 X 10 4 cells/cm 2 and cultured for 24 hours in serum-free DMEM medium. After washing the cultured cells with PBS, the extracellular matrix was treated with serum-free DMEM at various concentrations (0.5 mg/ml, 1 mg/ml, 3 mg/ml, and 5 mg/ml) for 24 hours. Thereafter, WST-8 solution (dojindo, Tokyo, Japan; also known as cell counting kit-8, CCK8) was added to the cells, reacted for 1 hour, and absorbance was measured at a wavelength of 450 nm using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. 12 . It was confirmed that there was no cytotoxicity in all concentration ranges.

<실험예 7 : 수용성 세포외기질의 세포증식 평가><Experimental Example 7: Evaluation of Cell Proliferation of Water-Soluble Extracellular Matrix>

실시예의 수용성 세포외기질의 세포증식에 대한 효과를 확인하기 위하여 HDF에서 세포 증식 평가를 수행하였다. HDF를 1 X 104 cells/cm2으로 배양접시에 접종하고 혈청이 포함된 DMEM에 세포외기질을 다양한 농도 (0.5 mg/ml, 1 mg/ml, 3 mg/ml, 5 mg/ml)로 제작하여 세포에 처리하여 2일간 배양하였다. 배양된 세포에 WST-8 용액을 첨가하여 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 450 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과는 도 13에 나타내었다.In order to confirm the effect of the water-soluble extracellular matrix of Example on cell proliferation, cell proliferation was evaluated in HDF. HDF was inoculated into a culture dish at 1 X 10 4 cells/cm 2 , and extracellular matrix was added to serum-containing DMEM at various concentrations (0.5 mg/ml, 1 mg/ml, 3 mg/ml, 5 mg/ml). It was prepared, treated with cells, and cultured for 2 days. After adding the WST-8 solution to the cultured cells and reacting for 1 hour, the absorbance was measured at a wavelength of 450 nm using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. 13 .

<실험예 8 : 수용성 세포외기질의 단백질 분석><Experimental Example 8: Protein analysis of water-soluble extracellular matrix>

실시예의 수용성 세포외기질의 단백질 분석을 위하여 동결건조된 세포외기질의 건조중량을 측정하여 3 mg/ml, 1 mg/ml 및 0.5 mg/ml 농도로 PBS에 녹여서 샘플을 준비하였다. 상기 샘플들은 DC 단백질 분석(DC protein assay, Bio-rad) 키트를 통하여 단백질을 정량 분석하였다. 분석법은 제조사에서 제공하는 방법대로 시약을 제조하고 샘플과 반응시켜 750 nm 파장으로 측정하였다. 표준곡선은 젤라틴을 PBS에 녹여 설정하였다. 정량분석 결과는 도 14에 나타내었다. 측정된 단백질의 농도는 건조중량으로 설정한 농도와 유사한 것으로 보아 실시예의 수용성 세포외기질은 단백질로 이루어져 있는 것을 확인할 수 있었다.For the protein analysis of the water-soluble extracellular matrix of Example, the dry weight of the lyophilized extracellular matrix was measured and dissolved in PBS at concentrations of 3 mg/ml, 1 mg/ml, and 0.5 mg/ml to prepare samples. The samples were quantitatively analyzed for protein through a DC protein assay (Bio-rad) kit. For the analysis method, reagents were prepared according to the method provided by the manufacturer, reacted with the sample, and measured at a wavelength of 750 nm. A standard curve was established by dissolving gelatin in PBS. The quantitative analysis results are shown in FIG. 14 . The measured protein concentration was similar to the concentration set by dry weight, confirming that the water-soluble extracellular matrix of Example was composed of protein.

단백질의 분자량별 양상을 확인하기 위하여 동결건조된 세포외기질에 5x 샘플 버퍼(5x lane marker reducing sample buffer, thermofisher)을 첨가하여 98도로 5분간 끓여 샘플을 준비하였다. 대조군은 탈세포화 진행 전 세포시트를 증류수(DW)로 세척한 후 동결건조하여 RIPA 버퍼(바이오세상)를 처리하여 얻은 세포 분쇄물(cell lysate)을 사용하였다. 준비된 샘플들은 소형-단백질 TGX 젤(mini-protean TGX Gels, bio-rad)에 로딩하여 전기영동을 진행한 후 인스턴트블루 쿠마시 단백질 염색(InstantBlue coomassie protein stain, Abcam)으로 젤을 염색하여 분자량에 따른 단백질의 양상을 확인하였다. 그 결과는 도 15에 나타내었다. 분석 결과 수용성 세포외기질은 특정 크기의 단백질 위주로 구성되어 있음을 확인할 수 있었다.In order to confirm the molecular weight of the protein, 5x sample buffer (5x lane marker reducing sample buffer, thermofisher) was added to the lyophilized extracellular matrix and boiled at 98 degrees for 5 minutes to prepare a sample. As a control, cell lysate obtained by washing the cell sheet with distilled water (DW) before decellularization, freeze-drying, and treating with RIPA buffer (Biosesang) was used. The prepared samples were loaded onto mini-protean TGX Gels (bio-rad), subjected to electrophoresis, and then stained with InstantBlue coomassie protein stain (Abcam) to determine molecular weight. The appearance of the protein was confirmed. The results are shown in FIG. 15 . As a result of the analysis, it was confirmed that the water-soluble extracellular matrix was mainly composed of proteins of a specific size.

추가적으로 단백질 성분을 분석하기 위하여 LC/MS 분석을 진행하였다. 동결건조된 세포외기질을 2% SDS, 100 mM TEAB (triethylammonium bicarbonate)에 용해시킨 뒤에 10 mM DTT를 샘플 200 μg에 처리하고 25 mM IAA(iodacetamide)를 처리하여 알킬화반응을 시켰다. 이후, 트립신을 처리하여 펩타이드화 시켜 진공건조후 0.1% TFA로 용해시켜 샘플을 준비하였다. In order to additionally analyze the protein components, LC/MS analysis was performed. After dissolving the lyophilized extracellular matrix in 2% SDS and 100 mM TEAB (triethylammonium bicarbonate), 200 μg of the sample was treated with 10 mM DTT and 25 mM IAA (iodacetamide), followed by an alkylation reaction. Thereafter, a sample was prepared by treating the sample with trypsin to convert it into a peptide, vacuum drying, and dissolving with 0.1% TFA.

준비된 샘플은 써모 디오넥스 얼티메이트 UPLC 시스템(Thermo Dionex Ultimate 3000 UPLC system)과 써모 Q-이그젤티브 HF-X MS(Thermo Q-Exactive HF-X MS)를 사용하여 분석하였다. 유니프롯(UniProt) 데이터베이스에서 제공하는 인간 단백질 시퀀스 (UP000005640)와 프로테옴 디스커버러(Proteome discoverer)를 이용하여 질량분석 스펙트럼 데이터로부터 단백질을 동정했다. missed cleavage는 두 개까지 허용하고, 펩타이드 변형으로 시스테인의 알킬화(cysteine alkylation, +57.0214 Da)와 메티오닌의 산화(methionine oxidation, +15.9949 Da)를 고려하였다.The prepared samples were analyzed using a Thermo Dionex Ultimate 3000 UPLC system and a Thermo Q-Exactive HF-X MS. Proteins were identified from mass spectrometry spectral data using the human protein sequence (UP000005640) provided by the UniProt database and Proteome discoverer. Up to two missed cleavages were allowed, and cysteine alkylation (+57.0214 Da) and methionine oxidation (+15.9949 Da) were considered as peptide modifications.

LC/MS 분석 결과 22개의 콜라겐, 30개의 당단백, 30개의 프로테오글리칸 및 8개의 기타 세포외기질 단백질이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 구체적인 성분은 하기 표 1에 기재하였다.As a result of LC/MS analysis, it was confirmed that 22 collagens, 30 glycoproteins, 30 proteoglycans, and 8 other extracellular matrix proteins were present. Specific components are listed in Table 1 below.

구분division 단백질protein 유전자gene 콜라겐Collagen Collagen alpha-3(VI) chain Collagen alpha-3(VI) chain COL6A3COL6A3 Collagen alpha-1(XII) chain Collagen alpha-1(XII) chain COL12A1COL12A1 Collagen alpha-1(VI) chain Collagen alpha-1(VI) chain COL6A1COL6A1 Collagen alpha-2(VI) chain Collagen alpha-2(VI) chain COL6A2COL6A2 Collagen alpha-2(I) chain Collagen alpha-2(I) chain COL1A2COL1A2 Collagen alpha-1(I) chain Collagen alpha-1(I) chain COL1A1COL1A1 Collagen alpha-1(XIV) chain Collagen alpha-1(XIV) chain COL14A1COL14A1 Collagen alpha-1(V) chain Collagen alpha-1(V) chain COL5A1COL5A1 Collagen alpha-6(VI) chain Collagen alpha-6(VI) chain COL6A6COL6A6 Collagen alpha-1(III) chain Collagen alpha-1(III) chain COL3A1COL3A1 Collagen alpha-2(V) chain Collagen alpha-2(V) chain COL5A2COL5A2 Collagen alpha-1(VIII) chain Collagen alpha-1(VIII) chain COL8A1COL8A1 Collagen alpha-1(XVIII) chain Collagen alpha-1(XVIII) chain COL18A1COL18A1 Collagen alpha-1(XI) chain Collagen alpha-1(XI) chain COL11A1COL11A1 Collagen alpha-1(XVI) chain Collagen alpha-1(XVI) chain COL16A1COL16A1 Collagen alpha-1(XV) chain Collagen alpha-1(XV) chain COL15A1COL15A1 Collagen alpha-3(V) chain Collagen alpha-3(V) chain COL5A3COL5A3 Collagen alpha-1(X) chain Collagen alpha-1(X) chain COL10A1COL10A1 Collagen alpha-2(VIII) chain Collagen alpha-2(VIII) chain COL8A2COL8A2 Collagen alpha-1(XXI) chain Collagen alpha-1(XXI) chain COL21A1COL21A1 Collagen alpha-1(IV) chain Collagen alpha-1(IV) chain COL4A1COL4A1 Collagen alpha-1(VII) chain Collagen alpha-1(VII) chain COL7A1COL7A1 당단백질glycoprotein Fibronectin Fibronectin FN1FN1 Tenascin Tenascin TNCTNC Thrombospondin-1 Thrombospondin-1 THBS1THBS1 Fibrillin-1 Fibrillin-1 FBN1FBN1 Thrombospondin-2 Thrombospondin-2 THBS2THBS2 Fibrillin-2 Fibrillin-2 FBN2FBN2 SPARC SPARC SPARCSPARC Metalloproteinase inhibitor 1 Metalloproteinase inhibitor 1 TIMP1TIMP1 Cartilage oligomeric matrix protein Cartilage oligomeric matrix protein COMPCOMP Basigin Basigin BSGBSG Endoglin Endoglin ENGENG Chitinase-3-like protein 1 Chitinase-3-like protein 1 CHI3L1CHI3L1 Nidogen-2 Nidogen-2 NID2NID2 Dermatopontin Dermatopontin DPTDPT Teneurin-3 Teneurin-3 TENM3TENM3 Zinc-alpha-2-glycoprotein Zinc-alpha-2-glycoprotein AZGP1AZGP1 EGF-containing fibulin-like extracellular matrix protein 1 EGF-containing fibulin-like extracellular matrix protein 1 EFEMP1EFEMP1 Trophoblast glycoprotein Trophoblast glycoprotein TPBGTPBG Lysosome-associated membrane glycoprotein 2 Lysosome-associated membrane glycoprotein 2 LAMP2LAMP2 Tenascin-X Tenascin-X TNXBTNXB Thy-1 membrane glycoprotein Thy-1 membrane glycoprotein THY1THY1 Vitronectin Vitronectin VTNVTN Lysosome-associated membrane glycoprotein 1 Lysosome-associated membrane glycoprotein 1 LAMP1LAMP1 Transmembrane glycoprotein NMB Transmembrane glycoprotein NMB GPNMBGPNMB Glycoprotein integral membrane protein 1 Glycoprotein integral membrane protein 1 GINM1GINM1 Microfibril-associated glycoprotein 4 Microfibril-associated glycoprotein 4 MFAP4MFAP4 Nuclear pore glycoprotein p62 Nuclear pore glycoprotein p62 NUP62NUP62 Laminin subunit beta-1 Laminin subunit beta-1 LAMB1LAMB1 Laminin subunit gamma-1 Laminin subunit gamma-1 LAMC1LAMC1 Laminin subunit beta-2 Laminin subunit beta-2 LAMB2LAMB2 프로테오
글리칸
proteo
glycan
Keratin, type II cytoskeletal 1 Keratin, type II cytoskeletal 1 KRT1KRT1
Keratin, type I cytoskeletal 9 Keratin, type I cytoskeletal 9 KRT9KRT9 Keratin, type I cytoskeletal 10 Keratin, type I cytoskeletal 10 KRT10KRT10 Keratin, type II cytoskeletal 2 epidermal Keratin, type II cytoskeletal 2 epidermal KRT2KRT2 Keratin, type II cytoskeletal 6B Keratin, type II cytoskeletal 6B KRT6BKRT6B Keratin, type II cytoskeletal 6C Keratin, type II cytoskeletal 6C KRT6CKRT6C Keratin, type II cytoskeletal 6A Keratin, type II cytoskeletal 6A KRT6AKRT6A Keratin, type I cytoskeletal 16 Keratin, type I cytoskeletal 16 KRT16KRT16 Keratin, type II cytoskeletal 5 Keratin, type II cytoskeletal 5 KRT5KRT5 Keratin, type I cytoskeletal 14 Keratin, type I cytoskeletal 14 KRT14KRT14 Keratin, type II cytoskeletal 79 Keratin, type II cytoskeletal 79 KRT79KRT79 Keratin, type II cytoskeletal 75 Keratin, type II cytoskeletal 75 KRT75KRT75 Keratin, type II cytoskeletal 4 Keratin, type II cytoskeletal 4 KRT4KRT4 Keratin, type II cytoskeletal 80 Keratin, type II cytoskeletal 80 KRT80KRT80 Keratin, type II cytoskeletal 7 Keratin, type II cytoskeletal 7 KRT7KRT7 Keratin, type II cytoskeletal 8 Keratin, type II cytoskeletal 8 KRT8KRT8 Keratin, type II cytoskeletal 3 Keratin, type II cytoskeletal 3 KRT3KRT3 Keratin, type II cytoskeletal 2 oral Keratin, type II cytoskeletal 2 oral KRT76KRT76 Keratin, type I cytoskeletal 15 Keratin, type I cytoskeletal 15 KRT15KRT15 Keratin, type I cytoskeletal 13 Keratin, type I cytoskeletal 13 KRT13KRT13 Keratin, type I cytoskeletal 17 Keratin, type I cytoskeletal 17 KRT17KRT17 Keratin, type I cytoskeletal 19 Keratin, type I cytoskeletal 19 KRT19KRT19 Basement membrane-specific heparan sulfate proteoglycan core protein Basement membrane-specific heparan sulfate proteoglycan core protein HSPG2HSPG2 Biglycan Biglycan BGNBGN Decorin Decorin DCNDCN Versican core protein Versican core protein VCANVCAN Lumican Lumican LUMLUM Glypican-4 Glypican-4 GPC4GPC4 Testican-1 Testican-1 SPOCK1SPOCK1 Hyaluronan and proteoglycan link protein 1 Hyaluronan and proteoglycan link protein 1 HAPLN1HAPLN1 기타
세포외기질
단백질
etc
extracellular matrix
protein
Transforming growth factor-beta-induced protein ig-h3 Transforming growth factor-beta-induced protein ig-h3 TGFBITGFBI
Periostin Periostin POSTNPOSTN Fibulin-2 Fibulin-2 FBLN2FBLN2 Vimentin Vimentin VIMVIM Fibulin-1 Fibulin-1 FBLN1FBLN1 Extracellular matrix protein 1 Extracellular matrix protein 1 ECM1ECM1 Fibulin-5 Fibulin-5 FBLN5FBLN5 EGF-containing fibulin-like extracellular matrix protein 2 EGF-containing fibulin-like extracellular matrix protein 2 EFEMP2EFEMP2

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (14)

인체유래 지방줄기세포를 배양하여 세포배양물을 제조하는 세포 배양 단계;
상기 세포배양물에 계면활성제를 처리하여 탈세포화된 세포외기질을 얻는 탈세포화 단계;
상기 탈세포화된 세포외기질을 세척하고 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 세포외기질에 산을 처리하여 변성(denaturing)시키는 단계;
상기 변성된 세포외기질을 동결건조시키는 단계;
상기 동결건조된 세포외기질에 계면활성제를 처리하여 수용화하는 수용화 단계; 및
상기 수용화된 세포외기질을 전기투석하는 정제 단계;를 포함하고,
상기 세포배양물은 세포 시트이고,
상기 탈세포화 단계에서의 계면활성제는 SDS이고,
상기 탈세포화된 세포외기질은 세포외기질 시트이고,
상기 분쇄는 동결분쇄이고,
상기 산은 아세트산이고,
상기 수용화 단계에서의 계면활성제는 SDS이고,
상기 수용화 단계에서의 계면활성제는 DTT와 같이 처리하는 것이고,
상기 수용화 단계는 온도 95℃에서 수행하는 것이고,
상기 전기투석은 5 내지 20 kDa의 분획분자량을 가지는 투석막을 사용하는 것을 특징으로 하는 수용성 세포외기질의 제조방법.
A cell culture step of culturing human-derived adipose stem cells to prepare a cell culture product;
A decellularization step of obtaining a decellularized extracellular matrix by treating the cell culture with a surfactant;
washing and grinding the decellularized extracellular matrix;
denaturing the pulverized extracellular matrix by treating it with an acid;
freeze-drying the denatured extracellular matrix;
A water-solubilization step of treating the lyophilized extracellular matrix with a surfactant to make it water-soluble; and
A purification step of electrodialysis of the solubilized extracellular matrix; including,
The cell culture is a cell sheet,
The surfactant in the decellularization step is SDS,
The decellularized extracellular matrix is an extracellular matrix sheet,
The grinding is freeze grinding,
the acid is acetic acid,
The surfactant in the water solubilization step is SDS,
The surfactant in the water solubilization step is treated like DTT,
The water solubilization step is carried out at a temperature of 95 ° C,
The electrodialysis method of producing a water-soluble extracellular matrix, characterized in that using a dialysis membrane having a cut-off molecular weight of 5 to 20 kDa.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항의 제조방법에 의해 제조된 수용성 세포외기질을 포함하는 조직재생용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for tissue regeneration comprising the water-soluble extracellular matrix prepared by the method of claim 1.
제11항에 있어서, 상기 조직재생용 약학적 조성물은 주사제인 것을 특징으로 하는 조직재생용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for tissue regeneration according to claim 11, wherein the pharmaceutical composition for tissue regeneration is an injection.
제11항에 있어서, 상기 조직재생용 약학적 조성물은 허혈성 질환의 치료용인 것을 특징으로 하는 조직재생용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for tissue regeneration according to claim 11, wherein the pharmaceutical composition for tissue regeneration is used for the treatment of ischemic disease.
제13항에 있어서, 상기 허혈성 질환은 심장 협심증, 심근 경색, 뇌경색 또는 족부궤양인 것을 특징으로 하는 조직재생용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for tissue regeneration according to claim 13, wherein the ischemic disease is cardiac angina, myocardial infarction, cerebral infarction or foot ulcer.
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KR20170003916A (en) * 2014-03-21 2017-01-10 유니버시티 오브 피츠버그 - 오브 더 커먼웰쓰 시스템 오브 하이어 에듀케이션 Methods for preparation of a terminally sterilized hydrogel derived from extracellular matrix

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