KR20030032955A - Methods for modulating the proliferation of hematopoietic cells - Google Patents

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KR20030032955A
KR20030032955A KR1020027015199A KR20027015199A KR20030032955A KR 20030032955 A KR20030032955 A KR 20030032955A KR 1020027015199 A KR1020027015199 A KR 1020027015199A KR 20027015199 A KR20027015199 A KR 20027015199A KR 20030032955 A KR20030032955 A KR 20030032955A
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KR1020027015199A
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데이비드 에이 윌리엄스
루벤 카푸르
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어드밴스드 리서치 앤드 테크놀로지 인스티튜트, 인크.
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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Abstract

본 발명은 세포를 각각 인테그린 VLA-5 또는 VLA-4 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드와 접촉시킴으로써 적혈구 전구세포를 증식시키거나 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유발하는 방법을 기술한다. 상기 조건하에 배양된 세포 집단은 적혈구 세포 발달의 연구 및 다른 분야에 있어서 천연 또는 유도된 조혈 결핍증을 앓는 환자의 치료에서 유용함을 발견할 수 있다.The present invention describes a method of proliferating erythroid progenitor cells or inducing apoptosis of erythroid progenitor cells by contacting the cells with a polypeptide having an integrin VLA-5 or VLA-4 binding site, respectively. Cell populations cultured under these conditions can be found useful in the treatment of patients with natural or induced hematopoietic deficiency in the study of red blood cell development and other fields.

Description

조혈 세포의 증식을 조절하는 방법{Methods for modulating the proliferation of hematopoietic cells}Methods for modulating the proliferation of hematopoietic cells

배경background

본 발명은 일반적으로 조혈 세포, 및 특히, VLA 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드를 사용하여 조혈 세포 및 특히, 적혈구 계열 특정 세포의 증식을 조절하는 방법에 관한 것이다.The present invention generally relates to methods for controlling proliferation of hematopoietic cells and, in particular, hematopoietic cells and, in particular, erythroid line specific cells, using polypeptides having VLA binding sites.

추가의 기술적 배경은 조혈 전구세포와 조혈 간세포(幹細胞) 사이의 부착 상호작용 및 조혈 미세환경이 조혈 과정을 유지하는데 중요한 역할을 한다는 것이다[참조문헌: 1 내지 5]. 조혈 성장 인자는 조혈 과정의 강력한 조절 인자이다. 추가로, 이들 단백질은 인테그린 수용체 활성화에 따른 변화를 통해 조혈 전구세포와 세포외 매트릭스 단백질 사이의 부착을 조절하는데 관여하고 있다[참조문헌: 6 내지 9]. 조혈 세포의 증식, 분화 및 생존을 유지하는 단독의 부착 분자의 역할 또는 성장 인자와 함께하는 부착 분자의 역할은 잘 이해되어 있지 않지만[참조문헌: 10 및 11] 성장 인자 수용체와 인테그린간의 공동작용이 정상적인 조혈 발달을 위해 필요할 것으로 가정되어 왔다[참조문헌: 12]. 특히, VLA(very late antigen)-4 및/또는 VLA-5와 같은 인테그린 수용체가 고유 방식으로 수용체 티로신 키나제와 공동작용하여 세포 반응에 영향을 줄 수 있다. 이와 관련하여, 수용체 티로신 키나제, c-Kit, 이의 리간드 간세포 인자(SCF) 또는 β1 인테그린이 결핍된 마우스에서 다양한 중증도의 조혈 결핍증이 입증되었고 이것은 이들 단백질의 정상적인 혈액 발달에 대한 중요한 역활을 제안하는 것이다[참조문헌: 1, 13 및 14]. 그러나, 과거에 어떠한 연구도 조혈 세포의 증식 및 생존/아폽토시스(apoptosis)와 관련하여 이들 β1 인테그린과 c-Kit 사이의 부착 유도 공동작용에 대한 성질을 입증하지 못하였다. 이들 결과를 매개하는 조혈 세포내의 인테그린과 c-Kit의 하류의 다양한 세포내 시그날 전달 연속반응(signaling cascade)이 관여하는지는 아직 알려져 있지 않다.A further technical background is that the adhesion interactions between hematopoietic progenitors and hematopoietic stem cells and the hematopoietic microenvironment play an important role in maintaining the hematopoietic process (1-5). Hematopoietic growth factor is a powerful regulator of the hematopoietic process. In addition, these proteins are involved in regulating the adhesion between hematopoietic progenitor cells and extracellular matrix proteins through changes in integrin receptor activation (6-9). The role of an adhesion molecule alone or with a growth factor to maintain proliferation, differentiation and survival of hematopoietic cells is not well understood [10 and 11], but the co-operation between growth factor receptors and integrins is normal. It has been assumed to be necessary for hematopoietic development (12). In particular, integrin receptors such as very late antigen (VLA-4) and / or VLA-5 may interact with receptor tyrosine kinases in a unique manner to influence cellular responses. In this regard, various severity hematopoietic deficiencies have been demonstrated in mice deficient in receptor tyrosine kinase, c-Kit, its ligand hepatocyte factor (SCF) or β1 integrin, suggesting an important role for the normal blood development of these proteins. [References: 1, 13 and 14]. However, no studies in the past have demonstrated the nature of adhesion-inducing coordination between these β1 integrins and c-Kit with respect to proliferation and survival / apoptosis of hematopoietic cells. It is not yet known whether the integrins in hematopoietic cells that mediate these results and the various intracellular signaling cascades downstream of c-Kit are involved.

조사는 세포외 매트릭스 단백질인 피브로넥틴(FN)의 수용체가 조혈 미세환경에서 간세포 및 전구세포를 포함하는 조혈 세포의 부착에 관여함을 밝혔다[참조문헌: 15 내지 20]. FN은 조혈 미세환경 전반에 걸쳐 고도로 발현된다[참조문헌: 21 및 22]. FN 분자가 헤파린, 콜라겐, 피브린 및 겔라틴에 대한 결합 부위를 포함하며, 이는 조혈 미세환경의 구성을 조절하는데 중요한 역할을 한다는 것을 암시하는 것이다. 조혈 세포의 FN에의 결합은 2개 이상의 인테그린 수용체에 의해 매개된다. VLA-5는, 모두 FN 분자의 세포 결합 도메인내에 위치하는 2개의 상이한 공동상승작용 결합 부위 뿐만 아니라 최소 결합 서열 Arg-Gly-Asp(RGD)을 인지한다[참조문헌: 23 및 24]. VLA-4는 합성 펩타이드 CS-1 및 CS-5에 의해 정의되는 FN의 교대로 스플라이싱되는 IIICS 영역내의 서열과 결합한다[참조문헌: 25 및 26]. 이들 수용체는 정상적인 조혈 발달에서 중요한 역할을 한다[참조문헌: 1, 27 및 28].The investigation revealed that receptors of the extracellular matrix protein, fibronectin (FN), are involved in the adhesion of hematopoietic cells, including hepatocytes and progenitor cells, in the hematopoietic microenvironment (Refs. 15-20). FN is highly expressed throughout the hematopoietic microenvironment (21 and 22). FN molecules contain binding sites for heparin, collagen, fibrin and gelatin, suggesting that they play an important role in regulating the composition of the hematopoietic microenvironment. Binding of hematopoietic cells to FN is mediated by two or more integrin receptors. VLA-5 recognizes minimal binding sequence Arg-Gly-Asp (RGD) as well as two different co- synergistic binding sites, all located within the cell binding domain of the FN molecule (Refs. 23 and 24). VLA-4 binds to sequences in the IIICS region that are alternately spliced of FNs defined by synthetic peptides CS-1 and CS-5 (Refs. 25 and 26). These receptors play an important role in normal hematopoietic development (1, 27 and 28).

c-Kit 또는 이의 리간드 SCF의 널(null) 돌연변이에 대해 동종접합성인 돌연변이 마우스는 중증 빈혈로 인해 배아 발달 동안에 또는 출생후 바로 사망한다[참조문헌: 14, 29, 30 및 31]. c-Kit의 생존 동종접합성 돌연변이는 중증 빈혈을 입증하고 미성숙한 적혈구 전구세포 및 성숙한 적혈구 전구세포 둘 다가 현저히 감소됨을 입증한다. 이들 돌연변이 마우스로부터의 데이타는 c-Kit 매개된 시그날 전달이 정상적인 적혈구 발달에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다[참조문헌: 29 및 30]. FN과 적혈구 세포의 상호작용은 또한 적혈구 형성, 특히, 적혈구 분화 최종 단계를 위해 필수적인 것으로 사료된다[참조문헌: 32, 33, 34, 35 및 36]. 적혈구 전구세포는 VLA-4 및 VLA-5 인테그린 둘다를 발현한다[참조문헌: 37 및 38]. 시험관내에서 돌연변이 세포의 효율적인 생산에는 몇몇 시스템에서 FN에의 부착이 요구된다[참조문헌: 39, 40, 41 및 42]. 추가로, 정상적인 마우스를 항-VLA-4 항체로 처리함으로써 적혈구 형성이 완전히 차단된다는 것이 밝혀졌다[참조문헌: 32]. c-Kit 및 인테그린 사이의 공동작용에 대한 몇몇 증거가 또한 존재한다. SCF로의 노출은 "내부에서 외부로의 시그날 전달(inside-out signaling)"에 의해 조혈 세포의 FN에의 부착을 증가시킨다[참조문헌: 6, 9, 43, 44, 45, 46 및 47]. c-Kit 돌연변이 마우스 기원의 조혈 전구세포는 간세포에 대한 기본 부착을 감소시키는 것으로 밝혀졌고, FN에의 SCF 유도 부착은 c-Kit 수용체 키나제 활성을 요구한다. VLA-4에 대한 항체가 주사된 C-Kit 돌연변이(W/Wv) 마우스는 적혈구 전구세포를 포함하는 전구세포를 이동시키지 못한다[참조문헌: 13]. 이와 함께 이들 데이타는 정상적인 적혈구 발달에서 c-Kit 및 인테그린 수용체의 역할을 제안한다.Mutant mice homozygous for null mutations of c-Kit or its ligand SCF die during embryonic development or shortly after birth due to severe anemia (14, 29, 30 and 31). Survival homozygous mutations of c-Kit demonstrate severe anemia and demonstrate a significant reduction in both immature erythroid progenitor cells and mature erythroid progenitor cells. Data from these mutant mice shows that c-Kit mediated signal transduction plays an important role in normal red blood cell development (29 and 30). The interaction of FN with erythrocyte cells is also believed to be essential for erythrocyte formation, in particular the final stage of erythrocyte differentiation (32, 33, 34, 35 and 36). Erythrocyte progenitors express both VLA-4 and VLA-5 integrins (37 and 38). Efficient production of mutant cells in vitro requires attachment to FN in some systems (39, 40, 41 and 42). In addition, it has been found that erythrocyte formation is completely blocked by treatment of normal mice with anti-VLA-4 antibodies (32). There is also some evidence of the synergy between c-Kit and integrin. Exposure to SCF increases adhesion of hematopoietic cells to FN by "inside-out signaling" (6, 9, 43, 44, 45, 46, and 47). Hematopoietic progenitor cells of c-Kit mutant mouse origin have been found to reduce basal adhesion to hepatocytes, and SCF induced adhesion to FN requires c-Kit receptor kinase activity. C-Kit mutant (W / W v ) mice injected with antibodies to VLA-4 do not migrate progenitor cells, including erythroid progenitor cells (13). Together these data suggest the role of c-Kit and integrin receptors in normal red blood cell development.

몇몇 세포 시스템에서, 수용체 티로신 키나제와 인테그린의 하류의 시그날 전달이 세포 반응을 동시에 조절하는 것으로 나타난다[참조문헌: 48]. 비 조혈 기원의 세포에서, 수용체 활성 단계 또는 하류의 시그날 전달 연속반응내에서의 조절을 포함하는, 인테그린과 수용체 티로신 키나제 사이의 상호작용의 특성을 설명하기 위해 여러 모델이 제안되었다. 몇몇 경우에, 인테그린 매개 부착이 세포질 또는 핵내에서 세포 표면으로부터 표적까지 시그날이 효율적으로 전달되는데 요구된다. 섬유아세포에서, 수용체 티로신 키나제의 자가인산화는 FN과 같은 매트릭스 단백질에 부착함으로써 증진될 수 있다[참조문헌; 49 및 50]. 추가로, 성장 인자 처리에 따른 혈소판 기원 성장 인자 수용체 인산화 및 표피 성장 인자 수용체 인산화는 부유 세포와 비교하여 부착 세포에서 보다 크다[참조문헌: 51, 52 및 53]. 성장 인자로 자극된 휴면 세포 또는 매트릭스 단백질로 피복된 표면에 재식된 부유 세포는 Ras/Raf/ERK 및 PI-3키나제 경로를 활성화시킨다[참조문헌: 49]. 성장 인자와 세포 부착간의 공동작용은 MAPK 및 PI-3키나제 연속반응을 활성화시키는 것으로 관측되었다. Akt는 섬유아세포에서 부착 및 표피 성장 인자 처리에 의해 공동 상승작용적으로 활성화되는 것으로 밝혀졌다. 증가된 세포 생존과 관계된 이들 시그날 전달 효과는 세포 생존에 있어서 PI-3키나제/Akt 경로의 중요한 역할과 일관성이 있다[참조문헌: 54 및 55]. Ras-Raf-ERK 및 PI-3키나제 연속반응은 c-Kit 활성화의 주요 세포내 표적인 것으로 나타난다.In some cellular systems, signal delivery downstream of receptor tyrosine kinases and integrins appears to simultaneously regulate cellular responses (48). In cells of non-hematopoietic origin, several models have been proposed to characterize the interaction between integrins and receptor tyrosine kinases, including regulation within receptor activation stages or downstream signal transduction cascades. In some cases, integrin mediated attachment is required for efficient delivery of signals from the cell surface to the target in the cytoplasm or nucleus. In fibroblasts, autophosphorylation of receptor tyrosine kinases can be enhanced by attachment to matrix proteins such as FN [Ref. 49 and 50]. In addition, platelet-derived growth factor receptor phosphorylation and epidermal growth factor receptor phosphorylation following growth factor treatment are greater in adherent cells compared to floating cells (51, 52 and 53). Dormant cells stimulated with growth factors or suspended cells planted on surfaces coated with matrix proteins activate the Ras / Raf / ERK and PI-3 kinase pathways (49). Co-operation between growth factors and cell adhesion was observed to activate the MAPK and PI-3 kinase cascades. Akt has been found to be co-synergistically activated by adhesion and epidermal growth factor treatment in fibroblasts. These signal transduction effects associated with increased cell survival are consistent with an important role of the PI-3 kinase / Akt pathway in cell survival (Refs. 54 and 55). Ras-Raf-ERK and PI-3 kinase sequencing appears to be the major intracellular target of c-Kit activation.

적혈구 세포의 발달에서 c-Kit 및 β1 인테그린 시그날의 중요성 및 비 조혈 기원 세포에서 수용체 티로신 키나제와 인테그린 사이의 공지된 상호작용을 고려하여, 본 발명자는 인테그린과 c-Kit의 동시적인 연결이 세포내 시그날 전달 경로의 활성화 및 이에 따른 적혈구 계열 세포의 작용에 상당한 영향을 주는 것으로 가정하였다. 조혈 세포의 FN에의 부착이 협동으로 연속적인 부착 및 탈착을 포함하는 동적 과정이기 때문에[참조문헌: 12, 56 및 57], 본 발명자는 특이적으로 VLA-4 또는 VLA-5 인테그린과 결합하는 FN 펩타이드상에서 성장한 세포 배양물을 사용하여 EPC 생존/아폽토시스 및 증식에 대한 시간에 따른 동적 과정의 효과를 조사하였다.In view of the importance of c-Kit and β1 integrin signals in the development of erythrocyte cells and the known interaction between receptor tyrosine kinases and integrins in non-hematopoietic cells, we have found that simultaneous connectivity of integrins and c-Kit is intracellular. It was assumed to have a significant effect on the activation of signal transduction pathways and thus on the action of erythroid cells. Since attachment of hematopoietic cells to FN is a dynamic process involving cooperative continuous attachment and desorption (Refs. 12, 56 and 57), we specifically FN binding to VLA-4 or VLA-5 integrins. Cell cultures grown on peptides were used to investigate the effect of dynamic processes over time on EPC survival / apoptosis and proliferation.

발명의 요약Summary of the Invention

인테그린 VLA(very late antigen)-4 또는 VLA-5에 대한 결합 부위를 포함하는 재조합 펩타이드가 적혈구 전구세포(EPC)의 기능적 및 생화학적 성과를 조절하는데 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다. EPC는 VLA-5 결합 부위만을 포함하는 재조합 폴리펩타이드(예를 들어, CH271) 또는 증식을 상당히 증가시키는 c-Kit 활성화의 존재하에 배양될 수 있다. EPC는 세포를 현저하게 사멸시키는, VLA-4 결합 부위를 포함하는 재조합 폴리펩타이드(예를 들어, H296)의 존재하에 배양될 수 있다. c-Kit의 활성화는 VLA-4 결합 부위 함유 폴리펩타이드상에서 성장하는 EPC의 생존력을 증가시키지만 단지 일부만이 구제된다. H296상에서의 EPC 생존력 감소는, Akt의 활성화 감소와 연관되며, CH271에서의 EPC의 증식 증가는 초점 부착 키나제(FAK) 및 세포외 조절된 키나제(ERK) 경로의 현저히 증가되고 유지된 활성화와 연관된다. 따라서, VLA-4와 VLA-5의 연결로부터 파생되는 부착 유도된 시그날은 VLA-4를 통한 사멸 및 VLA-5를 통한 생존/증식을 포함하는, EPC에서의 두드러진생물학적 결과를 유도한다.It has been found that recombinant peptides comprising binding sites for integrin very late antigen (VLA-4) or VLA-5 can be used to modulate the functional and biochemical performance of erythroid progenitor cells (EPCs). EPCs can be cultured in the presence of recombinant polypeptides (eg, CH271) containing only VLA-5 binding sites or c-Kit activation that significantly increases proliferation. EPCs can be cultured in the presence of recombinant polypeptides (eg, H296) comprising a VLA-4 binding site, which significantly kills cells. Activation of c-Kit increases the viability of EPCs growing on VLA-4 binding site containing polypeptides, but only some are rescued. Reduced EPC viability on H296 is associated with decreased activation of Akt, and increased proliferation of EPC at CH271 is associated with markedly increased and sustained activation of focal adhesion kinase (FAK) and extracellular regulated kinase (ERK) pathways. . Thus, adhesion induced signals derived from the linkage of VLA-4 and VLA-5 lead to prominent biological consequences in EPC, including death via VLA-4 and survival / proliferation through VLA-5.

따라서, 본 발명의 한 측면은 VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드의 존재하에 EPC를 포함하는 세포 배양물을 배양하여 EPC의 증식을 증가시킴을 포함하는 EPC의 증식을 유도하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 방식에서, 당해 배양은 EPC를 1배, 보다 바람직하게는 약 3배 이상 증가시키는데 효과적인 조건하에 수행한다. 당해 폴리펩타이드는 바람직하게 재조합적으로 제조되고 예를 들어, VLA-5 결합 부위를 갖는 피브로넥틴 또는 피브로넥틴 단편일 수 있다. 추가로, 폴리펩타이드는 임의로 VLA-5 이외의 VLA 결합 부위를 갖지 않거나, 또 다른 VLA 결합 부위를 가질 수 있다. 후자 경우에, VLA-5 결합 부위는 바람직하게 우수한 효과를 입증한다. 이는 경우에 따라 폴리펩타이드가 상응하는 결합 부위를 갖는 EPC상에 존재하는 VLA 결정인자에 대한 항체의 배양물을 포함시켜 촉진될 수 있다. 세포 배양물은 유리하게 주로(50% 초과) 적혈구 세포, 보다 바람직하게는 적혈구 전구세포로 이루어진다.Accordingly, one aspect of the present invention relates to a method of inducing proliferation of EPCs comprising increasing the proliferation of EPCs by culturing a cell culture comprising EPCs in the presence of a polypeptide having a VLA-5 binding site. In a preferred manner, the cultivation is carried out under conditions effective to increase the EPC by a factor of 1, more preferably about 3 or more times. The polypeptide is preferably recombinantly produced and may be, for example, a fibronectin or fibronectin fragment having a VLA-5 binding site. In addition, the polypeptide may optionally have no VLA binding site other than VLA-5, or may have another VLA binding site. In the latter case, the VLA-5 binding site preferably demonstrates an excellent effect. This may be facilitated by optionally including a culture of the antibody against the VLA determinants present on the EPC with the corresponding binding site. The cell culture advantageously consists mainly of (more than 50%) red blood cells, more preferably red blood cell progenitor cells.

본 발명의 또 다른 측면은 직전에 기술된 바와 같이 성장한 세포 배양물을 환자(바람직하게는 사람)에게 투여함을 포함하여, 당해 환자를 치료하는 방법에 관한 것이다. 예로서, 당해 방법은 유전적 또는 선천적 적혈구 장애가 발병된 환자를 치료하는데 사용될 수 있다.Another aspect of the invention relates to a method of treating a patient, including administering to the patient (preferably a human) a cell culture grown as previously described. By way of example, the method can be used to treat patients who develop a genetic or congenital erythrocyte disorder.

또 다른 측면에서, 본 발명은 VLA-4 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드, 바람직하게는 재조합체의 존재하에 EPC를 함유한 세포 배양물을 배양하여 EPC의 아폽토시스를 유도시킴을 포함하는, EPC의 아폽토시스를 유도하는 방법을 제공한다. 당해배양은 바람직하게 본래의 배양물중 약 10% 이상의 EPC의 사멸, 보다 바람직하게는 본래의 배양물중 약 20% 이상의 EPC의 사멸을 유도하는데 효과적인 조건하에 수행한다. 폴리펩타이드는 바람직하게 VLA-4 결합 부위를 갖는 피브로넥틴 또는 피브로넥틴 단편이다. 추가로, 폴리펩타이드는 임의로 VLA-4 이외의 VLA 결합 부위를 갖지 않거나 또 다른 VLA 결합 부위를 가질 수 있다. 후자 경우에, VLA-4 결합 부위는 우세한 효과를 증명할 것이다. 이는, 경우에 따라, 폴리펩타이드상에 존재하는 기타 VLA 결합 부위(비-VLA-4)에 상응하는, EPC상에 존재하는 VLA 결정인자에 대해 지시된 항체의 배양물을 포함시켜 촉진될 수 있다. 세포 배양물은 임의로 주로 적혈구 세포, 예를 들어, 적혈구 전구세포로 이루어져 있다.In another aspect, the present invention relates to apoptosis of EPC, comprising inducing apoptosis of EPC by culturing a cell culture containing EPC in the presence of a polypeptide having a VLA-4 binding site, preferably a recombinant. Provide a way to induce. The culture is preferably performed under conditions effective to induce at least about 10% of the EPCs in the original culture, more preferably at least about 20% of the EPCs in the original culture. The polypeptide is preferably a fibronectin or fibronectin fragment having a VLA-4 binding site. In addition, the polypeptide may optionally have no VLA binding site other than VLA-4 or may have another VLA binding site. In the latter case, the VLA-4 binding site will demonstrate a dominant effect. This may be facilitated by optionally including a culture of antibodies directed against VLA determinants present on the EPC, corresponding to other VLA binding sites (non-VLA-4) present on the polypeptide. . The cell culture optionally consists mainly of erythroid cells, eg erythroid progenitor cells.

본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 세포 조성물을 제공한다.The invention also provides a cell composition obtainable by the method of the invention.

추가의 측면에서, 본 발명은 VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드를 포함하는, 적혈구 전구세포의 증식을 증가시키는 조혈 세포 배양용 배지 및 VLA-4 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드를 포함하는 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유도하는 조혈 세포 배양용 배지를 제공한다.In a further aspect, the present invention provides a hematopoietic cell culture medium for increasing the proliferation of erythrocyte progenitor cells comprising a polypeptide having a VLA-5 binding site and an erythrocyte progenitor cell comprising a polypeptide having a VLA-4 binding site. Provided is a medium for culturing hematopoietic cells that induces apoptosis.

본 발명의 한가지 목적은 EPC를 효과적으로 증식시키는 방법 및 이에 따라 증식된 EPC 함유 배양물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for effectively propagating EPCs and thus cultured EPC containing cultures.

본 발명의 또 다른 목적은 EPC의 아폽토시스를 효과적으로 유도하는 방법 및 이에 따른 세포 배양물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for effectively inducing apoptosis of EPC and thus cell culture.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따라 제조된 EPC 함유 세포 배양물을투여함을 포함하는, 환자의 치료 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of treating a patient, comprising administering an EPC containing cell culture prepared according to the present invention.

본 발명의 특징 및 잇점 뿐만 아니라 추가의 목적이 하기에 기술된 내용으로부터 명백해질 것이다.Further objects as well as features and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1(A). 실시예에 사용되는 피브로넥틴 펩타이드의 도식적 설명.Figure 1 (A). Schematic description of the fibronectin peptide used in the Examples.

FN은 일련의 I, II 및 III형의 반복체로 이루어져 있다. 세포 결합 활성을 갖는 FN의 영역은 인테그린 VLA-5에 의해 인지되는 RGS 함유 세포 결합 도메인, 비-인테그린 의존성 고친화성 헤파린 결합 부위(HEP) 및 인테그린 VLA-4(CS-1)에 의해 인지되는 교대로 스플라이싱되는 비-III형 연결 절편(III CS)으로서 나타낸다. FN상의 헤파린 결합 부위 뿐만 아니라 인테그린 VLA-4, VLA-5에 대한 인식부위는 화살표로 나타낸다.G1E-ER2 세포상에서의 인테그린 및 c-Kit의 발현. (B)G1E-ER2 세포를 항-Kit-PE로 염색시키고 유동 세포측정법으로 분석한다. 가는 선은 적당한 이소형 대조구 항체로 관찰되는 배경 염색 수준을 나타낸다. 굵은 선은 c-Kit 발현 수준을 나타낸다.(C)G1E-ER2 세포를 항-VLA-4-FITC로 염색하고 유동 세포측정법으로 분석한다. 굵은 선은 VLA-4 발현 수준을 나타낸다.(D)G1E-ER2 세포를 항-VLA-5-PE로 염색하고 유동 세포측정법으로 분석한다. 굵은 선은 VLA-5 발현 수준을 나타낸다.FN consists of a series of I, II and III repeats. Regions of FN with cell binding activity alternating RGS containing cell binding domains recognized by integrin VLA-5, non-integrin dependent high affinity heparin binding sites (HEP) and integrin VLA-4 (CS-1) It is shown as a non-III connecting segment (III CS) splice. Recognition sites for integrins VLA-4 and VLA-5 as well as heparin binding sites on the FN are indicated by arrows. Expression of integrin and c-Kit on G1E-ER2 cells. (B) G1E-ER2 cells are stained with anti-Kit-PE and analyzed by flow cytometry. Thin lines indicate background staining levels observed with a suitable isotype control antibody. Thick lines indicate c-Kit expression levels. (C) G1E-ER2 cells are stained with anti-VLA-4-FITC and analyzed by flow cytometry. Thick lines indicate VLA-4 expression levels. (D) G1E-ER2 cells are stained with anti-VLA-5-PE and analyzed by flow cytometry. Thick lines indicate VLA-5 expression levels.

도 2.Figure 2. SCF의 (존재) 또는 (부재)하의 G1E-ER2 적혈구 전구세포의 증식에 대한 FN 펩타이드로의 부착 효과의 비교Comparison of Adhesion Effects to FN Peptides on Proliferation of G1E-ER2 Erythrocyte Progenitor Cells with or Without SCF

세포를 SCF의 부재(A)또는 존재(B)하에 VLA-4(H296) 또는 VLA-5(CH271)을 통해 부착을 매개하는 BSA- 또는 FN-펩타이드-피복된 디쉬상에서 48시간동안 배양한다. 티미딘 혼입 검정으로 증식을 측정한다. 막대는 6회 반복하여 수행된 6개의 상이한 실험에 대한 평균 티미딘 혼입율(분당 카운트[cpm])(±SEM)을 나타낸다. 패널 A 대 B의 스케일 차이를 비교한다. 패널 A(*) p<0.05 VLA-4(H296) 대 VLA-5(CH271) 및 BSA. 패널 B(*) p<0.05 VLA-4(H296) 대 VLA-5(CH271) 및 BSA;(**) p<0.05 VLA-5(CH271) 대 BSA.Cells are incubated for 48 hours on BSA- or FN-peptide-coated dishes mediating adhesion via VLA-4 (H296) or VLA-5 (CH271) in the absence (A) or presence (B) of SCF. Proliferation is measured by thymidine incorporation assay. Bars represent mean thymidine incorporation rate (counts per minute [cpm]) (± SEM) for 6 different experiments performed in 6 replicates. Compare the scale difference between panels A and B. Panel A ( * ) p <0.05 VLA-4 (H296) vs VLA-5 (CH271) and BSA. Panels B ( * ) p <0.05 VLA-4 (H296) vs VLA-5 (CH271) and BSA; ( ** ) p <0.05 VLA-5 (CH271) vs BSA.

도 3. 인테그린-매개된 부착후 FAK 및 MAP-키나제(ERKs).Figure 3. FAK and MAP-kinases (ERKs) after integrin-mediated attachment.

인자-결핍된 G1E-ER2 세포를 SCF의 존재하에서 FN 펩타이드상에서 배양하고 정해진 시간에 분석한다.(A)세포 용해물을 수거하고 항-FAK 항체로 웨스턴 블롯 분석한다. 하부 패널은 인산화된 (pFAK) FAK 및 비인산화된 (FAK) FAK의 위치를 나타낸다. 상부 패널(막대)은 FAK의 상대적 인산화(48시간 시점을 100으로서 취한다)를 입증한다. 막대는 3개의 상이한 실험에 대한 평균 상대적 인산화(±SEM)를 나타낸다. (*) p<0.05 VLA-5(CH271) 대 VLA-4(H296).(B 및 C)인자 결핍된 G1E-ER2 세포는 자극되지 않은 상태로 방치하거나, 또는 SCF의 존재하에 BSA(B) 또는 VLA-4(H296) 및 VLA-5(CH271)를 통한 부착을 매개하는 주어진 FN 펩타이드(C) 상에서 배양한다. 세포 용해물을 수거하고 인산화된 Thr202 및 Tyr204를 특이적으로 검출하는 래빗 항-포스포-ERK 항체로 웨스턴 블롯 분석한다. 하부 패널은 각 래인에서 총 Erk를 나타낸다. 인산화된 ERK-1(pErk-1) 및 ERK-2(pErk2)의 위치를 나타낸다. 상부 패널(막대)는 잔기 Thr202 및 Tyr204에서 ERK-1 및 ERK-2의 상대적 인산화를 나타낸다. 10분(패널 B)(10분 시점에서의 수준을 100으로 취한다) 및 120분(패널 C)(120분 시점에서의 수준을 100으로 취한다)후의 ERK-1 및 ERK-2의 인산화에 상대적인 데이타를 제공한다. 막대는 3개의 상이한 실험에 대한 평균 상대적 인산화(±SEM)를 나타낸다. (*) p<0.05 VLA-5(CH271) 대 VLA-4(H296).(D)G1E-ER2 적혈구 전구세포는 SCF 및 MEK 억제제(PD98059)의 존재하에 BSA 또는 FN 펩타이드 H296 또는 CH271상에서 배양한다. 티미딘 혼입 검정을 사용하여 증식을 측정한다. 막대는 6회 반복하여 수행된 3개의 독립적인 증식(± SEM) 실험에서의 억제를 나타낸다. (*) p<0.05 VLA-4(H296) 대 VLA-5(CH271) 및 BSA; 및 (**) p<0.05 VLA-4(H296) 및 VLA-5(CH271) 대 BSA.Factor-deficient G1E-ER2 cells are cultured on FN peptides in the presence of SCF and analyzed at defined times. (A) Cell lysates are harvested and analyzed by Western blot with anti-FAK antibody. The lower panel shows the location of phosphorylated (pFAK) FAK and non-phosphorylated (FAK) FAK. The top panel (bar) demonstrates the relative phosphorylation of the FAK (takes 48 hour time point as 100). Bars represent mean relative phosphorylation (± SEM) for three different experiments. ( * ) p <0.05 VLA-5 (CH271) vs VLA-4 (H296). G1E-ER2 cells deficient in (B and C) factors are left unstimulated or mediate adhesion via BSA (B) or VLA-4 (H296) and VLA-5 (CH271) in the presence of SCF. Culture on a given FN peptide (C). Cell lysates are harvested and analyzed by Western blot with rabbit anti-phospho-ERK antibodies that specifically detect phosphorylated Thr202 and Tyr204. The lower panel shows the total Erk in each lane. The positions of phosphorylated ERK-1 (pErk-1) and ERK-2 (pErk2) are shown. Top panel (bar) shows relative phosphorylation of ERK-1 and ERK-2 at residues Thr202 and Tyr204. For phosphorylation of ERK-1 and ERK-2 after 10 minutes (panel B) (take level 100 at 10 minute time point) and 120 minutes (panel C) (take level 100 at 120 minute time point) Provide relative data. Bars represent mean relative phosphorylation (± SEM) for three different experiments. ( * ) p <0.05 VLA-5 (CH271) vs VLA-4 (H296). (D) G1E-ER2 erythrocyte progenitor cells are cultured on BSA or FN peptide H296 or CH271 in the presence of SCF and MEK inhibitors (PD98059). Proliferation is measured using the thymidine incorporation assay. Bars represent inhibition in three independent propagation (± SEM) experiments performed in 6 replicates. ( * ) p <0.05 VLA-4 (H296) to VLA-5 (CH271) and BSA; And ( ** ) p <0.05 VLA-4 (H296) and VLA-5 (CH271) vs. BSA.

도 4. VLA-4를 통한 연결이 G1E-ER2 세포에서 세포 사멸을 유도한다.4. Linkage via VLA-4 induces cell death in G1E-ER2 cells.

G1E-ER2 적혈구 전구세포를 SCF 부재(A)또는 SCF의 존재(B)하에서 48시간동안 BSA, 또는 VLA-4(H296) 또는 VLA-5(CH-271)로의 부착을 매개하는 FN 펩타이드상에서 배양한다. 세포 사멸을 재료 및 방법에 기술된 바와 같이 아넥신 V 및 프로피디움 요오다이드(PI)에 의한 염색을 사용하여 정량한다. 막대는 3회 반복하여 수행된 2개의 독립적인 실험에서의 총 세포 사멸의 백분율(±SD)을 나타낸다. (*) p<0.05 VLA-4(H296) 대 VLA-5(CH271) 및 BSA.G1E-ER2 erythrocyte progenitor cells were cultured on FN peptides that mediate adhesion to BSA, or VLA-4 (H296) or VLA-5 (CH-271) for 48 hours in the absence of SCF (A) or in the presence of SCF (B) . do. Cell death is quantified using staining with Annexin V and propidium iodide (PI) as described in Materials and Methods. Bars represent the percentage of total cell death (± SD) in two independent experiments performed in three replicates. ( * ) p <0.05 VLA-4 (H296) vs VLA-5 (CH271) and BSA.

도 5. VLA-4를 통한 Akt 활성화의 억제는 G1E-ER2에서 세포 사멸을 증진시킨다. (A)VLA-4(H296) 부착을 통한 Ser473에서 Akt의 활성화의 감소. 인자 결핍된 G1E-ER2 세포를 자극되지 않은 상태로 방치하거나, SCF의 존재하에 다양하게 주어진 시간에서 VLA-4(H296) 또는 VLA-5(CH271)를 통해 부착을 매개하는 FN 펩타이드상에서 배양한다. 이어서, 다양한 시점에서, 세포 용해물을 수거하고 인산화된 Ser473을 특이적으로 검출하는 래빗 항-포스포-Akt 항체로 웨스턴 블롯 분석한다. 하부 패널은 각각의 래인에서 총 Akt를 나타낸다. 활성화된 Akt(pAkt)의 위치를 나타낸다. 상부 패널(막대)은 Akt의 상대적인 인산화를 정량적으로 나타낸다. 120분(100으로서 취함)후에 Akt의 인산화에 상대적인 데이타를 제공한다. 막대는 3개 이상의 독립적인 실험에서 평균 상대적인 인산화(±SEM)를 나타낸다. (*) p<0.05 VLA-4(H296) 대 VLA-5(CH271).(B)G1E-ER2 세포를 SCF 및 PI-3 키나제/Akt 억제제(워트만닌)의 존재하에 BSA 또는 FN 펩타이드 CH271상에서 48시간 동안 배양한다. 재료 및 방법에서 기술된 바와 같이 아넥신 및 프로피디움 요오다이드(PI)로 염색하여 세포 사멸을 정량한다. 막대는 3회 반복적으로 수행된 2개의 독립적인 실험에서 총 세포 사멸의 백분율(±SD)을 나타낸다. (*) p<0.05 BSA, VLA-5(CH271)(워트만닌) 대 BSA, VLA-5(CH271)(억제제 부재). Inhibition of Akt activation via VLA-4 enhances cell death in G1E-ER2. (A) Reduction of Akt activation in Ser473 via VLA-4 (H296) attachment. Factor deficient G1E-ER2 cells are left unstimulated or cultured on FN peptides that mediate adhesion via VLA-4 (H296) or VLA-5 (CH271) at various times in the presence of SCF. At various time points, cell lysates are then harvested and analyzed by Western blot with a rabbit anti-phospho-Akt antibody that specifically detects phosphorylated Ser473. Bottom panel shows total Akt in each lane. The position of activated Akt (pAkt) is shown. The top panel (rod) quantitatively shows the relative phosphorylation of Akt. After 120 minutes (taken as 100) data are provided relative to phosphorylation of Akt. Bars represent mean relative phosphorylation (± SEM) in three or more independent experiments. ( * ) p <0.05 VLA-4 (H296) vs VLA-5 (CH271). (B) G1E-ER2 cells are incubated for 48 hours on BSA or FN peptide CH271 in the presence of SCF and PI-3 kinase / Akt inhibitor (Wartmannin). Cell death is quantified by staining with Annexin and propidium iodide (PI) as described in Materials and Methods. Bars represent the percentage of total cell death (± SD) in two independent experiments performed three times. ( * ) p <0.05 BSA, VLA-5 (CH271) (Wartmannin) vs. BSA, VLA-5 (CH271) (without inhibitor).

도 6: 피브로넥틴의 α쇄의 구조에 대한 설명 및 이의 다양한 재조합 단편과의 관계Figure 6: A description of the structure of the α chain of fibronectin and its relationship with various recombinant fragments

피브로넥틴의 I, II 및 III형 반복체를 나타내고 III형 반복체를 1 내지 14로 번호를 매긴다. 세포에 대한 3개의 결합 부위, 즉, VLA-5 결합 부위를 포함하는 세포 결합 도메인(CBD)에 대해서는CELL로서, 헤파린 결합 도메인(HBD)에 대해서는HEPARIN으로서 나타내고 교대로 스플라이싱되는 IIICS 영역의 처음 25개의 아미노산에 의해 형성되는 VLA-4 결합 부위 CS1에 대해서는CS1으로서 나타낸다.Type I, II and III repeats of fibronectin are shown and the Type III repeats are numbered 1-14. The first of the IIICS regions that are alternately spliced and represented as CELL for the cell binding domain (CBD) comprising three binding sites for the cells, ie VLA-5 binding site, HEPARIN for the heparin binding domain (HBD) The VLA-4 binding site CS1 formed by 25 amino acids is referred to as CS1 .

바람직한 양태의 기술Description of the preferred embodiment

본 발명의 원리의 이해를 돕기 위해, 이제 특정 양태가 참조로 인용되며 이를 기술하기 위해 특수한 언어가 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이로써 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본원에서 기술하는 본 발명의 원리의 변경, 추가의 변형 및 추가의 적용이 본 발명과 관련되는 분야의 숙련가에게 통상적으로 일어나는 바와 같이 예상되는 것으로 이해될 것이다.To help understand the principles of the present invention, certain aspects are now cited by reference and special language will be used to describe them. Nevertheless, this is not intended to limit the scope of the present invention, and modifications, further modifications, and further applications of the principles of the present invention described herein are contemplated as would normally occur to those skilled in the art to which the present invention relates. Will be understood.

광범위한 측면에서, 본 발명은 VLA(very late antigen)-4 또는 VLA-5 각각에 대한 결합 부위를 함유하는 폴리펩타이드를 사용하여 적혈구 계열의 조혈 세포의 사멸 또는 증식을 유도하는 방법을 제공한다.In a broad aspect, the present invention provides a method of inducing death or proliferation of erythroid lineage hematopoietic cells using a polypeptide containing a binding site for each of VLA (very late antigen) -4 or VLA-5.

적혈구 전구세포(EPC)를 함유하는 조혈 세포 집단은 임의 적합한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 예를 들어, 자가 또는 동종이형 골수나 자가 또는 동종이형 말초혈 세포는 사람 치료용의 사람 적혈구 전구세포를 함유하는 세포 집단의 잠재적 공급원이다. 골수 세포는 예를 들어, 장골릉, 경골, 대퇴골, 흉골 또는 기타 골 강으로부터 수득될 수 있다. 골수는 골로부터 흡입하여 수거할 수 있으며 당해 분야에 익히 공지되어 있는 바와 같이 처리할 수 있다. 골수는 동종이형 이식의 경우에 공여자로부터 수거할 수 있거나 동종 이식의 경우 그 환자로부터 수거할 수 있다. 또한, 말초혈은 표준 기술에 따라 환자 또는 공여자로부터 수집할 수 있다.이와 관련하여, 환자 또는 공여자에게 사이토킨을 투여함을 포함하는, 간세포를 말초혈로 이동시키기 위한 공지된 기술은 수집하기 전에 사용할 수 있다.Hematopoietic cell populations containing red blood cell progenitor cells (EPCs) can be obtained from any suitable source. For example, autologous or allogeneic bone marrow or autologous or allogeneic peripheral blood cells are a potential source of cell populations containing human erythrocyte progenitor cells for human treatment. Bone marrow cells can be obtained, for example, from iliac tombs, tibia, femurs, sternum or other bone cavities. Bone marrow can be harvested by inhalation from bone and can be treated as is well known in the art. Bone marrow can be harvested from a donor in case of allogeneic transplant or from that patient in case of allograft. Peripheral blood can also be collected from a patient or donor according to standard techniques. In this regard, known techniques for transferring hepatocytes to peripheral blood, including administering cytokines to the patient or donor, can be used prior to collection. have.

조혈 세포 집단에는 경우에 따라 적혈구 계열의 세포 및 특히 적혈구 전구세포가 농축될 수 있다. 원심분리 및/또는 분류 과정과 같은 공지된 분리 기술을 이러한 목적을 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, 백혈구를 분별 원심분리에 의해 분리할 수 있다. 조혈 전구세포는 상응하는 항체, 특히 모노클로날 항체와 배합된 하나 이상의 세포 표면 항원, 예를 들어, CD34, CD71 또는 c-Kit 수용체에 기초하여 일반적 조혈 집단으로부터 분리할 수 있다. 이러한 분리를 수행하여 본질적으로 성숙한 혈액 세포를 함유하지 않는 세포 집단을 수득할 수 있다.The hematopoietic cell population may optionally be enriched in erythroid cells and in particular erythrocyte progenitor cells. Known separation techniques such as centrifugation and / or sorting procedures can be used for this purpose. For example, white blood cells can be separated by fractional centrifugation. Hematopoietic progenitor cells can be isolated from the general hematopoietic population based on one or more cell surface antigens, such as CD34, CD71 or c-Kit receptors, in combination with corresponding antibodies, in particular monoclonal antibodies. This separation can be performed to obtain cell populations that are essentially free of mature blood cells.

이러한 세포 표면 항원에 대한 항체를 사용하는 다수의 분리 및 농축 방식이 공지되어 있다. 이는, 예를 들어, 친화성 크로마토그래피, 마그네틱-기반 분리(예를 들어, 항체-피복된 마그네틱 비드를 사용함), 세포독성 및 유동 세포측정법 등을 포함한다. 조혈 전구세포 및 간세포가 농축된 세포 집단을 수득하기 위한 이러한 방법의 실행은 당해 분야의 숙련가의 기술의 범위내에 있다.Numerous separation and concentration schemes using antibodies to such cell surface antigens are known. This includes, for example, affinity chromatography, magnetic-based separation (eg, using antibody-coated magnetic beads), cytotoxicity and flow cytometry, and the like. The implementation of this method for obtaining a population of cells enriched in hematopoietic progenitor and hepatocytes is within the skill of one of ordinary skill in the art.

조혈 간세포 및 전구세포를 농축시킨 후, 세포 집단을 추가로 처리하여 세포 집단에 적혈구 계열의 세포 및 특히 적혈구 전구세포(BFU-E)를 농축시킬 수 있다. 예를 들어, 세포 집단을 문헌[참조문헌: 70]에 기술되어 있는 울렉스(Ulex europaeus) 응집소와 같은 렉틴과 접촉시킬 수 있다. 이러한 기술을 사용하여 약 60% 이상 및 심지어 약 80% 내지 약 100%의 적혈구 전구세포를 함유하는 집단을 야기할 수 있다.After enriching the hematopoietic stem cells and progenitor cells, the cell population may be further processed to enrich the erythroid cells and in particular the erythrocyte progenitor cells (BFU-E) in the cell population. For example, the cell population can be contacted with lectins, such as the Ulex europaeus flocculator described in Document 70. Such techniques can be used to result in populations containing at least about 60% and even about 80% to about 100% erythroid progenitor cells.

대안으로, 적혈구 전구세포의 확립된 세포주를 사용할 수 있다. 예를 들어, (G1E-ER2)로서 명명되는 한가지 공지된 세포주는 전구세포 발달 단계의 1차 세포와 유사하다. 이들 세포는 글로빈 및 적혈구 특이적 전사 인자 발현 및 분화[참조문헌: 62 및 63]의 측면에서 1차 적혈구 전구세포와 유사하다. 또한, G1E-ER2 세포가 c-Kit, VLA-4 및 VLA-5를 발현하고 1차 적혈구 전구세포와 유사한 수준으로 FN 펩타이드에 부착한다는 것이 밝혀졌다.Alternatively, established cell lines of erythroid progenitors can be used. For example, one known cell line, designated as (G1E-ER2), is similar to primary cells in the progenitor developmental stage. These cells are similar to primary erythroid progenitor cells in terms of globin and erythrocyte specific transcription factor expression and differentiation (62 and 63). It has also been found that G1E-ER2 cells express c-Kit, VLA-4 and VLA-5 and attach to FN peptides at levels similar to primary erythroid progenitor cells.

선택된 조혈 세포 배양물을 VLA-4 결합 부위 및/또는 VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드와 접촉시킨다. VLA-4 및 VLA-5 항원은 공지되어 있으며 예를 들어 문헌[참조문헌: 71]에 논의되어 있다. VLA-4 및 VLA-5 결합 부위 둘다를 갖는 폴리펩타이드도 공지되어 있으며, 예를 들어, VLA-4 및 VLA-5 결합 부위 둘다를 함유하는 피브로넥틴, 및 VLA-4 결합 부위를 갖는 혈관 내피 세포 부착 분자(VECAM)를 포함한다.The selected hematopoietic cell culture is contacted with a polypeptide having a VLA-4 binding site and / or a VLA-5 binding site. VLA-4 and VLA-5 antigens are known and are discussed, for example, in 71. Polypeptides having both VLA-4 and VLA-5 binding sites are also known, for example fibronectin containing both VLA-4 and VLA-5 binding sites, and vascular endothelial cell attachment with VLA-4 binding sites. Molecule (VECAM).

본 발명에서 사용하기 위한 피브로넥틴의 단편 및 기타 폴리펩타이드는 천연 또는 합성 기원일 수 있으며, 예를 들어, 문헌[참조문헌: 72, 73 및 74]에서 앞서 기술한 바와 같이 천연적으로 발생하는 물질로부터 실질적 순도로 제조할 수 있다. 이와 관련하여, 본원에서 사실상 순수한 피브로넥틴 또는 피브로넥틴 단편에 대한 언급은 이들이 피브로넥틴과 함께 천연적으로 발생하는 다른 단백질을 본질적으로 함유하지 않음을 의미한다. 또한, 본 발명에서 사용하기 위한 사실상 순수한 피브로넥틴 또는 피브로넥틴 단편은, 예를 들어, 문헌[참조문헌: 75, 76 및 77]에 전반적으로 기재되어 있는 바와 같이 재조합적으로 제조할 수 있다. 특히, 성숙한 사람 피브로넥틴에 대한 아미노산 서열인 서열 3 및 도 6에 관해서는, H-271(헤파린 결합 도메인의 잔기 Ala1690- Thr1960을 포함), C274(Pro1243-ASP1516-VLA-4-부위 함유 세포 결합 도메인을 포함함), H296(Ala1690-Thr1985를 포함하며 헤파린 결합 도메인 및 VLA-4 결합 부위를 지님), CH271(Pro1243-Asp1516및 Ala1690-Thr1960-VLA-5 함유 세포 결합 도메인과 헤파린 결합 부위를 포함함), CH296(Ala1690-Thr1985및 Asp1961-Thr1985-VLA-5-부위 함유 세포 결합 도메인과 헤파린 결합 도메인 및 VLA-4 부위를 포함함) 및 CCS1(Pro1243-ASP1516및 Asp1961-Thr1985-세포 결합 도메인과 VLA-4 결합 부위를 포함함)로서 동정된 재조합 단편을, 상기 특허에 기술되어 있는 바와 같이 일반적으로 제조할 수 있으며 단독으로 또는 본 발명의 다른 폴리펩타이드와 배합하여 사용할 수 있다. 상기 단편 또는 상기 단편이 통상적으로 유도될 수 있는 단편은 기관[Fermentation Research Institute of the Agency of Industrial Science and Technology, 일본 소재]에 FERM P-10721(H296), FERM BP-2799(메티오닌을 통해 H271에 결합된 C277), FERM BP-2800(메티오닌을 통해 H296에 결합된 C277) 및 FERM-2264(H271)로서 기탁되어 있으며 또한 문헌[참조문헌: 75]에 기술되어 있는 이. 콜라이를 배양하여 입수할 수 있다. 또한, 본원에서 사용할 수 있는 피브로넥틴 단편 또는 이러한 단편에 대한 출발 물질에 관한 유용한 정보는 상기 주지된 재조합 단편에 관해 추가로 보고하고 있는 문헌[참조문헌: 78] 및 사람 피브로넥틴유전자의 구조를 보고하고 있는 문헌[참조문헌: 79] 및 사람 피브로넥틴의 헤파린-II 결합 도메인에 관해 보고하고 있는 문헌[참조문헌: 80]에서 찾아볼 수 있다. 예를 들어 30 또는 35kd 단편(30/35 FN) 및 하기 실시예에 기재되어 있는 다양한 재조합 단편 내에 포함되어 있는 CS-1 세포 결합 도메인을 함유하는 피브로넥틴 단편을 사용할 수 있다. 당해 숙련가는 필수적인 세포-결합 활성이 작용성 VLA-4-결합 및 VLA-5-결합 피브로넥틴 도메인의 고유한 아미노산 서열 및 상기 고유한 서열과는 상이하나 충분히 유사하며 세포 결합 활성을 나타내는 아미노산 서열 둘다에 의해 제공될 수 있음을 인지할 것이다. 이러한 유사 아미노산 서열은, 상응하는 고유한 서열과 실질적 서열 상동성을 나타내며, 아미노산이 결실, 치환 및/또는 변형되었음에도 불구하고 목적하는 세포 결합 특성을 갖는 아미노산 서열을 제공하는 서열을 포함할 수 있다.Fragments of fibronectin and other polypeptides for use in the present invention may be of natural or synthetic origin, for example from naturally occurring materials as described previously in references 72, 73 and 74. It can be prepared in substantial purity. In this regard, reference to virtually pure fibronectin or fibronectin fragments herein means that they are essentially free of other proteins that occur naturally with fibronectin. In addition, substantially pure fibronectin or fibronectin fragments for use in the present invention can be prepared recombinantly, for example, as generally described in references 75, 76 and 77. In particular, with respect to SEQ ID NO: 3 and Figure 6 which is the amino acid sequence for mature human fibronectin, H-271 (including residues Ala 1690 -Thr 1960 of the heparin binding domain), C274 (Pro 1243 -ASP 1516 -VLA-4-site) Containing cell binding domains), H296 (including Ala 1690 -Thr 1985 and having a heparin binding domain and VLA-4 binding site), CH271 (Pro 1243 -Asp 1516 and Ala 1690 -Thr 1960 -VLA-5 Cell binding domain and heparin binding site), CH296 (including Ala 1690 -Thr 1985 and Asp 1961 -Thr 1985 -VLA-5-site containing cell binding domain and heparin binding domain and VLA-4 site) and CCS1 Recombinant fragments identified as (including Pro 1243 -ASP 1516 and Asp 1961 -Thr 1985 -cell binding domains and VLA-4 binding sites) can generally be prepared as described in the above patents and alone or It can be used in combination with other polypeptides of the present invention. The fragments or fragments from which the fragments can typically be derived are described in FERM P-10721 (H296), FERM BP-2799 (methionine) in H271 at the Institute of Fermentation Research Institute of the Agency of Industrial Science and Technology, Japan. Bound C277), FERM BP-2800 (C277 bound to H296 via methionine) and FERM-2264 (H271) and also described in E. E. coli can be obtained by culturing. In addition, useful information regarding fibronectin fragments or starting materials for such fragments that can be used herein are further reported on the above-mentioned recombinant fragments [78] and which report the structure of the human fibronectin gene. References 79 and literature 80 which reports on the heparin-II binding domain of human fibronectin can be found. For example, fibronectin fragments containing 30 or 35 kd fragments (30/35 FN) and CS-1 cell binding domains contained within the various recombinant fragments described in the Examples below can be used. Those skilled in the art will appreciate that the essential cell-binding activity is both unique to the functional VLA-4-binding and VLA-5-binding fibronectin domains and to amino acid sequences that are sufficiently similar to, but sufficiently similar to, the cell binding activity. It will be appreciated that it may be provided by. Such analogous amino acid sequences may include sequences that exhibit substantial sequence homology with the corresponding unique sequence and that provide amino acid sequences with the desired cell binding properties despite the deletion, substitution, and / or modification of amino acids.

이와 관련하여, 적절한 생명공학 기술은 본 작용성 도메인에서 아미노산의 결실, 치환, 첨가 또는 기타 변형이 통상적으로 수행될 수 있는 상태까지 진보되어 왔다. 이어서, 수득되는 아미노산 서열을 목적하는 세포-결합 활성에 대해 통상적으로 스크리닝할 수 있다. 본원에서 제공되는 교시가 주어진다면, 이러한 결합 검정은 당해 분야의 연구자들에게는 통상적인 실험일 것이다.In this regard, appropriate biotechnology techniques have advanced to the state where deletions, substitutions, additions or other modifications of amino acids in the functional domain can be routinely performed. The amino acid sequence obtained can then be routinely screened for the desired cell-binding activity. Given the teachings provided herein, such binding assays will be routine experimentation for researchers in the art.

피브로넥틴의 고유한 VLA-4 결합 부위는 교대로 스플라이싱된 IIICS 영역의 대략 처음 25개의 아미노산으로 형성된다. 따라서, 고유한 사람 피브로넥틴 VLA-4 결합 부위의 아미노산 서열은 다음의 서열 1이다:The unique VLA-4 binding site of fibronectin is formed from approximately the first 25 amino acids of the alternately spliced IIICS region. Thus, the amino acid sequence of the unique human fibronectin VLA-4 binding site is SEQ ID NO: 1

Asp Glu Leu Pro Gln Leu Val Thr Leu Pro His Pro Asn Leu His Gly Pro GluIle Leu Asp Val Pro Ser ThrAsp Glu Leu Pro Gln Leu Val Thr Leu Pro His Pro Asn Leu His Gly Pro GluIle Leu Asp Val Pro Ser Thr

본 발명의 바람직한 수행 방식에서, 서열 1의 아미노산 서열 또는 서열 1과 약 70% 이상, 보다 바람직하게는 약 80% 이상 및 가장 바람직하게는 약 90% 이상 동일한 아미노산 서열을 갖는 VLA-4 결합 폴리펩타이드가 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 본원에서 사용되는 바와 같이, %는 미국 국립보건연구원(National Institutes of Health)으로부터 입수가능한 향상된 BLAST 컴퓨터 프로그램 버전 2.0.8을 사용하여 서열 정보를 비교함으로써 측정된 % 동일성을 의미한다. BLAST 프로그램은 문헌[참조문헌: 81]에 따르며 문헌[참조문헌: 82, 83 및 84]에 논의되어 있는 정렬 방법에 기초한다. 간략하게, BLAST 프로그램은 두 서열 중 보다 짧은 서열의 심볼의 총 개수로 나눈 동일한 정렬된 심볼(즉, 뉴클레오타이드 또는 아미노산)의 개수로서 동일성을 정의한다. 당해 프로그램은 비교하려는 단백질의 전체 길이에 걸쳐서 % 동일성을 측정하는데 사용할 수 있다. BLAST 프로그램에 바람직한 데폴트 매개변수인 blastp는 (1) 500개의 설명; (2) 10의 예상치; (3) 카를린 알트슐(Karlin-Altschul) 매개변수 λ=0.270; (4) 카를린 알트슐 매개변수 K=0.0470; (5) 갭 패널티: 존재부 11, 신장부 1; (H)값=4.94e-324; (6) 문헌[참조문헌: 85, 86 및 87]에 기재되어 있는 바와 같은 BLOSUM62 매트릭스에서 발견된 매치된 아미노산 및 미스매치된 아미노산에 대한 스코어를 포함한다. 당해 프로그램은 또한 문헌[참조문헌: 88]의 SEG 프로그램에 의해 측정된 바와 같이 조회 서열의 분절을 마스크-오프(mask-off)하는 SEG 필터를 사용한다.In a preferred manner of carrying out the invention, the VLA-4 binding polypeptide having an amino acid sequence of at least about 70%, more preferably at least about 80% and most preferably at least about 90% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or to SEQ ID NO: 1 Can be used. In this regard, as used herein,% means% identity determined by comparing sequence information using an improved BLAST computer program version 2.0.8, available from the National Institutes of Health. The BLAST program is based on the alignment method according to Literature 81 and discussed in Literature 82, 83 and 84. Briefly, the BLAST program defines identity as the number of identical aligned symbols (ie, nucleotides or amino acids) divided by the total number of symbols of the shorter of the two sequences. The program can be used to determine percent identity over the entire length of the protein to be compared. The preferred default parameter blastp for the BLAST program is (1) 500 descriptions; (2) an estimate of 10; (3) Karlin-Altschul parameter λ = 0.270; (4) Karlin Altschule parameter K = 0.0470; (5) gap penalty: presence 11, extension 1; (H) value = 4.94e -324; (6) scores for matched and mismatched amino acids found in the BLOSUM62 matrix as described in references 85, 86 and 87. The program also uses an SEG filter that masks off the segment of the query sequence as measured by the SEG program of reference (88).

사람 피브로넥틴 VLA-5 결합 부위의 아미노산 서열은 다음의 서열 2이다:The amino acid sequence of the human fibronectin VLA-5 binding site is as follows:

Arg Gly Asp SerArg Gly Asp Ser

이러한 서열은, 예를 들어, 사람 피브로넥틴의 VLA-5-함유 세포 결합 도메인의 일부 또는 모두 또는 유사한 작용성 폴리펩타이드를 포함함으로써 폴리펩타이드내로 통합될 수 있다.Such sequences can be integrated into a polypeptide, for example, by including some or all of the VLA-5-containing cell binding domains of human fibronectin or similar functional polypeptides.

상기 VLA-4의 경우와 마찬가지로, VLA-5와 유사하게 결합하는 아미노산 서열을 갖는 또 다른 폴리펩타이드가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 특히, 아미노산 Arg Gly Asp는 세포 결합에 필수적인 것으로 확인되는 반면에, 아미노산 Ser이 폴리펩타이드내에서 다른 아미노산으로 치환되었음에도 불구하고 당해 폴리펩타이드는 세포 결합 활성을 보유할 수 있다. 따라서, 아미노산 서열 Arg-Gly-Asp-X(여기서, X는 세린 또는 서열에 세포 결합 활성을 제공하는 기타 아미노산이다)를 갖는 폴리펩타이드가 사용될 수 있다.As in the case of VLA-4, another polypeptide having an amino acid sequence that binds similarly to VLA-5 can also be used in the present invention. In particular, while the amino acid Arg Gly Asp is found to be essential for cell binding, the polypeptide may retain cell binding activity even though amino acid Ser is substituted for another amino acid in the polypeptide. Thus, polypeptides having the amino acid sequence Arg-Gly-Asp-X (where X is serine or other amino acid that provides cell binding activity to the sequence) can be used.

본 발명에서 사용되는 폴리펩타이드는 VLA-4 또는 VLA-5 결합 부위 이외의 VLA 결합 부위 및/또는 다른 세포 결합 부위를 함유하지 않을 수 있다(즉, VLA-4 또는 VLA-5는 폴리펩타이드 상의 유일한 세포 결합 부위일 수 있다). 대안으로, 사용되는 폴리펩타이드는 다른 세포 결합 부위를 가질 수 있으나, VLA-4 또는 VLA-5 결합 부위는 조혈 세포에 대한 우세한 효과를 나타낼 수 있다. 상응하는 수용체와의 상호작용에 대한 증가된 수의 리간드를 제공하는 다수의 VLA-4 또는 VLA-5 결합 부위, 예를 들어, 1개 내지 약 10개의 VLA-4 또는 VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드가 또한 사용될 수 있다.The polypeptides used in the present invention may contain no VLA binding sites and / or other cell binding sites other than the VLA-4 or VLA-5 binding sites (ie, VLA-4 or VLA-5 is the only one on the polypeptide. Cell binding site). Alternatively, the polypeptides used may have other cell binding sites, but VLA-4 or VLA-5 binding sites may have a predominant effect on hematopoietic cells. Having a number of VLA-4 or VLA-5 binding sites, eg, from 1 to about 10 VLA-4 or VLA-5 binding sites, providing an increased number of ligands for interaction with the corresponding receptors Polypeptides may also be used.

한 종류 이상의 세포 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드가 사용되는 경우, 목적하지 않는 세포의 세포 결합 부위에의 부착은 상기 결합 부위 또는 상응하는 세포 표면 수용체를 적절하게 차폐 또는 차단함으로써 억제할 수 있다. 예를 들어, 세포를 나머지 수용체에 대한 항체의 존재하에 배양하여 이러한 수용체와 이의 상응하는 결합 부위와의 상호작용을 억제하거나 완전히 제거할 수 있다. 따라서, 예를 들어, VLA-4 및 VLA-5 결합 부위 둘다를 갖는 폴리펩타이드를 사용하는 경우, VLA-4에 대한 항체를 사용하여 우세한 VLA-5 상호작용 및 생물학적 결과를 촉진할 수 있다. 반면에, 우세한 VLA-4 상호작용 및 생물학적 결과는 항체를 배양 배지에서 VLA-5로 혼입시킴으로써 촉진할 수 있다. 이러한 항체는, 예를 들어, 모노클로날 항체일 수 있다. 폴리펩타이드 상의 결합 부위는 수용체 단백질 또는 이의 단편을 사용하여 상응하게 차폐할 수 있다.When polypeptides having more than one kind of cell binding site are used, the attachment of unwanted cells to the cell binding site can be inhibited by appropriately masking or blocking the binding site or the corresponding cell surface receptor. For example, cells can be cultured in the presence of antibodies to the remaining receptors to inhibit or completely eliminate the interaction of these receptors with their corresponding binding sites. Thus, for example, when using polypeptides having both VLA-4 and VLA-5 binding sites, antibodies to VLA-4 can be used to promote predominant VLA-5 interactions and biological outcomes. On the other hand, predominant VLA-4 interactions and biological results can be facilitated by incorporating antibodies into VLA-5 in the culture medium. Such antibodies can be, for example, monoclonal antibodies. The binding site on the polypeptide can be correspondingly masked using a receptor protein or fragment thereof.

VLA-4 결합 부위를 함유하는 폴리펩타이드의 존재하에 조혈 세포의 배양을 사용하여 본래의 배양물내의 약 10% 이상의 EPC의 아폽토시스를 달성할 수 있다. 보다 바람직하게는, 이러한 배양은 약 20% 이상의 EPC 및 가장 바람직하게는 약 30% 이상의 EPC의 아폽토시스를 유발할 수 있다. 이러한 배양 과정은 혼합된 조혈 세포 집단을 처리하여 적혈구 계열의 세포 수를 감소시키고 상응하게 다른 조혈 세포 계열을 농축시키는데 유용할 수 있다. 이어서, 수득되는 세포 배양물을 유도된 선천적 또는 유전적 장애를 치료하기 위해 조혈 재구성이 필요한 환자에서 이식하는데 사용할 수 있다. 이러한 세포 배양물 및 배양 방법은 진단 검정 및 조혈 세포에 미치는 효과에 대한 약제학적 제제의 스크리닝, 예를 들어, 적혈구 세포의 아폽토시스를 억제 또는 예방하는 제제의 스크리닝에서 사용할 수도 있다.Culture of hematopoietic cells in the presence of a polypeptide containing a VLA-4 binding site can be used to achieve apoptosis of at least about 10% EPC in the original culture. More preferably, such culture may cause apoptosis of at least about 20% EPC and most preferably at least about 30% EPC. This culturing process may be useful for treating mixed hematopoietic cell populations to reduce the number of red blood cell lines and to correspondingly enrich other hematopoietic cell lines. The resulting cell culture can then be used for transplantation in patients in need of hematopoietic reconstitution to treat induced congenital or genetic disorders. Such cell cultures and culture methods can also be used in diagnostic assays and screening of pharmaceutical preparations for their effects on hematopoietic cells, eg, screening of agents that inhibit or prevent apoptosis of red blood cells.

VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드의 존재하에 조혈 세포의 배양을 사용하여 배양물내에 EPC를 증식시킴으로써 EPC의 본래 개수를 1배 이상 증가시킬 수 있다. 보다 바람직하게는, 이러하 배양은 2배 이상 및 보다 바람직하게는 약 3배 이상의 EPC를 증가시키기에 충분한 기간 및 조건하에 수행할 수 있다. 하기 실시예에 제시되어 있는 바와 같이, 지금까지의 연구에서, EPC는 배양물내에서 약 5배 또는 6배를 초과하여 증가되었다.Incubation of hematopoietic cells in the presence of a polypeptide having a VLA-5 binding site can be used to propagate EPC in culture to increase the original number of EPCs by one or more times. More preferably, this culturing can be carried out under conditions and for periods sufficient to increase EPC by at least two times and more preferably at least about three times. As shown in the Examples below, in the studies so far, EPCs have increased by about 5 or 6 times in culture.

기재 배양 배지는 조혈 세포 배양용으로 적합한 배지일 수 있다. 배양 배지는 예를 들어, 혈청을 함유하지 않거나 혈청이 풍부한 배지일 수 있다. 다수의 이러한 배지는 일반적으로 공지되어 있으며, 본 발명에서 이의 선택 및 사용은 당해 분야의 연구자의 권한내에 있다. 또한, 세포 배양은, 예를 들어, 간세포 인자(SCF), 인터류킨(예: IL-6, IL-3) 및 과립구 콜로니 자극 인자(G-CSF) 등을 포함하는, 세포 증식 또는 발달에 영향을 미치는 것으로 공지된 기타 인자의 존재하에 수행할 수 있다.The substrate culture medium may be a medium suitable for culturing hematopoietic cells. The culture medium may be, for example, a serum free or serum rich medium. Many such media are generally known and their selection and use in the present invention is within the authority of researchers in the art. Cell culture also affects cell proliferation or development, including, for example, hepatocyte factor (SCF), interleukin (eg IL-6, IL-3), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), and the like. It can be carried out in the presence of other factors known to affect.

생착을 위해 포유동물에게 투여하는 경우, 본 발명의 세포 배양물의 세포를 수집하고 세포를 피험자에게 절단하기에 적합한 장치내로 충전시킨다. 예를 들어, 이러한 장치는 주사기 또는 세포가 환자에게 전달될 수 있는 기타 용기일 수 있다.When administered to a mammal for engraftment, the cells of the cell culture of the invention are collected and packed into a device suitable for cutting the cells into the subject. For example, such a device may be a syringe or other container into which cells may be delivered to a patient.

바람직하게는 적혈구 전구세포를 함유하는, 본 발명에 따라 생성된 세포 집단은 단독으로 또는 다른 세포 집단과 배합하여 환자에게 이식할 수 있다. 예를 들어, 간세포 또는 다른 계열-비관련 세포(예: 백혈구 계열의 세포)가 고도로 농축된 세포 집단을 본 발명에 따라서 증식된 적혈구-농축된 집단과 함께 동시-투여할 수 있다.The cell populations produced according to the invention, preferably containing erythroid progenitor cells, can be implanted into a patient, alone or in combination with other cell populations. For example, a cell population highly enriched with hepatocytes or other line-unrelated cells (eg, cells of the leukocyte lineage) can be co-administered with a red blood cell-enriched population that has been propagated in accordance with the present invention.

EPC를 함유하는 본 발명의 증가된 세포 배양물은, 적혈구 전구세포 및/또는 성숙한 적혈구 세포의 수준이 감소된 포유동물(사람을 포함함)에게 투여할 수 있다. 적혈구 전구세포를 함유하는 본 발명의 증가된 세포 집단은 적혈구 무형성증 또는 빈혈의 치료에서 사용할 수 있다. 이러한 상태는 질병, 독소 또는 방사선뿐만 아니라 유전적 또는 선천적 결핍에 의해 유발될 수 있다.Increased cell cultures of the invention containing EPCs can be administered to mammals (including humans) with reduced levels of erythrocyte progenitors and / or mature erythrocytes. Increased cell populations of the present invention containing erythrocyte progenitor cells can be used in the treatment of erythrocyte aplasia or anemia. This condition can be caused by disease, toxins or radiation as well as genetic or birth defects.

EPC를 함유하는 본 발명의 세포 집단은 적혈구 전구세포, 예를 들어, 빈혈 또는 다혈구증과 같은 병리 상태에서 발생하는 세포의 진단 검정에서 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 배양물 및 배양 방법은 분화 및 증식과 같은 측면을 포함하는 적혈구 세포의 발달의 연구에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 세포 배양물은 증식, 분화, 세포 사멸(아폽토시스를 포함)과 연관되는 생물학적 인자 또는 약제학적 제제와 접촉시켜 활성을 측정할 수 있다.Cell populations of the invention containing EPCs can also be used in diagnostic assays of erythrocyte progenitor cells, for example, cells that develop in a pathological condition such as anemia or polycythemia. In addition, the cultures and culture methods of the present invention can be used in the study of the development of red blood cells, including aspects such as differentiation and proliferation. For example, cell cultures of the invention can be measured in contact with biological factors or pharmaceutical agents associated with proliferation, differentiation, cell death (including apoptosis).

종래의 방법을 사용함으로써, 본 발명에 따라서 생성된 세포 배양물을 즉시 사용할 수 있거나, 필요에 따라 적합한 동결방지제의 존재하에 냉동시키고 사용하기 위해 이후에 해동시킬 수 있다.By using conventional methods, the cell cultures produced according to the present invention can be used immediately or later thawed if necessary for freezing and use in the presence of a suitable cryoprotectant.

실시예Example

본 발명의 추가의 이해 및 평가를 돕기 위해, 다음의 구체적 실시예가 제공된다. 이들 실시예는 예시적이나, 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해될 것이다.To aid further understanding and evaluation of the present invention, the following specific examples are provided. These examples are illustrative but will be understood not to limit the invention.

일반적 정보General information

세포주Cell line

G1E-ER2 세포는 앞서 기술되었으며 미치 와이스(Mitch Weiss) 박사(개체발생학, 마이애미주 보스턴)로부터 입수한다. 달리 명시하지 않는 한, G1E-ER2 세포는 15% 심장-불활성화 배아 간세포(ES) 혈청(제조원: Hyclone, 유타주 로간 소재), 재조합 Epo(2U/㎖)(제조원: Amgen, 캘리포니아주 싸우전드 옥크 소재) 및 재조합 랫트(rr) SCF(50ng/㎖)(제조원: Amgen, 캘리포니아주 싸우전드 옥크 소재)를 함유하는 이소코브 변형된 달베코 배지(Iscove's Modified Dulbecco's Medium; IMDM)(제조원: GIBCO/BRL, 매릴랜드주 게티스버그 소재)에서 성장시킨다. 결핍 실험을 위해, 세포는 IMDM 속에서 3회 세척한 다음, 혈청 및 성장 인자를 함유하지 않는 동일 배지에서 6 내지 8시간 동안 재현탁시킨다.G1E-ER2 cells have been described above and are obtained from Dr. Mitch Weiss (People Developmental Studies, Boston, Miami). Unless otherwise specified, G1E-ER2 cells contain 15% heart-inactivated embryonic hepatocyte (ES) serum from Hyclone, Logan, UT, recombinant Epo (2U / mL) from Amgen, Thousand Oak, CA Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM) containing recombinant rat (rr) SCF (50 ng / ml) from Amgen, Thousand Oak, CA (manufactured by GIBCO / BRL) , Gettysburg, Maryland). For deficiency experiments, cells are washed three times in IMDM and then resuspended in the same medium containing no serum and growth factors for 6-8 hours.

항체 및 유동 세포측정 분석Antibody and Flow Cytometry Analysis

홍조소(PE)-접합된 모노클로날 항체(MoAb)는 c-Kit 및 VLA-5에 대해 지시된다. 형광 이소티오시아네이트(FITC)-접합된 항체는 VLA-4에 대해 지시된다. 동위원소 조절 항체를 포함하는 모든 PE 및 FITC-접합된 MoAb는 파르밍겐(Pharmingen, 캘리포니아주 샌 디에고 소재)으로부터 구입한다. G1E-ER2 세포(1×106)를 1차 MoAb 1㎍와 함께 4℃에서 30분 동안 배양한다. 세포를 0.1% 소 혈청 알부민(BSA)(제조원: Sigma, 미주리주 세인트 루이스 소재)를 함유하는 포스페이트-완충된 식염수(PBS)로 3회 세척하고, 형광-활성화 세포 분류기(FACS, 제조원: Becton Dickinson, 캘리포니아주 산호세 소재)로 분석한다.Red blood cells (PE) -conjugated monoclonal antibodies (MoAbs) are directed against c-Kit and VLA-5. Fluorescent isothiocyanate (FITC) -conjugated antibodies are directed against VLA-4. All PE and FITC-conjugated MoAbs, including isotope regulatory antibodies, are purchased from Pharmingen (San Diego, CA). G1E-ER2 cells (1 × 10 6 ) are incubated with 1 μg primary MoAb at 4 ° C. for 30 minutes. Cells were washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) containing 0.1% bovine serum albumin (BSA) (Sigma, St. Louis, MO), and a fluorescently-activated cell sorter (FACS, manufactured by Becton Dickinson) , San Jose, CA).

실시예 1Example 1

적혈구 전구세포에서 c-Kit, VLA-4 및 VLA-5의 발현을 입증하는 세포 부착 검정Cell adhesion assay demonstrating expression of c-Kit, VLA-4 and VLA-5 in erythroid progenitor cells

1.1방법 1.1 method

재조합 사람 FN 펩타이드 H296 및 CH271(도 1A)를 타카라 슈자사(Takara Shuza CO., Ltd, 일본 소재)로부터 입수한다. 비-조직 배양 6-웰 플레이트를 앞서 기술된 바와 같이 포스페이트 완충된 식염수(PBS) 속에 희석된 FN 단편으로 100nmol/cm2에서 밤새 피복시킨다[참조문헌: 18]. 또한, 본 발명자들은 이러한 다양한 재조합 FN에의 부착이 조혈 세포에서 이의 인테그린 수용체 VLA-4 및 VLA-5를 통해 특이적으로 매개된다는 것을 이미 입증하였다[참조문헌: 18]. 비특이적 결합 부위를 차폐하기 이해, 플레이트를 PBS중의 2% 소 혈청 알부민(PBS)과 함께 30분 동안 배양한다. 이어서 웰을 PBS로 3회 세척한다. 2×106인자-결핍된 G1E-ER2 세포를 10ng/㎖의 rrSCF의 존재하에 37℃에서 다양한 시간에 걸쳐서 FN 펩타이드에 부착시킨다. 배양 후, 플레이트를 배지로 조심스럽게 세정하여 비-부착 세포를 수집하고, 세포를 계수한다.Recombinant human FN peptides H296 and CH271 (FIG. 1A) are obtained from Takara Shuza CO., Ltd., Japan. Non-tissue culture 6-well plates are coated overnight at 100 nmol / cm 2 with FN fragments diluted in phosphate buffered saline (PBS) as described previously (18). In addition, the inventors have already demonstrated that attachment to these various recombinant FNs is specifically mediated through their integrin receptors VLA-4 and VLA-5 in hematopoietic cells (Ref. 18). To mask nonspecific binding sites, plates are incubated with 2% bovine serum albumin (PBS) in PBS for 30 minutes. The wells are then washed three times with PBS. 2 × 10 6 factor-deficient G1E-ER2 cells are attached to the FN peptides over various time at 37 ° C. in the presence of 10 ng / ml of rrSCF. After incubation, the plates are carefully washed with medium to collect non-adherent cells and the cells are counted.

1.2결과 1.2 Results

c-Kit 및 인테그린 VLA-4 및 VLA-5 간의 잠재적 상호작용을 연구하기 위해, 본 발명자들은 FITC 또는 PE에 커플링된 항-c-Kit 및 항-VLA-4 및 항-VLA-5 MoAb를 사용한 유동 세포측정 분석에 의해 적혈구 세포 표면에서 c-Kit, VLA-4 및 VLA-5 발현을 확인하였다. G1E-ER2 세포는 균일하게 c-Kit(도 1, 패널 B), VLA-4(패널 C) 및 VLA-5(패널 D)를 발현한다. 100%의 G1E-ER2 세포는 인테그린 VLA-4 및 VLA-5(도 1; 패널 C 및 패널 D)를 발현한다. VLA-4 및/또는 VLA-5가 G1E-ER2 세포의 FN에의 부착을 매개한다는 것을 확인하기 위해, 본 발명자들은 VLA-4(H296) 또는 VLA-5(CH271)(도 1A)[참조문헌: 11 및 18]에 대한 단일 결합 도메인을 함유하는 2개의 재조합 펩타이드를 사용한다. G1E-ER2 세포를 FN-H296 또는 CH271 상에 도말하고, 2시간에 걸쳐서 부착을 측정한다. FN 단편에의 현저한 부착은 VLA-4 또는 VLA-5에 의해 관찰된다. 68% 이하의 GIE-ER2 세포는 VLA-5를 통해 CH271에 부착하였으며 80%의 GIE-ER2 세포는 VLA-4를 통해 FN-H296에 부착하였다(데이터를 제시하지 않음). 1차 적혈구 전구세포를 사용한 이전의 연구는 유사한 수준의 FN뿐만 아니라 FN 펩타이드에의 부착을 제시하였다[참조문헌: 58]. 이와 달리, 대다수의 세포(85%)는 BSA-피복된 디쉬내의 현탁액속에 존재하였다. 이러한 동일한 단편 및 다른 조혈 세포주 또는 1차 세포를 사용한 이전의 연구에서, 본 발명자들은, 항체가 차단된 이들 단편에서의 부착의 특이성을 제시하였다[참조문헌: 18]. 대다수의 EPC가 FN 펩타이드에 부착되고 이전의 연구가 조혈 세포의 FN에의 부착이 동적 과정임을 제시하였기 때문에, 후속적 연구에서 본 발명자들은 H296, CH271 또는 BSA피복된 디쉬내에서 배양된 세포 배양물에 대한 당해 방법의 효과를 검사하였다.To study the potential interactions between c-Kit and integrin VLA-4 and VLA-5, we used anti-c-Kit and anti-VLA-4 and anti-VLA-5 MoAbs coupled to FITC or PE. The flow cytometry analysis used confirmed c-Kit, VLA-4 and VLA-5 expression at the erythrocyte cell surface. G1E-ER2 cells uniformly express c-Kit (FIG. 1, Panel B), VLA-4 (Panel C) and VLA-5 (Panel D). 100% of G1E-ER2 cells express integrin VLA-4 and VLA-5 (FIG. 1; Panel C and Panel D). In order to confirm that VLA-4 and / or VLA-5 mediate adhesion of G1E-ER2 cells to FN, we applied VLA-4 (H296) or VLA-5 (CH271) (FIG. 1A) [Ref. 11 and 18, two recombinant peptides containing a single binding domain are used. G1E-ER2 cells are plated on FN-H296 or CH271 and adhesion is measured over 2 hours. Significant attachment to the FN fragment is observed by VLA-4 or VLA-5. Up to 68% of GIE-ER2 cells attached to CH271 via VLA-5 and 80% of GIE-ER2 cells attached to FN-H296 via VLA-4 (data not shown). Previous studies using primary erythroid progenitors have shown similar levels of FN as well as attachment to FN peptides (58). In contrast, the majority of cells (85%) were in suspension in BSA-coated dishes. In previous studies using these same fragments and other hematopoietic cell lines or primary cells, we presented the specificity of the attachment in these fragments in which the antibody was blocked (Ref. 18). Since the majority of EPCs are attached to FN peptides and previous studies have shown that the attachment of hematopoietic cells to FN is a dynamic process, in subsequent studies we have applied cell cultures cultured in H296, CH271 or BSA coated dishes. The effect of this method on the test was examined.

실시예 2Example 2

G1E-ER2 세포의 증식 및 생존에 대한 FN의 효과Effect of FN on Proliferation and Survival of G1E-ER2 Cells

2.1방법 2.1 method

G1E-ER2 세포의 증식에 대한 FN 펩타이드 H296 및 CH271 및 SCF의 효과를 티미딘 혼입을 이용하여 검정한다. 96웰 비-조직 배양 플레이트를 상기한 바와 같은 FN 펩타이드로 피복시킨다. 성장 인자 결핍된 G1E-ER2 세포를 100ng/ml rrSCF의 존재 또는 부재하에 웰당 5X104개 세포로 48시간 동안 도말한다. 후속적으로, [3H]=티미딘(제조원: Amersham) 1.0uCi를 각각의 웰에 37℃에서 6 내지 8시간 동안 첨가한다. 다음, 세포를 자동 세포 수거기(96웰 수거기, 제조원: Brandel, 메릴랜드주 게티스버그 소재)를 이용하여 수거하고, 티미딘 혼입율을 신틸레이션 카운터로 측정한다. G1E-ER2 세포의 세포 사멸(아폽토시스 및 괴사)에 대한 FN 펩타이드 및 SCF의 효과는 세포를 제조업체(제조원: Pharmingen, 캘리포니아주 샌 디에고 소재)의 지침에 따라 아넥신-FITC 및 프로피디움-요오다이드(PI)로 염색함으로써 검정한다. 24웰 비-조직 배양 플레이트를 상기한 바와 같이 FN 펩타이드 CH271 및 H296으로 피복시킨다. 성장 인자 결핍된 G1E-ER2 세포를 100ng/ml rrSCF의 존재 또는 부재하에 웰당 5X105개 세포로 48시간 동안 도말한다. 후속적으로, 세포를 수거하여, 아넥신-FITC 및 PI로 염색한 다음, 유동 세포측정법에 의해 분석한다.The effect of FN peptides H296 and CH271 and SCF on proliferation of G1E-ER2 cells is assayed using thymidine incorporation. 96-well non-tissue culture plates are coated with FN peptide as described above. Growth factor deficient G1E-ER2 cells are plated for 48 hours at 5 × 10 4 cells per well with or without 100 ng / ml rrSCF. Subsequently, 1.0 uCi of [ 3 H] = thymidine (Amersham) is added to each well at 37 ° C. for 6-8 hours. Cells are then harvested using an automatic cell harvester (96 well harvester, Brandel, Gettysburg, MD) and the thymidine incorporation rate is measured with a scintillation counter. The effect of FN peptides and SCF on cell death (apoptosis and necrosis) of G1E-ER2 cells was determined by annexin-FITC and propidium-iodide according to the manufacturer's instructions (Pharmingen, San Diego, CA). Assay by staining with (PI). 24-well non-tissue culture plates are coated with FN peptides CH271 and H296 as described above. Growth factor deficient G1E-ER2 cells are plated for 48 hours at 5 × 10 5 cells per well with or without 100 ng / ml rrSCF. Subsequently, cells are harvested, stained with Annexin-FITC and PI and analyzed by flow cytometry.

2.2결과 2.2 Results

2.2.1c-Kit와 VLA-5 사이의 협조작용은 G1E-ER2 세포의 증식을 증진시킨다 2.2.1 Cooperation between c-Kit and VLA-5 Enhances Proliferation of G1E-ER2 Cells

적혈구 증식 중의 인테그린의 역할은 정의되어 있지 않지만, 연구 결과, FN이 적혈구 발달을 위한 적합한 함요를 제공하기 위해 시험관내 및 생체내 둘 다에서 필요하다는 것이 제안되었다[참조문헌: 34, 35, 36, 37, 38, 39 및 40]. 인테그린이 적혈구내의 분열유발의 중요한 매개체인지를 결정하기 위해, 본 발명자들은 SCF의 존재 또는 부재하에 FN 펩타이드 상에서 배양된 G1E-ER2 세포내에서의 DNA 합성을 측정한다. FN 펩타이드 상에서 배양한지 48시간 후에, [3H] 티미딘을 6시간 동안 첨가하고, [3H] 티미딘 혼입율을 측정한다. SCF를 배양물에 첨가하지 않은 실험에 있어서, BSA 또는 CH271 상에서 배양된 인자-결핍된 G1E-ER2 세포는 유사한 증식 반응을 나타냈다(분당 11701±1257 대 10085±1108카운트[cpm], 각각, 평균±SEM, p>0.05)(도 2; 패널 A). 대조적으로, H296 상에서 배양된 세포는 50% 미만의 DNA 합성율을 발생시킨다(5689±614cpm, p<0.05 대 CH271)(도 2; 패널 A).Although the role of integrins in erythrocyte proliferation is not defined, studies have suggested that FN is required both in vitro and in vivo to provide suitable infusions for erythrocyte development [34, 35, 36, 37, 38, 39 and 40]. To determine if integrin is an important mediator of mitosis in erythrocytes, we measure DNA synthesis in G1E-ER2 cells cultured on FN peptides in the presence or absence of SCF. 48 hours after incubation on FN peptide, [ 3 H] thymidine is added for 6 hours and [ 3 H] thymidine incorporation is measured. In experiments where no SCF was added to the culture, factor-deficient G1E-ER2 cells cultured on BSA or CH271 showed similar proliferative responses (11701 ± 1257 vs. 10085 ± 1108 counts [cpm] per minute, average ± SEM, p> 0.05) (FIG. 2; Panel A). In contrast, cells cultured on H296 result in less than 50% DNA synthesis (5689 ± 614 cpm, p <0.05 vs CH271) (FIG. 2; Panel A).

SCF를 배양물에 첨가한 실험에 있어서, FN-CH271(VLA-5를 통한 부착을 매개) 상에서 배양된 G1E-ER2 세포는 현탁액(BSA) 중의 SCF로 자극된 세포와 비교하여 현저하게 높은 증식을 나타냈다(231,301±12114 대 145,173±10832cpm, 각각, 평균±SEM, p<0.05)(도 2; 패널 B). 대조적으로, SCF의 존재하에서도, H296 상에서의 상기 세포의 배양은 현탁액 중에서 배양된 세포와 비교하여 감소된 증식과 관련된다(98,070±5320 대 145,173±10832cpm, 각각 평균±SEM, p<0.05). PI로 염색한 후에 유동 세포측정 분석에 의해 수행한 세포 주기 분석은 G1E-ER2 세포를 CH271 상에서 성장시킨 배양물 중의 S+G2/M으로의 세포의 유입이 증가함을 입증하였다(데이터 제시하지 않음). 이와 같이, 이들 연구는 상이한 생물학적 결과가 VLA-5와 비교하여 VLA-4를 통한 적혈구의 FN에의 부착에 의해 자극됨을 입증한다.In experiments in which SCF was added to the culture, G1E-ER2 cells cultured on FN-CH271 (mediated attachment via VLA-5) showed significantly higher proliferation compared to SCF stimulated cells in suspension (BSA). (231,301 ± 12114 vs. 145,173 ± 10832 cpm, mean ± SEM, p <0.05, respectively) (FIG. 2; Panel B). In contrast, even in the presence of SCF, the culture of these cells on H296 is associated with reduced proliferation compared to cells cultured in suspension (98,070 ± 5320 vs 145,173 ± 10832cpm, mean ± SEM, p <0.05, respectively). Cell cycle analysis performed by flow cytometry analysis after staining with PI demonstrated increased influx of cells to S + G2 / M in culture in which G1E-ER2 cells were grown on CH271 (data not shown) ). As such, these studies demonstrate that different biological results are stimulated by adhesion of red blood cells to FN through VLA-4 as compared to VLA-5.

2.2.2G1E-ER2 세포내에서의 ERK, Akt 및 FAK 시그날 전달 경로에 대한 FN의 효과 2.2.2 Effect of FN on ERK, Akt and FAK Signal Delivery Pathways in G1E-ER2 Cells

MAP-키나제(ERK-1 및 ERK-2)의 활성화는 포스포-특이적 ERK 항체(제조원: New England Biolabs, Beverly, MA)를 이용하여 측정한다. 이러한 항체는 인산화에 의해 촉매적으로 활성화될 경우에만 ERK를 검출한다. Akt의 활성화는 포스포-특이적 Akt(Ser473) 항체(제조원: New England Biolabs)를 사용하여 측정한다. FAK의 활성화 및 발현은 항-FAK 항체(제조원: Upstate Biotechnology)를 사용하여 측정한다. 모든 항체는 1:2000 희석율로 사용한다. 간략하게, 비-조직 배양 6웰 플레이트를 상기한 바와 같이 FN 단편으로 피복시킨다. 인자-결핍된 5-8X106개 G1E-ER2 세포를 FN-피복된 웰 상에 부가하고, SCF의 존재 또는 부재하에 37℃에서 다양한 시간 동안 배양한다. 이후, 세포를 수거하고, 용해 완충액 중에서 4℃에서 30분 동안 용해시킨다. 세포 용해물을 4℃에서 10,000g으로 30분 동안 원심분리에 의해 청정화시킨다. 등량의 단백질을 12% 폴리아크릴아미드/나트륨 도데실 설페이트(SDS) 겔 상에서 분획시키고, 니트로셀룰로스 막에 전기영동적으로 전달시킨다.웨스턴 블롯 분석을 제조업체의 지침(New England Biolabs)에 따라 수행한다.Activation of MAP-kinases (ERK-1 and ERK-2) is measured using phospho-specific ERK antibodies (New England Biolabs, Beverly, Mass.). Such antibodies detect ERK only when they are catalytically activated by phosphorylation. Activation of Akt is measured using phospho-specific Akt (Ser473) antibody (New England Biolabs). Activation and expression of FAK is measured using anti-FAK antibodies (Upstate Biotechnology). All antibodies are used at 1: 2000 dilution. Briefly, non-tissue culture 6 well plates are coated with FN fragments as described above. Factor-deficient 5-8 × 10 6 G1E-ER2 cells are added on FN-coated wells and incubated for various hours at 37 ° C. with or without SCF. Cells are then harvested and lysed at 4 ° C. for 30 minutes in lysis buffer. Cell lysates are clarified by centrifugation at 10,000 g at 4 ° C. for 30 minutes. Equal amounts of protein are fractionated on 12% polyacrylamide / sodium dodecyl sulfate (SDS) gel and electrophoretically delivered to nitrocellulose membranes. Western blot analysis is performed according to the manufacturer's instructions (New England Biolabs).

2.2.3.VLA-5와 c-Kit 사이의 협조작용은 증강되고 유지된 FAK 및 MAPK(ERK-1 및 ERK-2) 활성화를 유도한다 2.2.3. Cooperation between VLA-5 and c-Kit leads to enhanced and sustained FAK and MAPK (ERK-1 and ERK-2) activation

VLA-5의 교합 후에 발생하는 적혈구 전구세포의 증식에서의 증가가 하류의 키나제 시그날 전달 경로의 활성화와 관련되는지의 여부를 시험하기 위해, 본 발명자들은 FAK 및 MAP-키나제(ERK-1 및 ERK-2) 활성화를 측정하였다. 이들 경로는 이전에 조혈 세포에서의 인테그린-매개된 시그날 형질도입(signal transduction)에 관련되어 있다[참조문헌: 59]. G1E-ER2 세포를 7시간 동안 결핍시켜, VLA-4 또는 VLA-5를 통해 다양한 시간 동안 FN에 부착시켜, 용해시키고, 항-FAK 또는 항-포스포-MAPK 항체를 사용하는 웨스턴 블롯 분석에 적용시킨다. SCF의 존재하에서, VLA-5의 교합은 자극한지 12시간 후 가능한 일찍 FAK 활성화를 강력하게 유도하고, 최대 수준은 48시간째에 도달한다(도 3A). 그러나, VLA-4 유도된 연결은 또한 VLA-5(도 3A)를 통한 활성화에 비해 현저하게 감소된 수준으로 FAK 활성화를 유도한다. 다음, 본 발명자들은 MAPK(ERK)의 활성화를 조사하고, 먼저 현탁액 중의 SCF로 자극된 G1E-ER2 세포내에서의 ERK의 활성화를 측정한다. SCF에 의한 이들 세포의 자극은 ERK-1 및 ERK-2의 현저하지만, 단지 일시적인 활성화를 유도한다(도 3B). 활성화는 SCF 자극한지 10분 후에 최대에 이르고, 이후 기준선으로 저하한다. 대조적으로, VLA-5 교합의 존재하에서, SCF는 자극한지 10분 후 가능한 일찍 적혈구내에서의 ERK-1 및 ERK-2 활성화를 강력하게 유도하고, 120분째에 최대 수준에 이르러 지속된다(도 3C). 그러나, 다시 한번, VLA-4를 통한 교합은 VLA-5에 비해 현저하게 감소된 수준에서 ERK-1 및 ERK-2의 활성화를 유발한다(도 3C). 이들 데이터는 VLA-5를 통한 연결과 관련된 적혈구의 증가된 증식이 부분적으로 상기 세포내에서의 FAK/MAP-키나제(ERK-1 및 ERK-2) 연속반응의 지속되고 증강된 활성화로 인한 것일 수 있음을 제시한다.To test whether the increase in proliferation of erythrocyte progenitor cells that occur after occlusion of VLA-5 is associated with activation of downstream kinase signal transduction pathways, we have conducted the FAK and MAP-kinases (ERK-1 and ERK-). 2) activation was measured. These pathways have previously been associated with integrin-mediated signal transduction in hematopoietic cells (59). G1E-ER2 cells were deficient for 7 hours, attached to FN for various times through VLA-4 or VLA-5, lysed and subjected to Western blot analysis using anti-FAK or anti-phospho-MAPK antibodies. Let's do it. In the presence of SCF, occlusion of VLA-5 strongly induces FAK activation as early as 12 hours after stimulation and the maximum level reaches 48 hours (FIG. 3A). However, VLA-4 induced ligation also induces FAK activation at significantly reduced levels compared to activation via VLA-5 (FIG. 3A). Next, we examine the activation of MAPK (ERK) and first measure the activation of ERK in SC1 stimulated G1E-ER2 cells in suspension. Stimulation of these cells by SCF induces significant but only transient activation of ERK-1 and ERK-2 (FIG. 3B). Activation peaks 10 minutes after SCF stimulation and then declines to baseline. In contrast, in the presence of VLA-5 occlusion, SCF strongly induces ERK-1 and ERK-2 activation in erythrocytes as early as possible 10 minutes after stimulation and persists to peak levels at 120 minutes (FIG. 3C). ). However, once again, occlusion through VLA-4 results in activation of ERK-1 and ERK-2 at significantly reduced levels compared to VLA-5 (FIG. 3C). These data indicate that increased proliferation of erythrocytes associated with ligation through VLA-5 may be due in part to sustained and enhanced activation of FAK / MAP-kinase (ERK-1 and ERK-2) sequences in the cell. Present that there is.

적혈구의 c-Kit 및/또는 인테그린 매개된 증식과 ERK 경로와의 관련 정도를 추가로 조사하기 위해, 본 발명자들은 MAPK(ERK) 연속반응의 특이적 약리학적 억제제(PD98059)를 사용하였다. 인자 결핍된 G1E-ER2 세포를 SCF 및 PD98059의 존재 또는 부재하에 CH271 또는 H296 상에서 또는 현탁액 중에서 배양한다. 48시간 동안 공배양한 후에, [3H] 티미딘을 6시간 동안 첨가하고, [3H] 티미딘 혼입율을 측정한다. 일시적인 ERK 활성화의 증거(상기 도 3B 참조)에도 불구하고, PD98059는 SCF의 존재하에 현탁액 중에서 성장한 G1E-ER2의 증식에 대해 최소 효과를 갖는다(도 3D). 대조적으로, H296 및 CH271 상에서 배양된 G1E-ER2 세포의 증식은 PD98059의 존재하에서 각각 65% 및 30% 억제된다. 이들 데이터는 G1E-ER2의 인테그린 및 c-Kit 자극된 성장이 MAP-키나제(ERK) 경로의 활성화에 의존함에도 불구하고, 이러한 경로의 사용 범위가 VLA-4 및 VLA-5의 연결 후에 현저하게 상이함을 제시한다.To further investigate the association between c-Kit and / or integrin mediated proliferation of erythrocytes with the ERK pathway, we used a specific pharmacological inhibitor of MAPK (ERK) sequencing (PD98059). Factor deficient G1E-ER2 cells are cultured on CH271 or H296 or in suspension with or without SCF and PD98059. After co-culture for 48 hours, [ 3 H] thymidine is added for 6 hours and the [ 3 H] thymidine incorporation rate is measured. Despite evidence of transient ERK activation (see FIG. 3B above), PD98059 has a minimal effect on the proliferation of G1E-ER2 grown in suspension in the presence of SCF (FIG. 3D). In contrast, proliferation of G1E-ER2 cells cultured on H296 and CH271 is inhibited by 65% and 30% in the presence of PD98059, respectively. These data show that although the integrin and c-Kit stimulated growth of G1E-ER2 depends on the activation of the MAP-kinase (ERK) pathway, the extent of use of these pathways differs significantly after ligation of VLA-4 and VLA-5. Suggests.

2.2.4.VLA-4를 통한 부착은 G1E-ER2 세포내에서 세포 사멸을 유도한다 2.2.4. Attachment via VLA-4 Induces Cell Death in G1E-ER2 Cells

SCF는 c-Kit 양성 세포에 대해 중요한 생존 인자이고, 특정한 세포를 성장 인자 소퇴-유도된 아폽토시스로부터 보호하는 것으로 제시되어 있다[참조문헌: 29]. FN과의 인테그린-매개된 상호작용은 또한 특정 세포에 있어서 세포 생존 및 아폽토시스를 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 제시되어 있다. FN-H296 상에서 배양된 세포내에서 관찰된 G1E-ER2 세포의 증식 감소가 부분적으로 증가된 세포 사멸로 인한 것인지를 결정하기 위해, 본 발명자들은 PI 및 아넥신 V 염색 배합물을 사용하여 SCF의 존재 또는 부재하에 상이한 FN 펩타이드 상에서 또는 현탁액(BSA 대조군) 중에서 배양된 G1E-ER2 세포에서의 아폽토시스를 비교하였다. G1E-ER2 세포를 6 내지 8시간 동안 인자-결핍시킨 다음, SCF의 존재 또는 부재하에 현탁액 중에서 또는 배지 중의 H296 또는 CH271 상에서 48시간 동안 배양한다. 세포를 수거하고, 아넥신 V 및 PI로 염색하고, FACS 분석법을 이용하여 아폽토시스(아넥신 V +/PI -) 및 괴사(아넥신 V +/PI +) 세포의 백분율을 평가한다. c-Kit 자극의 부재하에서 수행된 실험에 있어서, FN-H296 상에서 배양된 G1E-ER2 세포는 CH271 상에서 배양된 세포와 비교하여 현저하게 보다 높은 세포 사멸율을 나타낸다(52%±1 대 33.4%±1, 각각, 평균±SD, p<0.05)(도 4; 패널 A). 현탁액 중에서 성장한 세포의 생존율은 CH271 상에서 성장한 배양물에서 관찰된 것과 유사하다(29.3%±2 대 33.4%±1, 각각, 평균±SD, p>0.05). 이들 데이터는 LVA-4를 통한 FN에의 부착이 성장 인자의 부재하에서의 G1E-ER2 세포의 아폽토시스를 자극함을 제시한다.SCF is an important survival factor for c-Kit positive cells and has been shown to protect certain cells from growth factor regression-induced apoptosis (29). Integrin-mediated interactions with FN have also been shown to play an important role in regulating cell survival and apoptosis in certain cells. To determine whether the decreased proliferation of G1E-ER2 cells observed in cells cultured on FN-H296 is due to partially increased cell death, we used the PI and Annexin V staining combinations to determine the presence or absence of SCF or Apoptosis in G1E-ER2 cells cultured on different FN peptides or in suspension (BSA control) in the absence was compared. G1E-ER2 cells are factor-deficient for 6-8 hours and then incubated for 48 hours on H296 or CH271 in suspension or in medium with or without SCF. Cells are harvested, stained with Annexin V and PI, and the percentage of apoptosis (annexin V + / PI −) and necrosis (annexin V + / PI +) cells are assessed using FACS assay. In experiments conducted in the absence of c-Kit stimulation, G1E-ER2 cells cultured on FN-H296 showed significantly higher cell killing rates compared to cells cultured on CH271 (52% ± 1 vs. 33.4% ±) 1, respectively, mean ± SD, p <0.05) (FIG. 4; Panel A). The viability of cells grown in suspension is similar to that observed in cultures grown on CH271 (29.3% ± 2 vs. 33.4% ± 1, respectively ± mean ± SD, p> 0.05). These data suggest that attachment to FN through LVA-4 stimulates apoptosis of G1E-ER2 cells in the absence of growth factors.

아폽토시스의 역전에 대한 c-Kit의 효과를 조사하기 위해, G1E-ER2 세포를SCF의 존재하에 FN 펩타이드 상에서 배양하고, 아폽토시스를 측정한다. SCF의 존재하에 H296 상에서 배양된 G1E-ER2 세포는 SCF의 부재하에 성장한 세포와 비교하여 생존율에서 현저한 개선을 나타낸다. 그러나, 구제는 단지 부분적이고, CH271 및 SCF 상에서 배양된 세포와 비교하여 현저하게 낮다(24.8%±5.3, VLA-4 대 8.6%±0.2, VLA-5, 평균±SD, p<0.05)(도 4; 패널 B). SCF의 존재하에 현탁액 배양물 중의 생존 세포의 백분율은 CH271 상에서 배양된 세포에서 관찰되는 것과 유사하다(7.45%±1.45, BSA 대 8.6%±0.2, 각각, 평균±SD). 이들 결과는 VLA-4를 통한 FN에의 부착 후에 적혈구에서 관찰되는 감소된 증식이 부분적으로 아폽토시중의 적혈구 수의 증가로 인한 것임을 제시한다.To investigate the effect of c-Kit on reversal of apoptosis, G1E-ER2 cells are cultured on FN peptides in the presence of SCF and apoptosis is measured. G1E-ER2 cells cultured on H296 in the presence of SCF show a marked improvement in survival compared to cells grown in the absence of SCF. However, rescue is only partial and significantly lower compared to cells cultured on CH271 and SCF (24.8% ± 5.3, VLA-4 vs 8.6% ± 0.2, VLA-5, mean ± SD, p <0.05) (FIG. 4; panel B). The percentage of viable cells in suspension culture in the presence of SCF is similar to that observed for cells cultured on CH271 (7.45% ± 1.45, BSA vs 8.6% ± 0.2, mean ± SD, respectively). These results suggest that the reduced proliferation observed in erythrocytes after attachment to FN via VLA-4 is due in part to an increase in the number of erythrocytes in apoptosis.

PI-3키나제, Akt의 하류 이펙터는 아폽토시스의 중요한 길항제로서 관련되어 있다[참조문헌: 55]. 이전의 연구는 Akt의 감소된 활성화를 증강된 아폽토시스와 관련시켰다[참조문헌: 55]. 또한, 특정 세포에 있어서, Akt의 구조적으로 활성화된 형태의 발현은 아폽토시스를 차단하는 판현, Akt 억제제인 워트만닌의 사용은 아폽토시스를 증대시키는 것으로 제시되어 있다[참조문헌: 60 및 61]. 따라서, 본 발명자들은 상기한 바와 같은 세포 배양 조건에서 Akt 활성화를 측정하였다. VLA-4 또는 VLA-5의 연결은 적혈구내에서 상이한 정도로 Akt 활성화를 유도한다(도 5A). VLA-4-유도된 Akt 활성화는 G1E-ER2내에서의 VLA-5-매개된 Akt 활성화와 비교하여 배양 기간에 걸쳐 현저하게 낮다. VLA-4 부착을 통한 Akt 활성화에서의 3 내지 4배 감소는 조사된 모든 시점에서 관찰된다(도 5A). 상기 세포의 아폽토시스를 방지하는데 있어서 Akt 활성화의 중요성을 추가로 조사하기 위해, 본 발명자들은 G1E-ER2 세포를 SCF 및 워트만닌의 존재하에 CH271 상에서 또는 현탁액(BSA 대조군) 중에서 배양한다. 상기 배양 조건하에서의 워트만닌의 존재는 CH271 상에서 성장한 G1E-ER2 세포의 아폽토시스에서의 현저한 증가를 유도한다(도 5B). 전체적으로, 이들 데이터는 PI-3 키나제/Akt 시그날 전달 연속반응이 c-Kit 및 인테그린으로부터 하류의 적혈구 아폽토시스를 매개하는데 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 제시한다. VLA-4를 통한 G1E-ER2 세포의 FN에의 부착은 Akt 활성화를 현저하게 손상시키고, 이러한 손상은 VLA-5를 통한 현탁액 중에서 또는 FN 상에서 성장한 세포와 비교하여 이들 세포의 증강된 아폽토시스의 메카니즘일 수 있다.The downstream effectors of PI-3 kinase, Akt, are involved as important antagonists of apoptosis (55). Previous studies have associated reduced activation of Akt with enhanced apoptosis (55). In addition, in certain cells, expression of structurally activated forms of Akt has been shown to block apoptosis, and the use of the Akt inhibitor Wortmannin has been shown to enhance apoptosis (Refs. 60 and 61). Thus, we measured Akt activation under cell culture conditions as described above. Linkage of VLA-4 or VLA-5 induces Akt activation to different degrees in erythrocytes (FIG. 5A). VLA-4-induced Akt activation is significantly lower over the culture period as compared to VLA-5-mediated Akt activation in G1E-ER2. A 3-4 fold reduction in Akt activation via VLA-4 attachment is observed at all time points examined (FIG. 5A). To further investigate the importance of Akt activation in preventing apoptosis of these cells, we culture G1E-ER2 cells on CH271 or in suspension (BSA control) in the presence of SCF and wortmannin. The presence of wortmannin under these culture conditions leads to a significant increase in apoptosis of G1E-ER2 cells grown on CH271 (FIG. 5B). Overall, these data suggest that PI-3 kinase / Akt signal transduction cascade plays an important role in mediating erythroid apoptosis downstream from c-Kit and integrin. Attachment of G1E-ER2 cells to FN via VLA-4 significantly impairs Akt activation, and this damage may be a mechanism of enhanced apoptosis of these cells as compared to cells grown on suspension or in FN via VLA-5 have.

실시예의 논의Discussion of Examples

태아의 발육 및 성장한 동물에 있어서, c-Kit 및 인테그린-매개된 시그날 전달은 적혈구 생존, 증식 및 분화에 필수적이다[참조문헌: 1, 14, 29 및 30]. 따라서, 적혈구 전구세포는 생리학적으로 관련된 범주내에서 c-Kit 및 인테그린-매개된 시그날 전달의 메카니즘을 연구하기 위한 유일한 모델을 제공한다. 상기 세포내에서 공지된 c-Kit 및 인테그린의 다면발현 반응을 지배하는 메카니즘에 대한 연구를 촉진하기 위해, 전구세포 발달 단계의 1차 세포와 유사한 (G1E-ER2)로서 명명되는 세포주를 사용한다. 이들 세포는 글로빈 및 적혈구 특이적 전사 인자 발현 및 분화와 관련하여 1차 적혈구 전구세포와 유사하다[참조문헌: 62 및 63]. 또한, G1E-ER2 세포는 c-Kit, VLA-4 및 VLA-5를 발현시키고, 1차 적혈구 전구세포와 유사한 수준으로 FN 펩타이드에 부착하는 것으로 밝혀져 있다.In fetal development and growing animals, c-Kit and integrin-mediated signal delivery is essential for erythrocyte survival, proliferation and differentiation (1, 14, 29 and 30). Thus, erythrocyte progenitor cells provide a unique model for studying the mechanisms of c-Kit and integrin-mediated signal delivery within physiologically relevant categories. To facilitate the study of the mechanisms governing the pleiotropic response of known c-Kit and integrins in these cells, a cell line named as (G1E-ER2), similar to the primary cells of the progenitor developmental stage, is used. These cells are similar to primary erythroid progenitor cells with respect to globin and erythrocyte specific transcription factor expression and differentiation (62 and 63). In addition, G1E-ER2 cells express c-Kit, VLA-4 and VLA-5 and have been shown to attach to FN peptides at levels similar to primary erythroid progenitor cells.

적혈구 발달 동안의 FN에의 세포 부착의 역할 자체는 완전하게 결정되지 않았으나, 일부 연구는 FN이 적혈구 발달에 적합한 함요를 제공하고, 또한 적혈구에 대한 증식 자극을 제공하기 위해 시험관내 및 생체내 둘 다에서 필요한 것으로 제시하였다[참조문헌: 32, 33, 34 및 36]. 본원에 제시된 연구는 VLA-4 결합 부위를 함유하는 현탁액 또는 배양물 중에서 성장한 세포와 비교하여 VLA-5 부착 부위를 함유하는 배양물 중에서 성장한 세포내에서의 ERK의 현저하게 보다 큰 증식 및 증강된 활성화를 입증한다. 또한, 본 발명자들의 결과는 2개의 상이한 β1 인테그린 수용체를 통한 부착을 매개하는 FN 상에서 성장한 세포내에서의 FAK 및 MAP-키나제 ERK-1 & ERK-2의 활성화에서 양적 유의차를 제시한다. 구체적으로는, G1E-ER2 세포 상에서의 VLA-4의 교합은 VLA-5 결합 부위를 함유하는 배양물 중에서 성장한 세포와 비교하여 FAK, ERK-1 및 ERK-2 활성화의 현저한 감소를 유발한다. FAK, ERK-1 및 ERK-2 활성화의 감소는 상기 세포의 감소된 증식율과 상호 관련된다. 또한, VLA-5 결합 부위를 함유하는 FN 상에서 배양된 세포는 특이적 MEK 억제제 PD98059의 성장-억제 효과에 보다 내성이기 때문에, 활성화의 차이가 세포 증식에 있어서 중요한 것으로 보인다.The role of cell attachment to FNs during erythrocyte development has not been fully determined, but some studies have shown that FN provides a suitable fit for erythrocyte development and also provides proliferation stimulation for erythrocytes both in vitro and in vivo. As required (Refs. 32, 33, 34 and 36). The studies presented herein show significantly greater proliferation and enhanced activation of ERK in cells grown in cultures containing VLA-5 attachment sites compared to cells grown in suspensions or cultures containing VLA-4 binding sites. Prove that. In addition, our results suggest a quantitative difference in the activation of FAK and MAP-kinase ERK-1 & ERK-2 in cells grown on FN that mediate attachment through two different β1 integrin receptors. Specifically, the occlusion of VLA-4 on G1E-ER2 cells results in a significant reduction in FAK, ERK-1 and ERK-2 activation as compared to cells grown in cultures containing VLA-5 binding sites. The decrease in FAK, ERK-1 and ERK-2 activation is correlated with the reduced proliferation rate of these cells. In addition, since cells cultured on FN containing the VLA-5 binding site are more resistant to the growth-inhibitory effect of specific MEK inhibitor PD98059, the difference in activation appears to be important for cell proliferation.

대조적으로, VLA-4를 통한 세포의 부착은 현저한 세포 사멸을 유발한다. FAK 및 MAPK의 감소된 활성화 이외에, VLA-4를 통한 연결에 반응한 성장의 억제는 상기 세포내에서의 Akt 활성화의 현저한 감소와 상호관련된다. c-Kit의 SCF-유도된 활성화는 상기 세포에서의 아폽토시스를 부분적으로 방지하나, VLA-5를 통한 부착을 매개하는 FN 상에서 또는 현탁액 중에서 성장한 세포와 비교하여, 이러한 아폽토시스의 역전은 불완전하다. 섬유아세포에서의 연구는 인테그린 및 성장 인자가 Akt 활성화를 공동으로 조절할 수 있음을 제시하였다. 섬유아세포에서, Akt의 활성화는 아폽토시스의 억제를 유도하는 한편, 다른 세포에서는 활성화된 Akt가 성장 인자 소퇴에 반응하여 아폽토시스로부터 세포를 보호할 수 있고, 아폽토시스를 우세한-음성 Akt에 의해 상기 세포에서 가속화시킬 수 있다[참조문헌: 61]. 최근에, 본 발명자들은 막-결합된 SCF를 통한 c-Kit의 자극에 의한 Akt의 연장된 활성화가 적혈구 생존/증식과 관련됨을 입증하하였다[참조문헌: 64]. VLA-4-매개된 연결이 감소된 Akt 활성화를 유도하고, 결과적으로 보다 다량의 아폽토시스를 유도한다는 본 발명자들의 발견은 Akt가 조혈 세포 생존과 관련된다는 선행 연구와 일치한다. 인테그린 및/또는 성장 인자 수용체 자극을 통한 적혈구 생존에서의 PI-3키나제-의존성 Akt 활성화에 대한 중요한 역할은 PI-3키나제 억제제인 워트만닌의 사용에 의해 본원에 제시된 연구에서 추가로 입증되었다. 당해 결과는 PI-3키나제/Akt 경로가 적혈구에서 c-Kit 및 인테그린의 하류의 세포 사멸의 중요한 길항제임을 제시한다.In contrast, adhesion of cells via VLA-4 results in significant cell death. In addition to reduced activation of FAK and MAPK, inhibition of growth in response to linkage through VLA-4 correlates with a marked decrease in Akt activation in these cells. SCF-induced activation of c-Kit partially prevents apoptosis in these cells, but the reversal of this apoptosis is incomplete compared to cells grown on suspension or in FN mediating adhesion via VLA-5. Studies in fibroblasts have shown that integrins and growth factors can co-regulate Akt activation. In fibroblasts, activation of Akt induces inhibition of apoptosis, while in other cells activated Akt can protect cells from apoptosis in response to growth factor decline, accelerating apoptosis in these cells by predominantly-negative Akt [61]. Recently, we have demonstrated that prolonged activation of Akt by stimulation of c-Kit through membrane-bound SCF is associated with erythrocyte survival / proliferation [64]. The inventors' finding that VLA-4-mediated ligation induces reduced Akt activation and consequently induces greater apoptosis is consistent with previous studies that Akt is associated with hematopoietic cell survival. An important role for PI-3 kinase-dependent Akt activation in erythrocyte survival via integrin and / or growth factor receptor stimulation was further demonstrated in the studies presented herein by the use of the PI-3 kinase inhibitor, Wortmannin. The results suggest that the PI-3 kinase / Akt pathway is an important antagonist of cell death downstream of c-Kit and integrins in erythrocytes.

적혈구의 성장 및 생존에 대한 VLA-4 및 VLA-5의 연결의 반대되는 효과의 메카니즘(들)은 명백하지 않다. G1E-ER2 세포가 VLA-4 및 VLA-5를 필적할 만한 수준으로 발현시키나, 본 발명자들은 FN에 대한 VLA-4 및 VLA-5의 전체적인 결합능이 상이할 수 있다는 가능성을 배제할 수 없다. 전체적인 결합능에서의 이러한 차이는 상이한 생물학적 및 생화학적 결과를 유발할 수 있다. 또는, 관찰된 차이는 VLA-5 및 VLA-4의 특이적 α5 및 α4 쇄의 FN과의 각각의 교합을 통한 특유한 시그날의 생성으로 인한 것일 수 있다. 예를 들어, 적혈구 전구세포를 사용한 본원에 제시된 연구는 VLA-4와 비교하여 VLA-5 결합 부위를 함유하는 FN의 존재하에 성장한 세포에서의 FAK의 현저하게 보다 큰 활성화를 입증한다. 이와 관련하여, VLA-5 및 c-Kit를 통해 증강된 FAK 활성화가 Ras의 보다 효과적 점증을 유도하고, 따라서, Raf-1, MEK 및 MAPK의 하류의 키나제 연속반응을 유도할 수 있다. 섬유아세포에서, 이러한 모델의 지지 증거가 존재한다. FAK의 부착-매개된 자가인산화는 Src 점증, FAK의 증가하는 티로신 인산화 및 Shc 및 Grb2/Sos 착체를 포함하는 SH2-도메인 단백질의 후속적인 결합을 유도한다[참조문헌: 65, 66 및 67]. FAK/Src/Grb2 착체의 형성은 MAPK로의 추가의 시그날 전달의 가능성을 제시한다. 또한, 당해 연구는 FAK의 과발현이 MAPK의 Ras-의존성 활성화를 유발하는 것으로 제시하였다[참조문헌: 68]. 이와 같이, VLA-5 및 c-Kit 활성화를 통한 FAK의 증강된 인산화는 VLA-5를 통한 부착을 매개하는 FN 상에서 성장한 세포에서의 ERK의 증강된 활성화를 해명할 것이다. 대조적으로, 1차 사람 치주 인대 섬유아세포를 사용한 최근 연구는 VLA-4를 통한 FN에의 부착이 감소된 FAK 발현을 유발하는 것으로 제시하였다. 상기 세포에서 VLA-4를 통한 부착 후의 FAK 발현 변화는 카스파제 연속반응의 활성화로 인한 것으로 제시되어 있다[참조문헌: 69]. 이와 같이, 상기한 공개된 결과 이외의 본 발명자들의 데이터는 인테그린 연결의 역효과를 적혈구에서 매개할 수 있는 메카니즘을 제공한다.The mechanism (s) of the opposite effect of the linkage of VLA-4 and VLA-5 on the growth and survival of red blood cells is not clear. Although G1E-ER2 cells express VLA-4 and VLA-5 at comparable levels, we cannot exclude the possibility that the overall binding capacity of VLA-4 and VLA-5 to FN may be different. This difference in overall binding capacity can lead to different biological and biochemical consequences. Alternatively, the observed difference may be due to the generation of unique signals through respective occlusion of the specific α5 and α4 chains of VLA-5 and VLA-4 with FN. For example, studies presented herein using erythroid progenitors demonstrate significantly greater activation of FAK in cells grown in the presence of FN containing VLA-5 binding sites compared to VLA-4. In this regard, enhanced FAK activation via VLA-5 and c-Kit can lead to a more effective increase of Ras, thus inducing kinase sequencing downstream of Raf-1, MEK and MAPK. In fibroblasts, there is evidence of support of this model. Attachment-mediated autophosphorylation of FAK leads to increased Src, increasing tyrosine phosphorylation of FAK and subsequent binding of SH2-domain proteins including Shc and Grb2 / Sos complexes (65, 66 and 67). Formation of FAK / Src / Grb2 complexes suggests the possibility of further signal delivery to MAPK. In addition, the study suggested that overexpression of FAK caused Ras-dependent activation of MAPK [68]. As such, enhanced phosphorylation of FAK via VLA-5 and c-Kit activation will elucidate enhanced activation of ERK in cells grown on FNs that mediate adhesion via VLA-5. In contrast, recent studies using primary human periodontal ligament fibroblasts have shown that adhesion to FN through VLA-4 causes reduced FAK expression. Changes in FAK expression after attachment via VLA-4 in these cells are suggested to be due to the activation of caspase cascades (69). As such, our data in addition to the above published results provide a mechanism by which the adverse effects of integrin ligation can be mediated in red blood cells.

장기간 사람 골수 배양물을 사용한 이전 연구는 인테그린 수용체를 통한 골수 간질에의 직접 부착에 반응하여 조혈 세포 증식이 억제됨을 입증하였다[참조문헌: 17]. 본원에 제시된 데이터는 FN에의 VLA-5 매개된 연결과 비교하여 VLA-4 매개된 연결은 적혈구 전구세포에서의 특유한 시그날을 유도함을 제시한다. 이들 시그날의 결과는 다양한 사멸율 대 증식율이다. 함께 고려할 경우, 이들 데이터는 조혈 세포에서의 특이적 인테그린-FN 상호작용이 세포 생존율 및 증식율을 조절할 수 있으며, 이들 효과는 성장 인자 수용체의 리간드-유도된 자극을 통해 조절될 수 있다는 견해를 지지한다.Previous studies using long-term human bone marrow cultures have demonstrated that hematopoietic cell proliferation is inhibited in response to direct attachment to bone marrow epilepsy via integrin receptors (17). The data presented herein suggest that VLA-4 mediated ligation induces a distinctive signal in erythroid progenitors as compared to VLA-5 mediated ligation to FN. The result of these signals is varying mortality versus proliferation. Taken together, these data support the view that specific integrin-FN interactions in hematopoietic cells can regulate cell viability and proliferation, and these effects can be regulated through ligand-induced stimulation of growth factor receptors. .

본 발명은 구체적인 실시예를 포함한 상기 기술에서 상세하게 예시되고 설명되나, 이는 예시적이나, 특성을 한정하는 것은 아닌 것으로 고려되며, 단지 바람직한 양태를 제시하고, 기술하며, 본 발명의 범주내에 포함되는 모든 변화 및 변형을 보호하고자 하는 것으로 이해된다.The invention is illustrated and described in detail in the above description, including specific examples, which are illustrative, but are not to be considered limiting in nature, and merely illustrate, describe, and describe preferred embodiments, all of which are included within the scope of the invention. It is understood that changes and modifications are intended to be protected.

참조문헌Reference

다음의 참조문헌, 및 본원에 인용된 모든 기타 참조문헌은 당업자의 수준을 나타내는 것이며, 각각의 문헌이 개별적으로 언급되고 완전히 기재된 참고문헌에 개별적으로 인용된 바와 같이 본원에 각각 참고로 인용한다.The following references, and all other references cited herein, are indicative of the levels of those skilled in the art, each of which is incorporated herein by reference in its entirety as if each document were individually cited and cited individually in its entirety.

Claims (25)

적혈구 전구세포를 함유하는 조혈 세포 집단을 VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드의 존재하에 적혈구 전구세포의 증식을 증강시키는데 효과적인 조건하에서 배양하여, 배양 동안 적혈구 전구세포를 당해 VLA-5 결합 부위에 부착시킴을 포함하여, 적혈구 전구세포의 증식을 증강시키는 방법.Hematopoietic cell populations containing erythrocyte progenitor cells are cultured under conditions effective to enhance proliferation of erythrocyte progenitor cells in the presence of a polypeptide having a VLA-5 binding site, thereby attaching the erythrocyte progenitor cells to the VLA-5 binding site during culture. A method of enhancing the proliferation of erythrocyte progenitor cells, including treatment. 제1항에 있어서, 폴리펩타이드가 피브로넥틴 단편인 방법.The method of claim 1, wherein the polypeptide is a fibronectin fragment. 제2항에 있어서, 폴리펩타이드가 재조합체인 방법.The method of claim 2, wherein the polypeptide is a recombinant. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단의 약 60% 이상이 적혈구 전구세포로 이루어지는 방법.4. The method of claim 1, wherein at least about 60% of the hematopoietic cell population consists of erythrocyte progenitor cells. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 배양을 간세포 인자의 존재하에 수행하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the culturing is carried out in the presence of hepatocellular factor. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단이 사람 세포 집단인 방법.6. The method of claim 1, wherein the hematopoietic cell population is a human cell population. 7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 배양을, 적혈구 전구세포의 수를 약 1배 이상으로 증식시키기에 충분한 기간 동안 및 조건하에 수행하는 방법.The method of claim 1, wherein the culturing is carried out for a period of time and under conditions sufficient to multiply the number of erythroid progenitor cells by at least about one fold. 제7항에 있어서, 배양을, 적혈구 전구세포의 수를 약 2배 이상으로 증식시키기에 충분한 기간 동안 및 조건하에 수행하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the culturing is carried out for a period of time and under conditions sufficient to multiply the number of erythroid progenitor cells by at least about two times. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단의 약 80% 이상이 적혈구 전구세포로 이루어지는 방법.The method of claim 1, wherein at least about 80% of the hematopoietic cell population consists of erythrocyte progenitor cells. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, VLA-5 결합 부위가 폴리펩타이드 상의 유일한 세포 결합 부위인 방법.10. The method of any one of claims 1-9, wherein the VLA-5 binding site is the only cell binding site on the polypeptide. 적혈구 전구세포를 함유하는 조혈 세포 집단을 VLA-4 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드의 존재하에 적혈구 전구세포의 아폽토시스(apoptosis)를 유도하는데 효과적인 조건하에서 배양하여, 배양 동안 적혈구 전구세포를 당해 VLA-4 결합 부위에 부착시킴을 포함하여, 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유도하는 방법.Hematopoietic cell populations containing erythrocyte progenitor cells were cultured under conditions effective to induce apoptosis of erythroid progenitor cells in the presence of a polypeptide having a VLA-4 binding site, thereby erythroid progenitor cells were subjected to the VLA-4 binding. A method of inducing apoptosis of erythroid progenitor cells, including attaching to a site. 제11항에 있어서, 폴리펩타이드가 피브로넥틴 단편인 방법.The method of claim 11, wherein the polypeptide is a fibronectin fragment. 제12항에 있어서, 폴리펩타이드가 재조합체인 방법.The method of claim 12, wherein the polypeptide is a recombinant. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단의 약 60% 이상이 적혈구 전구세포로 이루어지는 방법.The method of any one of claims 11-13, wherein at least about 60% of the hematopoietic cell population consists of erythrocyte progenitor cells. 제11항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 배양을 간세포 인자의 부재하에 수행하는 방법.The method according to any one of claims 11 to 14, wherein the culturing is carried out in the absence of hepatocellular factor. 제11항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단이 사람 세포 집단인 방법.The method of claim 11, wherein the hematopoietic cell population is a human cell population. 제11항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 배양을, 세포 집단 중의 약 10% 이상의 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유발하기에 충분한 기간 동안 및 조건하에 수행하는 방법.The method of claim 11, wherein the culturing is carried out for a period of time and under conditions sufficient to cause apoptosis of at least about 10% of erythroid progenitor cells in the cell population. 제17항에 있어서, 배양을, 세포 집단 중의 약 20% 이상의 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유발하기에 충분한 기간 동안 및 조건하에 수행하는 방법.The method of claim 17, wherein the culturing is carried out for a period of time and under conditions sufficient to induce apoptosis of at least about 20% of erythroid progenitor cells in the cell population. 제11항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서, 조혈 세포 집단의 약 80% 이상이 적혈구 전구세포로 이루어지는 방법.19. The method of any one of claims 11-18, wherein at least about 80% of the hematopoietic cell population consists of erythrocyte progenitor cells. 제11항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, VLA-4 결합 부위가 폴리펩타이드 상의 유일한 세포 결합 부위인 방법.The method of any one of claims 11-19, wherein the VLA-4 binding site is the only cell binding site on the polypeptide. 제1항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 제조된 세포 집단을 환자에게 투여함을 포함하여, 환자를 치료하는 방법.A method of treating a patient, comprising administering to the patient a cell population prepared by the method of any one of claims 1 to 20. 적혈구 전구세포의 증식을 증강시키는 조혈 세포 배양용 배지로서, VLA-5 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드를 포함하는 배지.A medium for culturing hematopoietic cells for enhancing proliferation of erythrocyte progenitor cells, the medium comprising a polypeptide having a VLA-5 binding site. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 수득되는 증식된 적혈구 전구세포를 포함하는 세포 조성물.A cell composition comprising proliferated erythrocyte progenitor cells obtained by the method according to any one of claims 1 to 10. 적혈구 전구세포의 아폽토시스를 유도하는 조혈 세포 배양용 배지로서, VLA-4 결합 부위를 갖는 폴리펩타이드를 포함하는 배지.A medium for hematopoietic cell culture inducing apoptosis of erythroid progenitor cells, the medium comprising a polypeptide having a VLA-4 binding site. 제11항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 수득되는 세포 조성물.Cell composition obtained by the method according to any one of claims 11 to 20.
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