KR102628250B1 - Cryopreservation method of stem cell culture using high concentration of cryoprotective agents - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고농도의 동결 방지제를 이용한 이차원(2D) 및 삼차원(3D) 줄기 세포 배양의 동결 보존방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of cryopreservation of two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) stem cell culture using a high concentration of cryoprotectant.

Description

고농도의 동결방지제를 이용한 줄기세포 배양체의 동결 보존방법 {CRYOPRESERVATION METHOD OF STEM CELL CULTURE USING HIGH CONCENTRATION OF CRYOPROTECTIVE AGENTS}Method for cryopreservation of stem cell cultures using high concentration of cryoprotectant {CRYOPRESERVATION METHOD OF STEM CELL CULTURE USING HIGH CONCENTRATION OF CRYOPROTECTIVE AGENTS}

본 발명은 고농도의 동결 방지제를 이용한 이차원(2D) 및 삼차원(3D) 줄기 세포 배양체의 동결 보존방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of cryopreservation of two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) stem cell cultures using a high concentration of cryoprotectant.

조직 또는 세포의 장기간 안정한 보존을 위하여 동결 보존방법이 사용되고 있다. Cryopreservation methods are used for long-term stable preservation of tissues or cells.

이와 같은 동결 보존을 위해 기존에 널리 사용되는 방식은 저농도의 동결방지제(Cryoprotective agent, CPA)를 사용하는 완만동결(slow-freezing) 방식이었다.The previously widely used method for such cryopreservation was the slow-freezing method using a low concentration of cryoprotective agent (CPA).

최근에는 인체 장기를 모방한 오가노이드(organoid)가 시험관 내에서 조직 생성 과정을 요약하기 위해 널리 연구되고 있다. 그러나 기존의 완만동결을 통한 동결 보존의 경우, 저농도의 동결방지제를 사용함에 따라, 세포 간 강력한 접합 및 3D 구조로 인해 오가노이드(organoid)에 동결방지제가 침투하기가 어렵다는 한계점이 존재하였다. 반면, 고농도의 동결보호제를 사용하게되면 동결 및 해동 과정에서 삼투 효과를 유발하게 되어 세포 독성이 문제될 수 있다. Recently, organoids that mimic human organs have been widely studied to recapitulate the tissue generation process in vitro. However, in the case of cryopreservation through conventional gentle freezing, there was a limitation that it was difficult for the cryoprotectant to penetrate into the organoid due to the strong adhesion between cells and the 3D structure as low concentrations of cryoprotectant were used. On the other hand, if a high concentration of cryoprotectant is used, an osmotic effect may occur during the freezing and thawing process, which may lead to cytotoxicity.

더욱이, 기존의 완만 동결 방식은 동결 과정에서 빙정(ice crystal)의 형성에 따라, 세포 및 조직에 심각한 손상을 일으킬 수 있다는 문제점이 존재하였다. 따라서 기존의 방법으로는 오가노이드를 손상하지 않고 냉동 보존하기 어렵다는 문제점이 존재하였다. Moreover, the existing gentle freezing method had the problem that it could cause serious damage to cells and tissues due to the formation of ice crystals during the freezing process. Therefore, there was a problem that it was difficult to freeze-preserve the organoids without damaging them using the existing method.

최근에는 동결 과정에서 빙정(ice crystal)에 의한 손상을 예방할 수 있는 새로운 급속동결법으로서 유리화(vitrification) 방법이 사용되고 있으며, 이는 액화질소를 이용하여 급속도로 조직 또는 세포를 동결하는 과정을 통해 이루어진다. 다만, 급속동결방법인 유리화를 위해서는 고농도(~8M)의 동결방지제(CPA)가 필요하나, 전술한 바, 고농도의 동결방지제는 동결 및 해동 과정에서 삼투 효과를 유발하게 되어 기존의 완만동결(slow-freezing) 방식에 비해 세포 독성이 문제될 수 있다.Recently, the vitrification method has been used as a new rapid freezing method that can prevent damage caused by ice crystals during the freezing process. This is achieved through the process of rapidly freezing tissues or cells using liquid nitrogen. However, vitrification, which is a rapid freezing method, requires a high concentration (~8M) of cryoprotectant (CPA). However, as mentioned above, high concentration of cryoprotectant causes an osmotic effect during the freezing and thawing process, which causes the existing slow freezing (slow freezing). Compared to the -freezing) method, cytotoxicity may be a problem.

상기한 여러가지 문제를 해결하기 위하여 동결보존 방법에 관한 지속적인 연구가 필요한 실정이다. In order to solve the various problems mentioned above, continuous research on cryopreservation methods is needed.

한국 등록특허 제10-0411243호Korean Patent No. 10-0411243

본 발명의 목적은 세포 독성이 없는 고농도의 동결방지제를 사용한 단일 세포 또는 스페로이드(speroid)의 동결 보존방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a method for cryopreservation of single cells or spheroids using a high concentration of non-cytotoxic cryoprotectant.

또한, 본 발명의 다른 목적은 고농도의 동결방지제를 사용하여 세포의 생존력, 형태 유지성 및 기능 유지성이 우수한 단일 세포 또는 스페로이드(spheroid)의 유리화 및 해동 방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a method for vitrifying and thawing single cells or spheroids with excellent cell viability, shape maintenance, and function maintenance using a high concentration of cryoprotectant.

본 발명은 (a) 세포를 평형화(equilibration) 용액에 5 내지 15분간 처리하는 단계; (b) 상기 (a) 단계가 완료된 세포를 유리화(vitrification) 용액에 10초 내지 120초간 처리하는 단계; 및 (c)상기 (b) 단계가 완료된 세포를 -196 ℃의 액체 질소에 넣는 단계;를 포함하는, 세포의 동결보존 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of (a) treating cells in an equilibration solution for 5 to 15 minutes; (b) treating the cells in which step (a) has been completed in a vitrification solution for 10 to 120 seconds; and (c) placing the cells in which step (b) has been completed into liquid nitrogen at -196°C.

구체적으로, 상기 평형화 용액은 20%(v/v) FBS를 함유하는 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline)를 기반으로 한 에틸렌글리콜(EG)과 1.4 M DMSO로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the equilibration solution may be composed of ethylene glycol (EG) and 1.4 M DMSO based on DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) containing 20% (v/v) FBS, but is not limited thereto.

또한, 상기 유리화 용액은 고농도의 동결방지제(Cryoprotective agent, CPA)로 구성된 것으로서, LM5 운반 용액을 베이스로 하고, PVP K12, DMSO, 에틸렌글리콜(EG) 및 포름아미드를 포함하여 구성된 것일 수 있고, 구체적으로 상기 유리화 용액은 LM5 운반 용액을 베이스로 한 70g/L PVP K12, 2.8M DMSO, 2.7M EG 및 2.8M 포름아미드로 구성된 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 상기 LM5 운반 용액은 포도당(glucose), 만니톨(mannitol), 유당(lactose) 대신 0.3M의 수크로스(sucrose)을 함유하도록 조정한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the vitrification solution is composed of a high concentration of cryoprotective agent (CPA), is based on LM5 carrier solution, and may include PVP K12, DMSO, ethylene glycol (EG), and formamide, and may be composed of specific The vitrification solution may be composed of 70 g/L PVP K12, 2.8M DMSO, 2.7M EG, and 2.8M formamide based on the LM5 carrier solution. More specifically, the LM5 carrier solution may include glucose, It may be adjusted to contain 0.3M sucrose instead of mannitol and lactose, but is not limited thereto.

또한, 구체적으로 상기 세포를 평형화 용액에 처리하는 시간은 10분이고, 유리화 용액에 처리하는 시간은 60초일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Additionally, specifically, the time for treating the cells with the equilibration solution may be 10 minutes, and the time for treating the cells with the vitrification solution may be 60 seconds, but are not limited thereto.

본 발명은 다른 측면은, 상기 동결보존된 세포의 손상을 최소화하면서 해동하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of thawing the cryopreserved cells while minimizing damage.

구체적으로, 상기 해동 방법은 액체질소에 보관된 세포를 37 °C의 수조로 옮긴 후, 20% FBS를 포함하는 DPBS에서 0.5, 0.25 및 0 M 농도의 수크로스 용액에 각각 5분씩 연속적으로 현탁하여 이루어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the thawing method involves transferring cells stored in liquid nitrogen to a water bath at 37 °C, and then successively suspending them in sucrose solutions of 0.5, 0.25, and 0 M concentrations in DPBS containing 20% FBS for 5 minutes each. It may be done, but it is not limited to this.

본 발명의 동결 보존 및 해동 방법에 의하면, 종래 사용되는 느린 동결 방법과 비교하여 세포의 생존력, 형태 유지성 및 기능의 유지력이 현저히 상승되고, DNA 손상이 억제된 것을 특징으로 한다.According to the cryopreservation and thawing method of the present invention, cell viability, shape maintenance, and function maintenance are significantly increased and DNA damage is suppressed compared to conventional slow freezing methods.

또한, 상기 세포의 동결 보존 및 해동 방법에 사용할 수 있는 세포는 배아줄기세포(ES), 유도만능줄기세포(iPSC), 성체줄기세포(ASC)로서 중간엽줄기세포(MSC), 조혈줄기세포(HSC) 및 신경줄기세포(NSC)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것일 수 있고, 더욱 구체적으로는 중간엽줄기세포(MSC)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, cells that can be used in the cryopreservation and thawing method of the above cells include embryonic stem cells (ES), induced pluripotent stem cells (iPSC), adult stem cells (ASC), mesenchymal stem cells (MSC), and hematopoietic stem cells ( It may be one or more selected from the group consisting of HSC) and neural stem cells (NSC), and more specifically, it may be mesenchymal stem cell (MSC), but is not limited thereto.

나아가, 본 발명의 동결 보존 방법은 고농도의 동결방지제(CPA)를 사용함으로써 3차원 구조를 형성하는 스페로이드(spheroid) 또는 오가노이드(organoid) 또한 성공적으로 유리화 할 수 있는 것을 확인하였으며, 특히 그 구조체의 크기가 큰 경우에도 사용할 수 있어 복잡한 연구에 적용하기 유리한 이점이 존재한다.Furthermore, it was confirmed that the cryopreservation method of the present invention can also successfully vitrify spheroids or organoids that form a three-dimensional structure by using a high concentration of cryoprotectant (CPA), especially the structure. It can be used even when the size is large, which has the advantage of being applicable to complex research.

본 발명에 의한 동결 보존 방법은 고농도의 동결방지제를 사용하여도 세포독성이 나타나지 않고, 세포 형태 유지성 및 기능 유지성이 우수한 효과가 있다. The cryopreservation method according to the present invention does not exhibit cytotoxicity even when a high concentration of cryoprotectant is used, and has excellent cell shape and function maintenance properties.

본 발명에 의한 동결 보존 방법은 단일세포 수준뿐만 아니라 3차원 입체구조인 스페로이드의 동결보존에도 우수한 효과가 있다. The cryopreservation method according to the present invention is effective not only at the single cell level but also at the cryopreservation of spheroids, which have a three-dimensional structure.

본 발명에 의한 동결 보존 방법은 기존의 느린 동결(slow-freezing) 방법과 비교하여 동결 보존 성능이 우수한 효과가 있다. The cryopreservation method according to the present invention has superior cryopreservation performance compared to the existing slow-freezing method.

본 발명의 효과는 상기 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 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 configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 MSC의 형태 및 성장패턴을 비교한 결과를 나타낸 것이다(a: 현미경 사진, b: MSC의 생존율을 비교한 그래프).
도 2는 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 MSC의 집단배가시간(Population doubling time)을 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 각 세포주의 DNA 단편화를 비교하기 위해 형광 현미경을 사용하여 TUNEL 분석을 수행한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 동결보존방법에 의한 유리화 후 활성 산소 종의 세포 내 수준을 분석한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 세포 생존력을 분석한 것으로, a는 단일세포수준에서 정량적 실시간 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 통해 Bax/Bcl-2, Bcl-티, Bid, p53, SOD1, HSF-1의 RNA 발현수준을 비교한 그래프이고, b는 스페로이드에서 정량적 실시간 중합효소 연쇄반응을 통해 Bax/Bcl-2, Bcl-티, Bid, p53, SOD1, HSF-1의 RNA 발현수준을 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 AD-MSCs의 특성화를 분석한 것으로, 양성마커인 CD44, CD73, CD90 및 CD105와 음성마커인 CD31 및 CD34의 발현도를 분석한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 AD-MSCs의 특성화를 분석한 것으로, MSC의 분화 가능성을 조사하기 위하여 조골세포, 지방세포, 연골세포의 분화에 의한 골 생성, 지방 생성, 연골 생성을 oil red O 염색, Alcian blue 염색, Von kossa 염색을 통하여 확인한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 동결보존방법과 기존의 동결보존방법인 완만동결(slow-freezing)방법에 의한 해동 후 스페로이드의 크기별 생존력을 live-dead 염색법으로 분석한 도면이다(왼쪽부터 스페로이드의 크기가 200, 300, 500, 700, 900 ㎛이고, 스페로이드당 세포 수는 1만, 3만, 5만, 7만, 10만 cells임).
Figure 1 shows the results of comparing the shape and growth pattern of MSCs by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method (a: micrograph, b: MSC Graph comparing survival rates).
Figure 2 is a graph comparing the population doubling time of MSCs by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method.
Figure 3 is a diagram showing TUNEL analysis performed using a fluorescence microscope to compare DNA fragmentation of each cell line by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method.
Figure 4 is a diagram analyzing the intracellular level of reactive oxygen species after vitrification by the cryopreservation method according to the present invention.
Figure 5 is an analysis of cell viability by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method, where a is quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) at the single cell level. ) is a graph comparing the RNA expression levels of Bax/Bcl-2, Bcl-ti, Bid, p53, SOD1, and HSF-1, and b is a graph comparing Bax/Bcl-2 through quantitative real-time polymerase chain reaction in spheroids. This is a graph comparing the RNA expression levels of Bcl-T, Bid, p53, SOD1, and HSF-1.
Figure 6 is an analysis of the characterization of AD-MSCs by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method, showing positive markers CD44, CD73, CD90, and CD105 and negative markers. This is a diagram analyzing the expression levels of CD31 and CD34.
Figure 7 is an analysis of the characterization of AD-MSCs by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method. In order to investigate the differentiation potential of MSCs, osteoblasts and adipocytes , This is a diagram confirming osteogenesis, adipogenesis, and cartilage formation by differentiation of chondrocytes through oil red O staining, Alcian blue staining, and Von kossa staining.
Figure 8 is a diagram analyzing the viability of spheroids by size using a live-dead staining method after thawing by the cryopreservation method according to the present invention and the slow-freezing method, which is a conventional cryopreservation method (from the left, the viability of the spheroids is The sizes are 200, 300, 500, 700, and 900 ㎛, and the number of cells per spheroid is 10,000, 30,000, 50,000, 70,000, and 100,000 cells).

본 발명을 하기 실시예를 들어 더욱 자세히 설명할 것이나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예로 한정되는 의도는 아니다.The present invention will be explained in more detail through the following examples, but it is not intended that the scope of the present invention be limited to the following examples.

실시예 1. 세포 유래 및 배양Example 1. Cell derivation and culture

Lonza (PT-5006; Walkersville, MD)에서 구입한 중간엽줄기세포 (Mesenchymal stem cell; 이하 MSC))를 폴리스티렌(polystyrene) 조직 배양 접시에 4500 cell/cm2의 밀도로 파종하고, 10% 소태아혈청 (FBS; Thermo Fisher Scientific)과 1 %의 페니실린스트렙토마이신(P / S; Thermo Fisher Scientific)이 보충된 GlutaMAX를 포함하는 Dulbecco's Modified Eagle 's Medium (DMEM; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)에서 배양하였다. 이때, 세포 배양 조건은 5% CO2를 포함하는 습한 조건에서 37℃를 유지하였다. 배지는 2 일마다 교체하였다. 세포는 90% 합류점(confluency)에 도달할 때까지 상기 설명한 배양 배지에서 계대 배양하였다. 모든 실험은 5회 계대 배양한 세포를 사용하였다. Mesenchymal stem cells (MSCs) purchased from Lonza (PT-5006; Walkersville, MD) were seeded at a density of 4500 cells/cm 2 in polystyrene tissue culture dishes, and 10% bovine fetuses were added. Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) containing GlutaMAX supplemented with serum (FBS; Thermo Fisher Scientific) and 1% penicillin streptomycin (P/S; Thermo Fisher Scientific). It was cultured in . At this time, cell culture conditions were maintained at 37°C in humid conditions containing 5% CO 2 . The medium was changed every 2 days. Cells were subcultured in the culture medium described above until 90% confluency was reached. All experiments used cells subcultured five times.

실시예 2. MSC 스페로이드(MSC spheroids) 생성Example 2. Generation of MSC spheroids

스페로이드를 생성하기 위해 5계대 MSC를 10,000 내지 100,000 cells/drop을 포함하는 25 ㎕의 배양 배지에 현적배양(hanging drop) 방법을 사용하여 최대 7 일 동안 현탁액에 두었다. 세포는 MSC 배양 배지에서 배양하였고, 조건은 37°C 및 5% CO2의 습한 조건을 유지하였다. 이후, 도립 현미경(Nikon, Chiyoda-ku, Japan)을 사용하여 MSC 스페로이드를 확인하였다.To generate spheroids, passage 5 MSCs were placed in suspension for up to 7 days using the hanging drop method in 25 μl of culture medium containing 10,000 to 100,000 cells/drop. Cells were cultured in MSC culture medium, and humid conditions were maintained at 37°C and 5% CO 2 . Afterwards, MSC spheroids were confirmed using an inverted microscope (Nikon, Chiyoda-ku, Japan).

실시예 3. 세포의 유리화Example 3. Vitrification of cells

세포의 유리화는 평형화 및 유리화 용액을 사용한 2단계를 거쳐 수행되었다. 구체적으로, 평형화 용액을 10분간 처리하고, 유리화 용액에는 1분간 처리하였다.Vitrification of cells was performed in two steps using equilibration and vitrification solutions. Specifically, the equilibration solution was treated for 10 minutes, and the vitrification solution was treated for 1 minute.

평형화 용액은 20%(v/v) FBS를 함유하는 Dulbecco's phosphate buffered saline(DPBS; Thermo Fisher Scientific)를 기반으로 한 EG(에틸렌글리콜, Sigma-Aldrich)와 1.4 M DMSO(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)이다. The equilibration solution was EG (ethylene glycol, Sigma-Aldrich) based on Dulbecco's phosphate buffered saline (DPBS; Thermo Fisher Scientific) containing 20% (v/v) FBS and 1.4 M DMSO (Sigma-Aldrich, St. Louis). , MO, USA).

유리화 용액은 LM5 운반 용액을 베이스로 한 70g/L PVP K12(Thermo Fisher Scientific), 2.8M DMSO, 2.7M EG 및 2.8M 포름아미드(F;SigmaAldrich)로 구성하였다. 이때, 상기 LM5 운반 용액은 포도당(glucose), 만니톨(mannitol), 유당(lactose) 대신 0.3M의 수크로스(sucrose)을 함유하도록 약간의 조정을 가하였다.The vitrification solution consisted of 70 g/L PVP K12 (Thermo Fisher Scientific), 2.8 M DMSO, 2.7 M EG, and 2.8 M formamide (F;SigmaAldrich) based on LM5 carrier solution. At this time, the LM5 transport solution was slightly adjusted to contain 0.3M sucrose instead of glucose, mannitol, and lactose.

먼저, 0.25% 트립신-EDTA (Thermo Fisher Scientific)로 분리된 바이알(vial) 당 약 500,000개의 세포 펠릿을 평형 용액에 10분 동안 현탁한 다음 1분 이내에 유리화 용액과 혼합하였다. First, the cell pellet, approximately 500,000 cells per vial, separated with 0.25% trypsin-EDTA (Thermo Fisher Scientific), was suspended in the equilibration solution for 10 minutes and then mixed with the vitrification solution within 1 minute.

현탁된 세포를 즉시 1.5ml 저온유리병(Nunc, Rochester, MN, USA)으로 옮기고 액체 질소에 직접 주입하였다. Suspended cells were immediately transferred to a 1.5 ml cryoglass (Nunc, Rochester, MN, USA) and directly injected into liquid nitrogen.

마찬가지로, MSC 스페로이드의 유리화도 상기한 것과 동일하게 2단계의 유리화 용액을 사용하여 수행하였다. 모든 스페로이드는 바이알 당 약 10개의 스페로이드로 냉동 보존하였다. Likewise, vitrification of MSC spheroids was performed using the same two-step vitrification solution as described above. All spheroids were cryopreserved at approximately 10 spheroids per vial.

2주 후, 37 °C의 수조에 바이알을 담구어서 세포를 즉시 해동하였다. 해동된 세포를 각각 5분 동안 20% FBS를 포함하는 DPBS에서 0.5, 0.25 및 0 M 수크로스 용액에 연속적으로 현탁시켰다. 마지막으로 각 세포주를 재 현탁한 다음 배양 배지로 배양하였다.After 2 weeks, the cells were immediately thawed by immersing the vials in a water bath at 37 °C. Thawed cells were successively suspended in 0.5, 0.25, and 0 M sucrose solutions in DPBS containing 20% FBS for 5 min each. Finally, each cell line was resuspended and then cultured with culture medium.

비교예 1. 기존의 완만 동결 방법을 이용한 세포의 동결Comparative Example 1. Freezing of cells using the existing gentle freezing method

유리화 세포와 기존의 완만 동결 방법을 이용한 비유리화 세포의 생존율을 비교하기 위해, 대조군으로서 일반적으로 수행되는 완만 동결 방법을 이용한 세포의 동결 및 해동을 실시하였다. To compare the survival rates of vitrified cells and non-vitrified cells using the conventional slow freezing method, freezing and thawing of cells using the commonly performed slow freezing method was performed as a control.

구체적으로, 0.25% 트립신-EDTA에 의해 분리된 펠릿을 FBS에 10% DMSO를 함유하는 1.5ml 저온유리병으로 옮겼다. Mr. Frosty 제어 냉각 속도 장치 (Thermo Fisher Scientific)에서 저온유리병을 밀봉하고 -80 °C로 냉동하였다. 24시간 후, 저온유리병을 액체 질소로 옮겼다. 2주 후, Cryovials를 37 °C 수조에 넣어 데우고 완두콩 크기의 얼음 조각만 남을 때까지 교반하였다. 이후, 세포를 1000rpm 25 °C에서 원심 분리하고 배양 배지로 재현탁 및 배양하였다.Specifically, the pellet separated by 0.25% trypsin-EDTA was transferred to a 1.5 ml cryovial containing 10% DMSO in FBS. Mr. Cryo vials were sealed and frozen at -80 °C in a Frosty controlled cooling rate device (Thermo Fisher Scientific). After 24 hours, the cryovial was transferred to liquid nitrogen. After 2 weeks, cryovials were warmed in a 37 °C water bath and agitated until only pea-sized ice cubes remained. Afterwards, the cells were centrifuged at 1000 rpm at 25 °C, resuspended with culture medium, and cultured.

실시예 4. 세포 생존력 및 형태 평가Example 4. Cell viability and morphology evaluation

세포를 순차적으로 해동한 후, 트리판 블루(Thermo Fisher Scientific) 염색 후 생존율을 확인하였다. 세포는 4500 cells/cm2의 밀도로 플레이팅 하였으며, 각 세포주를 1일 후 도립 현미경(Nikon)으로 관찰하여 배양 접시에 대한 세포 부착을 확인하였다. 스페로이드 생존력은 LIVE-DEAD 세포 생존력 키트(Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 확인하였다. LIVE-DEAD 분석을 위해, 2μM의 calcein AM(녹색, 살아있는 세포) 및 4μM의 ethidium homodimer-1(적색, 죽은 세포)을 추가하고 15분 후, Zeiss 710 공초점 현미경(Carl Zeiss, Germany)을 사용하여 스페로이드를 이미징하였다.After sequentially thawing the cells, the survival rate was confirmed after staining with trypan blue (Thermo Fisher Scientific). Cells were plated at a density of 4500 cells/cm 2 , and each cell line was observed with an inverted microscope (Nikon) after 1 day to confirm cell adhesion to the culture dish. Spheroid viability was confirmed using the LIVE-DEAD cell viability kit (Thermo Fisher Scientific). For LIVE-DEAD analysis, 2 μM calcein AM (green, live cells) and 4 μM ethidium homodimer-1 (red, dead cells) were added and 15 min later using a Zeiss 710 confocal microscope (Carl Zeiss, Germany). The spheroids were imaged.

그 결과, 도 1에서 보는 바와 같이 실시예 3에 의한 유리화 그룹과 비교예 1에 의한 비유리화 그룹에서 해동 후 세포는 비냉동 보존 세포와 유사하게 섬유 아세포와 유사한 형태 및 성장 패턴을 보였다. 또한, 해동 후 유리화 MSC(v-MSC)와 비 유리화 MSC(nMSC)의 생존율은 각각 89.4 ± 4.2 % 및 93.2 ± 1.2 %였다. 유리화 MSC의 생존력은 비 유리화 그룹에 비해 약간 감소했지만 두 그룹 간에 유의한 차이는 관찰되지 않았다.As a result, as shown in Figure 1, after thawing in the vitrified group according to Example 3 and the non-vitrified group according to Comparative Example 1, the cells showed a shape and growth pattern similar to fibroblasts, similar to non-frozen preserved cells. Additionally, the survival rates of vitrified MSCs (v-MSCs) and non-vitrified MSCs (nMSCs) after thawing were 89.4 ± 4.2% and 93.2 ± 1.2%, respectively. The viability of vitrified MSCs was slightly decreased compared to the non-vitrified group, but no significant differences were observed between the two groups.

실시예 5. 세포 증식 분석Example 5. Cell proliferation assay

MSC는 각 계대의 시작과 끝에서 혈구계를 사용하여 계산되었다. 집단배가시간(Population doubling time; 이하 PDT)은 공식 PDT = ln2 / ln(NT/N0)에 의해 측정되었다. 상기 공식에서 NT는 passage 끝의 세포 수, N0은 seeding 밀도에서의 세포 수, T는 배양 시간이다. MSCs were counted using a hemocytometer at the beginning and end of each passage. Population doubling time (PDT) was measured by the formula PDT = ln2 / ln(NT/N0). In the above formula, NT is the number of cells at the end of passage, N0 is the number of cells at seeding density, and T is the culture time.

그 결과, 도 2에서 보는 바와 같이 해동된 세포의 PDT 또한 5 계대까지 유리화 그룹과 비유리화 그룹 간에 유의한 차이를 보이지 않았다.As a result, as shown in Figure 2, the PDT of thawed cells also showed no significant difference between the vitrified and non-vitrified groups until passage 5.

실시예 6. 세포 사멸 DNA 단편화 검출을 위한 TUNEL 분석Example 6. TUNEL assay for detection of apoptotic DNA fragmentation

DNA 단편화는 말단 deoxynucleotidyl transferase 2-deoxyuridine 5-triphosphate (dUTP) nick end labeling(TUNEL; Roche, Indianapolis, IN, USA)을 사용하여 검출되었다. 유리화 세포(v-세포) 및 비-유리화 세포(n-세포)를 상기 실시예 3 및 비교예 1에서 설명한대로 해동하고, 4.0% 파라포름 알데히드로 고정한 후, Click-iT ™Plus TUNEL 분석(Thermo Fisher Scientific)을 사용하여 TUNEL 분석을 실시하였다. TUNEL+ 세포의 이미지는 형광 현미경 (Nikon)을 사용하여 획득하였다.DNA fragmentation was detected using terminal deoxynucleotidyl transferase 2-deoxyuridine 5-triphosphate (dUTP) nick end labeling (TUNEL; Roche, Indianapolis, IN, USA). Vitrified cells (v-cells) and non-vitrified cells (n-cells) were thawed as described in Example 3 and Comparative Example 1 above, fixed with 4.0% paraformaldehyde, and then subjected to Click-iT™Plus TUNEL assay (Thermo TUNEL analysis was performed using Fisher Scientific). Images of TUNEL+ cells were acquired using a fluorescence microscope (Nikon).

그 결과, 도 3에서 보는 바와 같이 유리화 그룹과 비 유리화 그룹 간에 TUNEL+ 세포의 수에 유의한 차이가 없었다. 이는 유리화가 세포 DNA를 손상시키지 않는다는 것을 보여준다. As a result, as shown in Figure 3, there was no significant difference in the number of TUNEL+ cells between the vitrified group and the non-vitrified group. This shows that vitrification does not damage cellular DNA.

즉, 이러한 결과는 기존의 완만동결에 의한 세포 내 결정화를 고려하면, 고농도의 CPA를 이용한 유리화 방법이 비유리화 방법보다 세포 보존에 더 안전한 접근법이 될 수 있음을 시사하는 것이다.In other words, these results suggest that, considering intracellular crystallization by conventional gentle freezing, the vitrification method using a high concentration of CPA may be a safer approach for cell preservation than the non-vitrification method.

실시예 7. 세포 내 활성 산소 측정Example 7. Measurement of intracellular active oxygen

삼투압 스트레스 또는 산화 스트레스를 유발하는 동결 방지제(CPA)의 독성을 확인하기 위해 세포 활성산소종의 세포 내 수준을 조사하였다. To determine the toxicity of cryoprotectants (CPAs) that cause osmotic stress or oxidative stress, intracellular levels of cellular reactive oxygen species were examined.

활성산소종(ROS)은 DCFDA 세포 ROS 검출 분석 키트 (Abcam, Cambridge, MA, USA)를 사용하여 측정되었다. 즉, 유리화 세포(v-세포) 및 비유리화 세포(n세포)를 해동한 후, 각 펠릿을 37 °C에서 45 분 동안 25μM DCFDA를 포함하는 1x 버퍼에서 배양하였다. Reactive oxygen species (ROS) were measured using the DCFDA cellular ROS detection assay kit (Abcam, Cambridge, MA, USA). That is, after thawing the vitrified cells (v-cells) and non-vitrified cells (n-cells), each pellet was incubated in 1x buffer containing 25 μM DCFDA for 45 min at 37 °C.

활성산소종(ROS)은 세척 단계 없이 유세포 분석법으로 측정하고, Becton Dickinson FACS Calibur를 사용하여 3만 개의 표지된 세포를 획득하고 분석하였다. Reactive oxygen species (ROS) were measured by flow cytometry without a washing step, and 30,000 labeled cells were acquired and analyzed using a Becton Dickinson FACS Calibur.

그 결과, 도 4에서 보는 바와 같이 모든 세포주에서 유리화 그룹과 비 유리화 그룹 간에 ROS 수준의 유의한 차이가 없었다. 이는 세포가 동결되고 빠르게 해동될 때 유리화에 의하여 활성산소종(ROS)이 생성되지 않음을 입증하는 것이다.As a result, as shown in Figure 4, there was no significant difference in ROS levels between the vitrified and non-vitrified groups in all cell lines. This proves that reactive oxygen species (ROS) are not generated by vitrification when cells are frozen and quickly thawed.

실시예 8. 정량적 실시간 중합 효소 연쇄 반응Example 8. Quantitative real-time polymerase chain reaction

각 샘플의 총 RNA는 TRIzol Reagent(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 추출하였다. 다음, 고용량 cDNA 역전사 키트(Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 1μg의 총 RNA를 complementary deoxyribonucleic acid(cDNA)으로 전사하였다. LightCycler 96 기기(Roche)에서 FastStart Essential DNA Green Master (Roche, Pleasanton, CA, USA)를 사용하여 실시간 PCR을 수행하였다. Total RNA from each sample was extracted using TRIzol Reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Next, 1 μg of total RNA was transcribed into complementary deoxyribonucleic acid (cDNA) using a high-capacity cDNA reverse transcription kit (Thermo Fisher Scientific). Real-time PCR was performed using FastStart Essential DNA Green Master (Roche, Pleasanton, CA, USA) on a LightCycler 96 instrument (Roche).

모든 PCR 반응은 삼중으로 수행되었다. 각 샘플에 대한 삼중 웰의 평균주기 역치(Ct) 값을 수집하고 발현 데이터를 내인성 대조군 글리세르알데히드 3-포스페이트 탈수소효소(GAPDH)로 표준화하였다.All PCR reactions were performed in triplicate. Average cycle threshold (Ct) values of triplicate wells for each sample were collected and expression data were normalized to the endogenous control glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH).

표적 유전자 및 관련 프라이머는 하기 표 1에 나타내었다.Target genes and related primers are shown in Table 1 below.

표적 유전자target gene 염기서열base sequence 서열번호sequence number GAPDH senseGAPDH sense 5'-GTCTGAACCATGAGAAGTATGA5'-GTCTGAACCATGAGAAGTATGA 1One GAPDH antisenseGAPDH antisense 5'-CTTCCACGATACCAAAGTTGT5'-CTTCCACGATACCAAAGTTGT 22 Bax senseBax sense 5'-GTCAGCTGCCACTCGGAAA5'-GTCAGCTGCCACTCGGAAA 33 Bax antisenseBax antisense 5'-AGTAACATGGAGCTGCAGAGGAT5'-AGTAACATGGAGGCTGCAGAGGAT 44 Bcl-2 senseBcl-2 sense 5'-TCAGAGACAGCCAGGAGAAATCA5'-TCAGAGACAGCCAGGAGAAATCA 55 Bcl-2 antisenseBcl-2 antisense 5'-CCTGTGGATGACTGAGTACCTGAA5'-CCTGTGGATGACTGAGTACCTGAA 66 Bcl-XL senseBcl-XL sense 5'-ATGGCAGCAGTAAAGCAAGC5'-ATGGCAGCAGTAAGCAAGC 77 Bcl-XL antisenseBcl-XL antisense 5'-CGGAAGAGTTCATTCACTACCTGT5'-CGGAAGAGTTCATTCACTACCTGT 88 Bid senseBid sense 5′-ACTGGTGTTTGGCTTCCTCC5′-ACTGGTGTTTTGGCTTCCTCC 99 Bid antisenseBid antisense 5'-ATTCTTCCCAAGCGGGAGTG5'-ATTCTTCCCAAGCGGGAGTG 1010 SOD1 senseSOD1 sense 5'-CTGAAGGCCTGCATGGATTC5'-CTGAAGGCCTGCATGGATTC 1111 SOD1 antisenseSOD1 antisense 5'-CCAAGTCTCCAACATGCCTCTC5'-CCAAGTCTCCAACATGCCTCTC 1212 p53 sensep53 sense 5'-CCCAAGCAATGGATGATTTGA5'-CCCAAGCAATGGATGATTTGA 1313 p53 antisensep53 antisense 5'-GGCATTCTGGGAGCTTCATCT5'-GGCATTCTGGGAGGCTTCATCT 1414 HSF1 senseHSF1 sense 5'-GCCTTCCTGACCAAGCTGT5'-GCCTTCCTGACCAAGCTGT 1515 HSF1 antisenseHSF1 antisense 5'-AAGTACTTGGGCAGCACCTC5'-AAGTACTTGGGCAGCACCTC 1616

그 결과, 도 5의 a에서 보는 바와 같이 단일 세포 수준에서 유리화 그룹과 비 유리화 그룹 사이에 큰 차이가 없었다. As a result, as shown in Figure 5a, there was no significant difference between the vitrified group and the non-vitrified group at the single cell level.

도 5의 b는 각 스페로이드 그룹의 다양한 유전자 발현을 분석하여 스페로이드의 유리화 후 증가된 생존력을 확인한 것인데, Bax/Bcl-2 비율이 유리화되지 않은 스페로이드가 유리화된 스페로이드에 비해 더 높은 것을 확인하였다. Figure 5b confirms the increased viability after vitrification of the spheroids by analyzing the expression of various genes in each spheroid group, showing that the Bax/Bcl-2 ratio is higher in non-vitrified spheroids compared to vitrified spheroids. Confirmed.

Bcl-2 계열 단백질의 구성원인 Bcl-xL은 유리화된 스페로이드에서 상당히 상향 조절되었으며 BH3 도메인만 포함하는 프로-아폽토시스 Bcl-2 단백질인 Bid는 유리화 된 스페로이드와 비-유리화 된 스페로이드간에 유의한 차이가 없었다. 또한, 세포 사멸과 관련된 p53은 유리화되지 않은 스페로이드에서 유의하게 증가하여 세포가 세포 응집체에서 서서히 동결될 때 냉동 손상에 의한 세포사멸이 강화되었음을 보여준다. 또한 SOD1 유전자를 분석하여 ROS 제거로 인한 산화 스트레스 발생을 확인하였고, 비 유리화 및 유리화 스페로이드는 모두 유사한 발현 수준을 가지는 것으로 확인하였다. HSF-1은 SOD1 발현과 동일한 경향을 보였다. Bcl-xL, a member of the Bcl-2 family of proteins, was significantly upregulated in vitrified spheroids, and Bid, a pro-apoptotic Bcl-2 protein containing only the BH3 domain, was significantly upregulated between vitrified and non-vitrified spheroids. There was no difference. In addition, p53, which is associated with apoptosis, was significantly increased in non-vitrified spheroids, showing enhanced apoptosis by cryoinjury when cells were slowly frozen in cell aggregates. In addition, the occurrence of oxidative stress due to ROS removal was confirmed by analyzing the SOD1 gene, and both non-vitrified and vitrified spheroids were confirmed to have similar expression levels. HSF-1 showed the same trend as SOD1 expression.

실시예 9. 유세포 분석에 의한 MSC의 특성화Example 9. Characterization of MSCs by flow cytometry

유리화 세포(v-MSC) 및 비유리화 세포(n-MSC)의 세포 표면 항원 프로파일을 유세포 분석에 의해 특성화하였다. The cell surface antigen profile of vitrified cells (v-MSC) and non-vitrified cells (n-MSC) was characterized by flow cytometry.

트립신-EDTA에 의해 분리된 세포 펠렛을 FACS 완충액(0.5% 소혈청알부민 (BSA) 및 2mM EDTA를 포함하는 DPBS 용액)에 재현탁하고 미리 적신 40μm 세포 스트레이너(strainer)를 사용하여 여과하였다. 그 다음 MSC 표면 마커의 각 항체를 사용하여 세포를 표지하였다. 각 항체는 CD44-APC, CD73-PE, CD90-APC, CD105-PE (BD Biosciences, Bedford, MA, USA) 및 APC, PE에 접합된 음성 마커 CD31, CD34 (BD Biosciences)에 대한 형광 색소 접합 항체이다. 상응하는 IgG 대조군을 동일하게 준비하고 30,000개의 표지된 세포를 획득하고 Becton Dickinson FACS Calibur를 사용하여 분석하였다. The cell pellet separated by trypsin-EDTA was resuspended in FACS buffer (DPBS solution containing 0.5% bovine serum albumin (BSA) and 2mM EDTA) and filtered using a pre-moistened 40 μm cell strainer. The cells were then labeled using each antibody of the MSC surface marker. Each antibody was a fluorochrome-conjugated antibody against CD44-APC, CD73-PE, CD90-APC, CD105-PE (BD Biosciences, Bedford, MA, USA) and the negative marker CD31, CD34 (BD Biosciences) conjugated to APC, PE. am. The corresponding IgG control was prepared identically and 30,000 labeled cells were obtained and analyzed using a Becton Dickinson FACS Calibur.

도 6에 나타난 바와 같이, 모든 그룹은 CD44, CD73, CD90 및 CD105 발현을 나타내는 일반적인 MSC 항원 프로필을 보였지만, 음성 마커에 대한 CD31 및 CD34는 검출되지 않았다. As shown in Figure 6, all groups showed a typical MSC antigenic profile showing expression of CD44, CD73, CD90 and CD105, but CD31 and CD34 for negative markers were not detected.

이는 두 그룹 모두 분화 마커를 발현하지 않고 MSC의 모든 적절한 마커를 발현함을 나타낸다. This indicates that both groups express all appropriate markers of MSCs without expressing differentiation markers.

실시예 10. MSC의 분화 가능성 평가Example 10. Evaluation of MSC differentiation potential

조골 세포, 연골 모세포 및 지방 세포의 분화 유도를 위해 시판되는 키트 (Thermo Fisher Scientific)가 사용되었다. 분화 조건 하에서 세포는 12-웰 플레이트에서 유지되었다. 골 형성과 연골 형성은 21일 동안 유도되었고 지방 형성 계통은 14일 동안 유도되었다. 각 분화 과정을 평가하기 위해 적절한 염색을 수행하였고, Oil Red O 염색을 사용하여 세포 내 지질 방울(droplets)을 검출하였다. Von Kossa 염색을 수행하여 세포 외 무기질 매트릭스를 시각화하고 Alcian blue 염색을 사용하여 프로테오글리칸의 형성을 확인하였다. 이미지는 도립현미경 (Nikon, Chiyoda-ku, Japan)을 사용하여 분석하였다. A commercial kit (Thermo Fisher Scientific) was used to induce differentiation of osteoblasts, chondroblasts and adipocytes. Under differentiation conditions, cells were maintained in 12-well plates. Osteogenesis and chondrogenesis were induced for 21 days and the adipogenic system was induced for 14 days. Appropriate staining was performed to evaluate each differentiation process, and intracellular lipid droplets were detected using Oil Red O staining. Von Kossa staining was performed to visualize the extracellular mineral matrix, and Alcian blue staining was used to confirm the formation of proteoglycan. Images were analyzed using an inverted microscope (Nikon, Chiyoda-ku, Japan).

도 7에서 보는 바와 같이 분화 잠재력 또는 특성 측면에서 유리화 세포(v-MSC)와 비유리화 세포(n-MSC)간에 유의한 차이가 없음을 알 수 있다.As shown in Figure 7, it can be seen that there is no significant difference between vitrified cells (v-MSC) and non-vitrified cells (n-MSC) in terms of differentiation potential or characteristics.

실시예 11. 해동 후 크기 별 스페로이드의 생존력Example 11. Viability of spheroids by size after thawing

다양한 크기 (200~900 μm)의 스페로이드를 제작하고 해동 후 유리화 및 비 유리화 그룹 간의 생존 가능성을 확인하였다. 동결 및 재가열 단계 후, live-dead 염색 절차를 사용하여 세포 생존을 시각화하였다. Spheroids of various sizes (200-900 μm) were fabricated and viability between vitrified and non-vitrified groups was confirmed after thawing. After freezing and reheating steps, cell survival was visualized using a live-dead staining procedure.

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, 대조군에서는 대부분의 세포가 살아 있고(녹색 형광), 죽은 세포는 거의 관찰되지 않았다(적색 형광). As a result, as shown in Figure 8, in the control group, most cells were alive (green fluorescence), and almost no dead cells were observed (red fluorescence).

반면, 정상적인 2D 세포 배양 결과와 달리 유리화 되지 않은(완만동결) 그룹은 코어 영역에서 과도한 세포 사멸을 보였다. 유리화 된 그룹은 비교적 가벼운 세포사멸을 보였다. 이는 고농도의 동결방지제(CPA)가 스페로이드 코어에 침투하고 세포 사멸을 보호할 수 있기 때문에 재가열 후 유리화 그룹에서 세포 응집체의 생존력이 향상되었음을 입증하는 것이다. On the other hand, unlike normal 2D cell culture results, the non-vitrified (gently frozen) group showed excessive cell death in the core region. The vitrified group showed relatively mild cell death. This demonstrates that the viability of cell aggregates in the vitrification group after reheating was improved because a high concentration of cryoprotectant (CPA) could penetrate the spheroid core and protect cell death.

실시예의 모든 통계 분석은 GraphPad Prism 소프트웨어 버전 5 (La Jolla, CA, USA)를 사용하여 수행되었다. 모든 통계 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였으며, 실험 결과의 통계적 중요성은 one-way ANOVA를 사용하여 결정되었다. 실험군 간의 차이는 p <0.05 일 때 유의미한 것으로 판단하였다.All statistical analyzes in the examples were performed using GraphPad Prism software version 5 (La Jolla, CA, USA). All statistical data were expressed as mean ± SEM, and statistical significance of experimental results was determined using one-way ANOVA. Differences between experimental groups were considered significant when p <0.05.

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 description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also 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 claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

<110> Konkuk University Glocal Industry-Academic Collaboration Foundation <120> CRYOPRESERVATION METHOD OF STEM CELL CULTURE USING HIGH CONCENTRATION OF CRYOPROTECTIVE AGENTS <130> P208629 <160> 16 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH sense <400> 1 gtctgaacca tgagaagtat ga 22 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH antisense <400> 2 cttccacgat accaaagttg t 21 <210> 3 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bax sense <400> 3 gtcagctgcc actcggaaa 19 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bax antisense <400> 4 agtaacatgg agctgcagag gat 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-2 sense <400> 5 tcagagacag ccaggagaaa tca 23 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-2 antisense <400> 6 cctgtggatg actgagtacc tgaa 24 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-XL sense <400> 7 atggcagcag taaagcaagc 20 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-XL antisense <400> 8 cggaagagtt cattcactac ctgt 24 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bid sense <400> 9 actggtgttt ggcttcctcc 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bid antisense <400> 10 attcttccca agcgggagtg 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOD1 sense <400> 11 ctgaaggcct gcatggattc 20 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOD1 antisense <400> 12 ccaagtctcc aacatgcctc tc 22 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> p53 sense <400> 13 cccaagcaat ggatgatttg a 21 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> p53 antisense <400> 14 ggcattctgg gagcttcatc t 21 <210> 15 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSF1 sense <400> 15 gccttcctga ccaagctgt 19 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSF1 antisense <400> 16 aagtacttgg gcagcacctc 20 <110> Konkuk University Glocal Industry-Academic Collaboration Foundation <120> CRYOPRESERVATION METHOD OF STEM CELL CULTURE USING HIGH CONCENTRATION OF CRYOPROTECTIVE AGENTS <130> P208629 <160> 16 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH sense <400> 1 gtctgaacca tgagaagtat ga 22 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH antisense <400> 2 cttccacgat accaaagttg t 21 <210> 3 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bax sense <400> 3 gtcagctgcc actcggaaaa 19 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bax antisense <400> 4 agtaacatgg agctgcagag gat 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-2 sense <400> 5 tcagagacag ccaggagaaa tca 23 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223>Bcl-2 antisense <400> 6 cctgtggatg actgagtacc tgaa 24 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bcl-XL sense <400> 7 atggcagcag taaagcaagc 20 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223>Bcl-XL antisense <400> 8 cggaagagtt cattcactac ctgt 24 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bid sense <400> 9 actggtgttt ggcttcctcc 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bid antisense <400> 10 attcttccca agcgggagtg 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOD1 sense <400> 11 ctgaaggcct gcatggattc 20 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SOD1 antisense <400> 12 ccaagtctcc aacatgcctc tc 22 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> p53 sense <400> 13 cccaagcaat ggatgatttg a 21 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> p53 antisense <400> 14 ggcattctgg gagcttcatc t 21 <210> 15 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSF1 sense <400> 15 gccttcctga ccaagctgt 19 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223>HSF1 antisense <400> 16 aagtacttgg gcagcacctc 20

Claims (13)

(a) 세포를 평형화(equilibration) 용액에 5 내지 15분간 처리하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계가 완료된 세포를 유리화(vitrification) 용액에 10초 내지 120초간 처리하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계가 완료된 세포를 -196 ℃의 액체 질소에 넣는 단계;를 포함하는, 세포의 동결보존 방법에 있어서,
상기 평형화 용액은 20%(v/v) FBS를 함유하는 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline)를 기반으로 한 에틸렌글리콜(EG)과 1.4 M DMSO로 구성되고,
상기 유리화 용액은 고농도의 동결방지제(Cryoprotective agent, CPA)로 구성된 것으로서,
LM5 운반 용액을 베이스로 하고, 70g/L PVP K12, 2.8M DMSO, 2.7M EG 및 2.8M 포름아미드를 포함하여 구성되고,
상기 LM5 운반 용액은 포도당(glucose), 만니톨(mannitol), 유당(lactose) 대신 0.3M의 수크로스(sucrose)을 함유하도록 조정한 것인, 세포의 동결보존 방법.
(a) treating cells in an equilibration solution for 5 to 15 minutes;
(b) treating the cells in which step (a) has been completed in a vitrification solution for 10 to 120 seconds; and
(c) placing the cells in which step (b) has been completed into liquid nitrogen at -196°C; In the method of cryopreservation of cells, comprising:
The equilibration solution consists of ethylene glycol (EG) and 1.4 M DMSO based on DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) containing 20% (v/v) FBS,
The vitrification solution is composed of a high concentration of cryoprotective agent (CPA),
Based on LM5 carrier solution, consisting of 70 g/L PVP K12, 2.8M DMSO, 2.7M EG, and 2.8M formamide;
A method of cryopreservation of cells, wherein the LM5 transport solution is adjusted to contain 0.3M sucrose instead of glucose, mannitol, and lactose.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 세포를 평형화 용액에 처리하는 시간은 10분이고, 유리화 용액에 처리하는 시간은 60초인, 세포의 동결보존 방법.
According to paragraph 1,
A method of cryopreservation of cells, wherein the time for treating the cells with the equilibration solution is 10 minutes, and the time for treating the cells with the vitrification solution is 60 seconds.
제1항의 동결보존 방법에 의하여 동결보존된 세포를 해동하는 방법에 있어서,
동결보존된 세포를 해동한 후, 점차적으로 낮은 농도의 수크로스 용액에 현탁하여 세포 손상을 최소화하는, 세포 해동 방법.
In the method of thawing cells cryopreserved by the cryopreservation method of claim 1,
A cell thawing method that minimizes cell damage by thawing cryopreserved cells and then suspending them in a sucrose solution of gradually lower concentration.
제7항에 있어서,
상기 세포의 해동은 액체질소에 보관된 세포를 37 °C의 수조로 옮긴 후, 20% FBS를 포함하는 DPBS에서 0.5, 0.25 및 0 M 농도의 수크로스 용액에 각각 5분씩 연속적으로 현탁하여 이루어지는 것인, 세포 해동 방법.
In clause 7,
Thawing of the cells is accomplished by transferring the cells stored in liquid nitrogen to a water bath at 37 °C and successively suspending them in 0.5, 0.25, and 0 M sucrose solutions in DPBS containing 20% FBS for 5 minutes each. Phosphorus, cell thawing method.
제8항에 있어서,
상기 해동 방법에 의해 해동된 세포는 세포의 생존력, 형태 유지성 및 기능이 유지되고, DNA 손상이 억제된 것인, 세포 해동 방법.
According to clause 8,
Cells thawed by the thawing method maintain cell viability, shape maintenance, and function, and DNA damage is suppressed.
제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세포는 배아줄기세포(ES), 유도만능줄기세포(iPSC), 성체줄기세포(ASC)로서 중간엽줄기세포(MSC), 조혈줄기세포(HSC) 및 신경줄기세포(NSC)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것인, 세포의 동결보존 방법.
According to any one of paragraphs 1 and 6,
The cells are embryonic stem cells (ES), induced pluripotent stem cells (iPSC), and adult stem cells (ASC), one of the group consisting of mesenchymal stem cells (MSC), hematopoietic stem cells (HSC), and neural stem cells (NSC). A method of cryopreservation of cells selected above.
제10항에 있어서,
상기 세포는 복수개의 세포 집합체로서, 3차원 구조를 형성한 스페로이드(spheroid) 또는 오가노이드(organoid)인, 세포의 동결보존 방법.
According to clause 10,
The cell is a collection of a plurality of cells, and is a spheroid or organoid that forms a three-dimensional structure.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세포는 배아줄기세포(ES), 유도만능줄기세포(iPSC), 성체줄기세포(ASC)로서 중간엽줄기세포(MSC), 조혈줄기세포(HSC) 및 신경줄기세포(NSC)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것인, 세포 해동 방법.
According to any one of claims 7 to 9,
The cells are embryonic stem cells (ES), induced pluripotent stem cells (iPSC), and adult stem cells (ASC), one of the group consisting of mesenchymal stem cells (MSC), hematopoietic stem cells (HSC), and neural stem cells (NSC). The cell thawing method selected above.
제12항에 있어서,
상기 세포는 복수개의 세포 집합체로서, 3차원 구조를 형성한 스페로이드(spheroid) 또는 오가노이드(organoid)인 세포 해동 방법.
According to clause 12,
The cell is a collection of a plurality of cells, and is a spheroid or organoid that forms a three-dimensional structure.
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