KR20110020090A - Use of egf-like domain peptide of heregulin beta 1 - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A composition containing EGF-like domain peptide of heregulin beta 1 is provided to induce differentiation of nerve cells and to prevent or treat memory loss diseases. CONSTITUTION: A composition for preventing or treating memory loss diseases or improving memory contains a nucleic acid encoding EGF-like domain peptide of heregulin beta 1. The composition also contains recombinant adenovirus including DNA sequence which encodes the EGF-like domain peptide. The recombinant adenovirus has the DNA sequence encoding secretion indicating signal peptide. The recombinant adenovirus additionally contains virus promoter which is able to express DNA sequence.

Description

히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드의 용도 {Use of EGF-like Domain Peptide of Heregulin Beta 1 }Use of EGF-like Domain Peptide of Heregulin Beta 1}

본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드의 기억력 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료 용도에 관한 것이다.The present invention relates to the use of the EGF-like domain peptide of hiregulin beta1 to improve memory or to prevent or treat memory impairment diseases.

포유동물의 뇌는 신경전구세포(neural precursor cell)의 증식에 의해 세포수를 확보하고 이들의 분화 및 생존과 사멸, 시냅스 형성 등 일련의 과정을 거쳐 체계적인 신경회로망(neural network)을 발생함으로서 복잡한 기능을 수행할 수 있게 된다. 최근에는 성체에도 신경전구세포가 있다는 것이 확인되고 있으며 줄기세포가 성체의 뇌에서 증식 및 분화하는 과정(neurogenesis)은 바로 재생과정(regeneration)이라 할 수 있다 (Identification of a neural stem cell in the adult mammalian central nervous system(1999), Cell 96, 25-34). 신경전구세포는 주로 측뇌실(lateral ventricle)과 맞닿는 줄무늬체(striatum)의 부뇌실 구역(subventricular zone)에서 발견되고 또한 해마(hippocampus)의 치상회에 있는 부뇌실 구역에서 줄기세포들이 분열하여 과립세포로 되며 이 세포들이 분화하여 기능을 가질 수 있다(Functional neurogenesis in the adult hippocampus(2002) Nature 415, 1031-1034). 성체시기에도 해마 등 뇌의 일부 부위에는 신경전구세포가 증식하여 사멸한 세포를 대체하는데 퇴행성 뇌질환 또는 뇌손상을 받은 부위에서는 신경세포의 상실이 크게 일어나므로 신경전구세포의 증식(neurogenesis)이 촉진되어야 한다. 성체 뇌에서는 신경성장에 필요한 많은 물질을 생산하여 축색돌기(axon)과 수상돌기(dendrite)가 성장하게 되고 새로운 학습과 기억을 할 때마다 시냅스 연결과 신경회로망을 끊임없이 재구성(synaptic remodeling)하므로 분화가 계속된다. 성인 뇌에서 신경전구세포의 증식 및 분화는 주로 해마에서 일어나며 해마는 공간지각력 및 기억력을 형성하는 부위로 치매 환자에서는 초기에 측뇌의 entorhinal coetex와 해마에서 콜린성 신경세포 (cholinergic neuron) 및 글루타메이트성 신경세포 (glutamatergic neuron), 이들의 활동성을 조절하는 가바성 신경세포 (GABAergic neuron)들이 사멸함으로서 공간기억력이 감퇴한다. 그 외에도 해마에서 경련이나 허혈에 의한 신경세포 사멸은 간질과 뇌졸중에서의 기억력 감퇴를 일으킨다. Mammalian brain has a complex function by securing a number of cells by proliferation of neural precursor cells and generating a systematic neural network through a series of processes such as differentiation, survival, death and synapse formation. Will be able to perform Recently, neural progenitor cells have been identified in adults, and the process of stem cell proliferation and differentiation (neurogenesis) in the adult brain can be called regeneration (Identification of a neural stem cell in the adult mammalian). central nervous system (1999), Cell 96, 25-34). Neural progenitor cells are found mainly in the subventricular zone of the striatum, which is in contact with the lateral ventricle, and also in the subventricular zone of the hippocampus. These cells can differentiate and function (Functional neurogenesis in the adult hippocampus (2002) Nature 415, 1031-1034). Even during adulthood, neuronal progenitor cells proliferate in some parts of the brain, such as the hippocampus, to replace dead cells. Neuronal cell proliferation occurs in areas affected by degenerative brain disease or brain damage, which promotes neurogenesis. Should be. The adult brain produces many substances necessary for nerve growth, grows axons and dendrites, and continuously remodels synaptic connections and neural networks with new learning and memory. Continues. The proliferation and differentiation of neural progenitor cells occurs mainly in the hippocampus in the adult brain, and the hippocampus forms spatial perception and memory, and dementia patients initially have entorhinal coetex and cholinergic neurons and glutamate neurons in the hippocampus. (Glutamatergic neurons), GABAergic neurons (regulating their activity) are killed by the loss of spatial memory. In addition, nerve cell death caused by cramps and ischemia in the hippocampus causes memory loss in epilepsy and stroke.

신경세포는 세포분화하고 시냅스를 형성하는 과정에서 신경성장인자와 같은 표적유래 생존인자(target-derived survival factor)를 받지 못하면 세포사멸하며, 스트레스와 세포독성물질(cytotoxic agent)에 의한 세포사멸은 퇴행성 뇌질환의 주요 원인이 된다. 뇌신경세포의 사멸이 주요한 원인이 되는 퇴행성 뇌질환은 치매, 파킨슨병, 알츠하이머병 등의 다양한 질환을 포함한다. 대부분의 퇴행성 뇌질환은 기억 장애 (기억력 감퇴)를 수반하며, 최근 복잡한 사회활동 등에 의한 스트레스 및 공해와 같은 생활 환경 악화로 일반인에서도 기억력 감퇴 현상이 나타나고 있 다.In the process of cell differentiation and synapse formation, nerve cells die when they do not receive a target-derived survival factor, such as nerve growth factors. Cell death by stress and cytotoxic agents is degenerative. It is a major cause of brain disease. Degenerative brain diseases in which death of neuronal cells is a major cause include various diseases such as dementia, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease. Most degenerative brain diseases are accompanied by memory impairment (memory loss), and recent memory deterioration phenomenon has occurred in the general public due to deteriorating living environment such as stress and pollution caused by complex social activities.

신경재생물질로 가장 가능성이 큰 후보물질은 신경성장인자(neurotrophic factor)이다. 따라서 신경성장인자를 이용하여 신경전구세포의 증식을 촉진하여 세포수를 확보하고 이들의 분화를 증진시킴으로써 신경재생을 촉진할 수 있으며, 이를 바탕으로 신경세포의 생존 및 사멸, 이동, 시냅스 형성 등을 조절에 의해 기억 장애를 회복하고 기억력을 향상시킬 수 있을 것이다.The most likely candidate for neuroregeneration is the neurotrophic factor. Therefore, it is possible to promote neuronal regeneration by securing the number of cells by promoting the proliferation of neural progenitor cells using nerve growth factors and promoting their differentiation.Based on this, the survival and death of neurons, migration, synapse formation, etc. Modulation may help to restore memory and improve memory.

신경계에 존재하는 신경성장인자들은 일반적으로 세포막 수용체를 활성화하여 신호전달을 조절함으로써 신경세포의 반응을 유도한다. 신경성장인자 중 뉴레귤린(neuregulin)은 구조적으로 연관된 유전자군(gene family)를 이루고 있으며 선택적 스플라이싱(alternative splicing)에 의해 30여 개의 다른 형태로 발현된다(Glial growth factors are alternatively spliced erbB2 ligands expressed in the nervous system (1993) Nature 362, 312-318; Neuregulins: functions, forms, and signaling strategies (2003) Exp . Cell Res . 284, 14-30). 뉴레귤린은 크게 타입I, 타입II 및 타입III의 세 가지 종류로 나누며, 이 중 타입I 뉴레귤린은 NDF (Neu differentiation factor), HRG (Heregulin), ARIA (Acetylcholin receptor inducing activity) 등으로 불린다(이하 타입I 뉴레귤린은 히레귤린으로 통칭한다). 타입II 뉴레귤린은 GGF (glial growth factor)로 불리고 신경계 발달 후기에 주로 발현하며, 타입III 뉴레귤린은 SMDF (sensory and motor neuron derived facto), CRD (Cytein rich domain) 뉴레귤린으로 불린다. Nerve growth factors present in the nervous system generally induce neuronal responses by activating cell membrane receptors to regulate signaling. Among the growth factors, neuroregulin is a structurally related gene family and is expressed in over 30 different forms by alternative splicing (Glial growth factors are alternatively spliced erbB2 ligands expressed in the nervous system (1993) Nature 362, 312-318; Neuregulins: functions, forms, and signaling strategies (2003) Exp . Cell Res . 284, 14-30). Neuregulin is divided into three types, Type I, Type II, and Type III, among which Type I Neuregulin is called NDF (Neu differentiation factor), HRG (Heregulin), ARIA (Acetylcholin receptor inducing activity), etc. Type I nuregulin is collectively called hiregulin). Type II nuregulin is called GGF (glial growth factor) and is mainly expressed in late nervous system development, and type III nuregulin is called sensory and motor neuron derived facto (SMDF) and cytyne rich domain (CRD) nuregulin.

히레귤린(HRG)은 수용체 티로신 키나제인(receptor tyrosine kinase: RTK) ErbB3 및 ErbB4와 반응하여 신호전달을 조절하며 중요한 세포질 내 신호단백질들의 인산화를 조절함으로써 신경세포의 반응을 유도한다. 또 다른 수용체인 ErbB2는 히레귤린이 ErbB3및 ErbB4와 결합한 후에 반응한다(Expression of neuregulins and their putative receptors, ErbB2 and ErbB3, is induced during wallerian regeneration (1997) J. Neurosci . 17, 1642-1659). 모든 뉴레귤린에는 EGF (epidermal growth factor)-성 도메인(like domain)이 있으며 이 부분만으로 ErbB 단백질과 결합하여 세포반응을 나타낼 수 있다. 히레귤린은 EGF-성 도메인 옆에 있는 α 또는 β 형태의 도메인에 의해 히레귤린 α 또는 β로 나뉘며 α는 비신경세포, β는 신경세포에서 발견된다. 히레귤린은 중추신경계와 말초신경계에서 슈반세포와 신경교세포의 사멸과 증식, 신경세포의 생존과 이동과 분화, 축색 성장 등을 유도한다(Role of neuregulins in glial cell development (2000)Glia 29, 104-111; GDNF family ligands activate multiple events during axonal growth in mature sensory neurons (2004) Mol . Cell . Neurosci . 25, 453-459).Hiregulin (HRG) reacts with receptor tyrosine kinase (RTK) ErbB3 and ErbB4 to regulate signaling and induce neuronal responses by regulating phosphorylation of important intracellular signaling proteins. Another receptor, ErbB2, reacts after hyregulin binds to ErbB3 and ErbB4 (Expression of neuregulins and their putative receptors, ErbB2 and ErbB3, is induced during wallerian regeneration (1997) J. Neurosci . 17, 1642-1659). All nuregulins have an epidermal growth factor (EGF) -like domain, which only binds to the ErbB protein for cellular responses. Hiregulin is divided into hiregulin α or β by the α or β form domain next to the EGF-sexual domain, where α is found in non-neuronal cells and β is in nerve cells. Hiregulin induces the death and proliferation of Schwann cells and glial cells in the central and peripheral nervous system, survival and migration and differentiation of neurons, and axon growth (Role of neuregulins in glial cell development (2000) Glia 29, 104- 111; GDNF family ligands activate multiple events during axonal growth in mature sensory neurons (2004) Mol . Cell . Neurosci . 25, 453-459).

신경성장인자를 신경질환 치료에 이용하는 방법으로는 줄기세포에 직접 처리하여 이식하는 방법이 있으나 이는 신경전구세포의 분리 및 유지가 어렵다는 문제가 있으며 다른 방법으로 유전자 전달 벡터로서 바이러스를 이용하는 세포치료 방법이 있다. 줄기세포의 이식을 통한 세포치료(stem cell theraphy)를 근간으로 하는 재생의학은 질환의 궁극적인 치료방법이 될 것이다.As a method of treating nerve growth factor for neurological disease, there is a method of directly implanting stem cells, but it is difficult to separate and maintain neural precursor cells. Another method of cell therapy using a virus as a gene transfer vector is have. Regenerative medicine based on stem cell theraphy will be the ultimate treatment for the disease.

유전자치료법은 인간을 대상으로 1990년 처음 임상시험이 시작된 이래 2002년까지 약 600여건의 임상시험이 3500명의 환자를 대상으로 진행 중이다. 그러나 지금까지 승인된 유전자치료법 중 75%가 암이나 낭포성 섬유증 등의 단일유전 질환의 치료를 목표로 하고 있고 신경질환이나 신경재생을 위한 유전자치료제의 개발은 활발하지 않다 (미국 NIH 재조합 DNA 자문보고서(2002); Gene therapy clinical trials (2002) J Gene Med. www. wiley.co.uk/genmed). Since the first clinical trials in humans began in 1990, about 600 clinical trials have been in progress in 3500 patients. However, 75% of the approved gene therapies are aimed at the treatment of monogenetic diseases such as cancer and cystic fibrosis, and the development of gene therapies for neurological diseases and nerve regeneration is not active. (2002); Gene therapy clinical trials (2002) J Gene Med . www. wiley.co.uk/genmed).

신경 계통의 질환은 뇌기능 연구에 대한 신경과학의 전반적인 연구가 아직 부진한 상태이므로 각종 만성 신경계 질환의 치료 약제개발 또한 난관에 처해 있다. 특히 신경전구세포의 사용은 이제까지와는 전혀 다른 관점에서 질환을 원인적으로 치료하는 의료계의 혁명적인 새로운 치료법으로서 이식부위에 적합한 신경세포 종류로의 분화의 증진을 도모할 수 있다. 또한 신경전구세포의 증식과 분화를 촉진하는 유전자치료제의 직접 주입은 이러한 치료를 현실화하고 대중화할 수 있을 것이다.In the disease of the nervous system, the overall research of neuroscience about the study of brain function is still in a poor state, and the development of therapeutic drugs for various chronic nervous system diseases is also in trouble. In particular, the use of neural progenitor cells is a revolutionary new treatment of the medical community that treats diseases in a completely different perspective, and can promote differentiation into neuronal cell types suitable for transplantation. In addition, direct injection of gene therapy that promotes the proliferation and differentiation of neuronal progenitor cells could make this treatment a reality and popularization.

본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드의 기억력 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료 용도를 제공함을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a memory enhancing or preventive or therapeutic use of EGF-like domain peptides of hiregulin beta1.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 핵산을 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment disorders comprising a nucleic acid encoding the EGF-like domain peptide of hyregulin beta1.

또한 본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment disorders comprising the EGF-like domain peptide of hiregulin beta1.

또한 본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열; 및 분비 지시 펩타이드(signal peptide)를 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 재조합 아데노바이러스를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a DNA sequence encoding the EGF- sex domain peptide of hyregulin beta1; And a recombinant adenovirus comprising a DNA sequence encoding a secretory indication peptide, the composition for improving memory or preventing or treating a memory damage disease.

또한 본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열; 및 분비 지시 펩타이드(signal peptide)를 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 재조합 아데노바이러스를 도입한 중간엽 줄기세포를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a DNA sequence encoding the EGF- sex domain peptide of hyregulin beta1; And a mesenchymal stem cell incorporating a recombinant adenovirus containing a DNA sequence encoding a secreted indication peptide, and a composition for preventing or treating memory impairment.

본 발명에 따른 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드는 신경전구세포의 증식 및 기억 형성에 필요한 신경세포로의 분화를 유도함으로써 기억력을 향상시킬 수 있으며 기억 손상 질환의 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.EGF-domain domain peptide of the hiregulin beta 1 according to the present invention can improve memory by inducing differentiation into neurons necessary for the proliferation and memory formation of neural progenitor cells and can be used for the prevention or treatment of memory damage diseases. .

본 발명은 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드(이하, HRGβE라고 한다)를 암호화하는 핵산을 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases, including a nucleic acid encoding an EGF-like domain peptide of hyregulin beta1 (hereinafter referred to as HRGβE).

본 발명자들은 이전 연구를 통하여 HRGβE가 말초신경계 신경세포의 이동, 분화, 신경돌기 성장촉진 및 재생효과가 있어서 이를 말초신경계 신경 손상 질환의 치료에 효과가 있음을 밝힌 바 있다 (대한민국 등록특허 제10-0765496호). 그러나 HRGβE를 대상으로 연구를 계속하던 끝에 놀랍게도HRGβE가 중추신경계의 신경전구세포의 증식, 생존, 분화 등을 유도하는 효과가 있음을 밝혔으며, 더욱 놀랍게는 HRGβE가 기억력을 향상시키는 효과가 있음을 입증함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. 앞서 기술한 바와 같이 포유동물의 뇌는 신경세포의 수를 확보하고 이들이 기관 내의 적절한 위치로 이동, 분화, 생존 및 사멸, 시냅스 형성 등 일련의 과정을 거쳐 체계적인 신경회로망을 발생함으로써 복잡한 기능을 수행하게 된다. 따라서 단순히 신경전구세포의 증식 또는 재생을 촉진한다고 하여 곧 기억력 향상 또는 기억 손상을 회복시키는 기능을 수행할 수 있는 것은 아니다. 따라서 HRGβE가 기억력 향상 및 기억 손상 질환의 치료 효과를 갖는다는 연구 결과는 이전의 연구 결과로부터 전혀 예측할 수 없었던 놀라운 효과의 발견이 아닐 수 없다.The present inventors have revealed in previous studies that HRGβE has an effect on the migration, differentiation, neurite outgrowth and regeneration of peripheral nervous system neurons, and thus it is effective in the treatment of peripheral nervous system neuropathy diseases. 0765496). However, after further studies on HRGβE, it was surprisingly found that HRGβE has the effect of inducing the proliferation, survival, and differentiation of neuronal progenitor cells of the central nervous system, and more surprisingly, HRGβE has the effect of improving memory. Thus, the present invention has been completed. As described above, mammalian brains perform complex functions by obtaining a number of nerve cells and generating systematic neural networks through a series of processes, such as movement, differentiation, survival and death, and synapse formation, to appropriate locations within organs. do. Therefore, simply promoting the proliferation or regeneration of neuronal progenitor cells does not immediately perform a function of improving memory or repairing memory damage. Therefore, the finding that HRGβE has a therapeutic effect of memory enhancement and memory impairment disease is the discovery of surprising effects that could not be predicted at all from previous studies.

본 발명자들은 하기 실시예를 통하여 HRGβE를 암호화하는 DNA 서열을 포함 하는 재조합 아데노바이러스(이하, HRGβE-Ad라 한다)를 도입한 중간엽 줄기세포를 흰쥐의 뇌에 이식하여, 신경전구세포의 증식, 분화 촉진 및 기억력 향상 효과가 있는 것을 확인하였다. 즉, 사람의 골수 중간엽 줄기세포에 HRGβE-Ad를 감염시킨 결과 HRGβE-Ad가 HRGβE를 합성하여 세포 외로 분비하는 것과, HRGβE-Ad 감염시킨 중간엽 줄기세포를 신경전구세포와 공동배양한 결과 상기 HRGβE가 신경전구세포의 증식을 유도하는 것을 관찰하였다. 또한 상기 HRGβE-Ad로 감염시킨 중간엽 줄기세포를 뇌질환 모델인 흰쥐의 뇌에 이식한 결과, 내재성 신경전구세포의 증식, 증식세포의 생존 및 뉴런으로의 분화를 유도하였으며 특히 해마에서 기억 형성에 필요한 신경세포 종류인 글루타메이트성, 가바성, 콜린성 세포로 분화하였다. 뿐만 아니라, 뇌 손상 모델 흰쥐의 기억력 검사 결과 기억력이 향상되는 결과를 얻음으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors transplanted mesenchymal stem cells into which a recombinant adenovirus containing a DNA sequence encoding HRGβE (hereinafter referred to as HRGβE-Ad) into the brain of rats through the following examples, thereby proliferating neural progenitor cells, It was confirmed that there was an effect of promoting differentiation and improving memory. That is, as a result of HRGβE-Ad infection of human bone marrow mesenchymal stem cells, HRGβE-Ad synthesized HRGβE and secreted it extracellularly, and co-cultured HRGβE-Ad-infected mesenchymal stem cells with neuronal progenitor cells. It was observed that HRGβE induces proliferation of neural progenitor cells. In addition, transplantation of the HRGβE-Ad-infected mesenchymal stem cells into the brain of a rat model of brain disease resulted in proliferation of endogenous neural progenitor cells, survival of proliferating cells, and differentiation into neurons. Differentiation into glutamate, Gaba and cholinergic cells required for neuronal cell types. In addition, the memory test results of the brain injury model rats completed the present invention by obtaining a result that the memory is improved.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 HRGβE를 암호화하는 핵산은 이에 제한되는 것은 아니지만 서열번호 1의 염기서열을 갖는 핵산일 수 있다. 이외에도 서열번호 1 의 염기서열과 90% 이상의 상동성을 가지며, 신경전구세포의 증식을 유도하는 활성을 갖는 변이체 펩타이드를 암호화하는 핵산을 포함하며, 예를 들어, GGF(glial growth factor), NDF(Neu differentiation factor), ARIA(Acetylcholin receptor inducing activity), 또는 SMDF(sensory and motor neuron derived factor)와 같은 다른 타입의 랫트 또는 인간 히레귤린 알파/베타의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 핵산을 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, the nucleic acid encoding the HRGβE may be a nucleic acid having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but not limited to. In addition, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or more than 90% homology, and includes a nucleic acid encoding a variant peptide having an activity of inducing the proliferation of neural precursor cells, for example, GGF (glial growth factor), NDF ( Nucleic acids encoding other types of rat or human hyregulin alpha / beta EGF-like domain peptides such as Neu differentiation factor (ARIA), Acetylcholin receptor inducing activity (ARIA), or sensory and motor neuron derived factor (SMDF). have.

본 발명은 또한 HRGβE를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases, including HRGβE.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 HRGβE는 이에 제한되는 것은 아니지만 서열번호 4의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드일 수 있다. 이외에도 서열번호 4의 아미노산 서열과 90% 이상의 상동성을 가지며, 신경전구세포의 증식을 유도하는 활성을 갖는 변이체 펩타이드를 포함하며, 예를 들어, GGF(glial growth factor), NDF(Neu differentiation factor), ARIA(Acetylcholin receptor inducing activity), 및 SMDF(sensory and motor neuron derived factor)와 같은 다른 타입의 랫트 또는 인간 히레귤린 알파/베타의 EGF-성 도메인 펩타이드를 포함한다.In one embodiment of the invention, the HRGβE may be a peptide having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, but not limited to. In addition to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or more than 90%, and includes a variant peptide having an activity that induces the proliferation of neural precursor cells, for example, GGF (glial growth factor), NDF (Neu differentiation factor) , EGF-like domain peptides of other types of rat or human hyregulin alpha / beta such as Acetylcholin receptor inducing activity (ARIA), and sensory and motor neuron derived factor (SMDF).

본 발명은 또한 HRGβE를 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 재조합 아데노바이러스(HRGβE-Ad)를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment disorders comprising a recombinant adenovirus (HRGβE-Ad) comprising a DNA sequence encoding HRGβE.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 재조합 아데노바이러스는 분비 지시 펩타이드(signal peptide)를 암호화하는 DNA 서열을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, the recombinant adenovirus may further comprise a DNA sequence encoding a secretion signal peptide (signal peptide).

본 발명의 한 구체예에서, 상기 분비 지시 펩타이드는 서열번호 5 의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드일 수 있으며, 상기 분비 지시 펩타이드를 암호화하는 DNA서열은 서열번호 2의 서열을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 실질적으로 동일한 활성을 갖는 이들의 변이체 또는 단편이 포함되는 것으로 해석할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the secretion indicator peptide may be a peptide having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, the DNA sequence encoding the secretion indicator peptide may have a sequence of SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto It is not intended to be construed as including variants or fragments thereof having substantially the same activity.

본 발명의 다른 구체예에서, 본 발명의 재조합 아데노바이러스는 상기 HRGβE를 암호화하는 DNA 서열과 상기 분비 지시 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열이 융합된 염기서열을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 HRGβE를 암호화하는 DNA 서열과 상기 분비 지시 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열이 융합된 염기서열은 서열번호 3의 염기서열일 수 있으며, HRGβE와 분비 지시 펩타이드가 융합된 펩타이드는 서열번호 6의 아미노산 서열을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 실질적으로 동일한 활성을 갖는 이들의 변이체 또는 단편이 포함되는 것으로 해석할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the recombinant adenovirus of the present invention may have a nucleotide sequence in which the DNA sequence encoding the HRGβE and the DNA sequence encoding the secretion indicating peptide. More specifically, but not limited thereto, the nucleotide sequence of the DNA sequence encoding the HRGβE and the DNA sequence encoding the secretion indicator peptide may be the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, HRGβE and secretion indicator peptide is fused The peptide may have an amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, but is not limited thereto, and may be interpreted to include variants or fragments thereof having substantially the same activity.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명의 재조합 아데노바이러스는 DNA 서열을 발현시킬 수 있는 바이러스 프로모터를 추가로 포함할 수 있으며, 이 때 상기 바이러스 프로모터는 CMV 프로모터일 수 있다.In another embodiment of the invention, the recombinant adenovirus of the invention may further comprise a viral promoter capable of expressing a DNA sequence, wherein the viral promoter may be a CMV promoter.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명의 재조합 아데노바이러스는 표적 세포 내에서의 복제를 위해 필요로 하는 게놈의 일부가 결핍된 것일 수 있으며, 상기 결핍된 일부는 E1, E3, E4, 및 L1-L5 유전자로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 E1 유전자가 결핍된 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the recombinant adenovirus of the present invention may be deficient in parts of the genome required for replication in a target cell, wherein the deficient part is E1, E3, E4, and L1. It may be selected from the -L5 gene, preferably may be lacking the E1 gene.

본 발명의 실시예에 사용된 재조합 아데노바이러스는 E1B 부위가 삭제된 복제결손 바이러스 매개체(replication defective viral vector)로써 최근 신경계 질환에 치료 유전자를 주입함으로써 질환부위에 대한 치료 효과를 거두기 위해 연구되고 있다(Viral vectors for modulating expression in neurons (1996) Curr . Opin . Neurobiol . 6, 576-583; Adenovirus vectors for gene delivery (1999) Curr . Opin . Biotech .. 10, 440-447). 아데노바이러스의 장점은 분열하는 세포에만 도입되는 레트로바이러스와 달리 신경이나 근육 세포와 같이 최종적으로 분화한 다양한 종류의 세포에도 도입이 가능하다는 것이다(Gene delivery into the brain using virus vector(1993)Nature genetics 3, 187-189; Gene therapy for cerebral vascular disease(1997), Stroke 27, 534-539). 또한 다른 바이러스 매개체에 비해 세포독성이 낮아 안전하고 높은 농도로 정제될 수 있으며 8kb의 비교적 큰 수용능력을 지녔을 뿐만 아니라 생산하기도 쉽다. 또한 본 발명에 사용되는 재조합 아데노바이러스는 레트로바이러스와 달리 중간엽 줄기세포에 100% 도입되며 염색체에 끼어들어가지 않으므로 3개월 후에 없어지며, 삽입 돌연변이(insertional mutagenesis)가 발생할 위험이 낮은 것도 큰 장점이다.The recombinant adenovirus used in the embodiment of the present invention is a replication defective viral vector in which the E1B region has been deleted, and has recently been studied to obtain a therapeutic effect on a disease site by injecting a therapeutic gene into a neurological disease ( Viral vectors for modulating expression in neurons (1996) Curr . Opin . Neurobiol . 6, 576-583; Adenovirus vectors for gene delivery (1999) Curr . Opin . Biotech .. 10, 440-447). Advantages of the adenovirus is that finally even possible to introduce different types of cells differentiated as nerve or muscle cells, unlike retroviruses to be introduced only in dividing cells (Gene delivery into the brain using virus vector (1993) Nature genetics 3 , 187-189; Gene therapy for cerebral vascular disease (1997), Stroke 27, 534-539). In addition, the cytotoxicity is low compared to other viral mediators, it is safe and can be purified at a high concentration, it has a relatively large capacity of 8kb and is easy to produce. In addition, unlike the retroviruses, the recombinant adenovirus used in the present invention is 100% introduced into mesenchymal stem cells and disappears after 3 months because it does not intervene in the chromosome, and the low risk of insertional mutagenesis is also a great advantage. .

기존의 논문에서는 아데노바이러스가 폐의 상피세포, 피부, 및 근육에서 E. coli β-갈락토시다아제 유전자의 발현 유도시 높은 정도로 발현이 된다는 것을 확인한 바 있다(Adenovirus-mediated in vivo gene transfer and expression in normal rat liver (1992), Nature genetics 1, 372-378 ; Diversity of airway epitherial cell target for in vivo recombinant adenovirus-mediated gene transfer (1993) J. Clin . Invest . 91, 225-234 ; Intraperioneal in vivo gene transfer in the skin using replication-deficient receombinant adenovirus vector(1994) J. Invest . Dermatol . 102, 415-421 ;Immunology of gene therapy with adenoviral vectors in mouse skeletal muscle(1996) Hum . Mol . 5 1703-1712). 또한 본 발명자들은 재조합 LacZ 아데노바이러스가 HiB5 신경전구세포에 잘 도입되 며 쥐의 신경계에 잘 도입되고 6주 이상 발현되는 양상을 보고하였다(Effective gene transfer into regenerating sciatic nerves by adenoviral vectors: potentials for gene therapy of peripheral nerve injury (2000) Mol . cells. 10, 540-545). 따라서 본 발명에서 사용한 재조합 아데노바이러스 HRGβE-Adv는 하기에서 설명하는 바와 같이 중간엽 줄기세포에 도입하여 이식하거나, 기억 장애를 수반하는 퇴행성 뇌질환의 재생에 직접 사용할 수 있다. Existing papers have confirmed that adenovirus is expressed to a high degree when inducing expression of E. coli β-galactosidase gene in epithelial cells, skin, and muscle of lung (Adenovirus-mediated in vivo gene transfer and expression). in normal rat liver (1992), Nature genetics 1, 372-378; Diversity of airway epitherial cell target for in vivo recombinant adenovirus-mediated gene transfer (1993) J. Clin Invest 91, 225-234;.. Intraperioneal in vivo gene transfer in the skin using replication-deficient receombinant adenovirus vector (1994) J. Invest Dermatol 102, 415-421;.... Immunology of gene therapy with adenoviral vectors in mouse skeletal muscle (1996) Hum Mol 5 1703-1712). In addition, the present inventors reported that recombinant LacZ adenovirus is well introduced into HiB5 neuroprogenitor cells, is well introduced into the nervous system of rats, and is expressed over 6 weeks (Effective gene transfer into regenerating sciatic nerves by adenoviral vectors: potentials for gene therapy. of peripheral nerve injury (2000) Mol . cells . 10, 540-545). Therefore, the recombinant adenovirus HRGβE-Adv used in the present invention can be introduced and transplanted into mesenchymal stem cells as described below, or directly used for regeneration of degenerative brain diseases involving memory disorders.

본 발명은 또한 HRGβE를 암호화하는 핵산을 도입한 중간엽 줄기세포를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases, including mesenchymal stem cells incorporating a nucleic acid encoding HRGβE.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 핵산의 도입은 미세주입법, 전기 도입법, 직접주입법, 입자분사법, 리포좀법 또는 발현벡터를 이용하여 이루어질 수 있다. 미세주입법(microinjection) 은 이에 제한되는 것은 아니지만 예를 들어 스테레오텍식 미세주입법을 사용할 수 있으며, DNA의 크기(50-200kb) 에 상관없이 게놈에 삽입이 잘되고 후손에 전달이 잘되는 장점이 있다. 전기도입법(electroporation) 에 의한 핵산의 도입 방법은 특히 ES cell등에 보편적으로 사용하는 방법으로서, 그 원리는 세포현탁액에 짧은 시간 동안 고전압을 걸어서 그 충격으로 세포막 투과성이 변화되어 외래 DNA가 들어가는 방법이다. 입자 분사법(particle bombardment)은 금, 텅 스텐등의 미세입자(직경 0.5-10μm 정도) 표면에 원하는 DNA를 발라 세포나 조직속으로 고속 분사함으로써 DNA를 금속입자와 함 께 세포 내로 주입하는 방법이다. 리포좀법은 리포좀을 이용하여 DNA를 세포막에 융합시키는 방법이다. 또한 다양한 발현벡터 내에 목적하는 핵산을 삽입하여 이를 숙주세포 내로 도입하는 방법이 있다. 발현벡터는 이에 제한되는 것은 아니지만 플라스미드 또는 바이러스일 수 있으며, 바람직하게는 재조합 아데노바이러스일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the introduction of the nucleic acid may be performed using a microinjection method, an electrointroduction method, a direct injection method, a particle injection method, a liposome method or an expression vector. Microinjection (microinjection) is not limited to this, for example, can be used stereotek microinjection, there is an advantage that it is well inserted into the genome and delivered to the offspring, regardless of the size of the DNA (50-200kb). The introduction of nucleic acid by electroporation is a method commonly used in ES cells, etc. The principle is that foreign DNA enters the cell suspension due to a high voltage applied to the cell suspension for a short time and its permeability changes. . Particle bombardment is a method of injecting DNA into metal cells together with metal particles by applying a desired DNA to the surface of microparticles (about 0.5-10 μm in diameter) such as gold and tungsten and spraying them into cells or tissues at high speed. . The liposome method is a method in which DNA is fused to a cell membrane using liposomes. In addition, there is a method of inserting a desired nucleic acid in a variety of expression vectors and introducing it into the host cell. Expression vectors may be, but are not limited to, plasmids or viruses, preferably recombinant adenoviruses.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 재조합 아데노바이러스(HRGβE-Ad)는 앞서 설명한 바와 같다. In one embodiment of the invention, the recombinant adenovirus (HRGβE-Ad) is as described above.

중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell)는 일반적으로 골수에서 조혈작용을 돕는 지지세포(stroma)로 알려져 있으며, 뼈, 연골, 지방, 근육세포를 포함한 여러 가지 중배엽성 세포로 분화하는 능력을 지닌 세포로서, 기타 미분화 세포에 비해 유지비용과 노력이 비교적 저렴하다. 사람의 골수 중간엽 줄기세포가 뇌에서 신경교세포로 분화하는 잠재력을 지닌 것이 알려지면서 (Kofen et al. 1999; Azizi et al. 1998), 중간엽 줄기세포를 세포치료제로 이용한 중추신경계 질환의 치료가 가능한 것으로 제시되었다. 따라서, HRGβE를 중간엽 줄기세포를 이용해 전달하는 방법은 HRGβE 뿐만 아니라 중간엽 줄기세포가 분비하는 성장인자에 의한 신경 재생 효과 및 중간엽 줄기세포 자체가 신경세포로 분화함으로써 신경세포를 대체하는 효과도 가질 수 있어 유리하다. Mesenchymal stem cells, commonly known as hematopoietic stem cells in the bone marrow, have the ability to differentiate into a variety of mesodermal cells, including bone, cartilage, fat, and muscle cells. The maintenance costs and effort are relatively low compared to other undifferentiated cells. As human bone marrow mesenchymal stem cells are known to have the potential to differentiate into glial cells in the brain (Kofen et al. 1999; Azizi et al. 1998), treatment of central nervous system diseases using mesenchymal stem cells as cell therapy It is presented as possible. Therefore, the method of delivering HRGβE using mesenchymal stem cells is not only HRGβE but also the effect of neuronal regeneration by the growth factor secreted by mesenchymal stem cells and the effect of replacing mesenchymal stem cells by neural cells. It is advantageous to have.

본 실시예에 따르면 HRGβE를 도입한 중간엽 줄기세포가 뇌이식 후에 신경세포로 더 많이 분화하였으며, 이식 부위에 필요한 신경세포 종류인 GABA성 신경세포 (GABAergic neuron), 글루타메이트성 신경세포 (glutamatergic neuron), 콜린성 신 경세포(cholinergic neuron) 등으로 분화하였음을 알 수 있다. 특히, 신경분화 초기에 분비되는 신경전달물질인 GABA를 만드는 효소인 glutamic acid dehydrogenase(GAD)를 발현하는 신경세포가 더 많이 분화하였다. 이처럼 중간엽 줄기세포가 해마에서의 기억 형성에 중요한 글루타메이트성, 가바성, 콜린성 신경세포 등으로 분화함으로써 신경세포의 사멸로 인한 기억력 감퇴를 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있다.According to this embodiment, HRGβE-induced mesenchymal stem cells were more differentiated into neurons after brain transplantation, and GABAergic neurons, glutamatergic neurons, which are the types of neurons necessary for the transplantation site. , Cholinergic neurons (cholinergic neuron) and can be seen that differentiation. In particular, neurons expressing glutamic acid dehydrogenase (GAD), an enzyme that produces GABA, a neurotransmitter secreted early in neuronal differentiation, differentiated more. As such, the mesenchymal stem cells can be effectively prevented or treated for memory decay due to neuronal death by differentiating into glutamate, gabb, and cholinergic neurons, which are important for memory formation in the hippocampus.

본 발명의 한 구체예에서, 중간엽 줄기세포는 이에 제한되는 것은 아니지만 골수 중간엽 줄기세포 또는 제대혈 중간엽 줄기세포일 수 있으며, 바람직하게는 골수 중간엽 줄기세포일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 조성물을 투여하고자 하는 대상체 자신의 골수에서 추출한 중간엽 줄기세포일 수 있다. 상기 대상체는 인간, 오랑우탄, 침팬지, 마우스, 랫트, 개, 소, 닭, 돼지, 염소, 양 등을 포함하나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 대상체 자신의 골수에서 추출한 중간엽 줄기세포의 경우 세포분열을 통해 증식 가능하므로 암유전자의 도움 없이도 세포의 다량확보가 용이하다.In one embodiment of the present invention, the mesenchymal stem cells may be, but is not limited to, bone marrow mesenchymal stem cells or umbilical cord blood mesenchymal stem cells, preferably bone marrow mesenchymal stem cells, more preferably Mesenchymal stem cells extracted from the bone marrow of the subject to which the composition is to be administered. The subject includes, but is not limited to, humans, orangutans, chimpanzees, mice, rats, dogs, cattle, chickens, pigs, goats, sheep, and the like. Mesenchymal stem cells extracted from the bone marrow of the subject can be proliferated through cell division, and thus, a large amount of cells can be easily obtained without the help of an oncogene.

본 발명의 기억력 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물은 의약 조성물로 이용할 수 있다. 따라서 본 발명은 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 의약의 제조를 위한 HRGβE를 암호화하는 핵산, HRGβE 펩타이드, HRGβE-Ad 또는 HRGβE-Ad 로 감염시킨 중간엽 줄기세포의 용도; HRGβE를 암호화하는 핵산, HRGβE 펩타이드, HRGβE-Ad 또는 HRGβE-Ad 로 감염시킨 중간엽 줄기 세포를 포함하는 기억력 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 의약 조성물; 및 치료상 유효량의 HRGβE를 암호화하는 핵산, HRGβE 펩타이드, HRGβE-Ad 또는 HRGβE-Ad 로 감염시킨 중간엽 줄기세포를 대상체에 투여하는 것을 포함하는 기억 손상 질환의 치료방법을 제공한다.The composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases of the present invention can be used as a pharmaceutical composition. Accordingly, the present invention provides the use of mesenchymal stem cells infected with nucleic acids, HRGβE peptides, HRGβE-Ad or HRGβE-Ad encoding HRGβE for the manufacture of a medicament for the prevention or treatment of amelioration or memory impairment disease; Pharmaceutical compositions for preventing or treating memory enhancement or memory impairment diseases, including mesenchymal stem cells infected with nucleic acids encoding HRGβE, HRGβE peptides, HRGβE-Ad or HRGβE-Ad; And mesenchymal stem cells infected with a therapeutically effective amount of a nucleic acid encoding HRGβE, HRGβE peptide, HRGβE-Ad or HRGβE-Ad to a subject.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 기억 손상 질환은 이에 제한되는 것은 아니지만 치매, 파킨슨병, 알츠하이머병, 간질, 뇌졸중, 정신분열증 또는 외상성 뇌손상(traumatic brain injury) 등의 질환일 수 있다. 다만 본 명세서에서 예시한 기억 손상 질환 외에도, 신경세포의 기능 손상에 의해 기억 장애를 나타내는 질환에 대해서는 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명에서 HRGβE펩타이드가 신경전구세포의 증식 및 뉴런으로의 분화를 촉진하며 결과적으로 기억력을 향상 또는 회복시킨다는 사실을 밝힌 이상 당업자는 기억 손상과 관련된 질환의 예방 또는 치료를 위해 상기 HRGβE를 암호화하는 핵산, HRGβE 펩타이드, HRGβE-Ad 또는 HRGβE-Ad 로 감염시킨 중간엽 줄기세포를 이용할 수 있을 것이다.In one embodiment of the invention, the memory impairment disease may be a disease such as, but not limited to, dementia, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, epilepsy, stroke, schizophrenia or traumatic brain injury. However, in addition to the memory impairment diseases exemplified herein, diseases exhibiting memory impairment due to impaired function of neurons are well known in the art. In the present invention, as long as the HRGβE peptide promotes the proliferation of neuronal progenitor cells and differentiation into neurons and consequently improves or restores memory, those skilled in the art will recognize nucleic acids encoding the HRGβE for the prevention or treatment of diseases related to memory damage. Mesenchymal stem cells infected with HRGβE peptide, HRGβE-Ad or HRGβE-Ad may be used.

본 발명의 의약 조성물의 유효성분의 유효량은 기억력 향상 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료 효과를 이루는데 요구되는 양을 의미한다. 따라서, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 예컨대, 성인의 경우 1일 1회 내지 수회 투여시, HRGβE펩타이드의 경우 0.1ng/kg~10g/kg, HRGβE를 암호화하는 핵산, HRGβE-Ad 또는 HRGβE-Ad 로 감염시킨 중간엽 줄기세포의 경우 0.01ng/kg~10g/kg의 용량으로 투여할 수 있다.An effective amount of the active ingredient of the pharmaceutical composition of the present invention means an amount required to achieve the effect of improving memory or preventing or treating memory impairment disease. Thus, the type of disease, the severity of the disease, the type and amount of the active and other ingredients contained in the composition, the type of formulation and the age, weight, general health, sex and diet, sex and diet, time of administration, route of administration and composition of the patient. It can be adjusted according to various factors including the rate of secretion, the duration of treatment, and the drug used concurrently. For example, when administered once or several times a day for adults, 0.1ng / kg to 10g / kg for HRGβE peptide, 0.01 for mesenchymal stem cells infected with nucleic acid encoding HRGβE, HRGβE-Ad or HRGβE-Ad. It can be administered at a dose of ng / kg ~ 10g / kg.

본 발명에 있어서, '대상체'는 인간, 오랑우탄, 침팬지, 마우스, 랫트, 개, 소, 닭, 돼지, 염소, 양 등을 포함하나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the 'object' includes, but is not limited to, humans, orangutans, chimpanzees, mice, rats, dogs, cattle, chickens, pigs, goats, sheep, and the like.

본 발명의 의약 조성물은 유효 성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등의 가용화제를 사용할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be prepared using a pharmaceutically suitable and physiologically acceptable adjuvant in addition to the active ingredient, and the adjuvant may include excipients, disintegrants, sweeteners, binders, coating agents, swelling agents, lubricants, lubricants. Or solubilizers such as flavoring agents can be used.

본 발명의 의약 조성물은 투여를 위해서 유효 성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 의약 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be preferably formulated into a pharmaceutical composition by containing one or more pharmaceutically acceptable carriers in addition to the active ingredient for administration.

액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바 람직하게 제제화할 수 있다.Acceptable pharmaceutical carriers in compositions formulated as liquid solutions are sterile and physiologically compatible, including saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injectable solutions, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol and One or more of these components may be mixed and used, and other conventional additives such as antioxidants, buffers and bacteriostatic agents may be added as necessary. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to formulate into injectable solutions, pills, capsules, granules or tablets such as aqueous solutions, suspensions, emulsions and the like. Furthermore, the method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA can be formulated according to each disease or component according to the appropriate method in the art.

본 발명의 의약 조성물의 약제 제제 형태는 과립제, 산제, 피복정, 정제, 캡슐제, 좌제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 및 활성 화합물의 서방출형 제제 등이 될 수 있다.Pharmaceutical formulation forms of the pharmaceutical compositions of the present invention may be granules, powders, coated tablets, tablets, capsules, suppositories, syrups, juices, suspensions, emulsions, drops or injectable solutions and sustained release formulations of the active compounds, and the like. Can be.

본 발명의 의약 조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다. The pharmaceutical compositions of the present invention may be administered in a conventional manner via intravenous, intraarterial, intraperitoneal, intramuscular, intraarterial, intraperitoneal, sternum, transdermal, nasal, inhalation, topical, rectal, oral, intraocular or intradermal routes. Can be administered.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to help understand the present invention. However, the following examples are merely to illustrate the content of the present invention is not limited to the scope of the present invention. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

<< 실험예Experimental Example > >

하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다. The following experimental examples are intended to provide experimental examples that are commonly applied to each embodiment according to the present invention.

HRGHRG βE-βE- AdAd 의 제조Manufacture

본 발명의 실시예에서 사용된 HRGβE-Ad는 대한민국 등록특허 제10-0765496 호의 실시예에 기재된 방법에 따라 제조하였다. HRGβE 를 암호화하는 DNA 서열은 서열번호 1의 서열을 사용하였고, 분비 지시 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열은 서열번호 2의 서열을 사용하였다.HRGβE-Ad used in the examples of the present invention was prepared according to the method described in the examples of Korean Patent No. 10-0765496. The sequence of SEQ ID NO: 1 was used for the DNA sequence encoding HRGβE, and the sequence of SEQ ID NO: 2 was used for the DNA sequence encoding the secretion indicating peptide.

실험동물Experimental animal

실험에 사용한 흰쥐는 6 내지7주령 된(190-240g) Sprague-Dawley (CrjBgi:CD(SD) IGS, Orient, Korea) 로서, 실험동물 사육실 (20-23℃, 주/야(12h/12h) 사이클 방식)에서 1 내지 2주 적응 시킨 뒤 뇌이식 실험에 사용하였다.The rats used for the experiment were 6 to 7 week old (190-240 g) Sprague-Dawley (CrjBgi: CD (SD) IGS, Orient, Korea), and were used in the experimental animal breeding room (20-23 ° C, day / night (12h / 12h) 1 to 2 weeks after the cycle was used in the brain transplant experiment.

중간엽Mesenchyme 줄기세포의  Stem cell 뇌이식Brain transplant 전 처리 Pretreatment

hMSC를 형광을 띄는 1,1-디옥타데실-3,3,3,3-테트라-메틸린도카보 시아닌 퍼클로레이트 (DiI-C18-(3))로 실온의 암실 조건에서 2시간 동안 표지하였다. 형광표지한 hMSC를 37℃, 10% FBS α-MEM 배지에서 배양한 후 2시간 동안 혈청 결핍 조건인 0.5% FBS α-MEM에서 분화되도록 처리하였다. 이후 식염수 포함 0.7% 페니실린/스트렙토마이신, 20mM 헤페스(pH=7.2) 및 0.5% 글루코스 내에서 살아있는 세포 수가 6×104cells/㎕ 가 되도록 부착되어 있는 세포를 탈착한 다음 2㎕씩 뇌이식 하였다.hMSCs were labeled with fluorescent 1,1-dioctadecyl-3,3,3,3-tetra-methyllindocarbocyanine perchlorate (DiI-C18- (3)) for 2 hours at room temperature in the dark. Fluorescently labeled hMSCs were cultured in 37 ° C., 10% FBS α-MEM medium and treated for 2 hours to differentiate in 0.5% FBS α-MEM, a serum deficient condition. Thereafter, the cells were attached so that the number of viable cells in saline-containing 0.7% penicillin / streptomycin, 20 mM Hepes (pH = 7.2) and 0.5% glucose was 6 × 10 4 cells / μl, followed by brain transplantation by 2 μl.

뇌이식Brain transplant

입체정위 시술(stereotaxic surgery)을 위해 먼저 흰쥐에 50㎎/㎖ 이퀴텐신 (equithensin)을 복강 주사하여 전신마취 시켰다. 기억력 손상 모델을 제작하기 위하여 측뇌의 후각뇌피질(entorhinal cortex) 부위에 신경 독소인 이보테닉산 (1㎎/㎖)을 총 1.5㎕ 주입하였고, 해마 내 해마백색판에 6×104cells/㎕의 세포를 2.0㎕ 자동 미소분사기를 이용하여 정위 방법으로 hMSC를 주입하였다. 이후 회복 단계를 거쳐 기억력 검사를 수행하였고, 10주 후에 관류하여 뇌를 적출하였다. 증식 세포는 중간엽 줄기세포의 이식 후 11일로부터 3일간 BrdU (5-브로모-2-데옥시유리딘, Sigma)를 50mg/kg으로 복강주사하여 표지하였다. 마지막 복강주사 24시간 후에 관류를 통하여 뇌조직을 획득하였다.For stereotaxic surgery, firstly, rats were subjected to general anesthesia by intraperitoneal injection of 50 mg / ml equithensin. To prepare a memory impairment model, 1.5 μl of a neurotoxin, ibothenic acid (1 mg / ml), was injected into the olfactory cortex of the lateral brain, and 6 × 10 4 cells / μl on the hippocampal white plate in the hippocampus. HMSCs were injected in a stereotactic manner using a 2.0 µl automicroscopy. After the recovery phase, the memory test was performed, and after 10 weeks, the brain was removed by perfusion. Proliferating cells were labeled by intraperitoneal injection of BrdU (5-bromo-2-deoxyuridine, Sigma) at 50 mg / kg for 3 days after transplantation of mesenchymal stem cells. Twenty four hours after the last intraperitoneal injection, brain tissue was obtained through perfusion.

흰쥐 뇌의 고정 및 적출Fixation and Extraction of Rat Brain

관류 방법(perfusion method) 수행 전, 이산화탄소를 약 5분간 주입하여 죽인 흰쥐를 개복하여 우심실에 pH 7.25의 4% PFA(파라포름알데히드, Sigma, USA) PBS를 약 400㎖ 주입하였다. 연동펌프 (manhatan company, 한국)를 연결한 직경 1㎜의 주사바늘을 사용하여 주입하였으며, 주사바늘은 우심실의 밑 부분에 찔러 넣어 동맥을 통과할 수 있도록 하였다. 그리고 우심방을 터트려 피가 더 이상 심장으로 들어가지 못하게 함과 동시에 관류를 통해 흘러나오는 피를 제거하였다.Before performing the perfusion method, the rats that were killed by injecting carbon dioxide for about 5 minutes were opened, and about 400 ml of 4% PFA (paraformaldehyde, Sigma, USA) PBS at pH 7.25 was injected into the right ventricle. An injection needle with a diameter of 1 mm connected with a peristaltic pump (manhatan company, South Korea) was used to inject the needle into the lower ventricle to allow it to pass through the artery. It burst the right atrium, preventing blood from entering the heart at the same time, while removing the blood flowing through the perfusion.

각 조직이 고정되면 뇌를 적출하여 4℃, 4% PFA 용액에 4시간 둔 다음, 고정 용액 (30% 수크로스 1X PBS)에 넣어 10시간 동안 저장하여 조직의 고정과 탈수가 일어나도록 하였다. 그 후 -40℃에서 동결, OCT 컴파운드(Sakura co. 일본)로 동결 절삭할 수 있도록 고정시킨 후 Cryostat(Microm)를 이용하여 35㎛의 두께로 관상 섹션하였다. 이때 24well에 저장 완충용액을 담고 그 안에 해마의 시작부분부터 끝부분까지를 담아 4℃에서 보관하였다. 그리고 형광 염료인 DiI는 생체가 죽은 순간부터 세포막으로부터 확산하기 때문에, 관류방법을 시행한 순간부터 48시간 이내에 이후의 모든 실험이 이루어졌다. When each tissue was fixed, the brain was extracted and placed in 4 ° C., 4% PFA solution for 4 hours, and then placed in a fixed solution (30% sucrose 1 × PBS) for 10 hours to be fixed and dehydrated. After freezing at -40 ℃, fixed to freeze cutting with OCT compound (Sakura co. Japan), and then coronally sectioned to a thickness of 35 ㎛ using Cryostat (Microm). At this time, the storage buffer was stored in 24well and stored at 4 ° C. containing the beginning to the end of the hippocampus. Since DiI, a fluorescent dye, diffuses from the cell membrane from the moment of death of the living body, all subsequent experiments were performed within 48 hours from the time of the perfusion method.

BrdUBrdU 염색법 process of dyeing

냉동 절편하여 보관된 조직을 아크릴 24well로 옮겨 PBS로 3번 씻어 준 다음 0.5% Triton X-100 in PBS 용액으로 25분간 교반기에서 반응시켰다. 이후 37℃의 2N HCl 용액에 조직을 옮긴 다음 37℃에서 30분간 반응시켰다. 이후 PBS로 조직을 3회 세척한 다음 10% normal serum in 3% Bovine Serum Albumin(BSA) with 0.1% Triton X-100 in PBS 용액에서 비특이적 면역반응에 대한 블로킹 단계를 1시간 동안 진탕기 위에서 시행하고 이후 1차 항체를 4℃ 에서 16시간 동안 부착시켰다. 이때 항체는 1% BSA PBS로 희석하여 사용하였다. 이때 사용된 항체는 BrdU(BD bioscience, 1:500), Nestin(1:1000), Tuj1(Sigma, 1:1500), GFAP(Chemicon, 1:700), ChAT(Chemicon, 1:500), GAD67(Chemicon, 1:2000), VGluT1(Chemicon, 1:500), 및 TH(Chemicon, 1:700)였다. 이후 1차 항체에 상보적인 2차 항체를 실온에서 45분간 부착시켰다. 이때 사용된 2차 항체는 형광 표지된 Cy3(Jackson, 1:500), FITC(Chemicon, 1:500), 및 Alexa488(Molecular probe, 1:700)이다. Frozen sections were stored in acryl 24well, washed three times with PBS and then reacted with a 0.5% Triton X-100 in PBS solution in a stirrer for 25 minutes. After transferring the tissue to 2N HCl solution of 37 ℃ and reacted for 30 minutes at 37 ℃. The tissues were then washed three times with PBS, followed by a 1 hour blocking step for non-specific immune responses in 10% normal serum in 3% Bovine Serum Albumin (BSA) with 0.1% Triton X-100 in PBS solution. The primary antibody was then attached at 4 ° C. for 16 hours. The antibody was used diluted with 1% BSA PBS. The antibody used at this time is BrdU (BD bioscience, 1: 500), Nestin (1: 1000), Tuj1 (Sigma, 1: 1500), GFAP (Chemicon, 1: 700), ChAT (Chemicon, 1: 500), GAD67 (Chemicon, 1: 2000), VGluT1 (Chemicon, 1: 500), and TH (Chemicon, 1: 700). The secondary antibody complementary to the primary antibody was then attached for 45 minutes at room temperature. Secondary antibodies used at this time are fluorescently labeled Cy3 (Jackson, 1: 500), FITC (Chemicon, 1: 500), and Alexa488 (Molecular probe, 1: 700).

BrdU 세포 수는 대조염색된 신호의 핵 부위에 신호가 잡히는 세포를 카운트하여 측정하였으며, BrdU는 핵 모양으로 둥근 형태를 띄고 있고 조직의 가장자리나 찢어진 부분에서 나타나는 비특이적 신호는 세지 않았다. 데이터 분석은 일원배치분산분석(Anova)을 사용하였다.The number of BrdU cells was measured by counting the cells in the nucleus of the counterstained signal, and BrdU was round in the shape of a nucleus and did not count nonspecific signals at the edges or tears of tissues. Data analysis was performed using one-way batch analysis (Anova).

<< 실시예Example 1>  1> HRGHRG βE-βE- AdAd 감염된  Infected 중간엽Mesenchyme 줄기세포로부터  From stem cells HRGHRG βE βE 분비능Secretory 측정 Measure

사람의 골수 중간엽 줄기세포에 sHRGβE 아데노바이러스를 도입시킨 후에 sHRGβE 의 분비량을 분석하기 위하여 도입 2일 후에 배양배지를 채취하고 표준 ELISA방법을 이용하여 분석하였다. 구체적으로, 35mm 배양 용기에 사람의 골수 중간엽 줄기세포를 3 x 105 으로 심고 하루 뒤 2% FBS가 함유된 배지에서 2시간 동안 LacZ-Ad 또는 HRGβE-Ad를 도입시킨 후 10% FBS 배지로 교환하고 12시간이 지난 후에 최종적으로 알파-MEM 1mL으로 다시 교환 하였다. 24시간이 지난 후 그 배지를 얻어 단백질분해효소 저해제를 넣고 사용하기 전까지 -70℃ 에서 보관하였다. 배지 내 sHRGβE의 양을 측정하기 위하여 ELISA 키트(R&D Systems, Germany)를 사용하였다. After introducing sHRGβE adenovirus into human bone marrow mesenchymal stem cells, culture medium was taken 2 days after the introduction and analyzed using standard ELISA method to analyze the secretion amount of sHRGβE. Specifically, human bone marrow mesenchymal stem cells were planted in a 35 mm culture vessel at 3 x 10 5, and then introduced with LacZ-Ad or HRGβE-Ad for 2 hours in a medium containing 2% FBS for one hour, followed by 10% FBS medium. After 12 hours of exchange, it was finally exchanged again with 1 mL of alpha-MEM. After 24 hours, the medium was obtained and stored at −70 ° C. until used with the protease inhibitor. An ELISA kit (R & D Systems, Germany) was used to measure the amount of sHRGβE in the medium.

도1에 나타나듯, HRGβE 아데노바이러스가 도입된 인간의 중간엽세포는 107-8 바이러스입자당 83.5ng의 HRGβE를 생산하였으며 LacZ-Ad가 도입된 대조군 실험군에서는 HRGβ 단백질 30-40ng이 자연적으로 생산되었다. 즉 HRG ELISA 시 HRGβE (6.5kDa)가 3×105 세포당 100moi로 도입된 후에 대조군과 비교하였을 때 약 36.6 ng/mL이 생산되었다. 그러나 전체 HRGβ 단백질(45kDa) 의 분자량에 비해 HRGβE 펩타이드(6.5kDa)는 매우 작은 분자량이므로 전체 단백질일 경우 1.17nM로 생산된 것에 비해 펩타이드로 생산시 약 5배인 5.6 nM로 생산되었음을 알 수 있다. As shown in Figure 1, human mesenchymal cells introduced with HRGβE adenovirus produced 83.5 ng of HRGβE per 10 7-8 virus particles and naturally produced 30-40 ng of HRGβ protein in the control group in which LacZ-Ad was introduced. It became. That is, HRGβE (6.5kDa) was introduced at 100moi per 3 × 10 5 cells in HRG ELISA, and about 36.6 ng / mL was produced compared to the control group. However, since the HRGβE peptide (6.5kDa) is a very small molecular weight compared to the molecular weight of the total HRGβ protein (45kDa), it can be seen that the total protein was produced at 5.6 nM, which is about 5 times when produced with peptides compared to 1.17nM.

결과적으로 HRGβE-Ad에 의해 효과적으로 세포 밖으로 HRGβE 가 분비된다는 것을 알 수 있다.As a result, it can be seen that HRGβE is secreted out of cells effectively by HRGβE-Ad.

<< 실시예Example 2>  2> sHRGsHRG ββ E 의E of 신경전구세포 증식 촉진 효과 ( Neuroprogenitor cell proliferation promoting effect inin vitroin vitro ))

분비된 sHRGβE 가 신경전구세포의 증식에 영향을 미치는지를 확인하기 위하여 중간엽 줄기세포와 배아14일자에서 얻은 신경전구세포를 공동배양 하였다. 사람 골수 중간엽 줄기세포를 커버글라스에 심고 다음 날 2% FBS가 함유된 배지에서 2시간 동안 LacZ-Ad 또는 sHRGβE-Ad를 도입시킨 후 10% FBS 배지로 교환하였다. 12시간이 지난 후에 중간엽 줄기세포에 흰쥐의 배아14일자의 전피질로부터 분리한 피질 신경줄기세포(cortical neural stem cells)를 심은 후 FGF가 함유된 N2 배지에서 12시간 동안 배양하였고, 이후 N2 배지로 교환한지 12시간 후에 BrdU를 10uM로 처리하였다. BrdU가 처리된지 1일 후 세포를 4% 파라포름알데히드로 고정한 후 BrdU항체와 HuNu(human nuclear protein)항체로 면역 염색하였다. To determine whether secreted sHRGβE affects the proliferation of neural progenitor cells, neuronal progenitor cells obtained from mesenchymal stem cells and embryonic day 14 were co-cultured. Human bone marrow mesenchymal stem cells were planted in a cover glass and introduced with LacZ-Ad or sHRGβE-Ad for 2 hours in a medium containing 2% FBS the next day and then exchanged with 10% FBS medium. After 12 hours, cortical neural stem cells isolated from embryonic day 14 of rats were planted in mesenchymal stem cells and incubated for 12 hours in N2 medium containing FGF, followed by N2 medium. After 12 hours of exchange, BrdU was treated with 10 uM. One day after the treatment with BrdU, the cells were fixed with 4% paraformaldehyde and immunostained with BrdU antibody and HuNu (human nuclear protein) antibody.

신경전구세포는 배양시 표면에 폴리오르니틴, 폴리라이신 같은 기질과 피브로넥틴, 라미닌 같은 세포외 기질 단백질을 필요로 한다. 그러나 본 발명에서는 HRGβE를 분비하는 중간엽 줄기세포 위에 신경전구세포를 공동배양했을 때 기질과 세포외 기질 단백질 없이도 신경전구세포가 중간엽 줄기세포를 지지대로 안착하여 자라는 것을 관찰하였으며, HRGβE에 의해 신경전구세포가 증식하는 효과를 관찰하였다. 도 2의 (a) 및 (b) 에 따르면, 대조군으로 사용된 LacZ-Ad가 도입된 중간엽 줄기세포위에서 자란 신경전구세포는 전체 신경전구세포의 22.4%의 BrdU로 표지되어 증식한 세포의 비율이 22.4%임을 확인하였으며, HRGβE-Ad가 도입된 중간엽 줄기세포 위에서 자란 신경전구세포는 전체 신경전구세포의 39.9%가 증식한 세포임을 확인하였다. 대조군인 LacZ중간엽 줄기세포를 기준으로 보면, HRGβE 중간엽 줄기세포와 공동배양된 신경전구세포의 증식이 약78% 증가되었다는 것이며, 이는 신경전구세포의 증식에HRGβE가 영향을 미쳤다는 것을 의미한다. 또한 HRGβE 중화 항체를 중간엽 줄기세포에서 생산되는 펩타이드(5.6nM)의 약6배의 농도(33.3nM, 5ug/mL) 로 처리함에 의해 중간엽 줄기세포에서 분비된 HRGβE 펩타이드의 증식 효과가 억제되는 것을 확인하였다. Neural progenitor cells require substrates such as polyornithine and polylysine and extracellular matrix proteins such as fibronectin and laminin on the surface when cultured. However, in the present invention, when the co-culture of neural progenitor cells on HRGβE-secreting mesenchymal stem cells, it was observed that the neural progenitor cells grew by seating the mesenchymal stem cells as a support without the stroma and extracellular matrix protein, The effect of proliferating progenitor cells was observed. According to (a) and (b) of FIG. 2, the neural progenitor cells grown on the mesenchymal stem cells into which LacZ-Ad was introduced as a control group were labeled with BrdU of 22.4% of all neural progenitor cells and proliferated. It was confirmed that the 22.4%, the neuronal progenitor cells grown on the mesenchymal stem cells introduced HRGβE-Ad was confirmed that 39.9% of all neuronal progenitor cells proliferated. Based on the control group of LacZ mesenchymal stem cells, the proliferation of neuronal progenitor cells co-cultured with HRGβE mesenchymal stem cells was increased by about 78%, indicating that HRGβE affected the proliferation of neural progenitor cells. . In addition, the proliferative effect of HRGβE peptide secreted from mesenchymal stem cells is suppressed by treating HRGβE neutralizing antibody at a concentration of about 6 times (33.3nM, 5ug / mL) of peptide (5.6nM) produced in mesenchymal stem cells. It was confirmed.

<< 실시예Example 3>  3> HRGHRG βE 에 의한 by βE 내재성Immanence 신경전구세포 증식 및 신경전구세포의 분화 Neuroprogenitor Cell Proliferation and Differentiation of Neuroprogenitor Cells

HRGHRG βE 에 의한 by βE 내재성Immanence 신경전구세포 증식 Neuroprogenitor Cell Proliferation

사람 중간엽 줄기세포에 LacZ-Ad를 도입시킨 대조군과 HRGβE-Ad를 도입시킨 실험군으로 나누고 이들을 각각 기억손상 모델 흰쥐 해마의 해마백색판 위치에 뇌이식하였다. 뇌이식 11일 후부터 3일간 BrdU를 복강주사하여 내재성 신경전구세포에 표지하였다. 이식 후 2주차가 되는 시점에서 쥐의 뇌를 관류 후 적출하여 면역 조직 화학법으로 BrdU가 표지된 증식세포를 검출하였다(도 3).The human mesenchymal stem cells were divided into a control group in which LacZ-Ad was introduced and a test group in which HRGβE-Ad was introduced. BrdU was intraperitoneally injected for 3 days from 11 days after brain transplantation to label endogenous neural progenitor cells. At 2 weeks after transplantation, the brains of rats were extracted after perfusion and detected with BrdU-labeled proliferating cells by immunohistochemistry (FIG. 3).

도 4는 중간엽 줄기세포의 이식 부위에 대한 모식도 및 형광 표지하여 이식한 중간엽 줄기세포의 안착된 부위를 비교하여 나타낸다. 이식된 중간엽 줄기세포의 안착부위와 형태로 볼 때 정확한 부위에 이식되어 있음을 알 수 있다. Figure 4 shows a schematic diagram of the transplantation site of the mesenchymal stem cells and compare the seated sites of the mesenchymal stem cells transplanted by fluorescent labeling. The seating site and shape of the transplanted mesenchymal stem cells indicate that they are transplanted to the correct site.

(도 5a, 5b 참조). 도 5(a) 에 나타나듯 BrdU 표지된 증식세포는 주로 해마의 치아이랑 영역의 SGZ (subgranular zone) 및 CA1 영역의 해마백색판 부위에 존재한다. 도 5(b) 에 의하면 HRGβE-Ad 감염된 중간엽 줄기세포를 이식한 신경전구세포의 증식세포의 수가 해마의 치아이랑 및 CA1 영역에서 2배 이상 증가한 것으로 나타났다. (See Figures 5A, 5B). As shown in FIG. 5 (a), BrdU-labeled proliferative cells are mainly present in the subgranular zone (SGZ) and hippocampal white plate region of the CA1 region of the hippocampus. According to FIG. 5 (b), the number of proliferating cells of neural progenitor cells transplanted with HRGβE-Ad infected mesenchymal stem cells increased more than twice in the dentate gyrus and CA1 region of the hippocampus.

HRGHRG βE에 의한 신경전구세포의 분화Differentiation of Neuroprogenitor Cells by βE

증식이 증가된 내재성 신경전구세포의 초기 신경세포 분화를 관찰하기 위하여 신경세포 특이적 마커인Nestin 및 Tuj-1, 아교세포 중 성상세포 특이적 마커인 GFAP를 사용하여 이중 형광염색을 수행하였다(도 6a, 6b 참조). In order to observe early neuronal differentiation of endogenous neural progenitor cells with increased proliferation, double fluorescent staining was performed using the neuron-specific markers Nestin and Tuj-1 and GFAP, astrocyte-specific markers of glial cells ( 6a, 6b).

도6(a)에 나타난 바와 같이 HRGβE-Ad 그룹의 BrdU 표지된 세포에서 Nestin의 발현은 증가되고 GFAT의 발현은 감소되었다. 도 6(b)는 상기 분화세포들의 발현양을 정량화하여 나타내는데, HRGβE-Ad 그룹에서 신경세포 표지자인 Nestin을 발현하는 세포의 수치는 증가된 반면, 성상세포를 표지하는 GFAP를 발현하는 세포의 수치는 대조군에 비해 오히려 감소되었다. 따라서 HRGβE에 의해 신경전구세포의 초기 신경세포로의 분화가 촉진되는 반면 아교세포로의 분화는 억제함을 알 수 있다.As shown in FIG. 6 (a), the expression of Nestin was increased and the expression of GFAT was decreased in BrdU labeled cells of the HRGβE-Ad group. Figure 6 (b) shows the quantitative expression of the differentiated cells, the number of cells expressing nestin, a neuronal marker in the HRGβE-Ad group is increased, while the number of cells expressing GFAP expressing astrocytes Was reduced compared to the control. Therefore, it can be seen that HRGβE promotes differentiation of neural progenitor cells into early neurons, while inhibiting differentiation into glial cells.

<< 실시예Example 4>  4> HRGHRG βE에 의한 by βE 내재성Immanence 신경전구세포의 생존 및 신경전구세포의 분화 Survival of neural progenitor cells and differentiation of neural progenitor cells

BrdU를 복강 주사한 뒤 4주 후에 대조군과 실험군 동물의 뇌를 관류 후 적출하여 BrdU 표지된 세포들의 장기간 생존 여부를 평가하는 실험을 진행하였다.Four weeks after intraperitoneal injection of BrdU, the brains of control and experimental animals were removed after perfusion and evaluated for long-term survival of BrdU-labeled cells.

도 7(a)에 나타난 BrdU 표지 세포들은 세포들은 2주째에 분열하여 4주간 생존한 세포들로, HRGβE-Ad 그룹에서 대조군에 비해 많은 수의 세포가 생존하여 해마 CA1 영역의 so(stratum oriens), py(stratum pyramidale; pyramidal layer), sr(stratum radiatum) 부위 등으로 이동하여 존재하고 있으며, 치아이랑(DG) 영역의 gcl(granule cell layer)에서도 대조군에 비하여 증식한 세포가 다수 생존하고 있음을 알 수 있다.The BrdU-labeled cells shown in FIG. 7 (a) are cells that divide at 2 weeks and survive for 4 weeks, and in the HRGβE-Ad group, a large number of cells survive compared to the control so (stratum oriens) in the hippocampus CA1 region. , py (stratum pyramidale; pyramidal layer), sr (stratum radiatum), etc. are moved to exist, and the gcl (granule cell layer) in the dentate gyrus (DG) area is proliferated compared to the control group, Able to know.

도 7(b)는 4주간 분화한 내재성 신경전구세포를 각 신경세포 타입별 마커로 형광 조직염색을 시행한 결과 각 타입별 신경세포로 분화함을 보여준다. 글루타메이트를 사용하는 글루타메이트성 뉴런의 마커로 VGluT1(vesicular glutamate transporter 1), GABA성 뉴런의 마커로 GAD67(glutamic acid decarboxylase 67), 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용하는 콜린성 뉴런의 마커로 ChAT(choline acetyl transferase) 및 도파민성 뉴런의 마커로 TH(tyrosine hydroxylase)를 사용하여 형광 조직염색을 시행한 결과, HRGβE-Ad감염시킨 중간엽 줄기세포를 이식한 그룹에서 상기 각 뉴런 타입별 마커로 염색되는 세포의 수치가 증가하였다.7 (b) shows that after 4 weeks of fluorescence staining with endogenous neural progenitor cells differentiated into markers for each neuronal cell type, they differentiate into neuronal cells. VGluT1 (vesicular glutamate transporter 1) as a marker for glutamate neurons using glutamate, GAD67 (glutamic acid decarboxylase 67) as a marker for GABA neurons, and choline acetyl as a marker for cholinergic neurons using acetylcholine as a neurotransmitter Fluorescent tissue staining using TH (tyrosine hydroxylase) as markers of transferase) and dopaminergic neurons revealed that the cells stained with the markers of each neuron type in the group transplanted with HRGβE-Ad-infected mesenchymal stem cells. The number increased.

결과적으로 HRGβE 에 의해 증식한 내재성 신경전구세포가 해마에서의 기억 형성을 조절하는 신경세포인 글루타메이트성 뉴런, GABA성 뉴런, 콜린성 뉴런 및 도파민성 뉴런 세포로의 분화를 유도함을 알 수 있다.As a result, it can be seen that endogenous neural progenitor cells proliferated by HRGβE induce differentiation into glutamate neurons, GABA neurons, cholinergic neurons, and dopaminergic neurons, which are neurons that regulate memory formation in the hippocampus.

<< 실시예Example 5> 이식된  5> implanted 중간엽Mesenchyme 줄기세포의 분화 Stem Cell Differentiation

뇌이식 10주 후 HRGβE-Ad감염시킨 중간엽 줄기세포의 분화양상을 탐색하기 위하여 뉴런의 마커인 NeuN, 아교세포 중 성상세포의 마커인 GFAP, 및 희소돌기교세포의 마커인 O4로 이중 형광 조직염색을 시행하였다. 뇌이식한 중간엽 줄기세포는 DiI로 형광 표지하여 이중 형광 조직염색에 사용하였다. 구체적으로, 냉동 절편 하여 보관된 조직을 아크릴 24well로 옮겨 PBS로 2번 씻어 준 다음 0.5% Triton X-100 in PBS 용액으로 20분간 4℃ 챔버에서 얼음 위에 두고 DiI가 확산하지 않도록 진탕기로 돌린다. 이후 15% normal serum in 3% Bovine Serum Albumin(BSA) with 0.1% Triton X-100 in PBS 용액에서 비특이적 면역반응에 대한 블로킹 단계를 2시간 동안 진탕기 위에서 시행하고 이후 1차 항체를 4시간 동안 부착시킨다(3시간 4℃, 1시간 실온). 이때 항체는 1% BSA in PBS로 희석하여 사용하였다. 이때 사용된 항체는 ChAT(Chemicon, 1:500), GAD65/67(Chemicon, 1:500), GAD67(Chemicon, 1:2000), VGluT1(Chemicon, 1:500), NeuN(Chemicon, 1:700), GFAP(Chemicon, 1:700), O4(Chemicon, 1:700)이다. 이후 1차 항체에 상보적인 2차 항체를 실온에서 45분간 부착하였다. 이때 사용된 2차 항체는 형광 표지된 Cy2(Jackson, 1:500), FITC(Chemicon, 1:500)으로 DiI의 로다민과 다른 파장 대역을 설정하였다. 이후 모든 과정이 끝나면 마운팅하여 공초점 레이져 주사 현미경(LSM510, Carl Zeiss, Germany)으로 관찰 및 촬영하였다.To investigate the differentiation pattern of HRGβE-Ad-infected mesenchymal stem cells 10 weeks after brain transplantation, double fluorescent tissue staining was performed with NeuN, a marker of neurons, GFAP, a marker of astrocytes among glial cells, and O4, a marker of oligodendrocytes. Was implemented. Brain transplanted mesenchymal stem cells were fluorescently labeled with DiI and used for double fluorescent tissue staining. Specifically, the frozen sections were stored in acryl 24well, washed twice with PBS, and then placed on ice in a chamber at 20 ° C. for 20 minutes with 0.5% Triton X-100 in PBS solution and shaken to prevent DiI diffusion. A blocking step for nonspecific immune responses in 15% normal serum in 3% Bovine Serum Albumin (BSA) with 0.1% Triton X-100 in PBS solution was then performed on a shaker for 2 hours and then the primary antibody was attached for 4 hours. (3 hours 4 ° C., 1 hour room temperature). At this time, the antibody was diluted with 1% BSA in PBS. The antibody used was ChAT (Chemicon, 1: 500), GAD65 / 67 (Chemicon, 1: 500), GAD67 (Chemicon, 1: 2000), VGluT1 (Chemicon, 1: 500), NeuN (Chemicon, 1: 700). ), GFAP (Chemicon, 1: 700), O4 (Chemicon, 1: 700). The secondary antibody complementary to the primary antibody was then attached for 45 minutes at room temperature. The secondary antibodies used were fluorescently labeled Cy2 (Jackson, 1: 500) and FITC (Chemicon, 1: 500) to set different wavelength bands from Rhodamine of DiI. After the whole process was mounted and observed and photographed by confocal laser scanning microscope (LSM510, Carl Zeiss, Germany).

이중(double) 촬영한 슬라이드에서 DiI로 표지된 이식한 hMSC의 수를 카운트하고 각 분화 마커인 ChAT, GAD65/67, VGluT1, NeuN, GFAP, O4 각각의 FITC 세포의 수를 카운트하여 각 실험동물의 해마 내 분화 마커의 수를 DiI수로 백분율하였다. 이 때 모양과 위치가 정확히 일치되고 세포의 모양을 하고 있는 FITC의 수를 카운트하였다.The number of transplanted hMSCs labeled with DiI on the double-photographed slides was counted, and the number of FITC cells of each of the differentiation markers ChAT, GAD65 / 67, VGluT1, NeuN, GFAP, and O4 was counted. The number of differentiation markers in the hippocampus was percentaged by DiI number. At this time, the number of FITCs in the shape and position of the cells and the shape of the cells was counted.

도 8은 기억손상동물 모델의 해마에 HRGβE-Ad 또는 LacZ-Ad를 도입한 사람 중간엽 줄기세포를 이식한지 10주 후에, 중간엽 줄기세포의 분화 실험 및 기억력 검사를 수행하는 과정을 설명하는 모식도이다. 8 is a schematic diagram illustrating a process of performing differentiation experiments and memory test of mesenchymal stem cells 10 weeks after transplantation of human mesenchymal stem cells into which HRGβE-Ad or LacZ-Ad is introduced into the hippocampus of a memory impaired animal model. to be.

도 9(a)는 이식된 중간엽 줄기세포를 각 신경세포 타입별 분화 마커로 형광 조직염색을 수행한 결과 각 타입별 신경세포로 분화함을 보여주는 사진이다. 이들 세포는 HRGβE-Adv 그룹과 대조군 모두에서 ChAT, GAD65/67, TH, NeuN, GFAP, O4 등 중추신경계를 구성하는 세포들의 마커를 발현함으로써 이들이 신경계 구성 세포로 분화하고 있음을 알 수 있다. Figure 9 (a) is a photograph showing the differentiation of the transplanted mesenchymal stem cells into neurons of each type as a result of performing fluorescent tissue staining with differentiation markers for each neuron type. These cells express markers of cells constituting the central nervous system such as ChAT, GAD65 / 67, TH, NeuN, GFAP, O4 in both the HRGβE-Adv group and the control group, indicating that they differentiate into neural cells.

도 9(b)는 상기 각 신경세포 타입별 분화 정도를 정량적으로 분석하여 나타낸 그래프이다. HRGβE-Ad 그룹의 세포에서 ChAT 표지된 세포의 분화 수치가 1.5배 가량 증가하였으며 GAD65/67표지된 세포의 분화 수치도 1.8배 가량 증가하였고 NeuN 의 경우에도 1.3배 가량 증가하였다. 그러나 GFAP로 표지된 세포의 분화 수치는 오히려 1.8배 가량 감소하였고 O4의 경우에도 1.5배 가량 감소하였다. 이에 비해 도파민성 뉴런의 마커인 TH의 발현은 실험군과 대조군 사이에 큰 차이가 없었 다.Figure 9 (b) is a graph showing the quantitative analysis of the differentiation degree for each neuron type. In the HRGβE-Ad group, the differentiation of ChAT-labeled cells increased by 1.5-fold, the differentiation of GAD65 / 67-labeled cells by 1.8-fold and 1.3-fold in NeuN. However, the differentiation of GFAP-labeled cells decreased by 1.8-fold and 1.5-fold in the case of O4. In contrast, the expression of TH, a marker of dopaminergic neurons, was not significantly different between the experimental and control groups.

결과적으로 HRGβE-Ad감염된 중간엽 줄기 세포는 뇌에 이식될 경우에 해마에서 기억형성에 필요한 신경세포인 콜린성 뉴런 및 GABA성 뉴런 으로 분화되는 것으로 관찰되었으며, 신경세포로 분화된 세포 수 (NeuN 발현 세포수)는 증가하지만 성상세포 및 희소돌기교세포로의 분화는 오히려 감소됨을 알 수 있다.As a result, HRGβE-Ad-infected mesenchymal stem cells were observed to differentiate into cholinergic neurons and GABA neurons, which are neurons necessary for memory formation in the hippocampus when transplanted into the brain, and the number of cells differentiated into neurons (NeuN-expressing cells). The number) increases but the differentiation into astrocytic and oligodendrocytes is rather reduced.

<< 실시예Example 6>  6> HRGHRG βE에 의한 기억력 향상 실험Memory improvement experiment by βE

HRGβE에 의한 기억력 회복능을 조사하기 위하여 두 종류의 행동 검사를 시행하였다. Two behavioral tests were performed to investigate the ability of HRGβE to restore memory.

Y 자형 미로 (Y Y-shaped maze (Y mazemaze ) 실험) Experiment

Y 자형 미로 실험은 뇌이식 6주 후에 시행하였다. 물체의 식별이 가능한 어두운 공간에 Y자형 미로 공간를 설치하고 그 주변으로 시각적 표지들을 설치하였다. 이후 검사 대상 흰쥐를 그 공간에 옮겨 약 1시간 이상 공간에 대한 적응을 시킨 다음 실험을 실시하였다. 각 분지 통로에 임의적으로 순서를 표지하고 8분, 10분, 12분 후에 흰쥐의 탐색에 의한 각 분지 통로에 들어간 순서와 횟수를 기록하였다. 이들이 바로 전 단계에서 선택하여 들어갔던 분지 통로가 아닌 다른 분지 통로로의 진입 시 점수를 주는데 3차례 연속 다른 분지 통로를 선택하면 점수를 주어 전체 선택에 대한 비율로서 %로 나타내었다. 흰쥐들은 주변에 설치된 시각적 표지를 기억하여 새로운 분지 통로로의 탐색을 하게 되는데 이 수치가 높을수록 변 화(alteration) 확률이 높은 것인바, 탐색에 의한 공간지각력을 검사할 수 있다.Y-shaped maze experiments were performed 6 weeks after brain transplantation. A Y-shaped maze is placed in a dark space where objects can be identified, and visual signs are installed around it. After that, the test rats were moved to the space, and then adjusted to the space for about 1 hour or more. Each branch passage was randomly labeled, and after 8 minutes, 10 minutes, and 12 minutes, the order and number of passages into each branch passage by the rats were recorded. These scores are given when entering a branch passage other than the branch passage that was selected in the previous stage. When another branch passage is selected three times in a row, the score is given and expressed as a percentage of the total selection. Rats remember the visual signs installed around them to search for a new basin. The higher this value is, the higher the probability of alteration can be.

도 10(a)에 나타나듯이, HRGβE-Ad처리한 중간엽 줄기세포를 뇌이식한 실험군의 경우 전처리 없이 뇌이식한 중간엽 줄기세포와 비교하여 8분, 10분, 및12분 간의 기억 행동 측정에서 1.2배 정도의 기억행동 향상 결과를 보였다.As shown in FIG. 10 (a), in the experimental group in which the HRGβE-Ad-treated mesenchymal stem cells were transplanted with the brain, the memory behavior was measured for 8 minutes, 10 minutes, and 12 minutes compared with the mesenchymal stem cells transplanted without the pretreatment. Showed 1.2 times improvement in memory behavior.

수동적 회피반응 (Passive avoidance reaction passivepassive avoidanceavoidance ) 실험) Experiment

수동적 회피반응 실험을 위해 뇌이식 후 10주차가 되기 4-5일 전에 미리 훈련을 하였다. 훈련은 빛에 대한 회피 반응력으로서, 명암 구분이 되는 두 챔버의 이동 통로를 막고 흰쥐가 들어있는 챔버에 전등을 켠 후 통로를 열어서 맞은 편 어두운 챔버로의 이동 시간을 기록하였다. 이 훈련을 하루에 4-6회 실시하며 훈련 실시 후 24시간이 지난 후에 다시 훈련을 실시하여 4-5일 동안 평균 이동시간이 20초 내외일 때에 실험을 시행하였다. 실험은 빛에 의한 회피가 이루어지고 다른 챔버로 이동하면 전기적 충격(1mA)을 3초간 준다. 전기충격 24시간 후 같은 조건으로 챔버에 넣고 전등을 켠 다음 이들이 반대편 챔버로 이동하는 시간을 기록하였다. 이 수치가 높을수록 자극에 대한 기억력 회복의 정도를 비교 할 수 있다.For passive avoidance reaction experiments were trained 4-5 days before the 10th week of brain transplantation. Training was an evasive reaction to light, blocking the passage of the two distinct chambers, turning on the lights in the chamber containing the rats, and opening the passage to record the time of movement to the opposite dark chamber. This training was conducted 4-6 times a day, and again 24 hours after the training, the experiment was conducted when the average travel time was about 20 seconds for 4-5 days. The experiment was conducted by light avoidance and moved to another chamber, giving an electric shock (1mA) for 3 seconds. After 24 hours of electric shock, they were placed in the chamber under the same conditions and the lamps were turned on, and the time when they moved to the opposite chamber was recorded. The higher this number, the more you can compare the degree of memory recovery for the stimulus.

도 10(b)에 의하면HRGβE-Ad감염시킨 중간엽 줄기세포를 뇌이식한 경우에 수동적 회피실험에 대하여 크게 기억력이 회복되는 것을 알 수 있었다. 수치상으로 자극에 대한 기억이 LacZ-Ad 대조군에 비해 sHRGβE-Ad에서 약 4배 이상 증가되었다. According to Figure 10 (b) it can be seen that memory is significantly recovered for the passive avoidance experiment when the brain transplantation of HRGβE-Ad infected mesenchymal stem cells. Numerically, memory for stimulation was increased approximately four-fold in sHRGβE-Ad compared to the LacZ-Ad control.

따라서, 기억력 손상모델 흰쥐에 HRGβE-Ad감염시킨 사람 중간엽 줄기세포를 해마부위에 뇌이식하면, 이로부터 분비된 HRGβE에 의해 사람 중간엽 줄기세포의 증식 및 기능성 신경세포로의 분화가 유도됨으로써, 세포사멸한 신경세포를 대체하여 신경세포간 연결을 이루고 결과적으로 기억력 회복에 기여할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when brain-transplanted human mesenchymal stem cells infected with HRGβE-Ad to the hippocampus in the memory impairment model rats, HRGβE secreted from them induces proliferation of human mesenchymal stem cells and differentiation into functional neurons. It can be seen that it replaces apoptosis neurons and establishes neuronal connections and consequently contributes to memory recovery.

도 1은 사람의 골수 중간엽 줄기세포에 HRGβE-Ad를 도입한 후 HRGβE가 세포외로 분비되는 양을 ELISA로 분석하여 정량화한 그래프이다.Figure 1 is a graph quantified by analyzing the amount of HRGβE released extracellularly after introduction of HRGβE-Ad to human bone marrow mesenchymal stem cells by ELISA.

도 2는 HRGβ가 신경전구세포의 증식에 미치는 영향을 보여준다. (a) 는 BrdU 면역 염색을 이용하여 LacZ, sHRGβE, 및 HRGβE 중화항체를 처리한 후의 세포 증식을 보여주는 현미경 사진이고, (b) 는 이를 정량화하여 나타낸 그래프이다.2 shows the effect of HRGβ on the proliferation of neural progenitor cells. (a) is a micrograph showing cell proliferation after treatment of LacZ, sHRGβE, and HRGβE neutralizing antibodies using BrdU immunostaining, and (b) is a graph showing quantification.

도 3은 아데노바이러스 감염시킨 중간엽 줄기세포를 기억손상 동물모델에 이식한 후 내재성 신경전구세포의 증식 및 재생 효과를 실험하는 과정을 보여주는 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the process of experimenting the proliferation and regeneration effect of the endogenous neuronal progenitor cells after transplanting adenovirus-infected mesenchymal stem cells in the animal model of memory impairment.

도 4는 중간엽 줄기세포 이식 부위에 대한 모식도 및 형광 표지하여 이식한 사람 중간엽 줄기세포가 안착된 부위와 형태를 보여주는 도면이다.4 is a diagram showing the schematic diagram of the mesenchymal stem cell transplantation site and the site and shape of the human mesenchymal stem cell transplanted by fluorescent labeling.

도 5는 아데노바이러스 감염시킨 중간엽 줄기세포를 기억손상 동물모델에 이식한 후 내재성 신경전구세포의 증식을 조사한 결과를 보여준다. (a)는 BrdU 면역 염색에 의한 세포 증식을 보여주는 현미경 사진이고, (b)는 이를 정량화하여 나타낸 그래프이다.Figure 5 shows the results of examining the proliferation of endogenous neural progenitor cells after transplanting the adenovirus-infected mesenchymal stem cells in the animal model of memory impairment. (a) is a micrograph showing cell proliferation by BrdU immunostaining, and (b) is a graph showing quantification.

도 6은 아데노바이러스 감염시킨 중간엽 줄기세포의 이식 후 증식한 내재성 신경 전구세포의 초기 신경세포 분화를 관찰한 결과를 보여준다. (a)는 초기 신경세포 분화를 보여주는 현미경 사진, (b)는 각 마커를 발현하는 세포의 수를 측정하여 나타낸 표이다.Figure 6 shows the results of observation of early neuronal differentiation of endogenous neural progenitor cells proliferated after transplantation of adenovirus infected mesenchymal stem cells. (a) is a micrograph showing early neuronal differentiation, and (b) is a table showing the number of cells expressing each marker.

도 7 은 아데노바이러스 감염시킨 중간엽 줄기세포의 이식 후 증식한 내재성 신경전구세포의 4주 후 신경전구세포의 생존 및 분화를 관찰한 결과를 보여준다. (a)는 증식된 신경전구세포들이 각 해마영역으로 이동하여 생존함을 보여주며, (b)는 각 신경세포 타입별 마커로 형광 조직염색을 수행한 결과 증식된 신경전구세포가 기억형성에 필요한 신경전달물질인 글루타메이트 또는 가바를 분비하는 글루타메이트성 또는 가바성 신경세포 종류로 분화하였음을 보여준다.Figure 7 shows the results of observation of survival and differentiation of neural progenitor cells after 4 weeks of proliferating endogenous neural progenitor cells after transplantation of adenovirus infected mesenchymal stem cells. (a) shows that proliferated neuronal progenitor cells migrate to each hippocampal region and survive. (b) shows that neural progenitor cells proliferated by fluorescent tissue staining with markers for each neuron type are required for memory formation. The neurotransmitter glutamate or Gaba secretion is shown to differentiate into glutamate or Gaba neuronal cell types.

도 8 은 아데노바이러스 감염시킨 사람 중간엽 줄기세포를 기억손상 동물모델에 이식한지 10주 후에 중간엽 줄기세포의 분화 및 기억력 검사를 수행하는 과정을 보여주는 모식도이다.8 is a schematic diagram showing the process of performing differentiation and memory test of mesenchymal stem cells 10 weeks after transplanting human mesenchymal stem cells infected with adenovirus into a memory impaired animal model.

도 9 는 아데노바이러스 감염시킨 사람 중간엽줄기세포를 기억손상 동물모델에 이식한지 10주 후, 중간엽 줄기세포의 분화를 관찰한 결과를 보여준다. (a)는 각 신경세포 타입별 마커로 염색한 결과를 보여주는 현미경 사진, (b)는 이식된 중간엽줄기세포가 기억형성에 필요한 신경전달물질인 아세틸콜린, 가바 (GABA)를 분비하는 콜린성 및 가바성 신경세포 종류로 분화하였음을 보여준다.9 shows the results of observing the differentiation of mesenchymal stem cells 10 weeks after transplanting human mesenchymal stem cells infected with adenovirus into the animal model of memory impairment. (a) is a micrograph showing the results of staining with markers for each neuronal cell type, (b) is cholinergic to secrete acetylcholine, GABA, which are neurotransmitters necessary for memory formation of transplanted mesenchymal stem cells; Differentiation into Gabar neuronal cell types.

도 10 은 아데노바이러스 감염시킨 사람 중간엽줄기세포의 이식 후의 기억력 회복능을 검사한 결과를 보여준다. (a)는 단기 공간기억력을 검사하는 Y자형 미로 검사 결과를 나타낸 그래프이며, (b)는 장기기억을 검사하는 수동적 회피반응 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 10 shows the results of the memory recovery ability after transplantation of adenovirus infected human mesenchymal stem cells. (a) is a graph showing the results of the Y-shaped labyrinth test to test the short-term spatial memory, (b) is a graph showing the passive avoidance response to test the long-term memory.

<110> Industry Academic Cooperation Foundation of KyungHee University <120> Use of EGF-like Domain Peptide of Heregulin Beta 1 <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 189 <212> DNA <213> EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 <400> 1 atgtccacga ctgggaccag ccatctcata aagtgtgcgg agaaggagaa aactttctgt 60 gtgaatgggg gcgagtgctt cacggtgaag gacctgtcaa acccgtcaag atacttgtgc 120 aagtgcccaa atgagtttac tggtgatcgt tgccaaaact acgtaatggc cagcttctac 180 aagcattaa 189 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> signal peptide <400> 2 atgtcgggac caggaactgc agca 24 <210> 3 <211> 219 <212> DNA <213> fusion of EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 and signal peptide <400> 3 atgtcgggac caggaactgc agcaggtacc atgtccacga ctgggaccag ccatctcata 60 aagtgtgcgg agaaggagaa aactttctgt gtgaatgggg gcgagtgctt cacggtgaag 120 gacctgtcaa acccgtcaag atacttgtgc aagtgcccaa atgagtttac tggtgatcgt 180 tgccaaaact acgtaatggc cagcttctac aagcattaa 219 <210> 4 <211> 62 <212> PRT <213> EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 <400> 4 Met Ser Thr Thr Gly Thr Ser His Leu Ile Lys Cys Ala Glu Lys Glu 1 5 10 15 Lys Thr Phe Cys Val Asn Gly Gly Glu Cys Phe Thr Val Lys Asp Leu 20 25 30 Ser Asn Pro Ser Arg Tyr Leu Cys Lys Cys Pro Asn Glu Phe Thr Gly 35 40 45 Asp Arg Cys Gln Asn Tyr Val Met Ala Ser Phe Tyr Lys His 50 55 60 <210> 5 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> signal peptide <400> 5 Met Ser Gly Pro Gly Thr Ala Ala 1 5 <210> 6 <211> 72 <212> PRT <213> Fusion of EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 and signal peptide <400> 6 Met Ser Gly Pro Gly Thr Ala Ala Cys Thr Met Ser Thr Thr Gly Thr 1 5 10 15 Ser His Leu Ile Lys Cys Ala Glu Lys Glu Lys Thr Phe Cys Val Asn 20 25 30 Gly Gly Glu Cys Phe Thr Val Lys Asp Leu Ser Asn Pro Ser Arg Tyr 35 40 45 Leu Cys Lys Cys Pro Asn Glu Phe Thr Gly Asp Arg Cys Gln Asn Tyr 50 55 60 Val Met Ala Ser Phe Tyr Lys His 65 70 <110> Industry Academic Cooperation Foundation of KyungHee University <120> Use of EGF-like Domain Peptide of Heregulin Beta 1 <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 189 <212> DNA <213> EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 <400> 1 atgtccacga ctgggaccag ccatctcata aagtgtgcgg agaaggagaa aactttctgt 60 gtgaatgggg gcgagtgctt cacggtgaag gacctgtcaa acccgtcaag atacttgtgc 120 aagtgcccaa atgagtttac tggtgatcgt tgccaaaact acgtaatggc cagcttctac 180 aagcattaa 189 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> signal peptide <400> 2 atgtcgggac caggaactgc agca 24 <210> 3 <211> 219 <212> DNA <213> fusion of EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 and signal peptide <400> 3 atgtcgggac caggaactgc agcaggtacc atgtccacga ctgggaccag ccatctcata 60 aagtgtgcgg agaaggagaa aactttctgt gtgaatgggg gcgagtgctt cacggtgaag 120 gacctgtcaa acccgtcaag atacttgtgc aagtgcccaa atgagtttac tggtgatcgt 180 tgccaaaact acgtaatggc cagcttctac aagcattaa 219 <210> 4 <211> 62 <212> PRT <213> EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 <400> 4 Met Ser Thr Thr Gly Thr Ser His Leu Ile Lys Cys Ala Glu Lys Glu   1 5 10 15 Lys Thr Phe Cys Val Asn Gly Gly Glu Cys Phe Thr Val Lys Asp Leu              20 25 30 Ser Asn Pro Ser Arg Tyr Leu Cys Lys Cys Pro Asn Glu Phe Thr Gly          35 40 45 Asp Arg Cys Gln Asn Tyr Val Met Ala Ser Phe Tyr Lys His      50 55 60 <210> 5 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> signal peptide <400> 5 Met Ser Gly Pro Gly Thr Ala Ala   1 5 <210> 6 <211> 72 <212> PRT <213> Fusion of EGF-like domain peptide of Heregulin beta1 and signal peptide <400> 6 Met Ser Gly Pro Gly Thr Ala Ala Cys Thr Met Ser Thr Thr Gly Thr   1 5 10 15 Ser His Leu Ile Lys Cys Ala Glu Lys Glu Lys Thr Phe Cys Val Asn              20 25 30 Gly Gly Glu Cys Phe Thr Val Lys Asp Leu Ser Asn Pro Ser Arg Tyr          35 40 45 Leu Cys Lys Cys Pro Asn Glu Phe Thr Gly Asp Arg Cys Gln Asn Tyr      50 55 60 Val Met Ala Ser Phe Tyr Lys His  65 70  

Claims (11)

히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드(EGF-like domain peptide)를 암호화하는 핵산을 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.A composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases comprising a nucleic acid encoding an EGF-like domain peptide of hiregulin beta1. 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.A composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases comprising an EGF-like domain peptide of hiregulin beta1. 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 재조합 아데노바이러스를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.A composition for improving memory or preventing or treating memory impairment disorders comprising a recombinant adenovirus comprising a DNA sequence encoding the EGF-like domain peptide of hiregulin beta1. 히레귤린 베타1의 EGF-성 도메인 펩타이드를 암호화하는 핵산을 도입한 중간엽 줄기세포를 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.A composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases comprising mesenchymal stem cells incorporating a nucleic acid encoding an EGF-like domain peptide of hiregulin beta1. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 핵산의 도입은 미세주입법, 전기 도입법, 직접주입법, 입자분사법, 리포좀법 또는 발현벡터를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.The introduction of the nucleic acid, micro-injection, electro-introduction, direct injection, particle injection, liposomes or expression vector composition for improving memory capacity or preventing or treating a memory damage disease, characterized in that using the expression vector. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 발현벡터는 재조합 아데노바이러스인 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.The expression vector is a recombinant adenovirus for improving memory or preventing or treating a memory damage disease composition. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 재조합 아데노바이러스는 분비 지시 펩타이드(signal peptide)를 암호화하는 DNA 서열을 포함하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.The recombinant adenovirus is a composition for improving memory or preventing or treating memory impairment disease comprising a DNA sequence encoding a secretion indicator peptide (signal peptide). 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 재조합 아데노바이러스는 DNA 서열을 발현시킬 수 있는 바이러스 프로 모터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물. The recombinant adenovirus composition for improving memory or preventing or treating memory impairment diseases, characterized in that it further comprises a viral promoter capable of expressing a DNA sequence. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 바이러스 프로모터는 CMV 프로모터인 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물. The viral promoter is a CMV promoter, a composition for improving memory or preventing or treating memory damage disorders. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 재조합 아데노바이러스는 표적 세포 내에서의 복제를 위해 필요로 하는 게놈의 일부가 결핍된 것을 특징으로 하며, 상기 결핍된 일부는 E1, E3, E4, 및 L1-L5 유전자로부터 선택되는 것인 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물. The recombinant adenovirus is characterized by a lack of a portion of the genome required for replication in the target cell, wherein the deficient portion is selected from the E1, E3, E4, and L1-L5 genes memory enhancement A composition for preventing or treating a dragon or memory damage disease. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 10, 상기 기억 손상 질환은 치매, 파킨슨병, 알츠하이머병, 정신분열증 간질, 뇌졸중, 정신분열증 또는 외상성 뇌손상인 기억력 향상용 또는 기억 손상 질환의 예방 또는 치료용 조성물.The memory impaired disease is dementia, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, schizophrenia epilepsy, stroke, schizophrenia or traumatic brain injury for improving memory or preventing or treating a memory damage disease composition.
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