KR20060021908A - Method for differentiating stem cells in cells that produce a pancreatic hormone - Google Patents

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KR20060021908A
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차르리 크루제
귄터 푸르
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프라운호퍼-게젤샤프트 추르 푀르데룽 데어 안제반텐 포르슝 에 파우
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Abstract

The invention relates to a method for creating cells that produce a pancreatic hormone, said method involving the cultivation and differentiation of stem cells that have been obtained from the differentiated exocrine glandular tissue of an organism. The invention also relates to the use of the cells that produce said pancreatic hormone.

Description

췌장 호르몬을 생산하는 세포로 줄기세포를 분화시키는 방법{METHOD FOR DIFFERENTIATING STEM CELLS IN CELLS THAT PRODUCE A PANCREATIC HORMONE}METHODO FOR DIFFERENTIATING STEM CELLS IN CELLS THAT PRODUCE A PANCREATIC HORMONE}

본 발명은 췌장 호르몬을 생산하는 세포, 특히 췌장 호르몬을 생산하는 세포인, 인슐린-생산 세포로 줄기세포를 분화시키는 프로세스, 췌장 호르몬을 생산하는 세포를 포함하고 특히 상기 프로세스에 의해 발생된 세포 조성물(cellular composition), 이러한 세포와 세포 조성물의 적용, 특히 이러한 세포와 세포 조성물의 약학적 적용에 관한 것이다.The present invention relates to a process for differentiating stem cells into insulin-producing cells, which are cells producing pancreatic hormones, in particular, cells producing pancreatic hormones, a cell composition comprising cells producing pancreatic hormones and in particular produced by said process ( cellular composition), and in particular the pharmaceutical application of such cells and cell compositions.

인슐린 또는 다른 췌장 호르몬을 생성하는 세포로 줄기세포를 분화시키는 것은 알려져 있다(DE 102 90 025 T1, WO 02/059278 참조). 종래의 분화 기술은 세포 분화를 위해 유지되어야 하는 복잡한 프로세스 조건뿐만 아니라 세포 분화를 위한 전구세포를 염두에 두어야 하는 것까지 중대한 결점을 가진다. 종래의 프로세스들은 실제로 배아줄기세포(소위 배상체)의 집합체로부터 세포를 분화시키는 것에 기초를 두고 있다. 그러나 세포 분화를 위한 배아의 대량 이용 가능성은 몇 가지 이유 특히 도덕적인 고려로 배제된다. DE 102 90 025 T1은 성체줄기세포의 분화를 제 안한다. 그러나 종래의 프로세스로 얻은 성체줄기세포는 단지 제한된 범위로만 원하는 분화 결과를 얻는다.It is known to differentiate stem cells into cells that produce insulin or other pancreatic hormones (see DE 102 90 025 T1, WO 02/059278). Conventional differentiation techniques have significant drawbacks as well as the complex process conditions that must be maintained for cell differentiation, as well as the need to bear in mind progenitor cells for cell differentiation. Conventional processes are actually based on differentiating cells from a collection of embryonic stem cells (so-called embryoid bodies). However, the large availability of embryos for cell differentiation is ruled out for several reasons, especially moral considerations. DE 102 90 025 T1 suggests the differentiation of adult stem cells. However, adult stem cells obtained by conventional processes only obtain the desired differentiation results in a limited range.

본 발명의 목적은 배아줄기세포 사용과 관련된 제한을 피하고 그럼에도 불구하고 간단한 프로세스 조건 하에서 대량 사용에 적합한, 적어도 하나의 췌장 호르몬을 생산하는 세포로 줄기세포를 분화시키는 향상된 프로세스를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 특별히 췌장질환, 특히 당뇨병을 앓고 있는 환자에게 이식할 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 발생을 위한 향상된 프로세스의 달성을 포함한다.It is an object of the present invention to avoid the limitations associated with embryonic stem cell use and nevertheless provide an improved process for differentiating stem cells into cells producing at least one pancreatic hormone suitable for mass use under simple process conditions. The object of the present invention includes the achievement of an improved process for the generation of cells which produce pancreatic hormones to be implanted, especially in patients with pancreatic diseases, in particular diabetes.

이 목적은 제 1항의 특성을 가지는 프로세스, 제 22항의 특성을 가지는 세포, 제 24항의 특성을 가지는 세포 조성물에 의해 달성된다. 바람직한 실시예와 적용은 종속항으로부터 유도된다.This object is achieved by a process having the properties of claim 1, a cell having the properties of claim 22, and a cell composition having the properties of claim 24. Preferred embodiments and applications are derived from the dependent claims.

프로세스에 관하여는, 상기 언급된 목적은 유기체의 분화된 외분비선의 조직으로부터 추출된 비배아줄기세포를 배양하고 분화시킴으로써 달성된다. 이 프로세스의 특별한 이점은 종래 사용되던 배아줄기세포로부터의 분화 없이 췌장 호르몬(이하: 호르몬-생산 세포)을 생산하는 세포를 발생시키는 데 있다. 본 발명자들은 외분비 선상조직으로부터 분리된 성체줄기세포가 전분화능이고 높은 분열 능력과 강한 성장을 나타낸다는 것을 발견했다. 이는 호르몬-생산 세포들이 대규모로 발생될 수 있는 분화 가능 세포에 대한 효과적인 소스를 제공한다.With regard to the process, the above-mentioned objects are achieved by culturing and differentiating non-embryonic stem cells extracted from tissues of the differentiated exocrine glands of the organism. A particular advantage of this process is that it produces cells that produce pancreatic hormones (hormone-producing cells) without differentiation from embryonic stem cells which are conventionally used. The inventors have found that adult stem cells isolated from exocrine glandular tissue are pluripotent, exhibit high division capacity and strong growth. This provides an effective source for differentiateable cells in which hormone-producing cells can be generated on a large scale.

본 발명에 따라 이용되는 외분비 선상조직은 성체 유기체, 미성숙 유기체 또는 비인간 태아 유기체, 바람직하게는 생후 유기체로부터 유래할 수 있다. 본 특허명세서에서 사용된 “성체”라는 개념은 따라서 조직이 유래하는 공여 유기체가 아닌 초기 조직의 발달 단계를 가리킨다. “성체”줄기세포는 비배아줄기세포이다.The exocrine glandular tissue used in accordance with the present invention may be derived from adult, immature or non-human fetal organisms, preferably postnatal organisms. The concept of “adult” as used in this specification therefore refers to the developmental stage of the initial tissue, not the donor organism from which the tissue is derived. "Adult" stem cells are non-embryonic stem cells.

외분비 선상조직은 바람직하게는 침샘, 눈물샘, 피지샘, 한선으로부터, 전립선을 포함하는 생식로의 샘(선)으로부터, 또는 췌장을 포함하는 위장조직으로부터, 또는 간의 분비조직으로부터 분리된다. 더욱 바람직한 실시예에서, 샘꽈리조직(acinar tissue)이 관계된다. 그 샘꽈리조직은 췌장, 귀밑샘 또는 턱밑샘에서 유래하는 것이 특히 매우 바람직하다.The exocrine gland tissue is preferably isolated from salivary glands, lacrimal glands, sebaceous glands, sweat glands, glands of the reproductive tract containing the prostate gland, or from gastrointestinal tissues containing the pancreas or from hepatic glands. In a more preferred embodiment, acinar tissue is involved. The glandular tissue is particularly preferably derived from the pancreas, parotid gland or submandibular gland.

본 발명에 따른 프로세스의 더욱 중요한 이점은, 공여 유기체가 실질적으로 불리하게 영향을 받는 일 없이, 줄기세포들이 살아 있는 공여 유기체, 예를 들면 포유동물의 침샘으로부터 또는 인간 침샘으로부터 효율적으로 얻어질 수 있다는 사실에 있다. 이는 어떠한 질병과도 관련된 공여 유기체를 더욱 관찰할 수 있는 가능성과 관련해서뿐만 아니라 도덕적 측면에서도 특히 바람직하다.A more important advantage of the process according to the invention is that the stem cells can be efficiently obtained from living donor organisms, for example from the salivary glands of humans or from human salivary glands, without the donor organism being substantially adversely affected. It is in fact. This is particularly desirable not only in terms of the possibility of further observing a donor organism associated with any disease, but also in moral terms.

본 발명의 첫 번째 실시예에 따르면, 유기체로부터 일차로 분리된 줄기세포들은 그 이상의 배양과 호르몬-생산 세포로의 분화를 위한 소스로 쓰인다. 이러한 변형은 프로세스를 실행하기가 특히 간단하다는 이점을 갖는다. 원하는 분화된 세포는 일차 배지로부터 직접 얻어질 수 있다. 대체적으로, 본 발명의 변형된 실시예에 따라 우선 유기체로부터 분리된 줄기세포가 소위 오르가노이드체로의 집합으로 나타나는 것이 관찰된다. 이 변형은 상당히 많은 양의 분화된 세포들에 대한 효과적인 저장소가 오르가노이드체로 만들어진다는 이점을 가지고 있다. 본 발명자들은 외분비 선상조직으로부터 분리된 줄기세포가 영양분을 공급받을 때 수 밀리미터 이상의 직경을 가지는 조직체로의 강한 성장을 나타내는 오르가노이드체를 형성한다는 것을 관찰했다.According to a first embodiment of the present invention, stem cells isolated primarily from an organism are used as sources for further culture and differentiation into hormone-producing cells. This variant has the advantage that the process is particularly simple to execute. Desired differentiated cells can be obtained directly from the primary medium. In general, according to a modified embodiment of the invention it is observed that stem cells isolated from an organism first appear as a collection into so-called organoid bodies. This modification has the advantage that an effective reservoir for a significant amount of differentiated cells is made of organoid bodies. The inventors observed that stem cells isolated from exocrine glandular tissue form organoid bodies that exhibit strong growth into tissues having diameters of several millimeters or more when fed with nutrients.

오르가노이드체를 원하는 호르몬-생산 세포를 위한 소스로 사용하는 첫 번째 변형에 따라, 본 발명은 줄기세포의 분화가 오르가노이드체에서 일어나고 분화된 호르몬-생산 세포가 그 후에 오르가노이드체로부터 떼어지는 것을 제공한다. 두 번째 변형에 따라, 줄기세포는 미분화 상태로 오르가노이드체로부터 이차적으로 분리되어, 배양되고 원하는 호르몬-생산 세포로 분화된다. 이 실시예는 오르가노이드체가 나중에 그 이상의 배양과 분화를 위해 이용 가능한 접착 배지에서 줄기세포나 분화된 세포의 자발적인 이동해 나감과 성장을 나타내기 때문에 프로세스를 실행하기에 특히 간단하다는 이점을 가진다.According to a first variant of using an organoid body as a source for a desired hormone-producing cell, the present invention provides that stem cell differentiation occurs in the organoid body and the differentiated hormone-producing cell is subsequently separated from the organoid body. to provide. According to a second modification, stem cells are secondarily separated from the organoid body in an undifferentiated state, cultured and differentiated into desired hormone-producing cells. This example has the advantage that the organoid body is particularly simple to carry out the process because it exhibits spontaneous migration and growth of stem cells or differentiated cells in adhesion media available for further culture and differentiation.

본 발명에 따른 프로세스는 기본적으로 일차적 또는 이차적으로 분리된 세포들로부터 또는 오르가노이드체로부터 자발적으로 형성된 호르몬-생산 세포들이 선택되고 더욱 증식된다는 점에서 실행될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 세포 배지의 자극은 호르몬-생산 세포의 분화에서 도모된다. 자극은 원하는 호르몬-생산 세포 발생의 효율과 비율 증가라는 이점을 가진다. 첫 번째 변형에 따르면, 줄기세포의 호르몬-생산 세포로의 분화 후에, 배양 배지에서 그것들의 자극된 증식이 도모된다. 두 번째 변형에 따르면 줄기세포의 원하는 호르몬-생산 세포로의 자극된 분화를 자극하는 것이 도모된다.The process according to the invention can be carried out in that the hormone-producing cells formed spontaneously from the primary or secondary isolated cells or from the organoid bodies are selected and further propagated. According to a preferred embodiment of the present invention the stimulation of the cell medium is promoted in the differentiation of hormone-producing cells. Stimulation has the advantage of increasing the efficiency and rate of desired hormone-producing cell development. According to a first variant, after the differentiation of stem cells into hormone-producing cells, their stimulated proliferation is promoted in the culture medium. According to a second variant, stimulation of stimulated differentiation of stem cells into the desired hormone-producing cells is promoted.

본 발명에 따르면 자극은 다음의 동시적으로 또는 순차적으로 실행될 수 있는 자극 처리를 하나 이상 포함할 수 있다. 처리는 내분비 췌장의 일차 배지의 또는 내분비 췌장의 세포선(cell line)의 상층액으로, 내분비 췌장의 분화된 세포 또는 그들로부터 유래한 세포선을 가지고 공동배양하는 것으로, 액체 상태에 제공된 고정된 또는 녹은 분자 분화 인자로 처리(각인)하는 것으로 또는 줄기세포에서 유전자를 활성화시키는 것으로 도모될 수 있다. 게다가, 자극은 이미 분화된, 호르몬-생산 세포 및/또는 다른 물질들, 예를 들면 호르몬, 또는 분화에 영향을 주는 세포형태를 추가함으로써 실행될 수 있다.According to the present invention, the stimulus may comprise one or more of the following stimulus treatments, which may be performed simultaneously or sequentially. Treatment is coculture with the supernatant of the primary medium of the endocrine pancreas or of the cell line of the endocrine pancreas, co-cultured with differentiated cells of the endocrine pancreas or cell lines derived therefrom, fixed or provided in a liquid state. The melt can be designed to be treated (imprinted) with molecular differentiation factors or to activate genes in stem cells. In addition, stimulation can be carried out by adding already differentiated, hormone-producing cells and / or other substances, such as hormones, or cell types that affect differentiation.

만약 각인(imprinting)이 고정된 성장 인자를 가지고 실행되면, 줄기세포와 상대적으로 놓일 수 있는 움직일 수 있는 캐리어에 고정되는 분화 인자가 바람직하게 사용된다. 이로써 바람직하게는 개체 줄기세포의 또는 특정 줄기 세포군의 의도적인 분화를 달성할 수 있다. 캐리어는, 예를 들면, 분화 인자를 가지고 의도된 디자인을 하는 데 유리한 합성 물질, 또는 세포성막에 분화 인자가 배치되는 생물학적 세포이다.If imprinting is performed with a fixed growth factor, a differentiation factor is preferably used that is immobilized on a movable carrier that can be placed relative to stem cells. This can preferably achieve intentional differentiation of individual stem cells or of specific stem cell populations. Carriers are, for example, synthetic materials that are beneficial for designing with differentiation factors, or biological cells in which differentiation factors are placed in the cellular membrane.

만약, 본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따라, 세포 배지로부터 분화된 세포의 식별과 선택이 도모되면, 이는 발생된 췌장 호르몬 생산 세포를 더욱 사용하는 데 이득을 가져올 수 있다. 특히, 호르몬-생산 세포의 전체 또는 대부분으로 이루어진 세포 조성물이 제공될 수 있다. 만약 선택이 알려진 분류 방법, 예를 들면 예비 세포 분류 방법(preparative cell sorting method) 또는 유체 마이크로시스템에서의 분류와 같은 것으로 실시되면, 이는 종래의 세포의 생물학적 절차와 양립할 수 있다는 이점을 가져올 수 있다.If, according to a more preferred embodiment of the present invention, identification and selection of differentiated cells from the cell medium is facilitated, this may result in further use of the generated pancreatic hormone producing cells. In particular, cell compositions consisting of all or most of the hormone-producing cells may be provided. If the selection is carried out with a known sorting method, such as a preparative cell sorting method or sorting in a fluidic microsystem, this may bring the advantage of being compatible with the biological procedures of conventional cells. .

식별과 선택의 또 다른 이점은 호르몬-생산 세포로 식별되지 않아 결과적으로 프로세스 배지(processed culture)로부터 선택되지 않은 세포들이 그 이상의 배양과 분화에 속할 수 있다는 사실에 있다. 이는 바람직하게는 본 발명에 따른 프로세스의 산출을 증가시킬 수 있다.Another advantage of identification and selection lies in the fact that cells not identified as hormone-producing cells and consequently not selected from the process culture can belong to further culture and differentiation. This may preferably increase the output of the process according to the invention.

본 발명의 또 다른 바람직한 변형에 따르면, 줄기세포들은 호르몬-생산 세포를 발생시키기 위해 유기체의 분비선이나 위장관의 선에서 유래한 조직으로부터 얻어진다. 줄기세포들은 특히 샘꽈리조직으로 이루어진 또는 샘꽈리조직을 포함하는 조직으로부터 분리된다. 췌장으로부터의 입수는 상기 자극을 위한 췌장의 그 이상의 조직 부분의 사용에 대한 이점을 가져올 수 있다. 침샘으로부터의 입수는 공여 유기체를 보호하면서 처리하는 이점을 가져올 수 있다.According to another preferred variant of the invention, the stem cells are obtained from tissue derived from the gland of the secretory or gastrointestinal tract of an organism to generate hormone-producing cells. Stem cells are in particular isolated from tissues consisting of or including glandular tissue. Ingestion from the pancreas can bring advantages for the use of further tissue parts of the pancreas for said stimulation. Acquisition from salivary glands can result in treatment while protecting donor organisms.

바람직한 공여 유기체는 척추동물, 특히 예를 들면 인간과 같은 포유동물이다. 인간 줄기세포를 사용할 때 줄기세포의 분리는 비배아 상태로부터 즉, 미성숙 단계나 성체 단계에서의 분화된 조직으로부터 실시된다. 비인간 공여 유기체인 경우에는 태아 상태에서 분화된 조직을 사용하는 것 또한 기본적으로 가능하다.Preferred donor organisms are vertebrates, especially mammals such as, for example, humans. When using human stem cells, the isolation of stem cells is carried out from non-embryonic states, i. In the case of nonhuman donor organisms it is also possible to use tissue differentiated in the fetal state.

본 발명에 따라 생산된 호르몬-생산 세포들은 바람직하게는 치료상 사용된다. 첫 번째 변형에 따르면 동물 유기체로부터 얻어진 호르몬-생산 세포들을 가지고 인간을 치료하는 것이 도모될 수 있다. 게다가, 다른 인간으로부터 얻어진 호르몬-생산 세포들을 가지고 인간을 치료하는 것이 가능하다. 자신의 미성숙 또는 성체줄기세포로부터 얻어진 호르몬-생산 세포를 이용한 인간의 자가 치료가 특히 바람직하다. 치료는 췌장 질환, 대사 신드롬 또는 대사 질환, 특히 당뇨병, 고혈당증 또는 악화된 포도당 견딤과 관련될 수 있다. 인슐린은 췌장 호르몬과 같은 특정 선택으로 생산된다.Hormone-producing cells produced according to the invention are preferably used for therapeutic purposes. According to a first variant, treatment of humans with hormone-producing cells obtained from animal organisms can be facilitated. In addition, it is possible to treat humans with hormone-producing cells obtained from other humans. Particular preference is given to self-treatment of humans with hormone-producing cells obtained from their immature or adult stem cells. Treatment may be associated with pancreatic disease, metabolic syndrome or metabolic disease, in particular diabetes, hyperglycemia or worsening glucose tolerance. Insulin is produced by certain choices, such as pancreatic hormones.

본 발명의 하나의 독립된 주제는 유기체의 분화된 내분비 선상조직에서 유래한 줄기세포로부터 분화된 췌장 호르몬을 생산하는 분리된 세포이다. 이러한 분리된 세포는 바람직하게는 본 발명에 따른 프로세스로 얻어진다.One independent subject of the present invention is isolated cells producing differentiated pancreatic hormones from stem cells derived from the differentiated endocrine gland tissue of the organism. Such isolated cells are preferably obtained by the process according to the invention.

본 발명의 또 다른 독립된 주제는 췌장 호르몬을 생산하는 이러한 세포의 대다수를 포함하는 세포 조성물이다. 세포 조성물은 바람직하게는 본 발명에 따른 프로세스에 의해 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 세포 조성물은, 예를 들면 매트릭스를 형성하는 다른 세포 또는 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 주제는 인공적인 랑게르한스섬이다.Another independent subject of the invention is a cell composition comprising the majority of such cells producing pancreatic hormones. The cell composition is preferably obtained by the process according to the invention. According to a preferred embodiment of the present invention, the cell composition may comprise other cells or substances, for example forming a matrix. Thus, another subject of the present invention is an artificial island of Langerhans.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 세포 조성물은 호르몬-생산 세포들 그리고 다른 세포형태들이 배열되는 외피 또는 삼차원적 매트릭스를 포함한다. 외피 또는 삼차원적 매트릭스는 예를 들면, 알지네이트, 콜라겐, 이식 가능한 물질, 중합체(생체 중합체 또는 합성 중합체)로 이루어진다. 호르몬(예를 들면, 인슐린)은 받아들이지만 세포는 바깥으로 통과하지 못하게 하는 반투과성 물질이 사용된다. 다른 세포형태는 예를 들면, 췌장 조직에 있는 줄기세포 및/또는 랑게르한스섬의 인접 세포를 포함한다. 외피(캡슐)의 형성은 특히 호르몬-생산 세포들이 그것을 가지고 특히 효율적으로 고정되고, 또한 필요하다면 그 이상의 성장으로부터 방지되기 때문에 바람직하다. 여기에서 설명된 캡슐-세포 조성물 또는 매트릭스-세포 조성물의 직경은 수백 μm 내지 수 mm이다.According to a preferred embodiment of the invention the cell composition comprises an envelope or three-dimensional matrix in which hormone-producing cells and other cell types are arranged. The envelope or three-dimensional matrix consists of, for example, alginate, collagen, implantable material, polymer (biopolymer or synthetic polymer). Semipermeable materials are used that accept hormones (eg insulin) but do not allow cells to pass out. Other cell types include, for example, stem cells in pancreatic tissue and / or adjacent cells of Langerhans islet. Formation of the envelope (capsules) is particularly desirable because hormone-producing cells are fixed with them particularly efficiently and, if necessary, also prevented from further growth. The diameter of the capsule-cell composition or matrix-cell composition described herein is several hundred μm to several mm.

본 발명의 또 다른 독립된 주제는 본 발명에 따라 생산된 호르몬-생산 세포나 세포 조성물을 적어도 하나 가지는 약학 조성물과 약학 캐리어 물질이다. 약학 분야에서 이러한 기능으로 알려진 모든 물질은 약학적, 특히 유기체 캐리어 물질로 사용될 수 있다.Another independent subject matter of the present invention are pharmaceutical compositions and pharmaceutical carrier materials having at least one hormone-producing cell or cell composition produced according to the present invention. All substances known in the pharmaceutical art for this function can be used as pharmaceutical, in particular organic carrier materials.

본 발명의 다른 이점과 세부 사항은 다음에 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Other advantages and details of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in the following.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분화 프로세스의 플로차트를 나타낸다.1 shows a flowchart of a differentiation process according to one embodiment of the invention.

도 2는 줄기세포를 제공하는 다양한 변형을 설명하는 플로차트를 나타낸다.2 shows a flowchart illustrating various modifications that provide stem cells.

도 3은 줄기세포가 오르가노이드체로 집합되는 다양한 변형을 설명하는 플로차트를 나타낸다.3 shows a flowchart illustrating various modifications in which stem cells are aggregated into organoid bodies.

도 4는 오르가노이드체를 생산하는 절차를 나타낸다.4 shows a procedure for producing an organoid body.

도 5는 오르가노이드체의 배양에 대한 그림을 나타낸다.5 shows a picture of the culture of the organoid body.

도 6과 도 7은 분자 신호 인자에 의한 줄기세포의 각인에 대한 개략적 그림을 나타낸다.6 and 7 show schematic illustrations of the imprinting of stem cells by molecular signaling factors.

도 8은 본 발명에 따라 분화된 세포의 인슐린 생산을 보인 사진을 나타낸다.8 shows a photograph showing insulin production of differentiated cells according to the present invention.

(i) 살아 있는 유기체의 분화된 외분비선에서 유래한 줄기세포의 분리와 오 르가노이드체로의 집합(i) Isolation of stem cells derived from differentiated exocrine glands of living organisms and aggregation into organoid bodies

유기체의 분화된 외분비 선상조직으로부터 얻어진 줄기세포의 본 발명에 따른 배양과 분화는 도 1에 설명된 스텝들을 포함한다. 우선, 유기체로부터의 줄기세포의 분리(스텝 100)는 자극과 호르몬-생산 세포로의 분화를 위한 소스를 제공하기 위해 실시한다. 다음 프로세스 스텝을 위한 분리의 세부 사항과 소스의 다양한 변형이 아래에 설명되어 있다. 소스로 쓰이는 세포 배지의 자극(스텝 200)은 분화의 틀 내에서 연속적으로 실행한다. 분화 후에, 호르몬-생산 세포의 식별과 그에 따른 선택은 스텝 300에서 실시한다. 선택된 호르몬-생산 세포들을 수집하고 만약 필요하다면, 예를 들면 약학적 적용을 위해 더 준비한다(스텝 400). 게다가, 자극과 분화의 영향을 다시 받게 하기 위해 미분화 세포들을 처음 배지로 재이용하는 것이 도모될 수 있다(스텝 500).Culture and differentiation according to the invention of stem cells obtained from differentiated exocrine glandular tissue of an organism comprises the steps described in FIG. First, isolation of stem cells from the organism (step 100) is performed to provide a source for stimulation and differentiation into hormone-producing cells. The details of separation and the various variants of the source for the next process step are described below. Stimulation of the cell medium used as a source (step 200) is carried out continuously within the framework of differentiation. After differentiation, identification and selection of hormone-producing cells is performed in step 300. Selected hormone-producing cells are collected and further prepared, if necessary, for example for pharmaceutical application (step 400). In addition, re-use of undifferentiated cells into the medium for the first time in order to be reaffected by stimulation and differentiation (step 500).

미분화 줄기세포를 더 자극하는 데 제공하는 다른 변형은 도 2와 도 3에 나타나 있다. 도 2에 따르면 줄기세포를 공여 유기체로부터 분리하는 것을(스텝 110, 예를 들면 아래를 보시오) 우선 실시한다. 이들 일차로 분리된 줄기세포로부터 시작하면, 자극으로의 직접 이행(스텝 200)은 첫 번째 변형 (a)에 따라 만들 수 있다. 대체적으로, 줄기세포의 오르가노이드체로의 집합은 스텝 120에서 우선 실시한다. 집합 스텝의 상세한 설명은 도 3 및 도 4에 나타나 있다. 줄기세포나 이미 분화된 세포는 스텝 130에서 오르가노이드체로부터 개별화 그리고/또는 분류될 수 있는데(스텝 140), 그러는 동안 변형 (b)에 따라 분화의 그 이상의 자극이나 이미 분화된 세포의 증식이 계속될 수 있다.Other modifications that provide for further stimulation of undifferentiated stem cells are shown in FIGS. 2 and 3. According to FIG. 2, the stem cells are first isolated from the donor organism (step 110, see below). Starting from these primary isolated stem cells, a direct transition to stimulation (step 200) can be made according to the first variant (a). In general, aggregation of stem cells into organoid bodies is first performed in step 120. Details of the aggregation step are shown in FIGS. 3 and 4. Stem cells or already differentiated cells may be individualized and / or sorted from the organoid body in step 130 (step 140), while further stimulation of differentiation or proliferation of already differentiated cells may continue following modification (b). Can be.

도 3에 따르면 스텝 120에 따른 줄기세포의 오르가노이드체로의 집합은 다음 부분 스텝들을 포함한다. 우선, 줄기세포의 현적에서의 배양(스텝 121, 예를 들면 아래 참조)을 실시한다. 대체적으로, 배양은 전자기장 케이지에서 고형 경계 표면과의 접촉 없이 교란 배지(agitated culture)에서 또는 현탁 상태에서 실시할 수 있다. 일차 오르가노이드체로의 집합은 현적 또는 그에 대응하는 삼차원적 현탁 배지에서 실시한다(스텝 122). 이 오르가노이드체들은 세포의 개별화를 위한 소스로 사용할 수 있다. 도 4에 있는 변형 (a)에 따르면 도 2에 있는 스텝 130으로의 도약이 여기에서 일어난다. 대체적으로, 일차 오르가노이드체를 우선 접착 배양을 위한 배양 배지에 있는 기질에 놓는다(스텝 123). 세포가 이동해 오는 것과 층 형성은 기질에서 일어난다(스텝 124, 도 5를 보시오). 결과적으로, 스텝 124 후에, 도 3에 있는 변형 (b)에 따라 도 2에 있는 스텝 140으로의 도약이 즉시 일어날 수 있도록 개별화된 줄기세포나 분화된 세포가 존재한다.According to FIG. 3, the aggregation of stem cells into organoid bodies according to step 120 includes the following partial steps. First, culture of stem cells in suspension (step 121, for example, see below) is performed. Alternatively, the culture can be carried out in agitated culture or in suspension without contact with the solid boundary surface in the electromagnetic cage. Aggregation into the primary organoid body is carried out in a three-dimensional suspension medium, either susceptible or equivalent (step 122). These organoids can be used as sources for individualization of cells. According to variant (a) in FIG. 4, a jump to step 130 in FIG. 2 takes place here. In general, the primary organoid body is first placed on a substrate in the culture medium for adhesive culture (step 123). Cell migration and layer formation take place on the substrate (step 124, see FIG. 5). As a result, after step 124, there are individualized stem cells or differentiated cells such that the jump to step 140 in FIG. 2 can occur immediately according to variant (b) in FIG.

접착 배지에서 오르가노이드체의 특이점은 접착 배지에 형성된 세포층으로부터 이차 오르가노이드체가 형성되는 데 있다(스텝 125). 세포들은 이차 오르가노이드체 또는 그에 상응한 도 3에 있는 변형 (c)에 따라 얻어진 오르가노이드체로부터 다시 개별화될 수 있다(도 2에 있는 스텝 130으로 도약).Singularity of the organoid body in the adhesion medium is that the secondary organoid body is formed from the cell layer formed on the adhesion medium (step 125). The cells may be re-individualized from the secondary organoid bodies or the corresponding organoid bodies obtained according to the modification (c) in FIG. 3 (hop to step 130 in FIG. 2).

접착 배지로부터 분화된 세포의 개별화는 알려진 프로세스에 따라, 예를 들면 췌장 호르몬에 대한 표지물질 특성을 이용하여 일어난다. 예를 들면, 접착 배지에서 분화된 세포의 트립신화 그리고 그들의 현탁으로의 이동을 실행한다. 식별은 현적에서 예를 들면, 유체 마이크로시스템, 예비 세포 분류 방법 또는 현적에서 호 르몬-생산 세포와만 결합하는 항체들이 결합되는 자기구슬(magnetic bead)을 가지고 알려진 세포 분류 장치를 사용하여 실시한다. 표면 표지들은 의도적으로 찾고 호르몬-생산 세포들은 예비 세포 분류 프로세스에서 특정 표면 표지를 가지고 선택한다.Individualization of the differentiated cells from the adhesion medium takes place according to known processes, for example, using marker properties for pancreatic hormones. For example, trypsinization of differentiated cells in adhesion medium and migration to their suspension is performed. Identification is carried out using a cell sorting device known, for example, with a magnetic bead to which antibodies bind only to hormonal-producing cells in a fluid microsystem, a preliminary cell sorting method, or a string. Surface markers are intentionally found and hormone-producing cells are selected with specific surface markers in a preliminary cell sorting process.

찾아낸 세포들의 식별은 세포 배지에서 예를 들면, 호르몬-생산 세포들이 미분화 세포나 다른 세포형태로부터 식별되는 형태학적 구별 특성에 기초하여 또한 실시할 수 있다. 형태학적 구별 특성은 예를 들면, 세포 또는 세포핵 배열의 형상 또는 세포에 있는 과립 성분의 형상을 가리킨다.Identification of the cells found can also be performed on the basis of morphologically distinctive characteristics in which the hormone-producing cells are identified from undifferentiated cells or other cell types, for example. Morphological distinctive characteristics refer to, for example, the shape of a cell or nucleus array or the shape of granular components in a cell.

게다가, 식별과 선택은 세포 전기영동 분석 또는 또 다른 특유한 원래의 특성 예를 들면, 호르몬-생산 세포의 표면 이동성과 같은 것의 분석의 방법으로 실시할 수 있다.In addition, identification and selection can be carried out by means of cell electrophoresis analysis or analysis of other unique original properties such as surface mobility of hormone-producing cells.

게다가, 단계적인 식별과 선택 또는 상기 기술로부터 혼합된 식별과 선택을 도모할 수 있다.In addition, stepwise identification and selection or mixed identification and selection from the above description can be achieved.

도 4에 나타낸 요강에 따르면, 세포들을 얻기 위해, 바람직하게는 침샘이나 췌장에서 유래한 샘꽈리조직을 기계적으로 그리고 효소에 의해 세분된 형태로 배지로 가져간다(도 2에 있는 스텝 10). Bachem et al., Gastroenterol. 115:421-432(1998), Grosfils et al., Res. Comm. Chem. Pathol. Pharmacol. 79:99-115(1993)의 지적과는 대조적으로, 샘꽈리의 세포 집합체가 가능한 최대 범위까지 손상되지 않은 채로 남아있다는 조건 하에, 세포들이 자라게 되어있는 어떠한 조직 블록도 배양되지 않고 오히려 조직은 더욱 강력히 세분된다.According to the symptom shown in FIG. 4, in order to obtain the cells, salivary tissues, preferably derived from salivary glands or pancreas, are brought into the medium mechanically and in granular form by enzymes (step 10 in FIG. 2). Bachem et al., Gastroenterol. 115: 421-432 (1998), Grosfils et al., Res. Comm. Chem. Pathol. Pharmacol. In contrast to the point of 79: 99-115 (1993), under the condition that the cell aggregates of Samsori remain intact to the maximum extent possible, no tissue block in which the cells are intended to grow is grown and rather tissue It is strongly subdivided.

이러한 세포와 세포 집합체는 몇 주 동안 배양 용기에서 배양한다. 배지는 2 내지 3일마다 교체하고, 이때 모든 분화된 세포들을 제거한다. 배지에 남아있는 세포들은 제한 없는 분열 능력을 지닌 미분화 세포들이다.These cells and cell aggregates are cultured in culture vessels for several weeks. The medium is changed every 2-3 days, at which time all differentiated cells are removed. The cells remaining in the medium are undifferentiated cells with unlimited dividing capacity.

유사한 세포들이 같은 조건 하에서 췌장으로부터 분리되고 설명되었으며 근육섬유모세포 또는 췌장 별세포의 형태로 지정되었다(Bachem et al., 1998). 그러나, 본 발명에 따른 세포들과 대조적으로, 무한한 분열 능력은 관찰될 수 없었다. 게다가, 이러한 세포들은 또한 생명력을 잃는 일 없이 무제한의 횟수로 계대될 수 없었다.Similar cells were isolated and described from the pancreas under the same conditions and designated in the form of myofibroblasts or stellate pancreatic cells (Bachem et al., 1998). However, in contrast to the cells according to the invention, infinite dividing capacity could not be observed. In addition, these cells could also be passaged an unlimited number of times without losing vitality.

두 번째 스텝 (12)에서 대략 400 내지 800개의 세포들이 각각 현적에 있는 20μl 배지에서 배양된다. 이를 위해 방울들을 세균 배양용 페트리 접시의 커버 표면에 놓고, 방울들이 늘어지도록 배지로 채워진 페트리 접시 위에 뒤집어 놓는다.In a second step 12 approximately 400-800 cells are each cultured in 20 μl medium in suspension. To do this, the drops are placed on the cover surface of the petri dish for bacterial culture and turned upside down on a Petri dish filled with medium so that the drops hang.

이런 유형의 배양의 결과, 오르가노이드체라 일컬은 세포 집합체(14)는 48시간 이내에 형성되어 약 6일 동안 현탁 배지(16)로 변환된다. 도 4에 있는 부분도(18)는 이러한 오르가노이드체(2)의 현미경 사진을 나타낸다.As a result of this type of culture, the organoid bodies, called organoid bodies, are formed within 48 hours and converted into suspension medium 16 for about 6 days. The partial view 18 in FIG. 4 shows the micrograph of such an organoid body 2.

상기 언급된 이차 오르가노이드체의 형성은 도 5에 설명되어 있다. 우선, 일차 오르가노이드체(2)는 예를 들면, 배양접시(20)의 바닥과 같은 접착 배지의 기질에서 세포들(3)의 이동해 옴이나 성장에 의해 단일층을 형성하고 그 단일층으로부터 이차 오르가노이드체(4)가 그 후 성장한다. 세포물질의 그 이상의 증식은 일차 오르가노이드체(2)가 이차 오르가노이드체(4)로 배양됨으로써 발생된다. 호르몬-생산 세포들은 일차 또는 이차 오르가노이드체(2), (4) 각각으로부터 얻어질 수 있 다.The formation of the above mentioned secondary organoid bodies is illustrated in FIG. 5. First, the primary organoid body 2 forms a monolayer by migration or growth of cells 3 in a substrate of an adhesion medium, such as, for example, the bottom of the culture dish 20, and the secondary from the monolayer. The organoid body 4 grows after that. Further proliferation of cellular material is caused by incubating the primary organoid body 2 with the secondary organoid body 4. Hormone-producing cells can be obtained from primary or secondary organoid bodies (2), (4) respectively.

줄기세포의 분리와 집합의 또 다른 대표적 실시예Another Representative Example of Isolation and Aggregation of Stem Cells

줄기세포의 분리와 집합은 다음 제한하지 않는 실시예에서 상세히 설명된다.Isolation and aggregation of stem cells is described in detail in the following non-limiting examples.

생물학적 세포 그리고 특히 포유동물 세포의 배양을 위한 프로세스에 대해 종래의 일반적 작용 지침을 유지한다. 더 이상의 설명이 없더라도 프로세스가 진행되는 동안 무균 환경은 모든 경우에 유지된다. 다음의 완충제와 배지가 사용되었다:Conventional general guidelines of action are maintained for processes for culturing biological cells and in particular mammalian cells. Even if there is no further explanation, the sterile environment is maintained in all cases during the process. The following buffers and media were used:

HEPES 원액 (pH 7.6)HEPES Stock Solution (pH 7.6) 100ml의 A. bidest.당 2.383g의 HEPES2.383 g HEPES per 100 ml A. bidest. HEPES 이글 배지 (pH 7.4)HEPES Eagle Badge (pH 7.4) 90ml 변형 이글 배지(MEM:modified eagle medium) 10ml HEPES 원액90ml modified eagle medium (MEM: 10ml HEPES stock solution 분리 배지 (pH 7.4) 소화 배지 (pH 7.4)Separation medium (pH 7.4) Digestion medium (pH 7.4) 32ml HEPES 이글 배지 bidest. water에 5% BSA 8ml 0.1M CaCl2 300μl 트라시롤(Trasylol)(200,000 KIE) 100μl 20ml 분리 배지 4ml 콜라게나제(Serva제조 콜라게나제 NB 8)32ml HEPES Eagle Medium bidest. 5% BSA 8ml 0.1M CaCl 2 in water 300 μl trasylol (200,000 KIE) 100 μl 20 ml separation medium 4 ml collagenase (Serva collagenase NB 8) 인큐베이션 배지Incubation badge 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM)Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) 배양 배지Culture medium 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM) DMEM + 4500mg/l 글루코스 + L-글루타민 - 피루베이트 + 20% FCS (비활성화됨) + 1ml/100ml 페니실린/스트렙토마이신 (10000E/10000μg/ml) 또는 DMEM + 10% 자가 혈장 + 1ml/100ml 페니실린/스트렙토마이신 사용 전 37℃까지 가열Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) DMEM + 4500 mg / l glucose + L-glutamine-pyruvate + 20% FCS (inactivated) + 1ml / 100ml penicillin / streptomycin (10000E / 10000μg / ml) or DMEM + 10% autologous Plasma + 1ml / 100ml penicillin / streptomycin heated to 37 ° C before use 분화 배지(l)Differentiation medium (l) DMEM 380ml 30분간 54℃에서 비활성화된 FCS 95ml 5ml 글루타민(GIBCO BRL) 5ml (3.5μl β-멜캅토에탄올을 5ml PBS로) 5ml 비필수 아미노산(GIBCO BRL) 5ml 페니실린/스트렙토마이신(GIBCO BRL) (10000E/10000μg/ml)DMEM 380 ml FCS 95 ml 5 ml glutamine (GIBCO BRL) 5 ml (3.5 μl β-mercaptoethanol to 5 ml PBS) 5 ml non-essential amino acid (GIBCO BRL) 5 ml penicillin / streptomycin (GIBCO BRL) (10000E) / 10000μg / ml)

배양 배지와 분화 배지에서 소태아혈청(FCS) 대신에, 자가 혈장 또는 덜 바람직하지만 필요하다면, 조직 공여자의 자가 혈청 또한 사용될 수 있다. 이는 조직 공여자가 줄기세포 또는 그것에서 유래한 분화된 세포의 그 후 수용자와 동일할 때 특히 중요하다. 이러한 자가 처리는 일어날 수 있는 거부반응을 방지하지 위해 바람직하다.Instead of fetal bovine serum (FCS) in culture medium and differentiation medium, autologous plasma or less preferred but if desired autologous serum of tissue donors can also be used. This is particularly important when the tissue donor is identical to the recipient of the stem cell or the differentiated cell derived therefrom. Such self-treatment is desirable to avoid possible rejection.

배양 배지는 DMEM 배지 대신에 진핵세포, 특히 포유동물세포을 배양하는 것으로 알려진 다른 적합한 기본 배지를 또한 포함할 수 있는데, 그 배지에서 분화된 세포는 죽고 원하는 줄기세포는 증식한다. 분리 배지, 인큐베이션 배지, 분화 배지는 다른 종래의 그리고 적합한 기본 배지를 역시 포함할 수 있다.The culture medium may also include other suitable basal medium known to culture eukaryotic cells, in particular mammalian cells, in place of DMEM medium, where differentiated cells die and the desired stem cells proliferate. Separation medium, incubation medium, differentiation medium may also include other conventional and suitable basal mediums.

본 발명에 따라 제공되는 자극을 위해 사용될 수 있는 또 다른 분화 배지는 내분비 췌장의 일차 배지 또는 추출된 세포선의 상층액으로 되거나 또는 내분비 췌장의 분화된 세포나 추출된 세포를 가진 세포 현탁액으로 된다. 특히, 랑게르한스섬 근처에 있는 췌장의 내분비 조직에 위치하는 세포나 세포군이 사용될 수 있다.Another differentiation medium that can be used for the stimulation provided according to the invention is the primary medium of the endocrine pancreas or the supernatant of the extracted cell line or the cell suspension with the differentiated or extracted cells of the endocrine pancreas. In particular, cells or populations of cells located in the endocrine tissue of the pancreas near the island of Langerhans can be used.

다음의 실시예 1과 실시예 2는 샘꽈리 췌장 조직으로부터의 성체 전분화능 줄기세포의 분리와 배양에 대한 두 가지 작용 프로토콜을 상세히 설명한다. 실시예 1과 실시예 2는 래트(rat)로부터의 줄기세포의 분리에 관한 것이다. 다른 포유동물, 예를 들면 돼지로부터의 분리는 유사하게 실시된다. 실시예 3은 침샘의 샘꽈리조직으로부터의 분리에 대해 상응하는 프로토콜을 설명한다.Examples 1 and 2 below describe in detail two working protocols for the isolation and culture of adult pluripotent stem cells from Samsori pancreatic tissue. Examples 1 and 2 relate to the isolation of stem cells from rats. Separation from other mammals, such as pigs, is carried out similarly. Example 3 describes a corresponding protocol for the separation of salivary glands from auricular tissue.

실시예 1Example 1

1. 조직의 준비와 세포의 분리1. Tissue Preparation and Cell Separation

10ml의 소화 배지를 주사기와 무딘 캐뉼러로 2년 내지 3년령 래트의 췌관으로 서서히 그리고 기포 없이 주입한다. 전체 췌장은 그로 인해 팽창되고 따라서 더욱 쉽게 떼어져 준비될 수 있다. 그리고 나서 췌장을 유리 비커로 옮기고 또 다른 5ml의 소화 배지를 추가한다. 지방조직과 림프절을 제거한 후, 조직은 세밀한 가위로 유리 비커에서 매우 세밀히 나누고, 상부에 떠다니는 지방조직은 흡입하여 제거하고, 현탁액은 그 후에 1분간 카보젠(carbogen)으로 가스처리하고(필요하다면 반복해서), 200cycles/min에서의 교반기에서 알루미늄호일에 싸서 20분간 37℃에서 인큐베이션한다. 배지는 그리고 나서 흡입하여 조심스럽게 제거하고, 조직은 가위로 다시 나누고, 조직 단편들을 10ml의 분리 배지와 함께 각각 2회 세척하고, 5ml의 소화 배지를 다시 조직에 추가한다.10 ml of digestion medium is slowly and bubble-free injected into the pancreatic ducts of rats 2-3 years old with a syringe and a blunt cannula. The entire pancreas is thereby expanded and thus more easily detached and ready. The pancreas is then transferred to a glass beaker and another 5 ml of digestion medium is added. After removing the adipose tissue and lymph nodes, the tissue is very finely divided in a glass beaker with fine scissors, the adipose tissue floating on top is removed by suction, the suspension is then gasified with carbogen for 1 minute (if necessary) Repeatedly), wrapped in aluminum foil in a stirrer at 200 cycles / min and incubated at 37 ° C. for 20 minutes. The medium is then inhaled and carefully removed, the tissue is subdivided with scissors, the tissue fragments washed twice each with 10 ml of separation medium and 5 ml of digestion medium is added back to the tissue.

약 1분간 다시 카보젠으로 가스처리하고 그리고 200cycles/min인 교반기에서 15분간 37℃로 인큐베이션한 후, 조직 조각은 10ml, 5ml, 2ml, 1ml의 유리 피펫으로 연달아 뽑아 넣는 것에 의해 나누고 한 겹의 필터 섬유를 통해 압축한다. 이런 식으로 개별화된 세포들은 이제 인큐베이션 배지(37℃)에서 5회 세척하고, 카보젠으로 가스처리하고, 매번 90g에서 5분간 원심분리한다. 최종적으로 얻어진 펠렛(pellet)은 인큐베이션 배지에 재현탁하고, 가스처리하고, 조직배양접시에 분배한다.After gasification with carbogen again for about 1 minute and incubation at 37 ° C. for 15 minutes in an agitator at 200 cycles / min, the tissue pieces are divided by successive pull-outs with 10 ml, 5 ml, 2 ml, 1 ml glass pipettes and a single layer of filter Compress through the fibers. Cells individualized in this manner are now washed five times in incubation medium (37 ° C.), gasified with carbogen and centrifuged at 90 g each for 5 minutes. The pellets finally obtained are resuspended in incubation medium, gassed and dispensed into a tissue culture dish.

2. 세포의 배양2. Culture of Cells

분리된 세포를 가진 조직 배양접시는 37℃, 5%의 CO2로 인큐베이터에서 배양한다. 배지는 2 내지 3일마다 교체하고, 모든 분화된 세포는 이때 제거한다.Tissue culture dishes with isolated cells are incubated in 37 ° C., 5% CO 2 in an incubator. Medium is changed every 2-3 days and all differentiated cells are removed at this time.

배양 7일째 되는 날, 세포들을 2mL의 PBS, 1mL의 트립신, 2mL의 인큐베이션 배지로 이루어진 용액으로 계대한다. 이 과정에서, 세포들은 배양 접시의 바닥으로부터 떨어진다. 세포 현탁액은 5분간 원심분리하고, 상층액은 흡입하여 제거하고, 세포들을 2mL의 인큐베이션 배지에 재현탁하여 중간 크기의 세포 배지 플라스크로 이동시키고, 10mL의 인큐베이션 배지를 추가한다. 배지는 3일마다 교체한다.On day 7 of culture, cells are passaged with a solution consisting of 2 mL PBS, 1 mL trypsin, 2 mL incubation medium. In this process, cells fall off the bottom of the petri dish. The cell suspension is centrifuged for 5 minutes, the supernatant is removed by aspiration, the cells are resuspended in 2 mL of incubation medium, transferred to a medium-sized cell media flask, and 10 mL of incubation medium is added. Medium is changed every 3 days.

배양 14일째 되는 날, 세포들을 다시 계대하는데, 그러나 이때는 6ml의 PBS, 3ml의 트립신, 6ml의 인큐베이션 배지를 가지고 한다. 세포 현탁액을 5분간 원심분리하고, 상층액은 흡입하여 제거하고, 세포들을 6ml의 인큐베이션 배지에서 재현탁하고 3개의 중간 크기 세포 배지 플라스크로 이동시키고, 10ml의 인큐베이션 배지를 각각의 플라스크에 추가한다.On day 14 of culture, cells are passaged again, but with 6 ml of PBS, 3 ml of trypsin, and 6 ml of incubation medium. The cell suspension is centrifuged for 5 minutes, the supernatant is removed by suction, the cells are resuspended in 6 ml of incubation medium and transferred to three medium-sized cell media flasks, and 10 ml of incubation medium is added to each flask.

세포들을 반융합 내지는 융합 상태에 이를 때까지 세포들을 더욱 배양하고 계대하고 시드한다.The cells are further cultured, passaged and seeded until the cells are in semi-fusion or fusion state.

실시예 2Example 2

췌장 샘꽈리는 수컷 스프라크-도리(Sprague-Dawley) 래트(20 내지 300g)를 마취시키고(CO2) 등쪽의 대동맥을 통해 방혈하여 얻었다. 캐뉼러는 십이지장을 가로질러 체관으로 도입하었고 HEPES 이글 배지(pH 7.4), 0.1mM HEPES 완충제(pH 7.6), 70%(vol./vol.)의 변형 이글 배지, 0.5%(vol./vol.)의 트라시롤(Bayer AG, Leverkusen, Germany), 1%(wt./vol.)의 소혈청알부민, 2.4mM CaCl2와 콜라게나제(0.63 P/mg, Serva, Heidelberg, Germany)를 포함하는 10mL의 소화 배지를 췌장으로 뒤따라 주입하였다.Pancreatic glands were obtained by anesthetizing male Sprague-Dawley rats (20-300 g) (CO 2 ) and bleeding through the dorsal aorta. The cannula was introduced into the phloem across the duodenum and HEPES Eagle medium (pH 7.4), 0.1 mM HEPES buffer (pH 7.6), 70% (vol./vol.) Modified Eagle medium, 0.5% (vol./vol 1) (wt./vol.) Bovine serum albumin, 2.4 mM CaCl 2 and collagenase (0.63 P / mg, Serva, Heidelberg, Germany). A 10 mL digestive medium containing was injected following the pancreas.

췌장을 떼어내기 전에, 부착해 있는 지방조직, 림프절, 혈관을 부분적으로 제거하였다. 그리고나서 건강한 췌장조직은 소화 배지(20℃에서, 더 낮은 대사)에 두고, 췌장조직을 가위로 매우 세밀하게 나누고, 상단에 떠 있는 지방조직은 흡입하여 제거하고, 조직 현탁액은 노즐을 세포가 있는 배지로 넣지 않고 카보젠(Messer, Krefeld, Germany)으로 가스처리하였으며(물리적 힘의 감소) 그것과 함께 pH는 7.4로 조절하였다. 그리고나서 현탁액을 10mL의 소화 배지에서 37℃로, 연속적으로 저으면서(분당 150 내지 200회) 25mL의 삼각플라스크(Erlenmeyer flask)(알루미늄호일로 싸인)에서 인큐베이션하였다. 15 내지 20분 후, 상단에 떠 있는 지방 그리고 배지는 흡입으로 제거하였고 조직을 다시 나누고 콜라게나제 없이 배지로 린스하였고(적어도 2회 그 과정을 반복, 바람직하게는 세포 세분이 명백해질 때까지), 그 후에 소화 배지를 추가하고 혼합물은 약 1분간 카보젠으로 다시 가스처리하였다. 콜라게나제를 가지고 소화시키는 것은 같은 완충제를 사용하여 교반기에서 15분간 37℃에서 다시 뒤따라 실시하였다. 소화 후에, 샘꽈리는 좁은 통로를 가진 10mL, 5mL, 2mL의 유리 피펫을 통해 연속적으로 잡아당겨 꺼내어 분리하였고, 약 250μm의 망을 가진 단층 나이론 망(Polymon PES-200/45, Angst & Pfister AG, Zurich, Switzerland)을 통해 여과하였다. 샘꽈리는 원심분리하였고(Beckman GPR 원심분리기에서 37℃, 600 내지 800rpm으로, 약 90g에 상응하여) 24.5mM의 HEPES(pH 7.5), 96mM의 NaCl, 6mM의 KCl, 1mM의 MgCl2, 2.5mM의 NaH2PO4, 0.5mM의 CaCl2, 11.5mM의 글루코스, 5mM의 피루베이트산나트륨(sodium pyruvate), 5mM의 글루타민산나트륨(sodium glutamate), 5mM의 푸마르산나트륨(sodium fumarate), 1%(vol./vol.)의 변형 이글 배지, 1%(wt./vol.)의 소혈청알부민을 포함하는 인큐베이션 배지에서 세척하여 더욱 정제하였고, 카보젠으로 평형을 유지하고, pH를 7.4로 조정하였다. 세척 과정(원심분리, 흡입 제거, 재현탁)은 5회 반복하였다. 특별한 언급이 없는 한, 상기 작용은 상기 분리를 위해 약 20℃에서 실시하였다.Before removing the pancreas, the attached adipose tissue, lymph nodes, and blood vessels were partially removed. Healthy pancreatic tissue is then placed in the digestive medium (at 20 ° C, lower metabolism), the pancreatic tissue is very finely divided by scissors, the adipose tissue floating at the top is removed by suction, and the tissue suspension is removed from the cell The gas was treated with Kabogen (Messer, Krefeld, Germany) without the medium (reduction of physical force) and with it the pH was adjusted to 7.4. The suspension was then incubated in 37 mL Erlenmeyer flask (covered with aluminum foil) with continuous stirring (150-200 times per minute) in 10 mL digestion medium. After 15-20 minutes, the floating fat and medium at the top were removed by inhalation and the tissue was re-divided and rinsed with medium without collagenase (repeat the process at least twice, preferably until the cell segment became clear). Then digestion medium was added and the mixture was again gasified with carbogen for about 1 minute. Digestion with collagenase was followed again at 37 ° C. for 15 minutes in the stirrer using the same buffer. After digestion, the samples were pulled out continuously by 10 mL, 5 mL, and 2 mL glass pipettes with narrow passages and separated, and the monolayer nylon nets (Polymon PES-200 / 45, Angst & Pfister AG, Zurich, Switzerland). The samples were centrifuged (37 ° C., 600-800 rpm in a Beckman GPR centrifuge, corresponding to about 90 g) 24.5 mM HEPES (pH 7.5), 96 mM NaCl, 6 mM KCl, 1 mM MgCl 2 , 2.5 mM NaH 2 PO 4 , 0.5 mM CaCl 2 , 11.5 mM glucose, 5 mM sodium pyruvate, 5 mM sodium glutamate, 5 mM sodium fumarate, 1% (vol / vol.), modified Eagle's medium, incubation medium containing 1% (wt./vol.) bovine serum albumin to further purify, equilibrate with carbogen and adjust pH to 7.4. The washing procedure (centrifugation, suction removal, resuspension) was repeated five times. Unless otherwise noted, the action was carried out at about 20 ° C. for the separation.

샘꽈리는 인큐베이션 배지에 재현탁하였고 5%의 CO2를 함유하는 습한 분위기에서 37℃로 배양하였다. 샘꽈리조직은 이러한 조건 하에서 빠르게 죽었고(2일 이내), 죽어가는 분화된 세포들은 인접하는 세포들로부터 그들을 손상시키는 일 없이(보호 분리) 떨어져 나왔고, 반면에 죽어가지 않는 줄기세포들은 바닥으로 가라앉았고, 거기에서 달라붙었다. 분화된 샘꽈리세포들은 이렇게 하는 것이 가능하지 않다. 자유롭게 떠다니는 대부분의 샘꽈리 그리고 샘꽈리세포들을 이때 제거하면서, 인큐베이션 배지를 시드 후, 2일째 또는 3일째 되는 날 처음으로 교체하였다. 이 시점에서, 처음의 줄기세포 및/또는 그들의 전구체들이 바닥에 정착했고 나누어지기 시작했다. 배지의 교체는 그리고 나서 3일 마다 반복하였고 분화된 샘꽈리 췌장세포들을 배지가 교체될 때마다 제거하였다.Samchully was resuspended in incubation medium and incubated at 37 ° C. in a humid atmosphere containing 5% CO 2 . Sampling tissue died rapidly under these conditions (within 2 days), and dying differentiated cells fell away without damaging them from adjacent cells (protective separation), while non-dying stem cells sank to the bottom. Caught there, Differentiated sampling cells are not possible to do this. Most of the free floating samples and sample cells were removed at this time, incubation medium was seeded and replaced for the first time on the second or third day. At this point, the first stem cells and / or their precursors settled to the bottom and began to divide. The change of medium was then repeated every three days and differentiated Sampling pancreatic cells were removed each time the medium was changed.

배양 7일째 되는 날, 세포들을 2mL의 PBS, 1mL의 트립신(+0.05%의 EDTA), 2mL의 인큐베이션 배지로 구성된 용액으로 계대하였다. 세포들은 배양 접시의 바닥으로부터 떨어졌다. 세포 현탁액을 5분간 약 1000rpm으로(Beckmann GPR 원심분리기) 원심분리하였고, 상층액은 흡입하여 제거하였고 또한 세포들은 2mL의 인큐베이션 배지에 재현탁하여 중간 크기의 세포 배지 플라스크로 이동시켰고, 10mL의 인큐베이션 배지를 추가했다.On the 7th day of culture, cells were passaged with a solution consisting of 2 mL PBS, 1 mL trypsin (+ 0.05% EDTA), 2 mL incubation medium. The cells fell off the bottom of the culture dish. The cell suspension was centrifuged at about 1000 rpm (Beckmann GPR centrifuge) for 5 minutes, the supernatant was removed by suction and the cells were resuspended in 2 mL of incubation medium and transferred to a medium cell media flask and 10 mL of incubation medium. Added.

배양 14일째 되는 날, 세포들을 다시 계대하였는데, 이번에는 6mL의 PBS, 3mL의 트립신/EDTA, 6mL의 인큐베이션 배지로 계대하였다. 세포 현탁액을 5분간 1000rpm으로 원심분리하였고, 상층액은 흡입하여 제거하였고 또한 세포들을 6mL의 인큐베이션 배지에 재현탁하고 세 개의 중간 크기의 세포 배지 플라스크로 이동시키고 각각에 10mL의 인큐베이션 배지를 추가했다.On day 14 of culture, cells were passaged again, this time with 6 mL PBS, 3 mL trypsin / EDTA, 6 mL incubation medium. The cell suspension was centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes, the supernatant was removed by aspiration and the cells were also resuspended in 6 mL of incubation medium and transferred to three medium-sized cell media flasks and 10 mL of incubation medium was added to each.

17일째 되는 날, 세 번째 계대를 총 6개의 중간 크기 세포 배지 플라스크에서 실시하였고, 24일째 되는 날, 네 번째 계대를 총 12개의 중간 크기 세포 배지 플라스크에서 실시하였다. 이제 최종적으로 줄기세포를 제외한 모든 일차세포들을 세포배지로부터 제거시켰다.On day 17, the third passage was conducted in a total of six medium-sized cell media flasks, and on day 24, the fourth passage was performed in a total of 12 medium-sized cell media flasks. Finally, all primary cells except stem cells were removed from the cell medium.

줄기세포를 원하는 만큼 자주 더욱 배양하고 계대하고 시드할 수 있다. 시드는 바람직하게는 인큐베이션 배지에서 2×105 내지 4×105 세포수/cm2의 밀도로 실시한다.Stem cells can be further cultured, passaged and seeded as often as desired. Seeding is preferably performed at a density of 2 × 10 5 to 4 × 10 5 cells / cm 2 in incubation medium.

실시예 3Example 3

인간의 귀밑샘선의 외분비조직으로부터의 분리와 배양은 다음의 경우를 제외하고는 췌장 프로토콜과 유사하게 실시하였다:Isolation and culture of human parotid gland from exocrine tissue were performed similarly to the pancreatic protocol except for the following:

1. 귀밑샘선의 외분비조직은 샘꽈리조직과 관상조직의 혼합이었다.1. The exocrine tissue of the parotid gland was a mixture of glandular and coronary tissues.

2. 침샘이 췌장보다 프로테아제와 아밀라아제를 적게 포함하기 때문에, 조직을 지나치게 손상시키는 일 없이 정밀검사(workup) 전에 약 4℃에서의 냉장 하에서 잠시 동안 침샘조직을 저장하는 것이 가능하다. 구체적인 예로는, 저장시간은 15시간이었고 원하는 줄기세포의 분리에 대해 어떠한 부정적인 영향도 없었다.2. Because salivary glands contain less proteases and amylases than the pancreas, it is possible to store salivary gland tissues for a while under refrigeration at about 4 ° C. before workup without overly damaging the tissues. As a specific example, the storage time was 15 hours and there was no negative effect on the isolation of the desired stem cells.

아래의 실시예 4는 오르가노이드체를 생산하기 위한 작용 프로토콜을 상세히 설명한다.Example 4 below describes in detail the working protocol for producing organoid bodies.

실시예 4Example 4

미분화세포들을 10ml의 PBS, 4ml의 트립신, 8ml의 분화 배지의 용액으로 트립신처리하고 나서 5분 동안 원심분리한다. 결과적으로 얻어진 펠렛을 100μl 배지 당 3000개의 세포들의 희석이 조절되는 방식으로 분화 배지에 재현탁한다. 세포들은 3ml의 피펫을 가지고 그 후 다시 잘 현탁한다.Undifferentiated cells are trypsinized with a solution of 10 ml PBS, 4 ml trypsin, 8 ml differentiation medium and centrifuged for 5 minutes. The resulting pellet is resuspended in differentiation medium in such a way that the dilution of 3000 cells per 100 μl medium is controlled. The cells take 3 ml pipettes and then suspend again.

커버를 플레이트당 15mL의 PBS(37℃)로 미리 코팅한 세균 배양용 페트리 접시로부터 옮기고 커버를 뒤집는다. 자동 피펫을 사용하여 대략 50개의 20μl 방울들을 커버에 놓는다. 커버는 그리고 나서 방울들이 늘어지도록 빠르게 뒤집어서 분화 배지로 채워진 페트리 접시에 놓는다. 페트리 접시들을 그리고 나서 인큐베이터 에 조심스럽게 놓고 48시간 동안 인큐베이션한다.The cover is removed from a petri dish for bacterial culture previously coated with 15 mL PBS (37 ° C.) per plate and the cover is inverted. Approximately 50 20 μl drops are placed on the cover using an automatic pipette. The cover is then quickly flipped over to allow the droplets to sag and placed in a Petri dish filled with differentiation medium. Petri dishes are then carefully placed in an incubator and incubated for 48 hours.

다음으로, 현적에서 오르가노이드체를 형성하는 집합된 세포들을 네 개의 커버로부터 20%의 FCS가 포함된 5ml의 인큐베이션 배지를 가지는 세균 배양용 페트리 접시로 한꺼번에 옮기고 96시간 동안 더욱 배양한다.Next, the aggregated cells forming the organoid body in suspension are transferred from four covers to a petri dish for bacterial culture with 5 ml of incubation medium containing 20% FCS and further incubated for 96 hours.

오르가노이드체들을 이제 피펫으로 조심스럽게 모아 분화 배지를 담고 있고 0.1%의 젤라틴으로 코팅된 세포 배양 용기로 옮긴다. 이 프로세스의 특히 바람직한 실시예에서, 0.1%의 젤라틴으로 코팅된 6cm의 페트리 접시는 배양 용기로 쓰는데, 4mL의 분화 배지를 그 전에 놓고 그리고 나서 각각에 6개의 오르가노이드체를 둔다. 0.1%의 젤라틴으로 코팅된 챔버 슬라이드는 또 다른 바람직한 배양용기를 구성하는데, 거기에 3ml의 분화 배지를 놓았고 그 후 각각에 3개 내지 8개의 오르가노이드체를 두었다. 게다가, 0.1%의 젤라틴으로 코팅되고 웰(well)당 1.5ml의 분화 배지가 놓이고 그 후 각각에 4 개의 오르가노이드체가 담긴 24-웰 마이크로타이터(microtiter) 플레이트 또한 사용할 수 있다.Organoids are now carefully collected in a pipette and transferred to cell culture vessels containing differentiation medium and coated with 0.1% gelatin. In a particularly preferred embodiment of this process, a 6 cm Petri dish coated with 0.1% gelatin is used as a culture vessel, with 4 mL of differentiation medium placed before and then 6 organoid bodies in each. Chamber slides coated with 0.1% gelatin constituted another preferred culture vessel, in which 3 ml of differentiation medium was placed, followed by three to eight organoid bodies each. In addition, 24-well microtiter plates coated with 0.1% gelatin and 1.5 ml of differentiation medium per well, each containing four organoids, can also be used.

이런 식으로 배양할 때, 세포가 오르가노이드체로 분화하는 능력은 활성화되고 세포들을 특히 호르몬-생산 세포들로 분화시킬 수 있다. 세포들은 개별세포로서 뿐만 아니라 오르가노이드체로서 저장되고 배양될 수 있으며, 그들의 전분화능을 유지한다.When cultured in this way, the ability of the cells to differentiate into organoid bodies is activated and can differentiate the cells, particularly hormone-producing cells. Cells can be stored and cultured as individual cells as well as organoid bodies, maintaining their pluripotency.

(ii) 오르가노이드체 및/또는 조직체로의 분화(ii) differentiation into organoids and / or tissues

분리와 선택적 집합 후에, 줄기세포들 또는 선택적으로, 이미 자발적으로 분 화된 호르몬-생산 세포들은 특정 세포 배지나 오르가노이드체에 존재한다. 다음의 프로세스에서 줄기세포의 자극된 분화나 이미 분화된 세포의 자극된 성장은 스텝 200(도 1)에 따라 실시한다. 이런 취지로 하나 또는 그 이상의 상기 언급된 자극처리를 실행한다. 분화의 자극은 일반적으로 줄기세포 또는 오르가노이드체의 분화가 일어나는 방식으로 상기 언급된 분화 배지(l)를 가지고 실시할 수 있다. 본 발명자들은 분화가 다른 세포형태에 더해, 특히 호르몬-생산 세포를 산출해낸다는 것을 발견했는데, 그것들은 그 후 다음 프로세스(도 1에서 스텝 300)에서 선택된다. 대체적으로, 분화에는 상기 언급된 다른 분화 배지가 제공되는데, 그것을 가지고 주로 호르몬-생산 세포로의 분화가 일어나고 또한 그것의 사용에 의해 다음의 식별과 선택의 과정이 단순화된다. 남아 있는 실시예들이 다른 분화 배지와 자극 기술에 관한 것인 반면, 다음 실시예 5는 분화 배지(l)를 가지고 자극하는 것에 관한 것이다.After isolation and selective aggregation, stem cells or, optionally, already spontaneously differentiated hormone-producing cells are present in a particular cell medium or organoid body. In the following process, stimulated differentiation of stem cells or stimulated growth of already differentiated cells is performed according to step 200 (FIG. 1). To this end, one or more of the above-mentioned stimulation treatments are carried out. Stimulation of differentiation can generally be carried out with the above mentioned differentiation medium (l) in such a way that differentiation of stem cells or organoid bodies takes place. We found that differentiation yields, in addition to other cell types, in particular hormone-producing cells, which are then selected in the next process (step 300 in FIG. 1). In general, differentiation is provided with the differentiation medium mentioned above, with which the differentiation mainly takes place into hormone-producing cells and also the use of which simplifies the following identification and selection process. While the remaining examples relate to different differentiation medium and stimulation techniques, the following example 5 relates to stimulation with differentiation medium (l).

실시예 5Example 5

분화 유도를 위해, 바람직하게는 배양 42일 후의 줄기세포를 사용한다. 세 번째 또는 네 번째 계대 후의 줄기세포 또는 액체 질소의 온도에서 12 내지 18 개월 동안 저장되었던 세포들의 사용 또한 문제없이 가능했다.For induction of differentiation, stem cells are preferably used after 42 days of culture. The use of cells stored for 12-18 months at the temperature of stem cells or liquid nitrogen after the third or fourth passage was also possible without problems.

우선, 세포들을 상기 언급된 조성물을 갖는 분화 배지(l)로 이동시켰고, 예를 들면, 배양 배지에서 줄기세포 배지의 트립신 처리, 5분 동안 1000rpm으로 원심분리하는 것, 분화 배지(l)에서 펠렛을 재현탁시키는 것, 요구되는 범위까지 희석 하는 것에 의해 약 3×104 세포수/ml의 밀도로 조정하였다.First, cells were transferred to differentiation medium (l) with the above-mentioned composition, for example trypsin treatment of stem cell medium in culture medium, centrifugation at 1000 rpm for 5 minutes, pellets in differentiation medium (l) It was adjusted to a density of about 3 x 10 4 cells / ml by resuspending and diluting to the required range.

그리고 나서, 약 50개의 20μl 방울들(600세포수/20μl)을 세균 배양용 페트리 접시(팩트 팁:packed tips)의 커버의 안쪽에 놓고 커버들을 방울들이 늘어지도록 PBS로 채워진 페트리 접시 위에 조심스럽게 뒤집어 놓았다. 새로운 팁은 각각의 커버에 쓰였다. 페트리 접시들을 그리고 나서 조심스럽게 인큐베이터에 놓았고 48시간 동안 37℃로 인큐베이션하였다.Then, about 50 20 μl drops (600 cell counts / 20 μl) were placed inside the cover of the petri dish for bacterial culture (packed tips) and carefully flip the covers over the Petri dish filled with PBS so that the drops drooped. Let go. New tips were used for each cover. Petri dishes were then carefully placed in an incubator and incubated at 37 ° C. for 48 hours.

다음으로 현적에 집합된 세포들, 즉 오르가노이드체들을 각각의 네 개의 커버로부터 20%의 FCS를 포함하는 5mL의 인큐베이션 배지를 가진 세균 배양용 페트리 접시로 옮겼고(커버를 비스듬하게 붙잡고 약 2.5mL의 배양 배지로 오르가노이드체를 린스함) 또 다른 5일 내지 9일, 바람직하게는 96시간 동안 배양하였다.The cultivated cells, or organoids, were then transferred from each of the four covers to a petri dish for bacterial culture with 5 mL of incubation medium containing 20% FCS (hold the cover at an angle and holding about 2.5 mL). Rinse the organoid body with culture medium) incubated for another 5-9 days, preferably 96 hours.

오르가노이드체들을 이제 피펫을 사용하여 조심스럽게 모아 0.1%의 젤라틴으로 코팅되고 분화 배지(l)를 포함하는 세포 배양 용기로 옮겼다. 오르가노이드체들은 그리고 나서 증식되었고 더욱 개별화되고, 증식되고, 다시 개별화될 수 있는 개별 세포 영역에서 부분적으로 자랐다. 이 프로세스의 특히 바람직한 실시예에서, 0.1%의 젤라틴으로 코팅된 6cm의 페트리 접시는 배양 용기로써 사용되었는데, 거기에 4mL의 분화 배지(l)를 놓았고 그것에 각각 6개의 오르가노이드체를 두었다. 또 다른 바람직한 배양 용기는 0.1%의 젤라틴으로 코팅되고 3mL의 분화 배지가 놓이고 그 후 각각에 3 내지 8개의 오르가노이드체가 주어진 챔버 슬라이드, 전자 현미경 조사(study)를 위한 서마녹스 플레이트(Thermanox plate)(Nalge Nonc International, USA)로 대표되었다. 또 다른 대체물은 0.1%의 젤라틴으로 코팅된 24-웰 마이크로타이터 플레이트였는데, 거기에는 웰당 1.5ml의 분화 배지(l)를 놓고 나서 각각에 4개의 오르가노이드체를 두었다.Organoids were now carefully collected using a pipette and transferred to cell culture vessels coated with 0.1% gelatin and containing differentiation medium (l). Organoid bodies then grew and partially grew in individual cell regions that can be further individualized, expanded, and re-individualized. In a particularly preferred embodiment of this process, a 6 cm Petri dish coated with 0.1% gelatin was used as a culture vessel, in which 4 mL of differentiation medium (l) was placed and 6 organoid bodies each to it. Another preferred culture vessel is a chamber slide, coated with 0.1% gelatin and 3 mL of differentiation medium, each of which is then given three to eight organoids, a Thermanox plate for electron microscopy. (Nalge Nonc International, USA). Another alternative was a 24-well microtiter plate coated with 0.1% gelatin, with 1.5 ml of differentiation medium (l) per well followed by four organoid bodies in each.

이 프로세스의 바람직한 실시예에서, 오르가노이드체를 젤라틴으로 코팅된 6cm의 페트리 접시에서 약 7주간 배양하였고 그 후 개별 오르가노이드체는 제조업자의 지침에 따라 마이크로디섹터(Microdissector)(Eppendorf, Hamburg, Germany)를 사용하여 잘라냈고 그리고 나서 예들 들면, 새로운 6cm의 페트리 접시, 챔버 슬라이드 또는 서마녹스 플레이트로 옮겼다.In a preferred embodiment of this process, the organoid bodies were incubated for about 7 weeks in a 6 cm petri dish coated with gelatin and the individual organoid bodies were then microdissector (Eppendorf, Hamburg, Germany) according to the manufacturer's instructions. ) And then transferred to, for example, a new 6 cm Petri dish, chamber slide or thermox plate.

실시예 6Example 6

상기 언급된 다른 분화 배지를 가지고 자극하는 것을 유사한 방식으로 실시한다.Stimulation with the other differentiation medium mentioned above is carried out in a similar manner.

실시예 7Example 7

도 6은 배양 배지에 포함된 분자 신호 또는 분화 인자(5)에 의한 기질(21)에서의 줄기세포(1)의 자극(스텝 200)을 설명한다. 세포 수용체(1a)들은 줄기세포(1)의 표면에 위치한다. 신호나 분화 인자를 세포 수용체(1a)에서 결합할 때, 줄기세포(1)는 각인되고 원하는 호르몬-생산 세포로의 분화가 시작된다. 알려진 생물학적 거대분자, 췌장 세포의 세포성분(cellular component) 또는 특히, 랑게르한스섬 근처에 있는 췌장의 내분비 조직에 위치하는 세포, 세포성분 또는 세포군을 포함하는 분자 신호 또는 분화 인자(5)를 사용한다.6 illustrates the stimulation of the stem cells 1 in the substrate 21 by the molecular signal or the differentiation factor 5 included in the culture medium (step 200). Cell receptors 1a are located on the surface of stem cells 1. When a signal or differentiation factor is bound at the cell receptor 1a, the stem cells 1 are imprinted and differentiation into the desired hormone-producing cells begins. Molecular signals or differentiation factors (5) comprising known biological macromolecules, cellular components of pancreatic cells or cells, cellular components or cell populations, in particular located in the endocrine tissue of the pancreas near the island of Langerhans, are used.

실시예 8Example 8

도 7은 그에 따라 이미 분화된 세포(6)를 가지고 줄기세포(1)를 각인하는 것을 설명하는데, 그 막 표면에 적절한 신호나 분화 인자가 고정되거나 자연적으로 존재한다.Fig. 7 thus illustrates the imprinting of stem cells 1 with already differentiated cells 6, where appropriate signals or differentiation factors are fixed or naturally present on the membrane surface.

실시예 9Example 9

또 다른 변형에 따르면, 줄기세포의 유전자 활성화는 예를 들면, DE 102 90 025 T1에 설명된 것처럼 도모할 수 있다.According to another variation, gene activation of stem cells can be promoted as described, for example, in DE 102 90 025 T1.

실시예 10Example 10

도 8은 인간의 외분비 췌장에서 유래한 인슐린-생산 세포의 현미경 사진을 통해 분화된 세포의 인슐린 생산을 나타낸다. 그에 따른 결과는 인간이나 다른 척추동물의 침샘을 가지고 발견하였다. 화살표로 표시된 지점들은 세포에 의해 생산된 인슐린을 나타낸다. 흰색 줄은 원래의 20μm의 길이에 대응한다.8 shows insulin production of differentiated cells through micrographs of insulin-producing cells derived from human exocrine pancreas. The results were found with salivary glands of humans or other vertebrates. The points indicated by the arrows indicate the insulin produced by the cells. The white stripe corresponds to the original 20μm length.

상기 명세서, 청구항, 도면에서 나타낸 본 발명의 특성은 그것의 다양한 실시예에서 발명의 실시에 대해 조합해서뿐만 아니라 개별적으로 중요할 수 있다.The features of the invention shown in the foregoing specification, claims, and drawings may, in various embodiments thereof, be of particular importance as well as in combination for the practice of the invention.

본 발명의 목적은 배아줄기세포 사용과 관련된 제한을 피하고 그럼에도 불구하고 간단한 프로세스 조건 하에서 대량 사용에 적합한, 적어도 하나의 췌장 호르몬을 생산하는 세포로 줄기세포를 분화시키는 향상된 프로세스를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 특별히 췌장질환, 특히 당뇨병을 앓고 있는 환자에게 이식할 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 발생을 위한 향상된 프로세스의 달성을 포함한다.It is an object of the present invention to avoid the limitations associated with embryonic stem cell use and nevertheless provide an improved process for differentiating stem cells into cells producing at least one pancreatic hormone suitable for mass use under simple process conditions. The object of the present invention includes the achievement of an improved process for the generation of cells which produce pancreatic hormones to be implanted, especially in patients with pancreatic diseases, in particular diabetes.

Claims (33)

유기체의 분화된 외분비 선상조직으로부터 얻어진 줄기세포의 배양과 분화를 포함하는 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 발생을 위한 프로세스.A process for the generation of pancreatic hormone producing cells comprising culturing and differentiating stem cells obtained from differentiated exocrine glandular tissue of an organism. 제 1항에 있어서, 유기체로부터 일차적으로 분리된 줄기세포가 배양되고 분화되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process of claim 1, wherein the stem cells primarily isolated from the organism are cultured and differentiated. 제 1항에 있어서, 줄기세포가 오르가노이드체로 집합되는 것이 제공되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process according to claim 1, wherein the stem cells are collected in an organoid body. 제 3항에 있어서, 줄기세포의 분화가 오르가노이드체에서 실행되는 것을 특징으로 하는 프로세스.4. The process according to claim 3, wherein the differentiation of stem cells is carried out in an organoid body. 제 3항에 있어서, 오르가노이드체로부터 이차적으로 분리된 줄기세포가 배양되고 분화되는 것을 특징으로 하는 프로세스.4. The process according to claim 3, wherein the stem cells secondary from the organoid body are cultured and differentiated. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 자극된 증식 및/또는 줄기세포의 자극된 분화를 포함하는 췌장 호르몬을 생산하는 세포 발생의 자극이 제공되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a stimulation of the development of a pancreatic hormone producing pancreatic hormone is provided comprising stimulated proliferation of cells producing pancreatic hormone and / or stimulated differentiation of stem cells. Characterized by a process. 제 6항에 있어서, 자극이 다음의 자극 처리:The stimulus treatment of claim 6 wherein the stimulus is: - 내분비 췌장의 일차 배지의 상층액으로 처리,Treatment with supernatant of the primary medium of the endocrine pancreas, - 내분비 췌장의 세포선의 상층액으로 처리,Treatment with supernatants of the cell lines of the endocrine pancreas, - 내분비 췌장의 분화된 세포로 공동배양,Co-culture with differentiated cells of the endocrine pancreas, - 내분비 췌장의 세포선으로 공동배양, 또는Coculture with cell lines of the endocrine pancreas, or - 고정된 분자 성장 인자로 처리,Treatment with fixed molecular growth factors, - 줄기세포를 췌장 호르몬을 생산하는 세포로 분화시키는 것과 관련된 적어도 하나의 유전자의 활성화, 및Activation of at least one gene associated with differentiating stem cells into cells that produce pancreatic hormones, and - 액체에 녹아 있는 분자 성장 인자로 처리Treatment with molecular growth factors dissolved in liquid 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.And at least one of the following. 제 7항에 있어서, 상기 고정된 분자 성장 인자로 처리하는 것이 캐리어에 고 정된 분자 분화 인자로 세포 각인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.8. The process of claim 7, wherein treating with the immobilized molecular growth factor comprises cell imprinting with a molecular differentiation factor immobilized on a carrier. 제 8항에 있어서, 합성 기질, 세포막 또는 삼차원적 매트릭스 기질가 캐리어로써 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process of claim 8, wherein a synthetic matrix, cell membrane or three-dimensional matrix substrate is used as the carrier. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 식별과 선택이 제공되는 것을 특징으로 하는 프로세스.10. The process according to any one of claims 1 to 9, wherein the identification and selection of cells producing pancreatic hormones is provided. 제 10항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포의 선택이 세포 분류 프로세스를 포함하는 프로세스.The process of claim 10, wherein the selection of cells that produce pancreatic hormones comprises a cell sorting process. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 식별 및 선택이 되지 않은 세포들이 더 배양되고 분화되도록 하는 것을 특징으로 하는 프로세스.12. The process of claim 10 or 11, wherein the cells that have not been identified and selected are further cultured and differentiated. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유기체의 분비선이나 위장관의 선으로부터 얻어진 줄기세포가 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process according to any one of claims 1 to 12, wherein stem cells obtained from the glands of the organism or the glands of the gastrointestinal tract are used. 제 13항에 있어서, 유기체의 췌장 또는 침샘으로부터 얻어진 줄기세포가 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process according to claim 13, wherein stem cells obtained from the pancreas or salivary glands of the organism are used. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 샘조직 즉 샘꽈리조직에서 유래한 줄기세포가 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process according to any one of claims 1 to 14, characterized in that stem cells derived from glandular tissues, i.e., glandular tissues, are used. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 포유동물을 포함한 척추동물에서 유래한 줄기세포가 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process according to any one of claims 1 to 15, wherein stem cells derived from vertebrates, including mammals, are used. 제 16항에 있어서, 인간을 포함한 영장류에서 유래한 줄기세포가 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.The process of claim 16, wherein stem cells derived from primates, including humans, are used. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포를 약학적 적용에 사용하는 것을 특징으로 하는 프로세스.18. The process according to any one of claims 1 to 17, wherein the cells producing the pancreatic hormone are used for pharmaceutical applications. 제 18항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포가 췌장 질환, 대사 증후군 또는 대사 질환의 치료에 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.19. The process according to claim 18, wherein said pancreatic hormone producing cells are used for the treatment of pancreatic disease, metabolic syndrome or metabolic disease. 제 19항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포가 당뇨병, 고혈당증 또는 약화된 포도당 견딤(impaired glucose tolerance)의 치료에 사용되는 것을 특징으로 하는 프로세스.20. The process according to claim 19, wherein said pancreatic hormone producing cells are used for the treatment of diabetes mellitus, hyperglycemia or impaired glucose tolerance. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포가 인슐린을 생산하는 것을 특징으로 하는 프로세스.21. The process of any one of claims 1 to 20, wherein said pancreatic hormone producing cells produce insulin. 유기체의 분화된 외분비 선상조직으로부터 분리된 줄기세포로부터 형성된 세포인 것을 특징으로 하는 분리된 췌장 호르몬 생산 세포.An isolated pancreatic hormone-producing cell, characterized in that the cell is formed from stem cells isolated from differentiated exocrine glandular tissue of the organism. 제 22항에 있어서, 상기 분리된 췌장 호르몬 생산 세포가 인간의 세포인 것을 특징으로 하는 분리된 췌장 호르몬 생산 세포.23. The isolated pancreatic hormone producing cell of claim 22 wherein said isolated pancreatic hormone producing cell is a human cell. 제 22항 또는 제 23항에 따른 췌장 호르몬을 생산하는 세포를 다수 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 조성물.A cell composition comprising a plurality of cells producing the pancreatic hormone according to claim 22. 제 24항에 있어서, 상기 췌장 호르몬을 생산하는 세포가 제 1항 내지 제 21항 중 어느 하나의 항에 따른 프로세스로 형성된 것을 특징으로 하는 세포 조성물.The cell composition of claim 24, wherein the cells producing pancreatic hormone are formed by a process according to any one of claims 1 to 21. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 다른 세포형태를 추가로 포함하는 세포 조성물.26. The cell composition of claim 24 or 25, further comprising other cell types. 제 26항에 있어서, 상기 다른 세포형태가 췌장 조직에 있는 줄기세포 및/또는 랑게르한스섬의 인접 세포를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 조성물.27. The cell composition of claim 26, wherein said other cell type comprises stem cells in pancreatic tissue and / or adjacent cells of Langerhans islet. 제 24항 내지 제 27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 외피 또는 매트릭스 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 조성물.28. The cell composition of any one of claims 24 to 27 comprising an envelope or matrix material. 제 22항 또는 제 23항에 따른 세포 또는 제 24항에 따른 세포 조성물의 약학적 조성물로써의 사용.Use of a cell according to claim 22 or 23 or a cell composition according to claim 24 as a pharmaceutical composition. 제 22항 또는 제 23항에 따른 세포 또는 제 24항에 따른 세포 조성물의 자가 약학적 조성물로써의 사용.Use of a cell according to claim 22 or 23 or a cell composition according to claim 24 as an autopharmaceutical composition. 제 22항 또는 제 23항에 따른 세포 또는 제 24항에 따른 세포 조성물의 이식을 위한 또는 의학 장치에서의 사용.Use for implantation of a cell according to claim 22 or 23 or a cell composition according to claim 24 or in a medical device. 제 22항 또는 제 23항에 따른 세포 또는 제 24항에 따른 조성물을 포함하는 인공 랑게르한스섬.An artificial Langerhans island comprising a cell according to claim 22 or 23 or a composition according to claim 24. 제 22항 또는 제 23항에 따른 적어도 하나의 세포 또는 제 24항에 따른 적어도 하나의 세포 조성물, 및 약학적 캐리어 기질을 포함하는 약학적 조성물.A pharmaceutical composition comprising at least one cell according to claim 22 or 23 or at least one cell composition according to claim 24, and a pharmaceutical carrier substrate.
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