KR20110118084A - Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane tissue, preparation method thereof and differentiated cells from the stem cells - Google Patents

Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane tissue, preparation method thereof and differentiated cells from the stem cells Download PDF

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KR20110118084A KR1020110035628A KR20110035628A KR20110118084A KR 20110118084 A KR20110118084 A KR 20110118084A KR 1020110035628 A KR1020110035628 A KR 1020110035628A KR 20110035628 A KR20110035628 A KR 20110035628A KR 20110118084 A KR20110118084 A KR 20110118084A
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Abstract

본 발명은 고막조직에서 유래된 다분화능 성체줄기세포, 이의 제조방법 및 이로부터 분화된 세포에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인간의 고막조직을 혈청이 없는 DMEM 배지에서 배양하는 단계; 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 프로테아제 또는 DNase를 8~12ug/ml 처리한 다음, 원심분리하여 상층액을 제거하는 단계; 상층액이 제거된 펠렛에 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 상기 트립신-EDTA와 동량의 소태아 혈청(FBS)을 첨가하여 피펫팅(pipetting)한 다음, 원심분리하는 단계; 및 원심분리 후 얻은 펠렛을 불활성화된 소태아 혈청 및 항생제가 함유된 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액 상에서 배양시키면서 2~3일 간격으로 15~25ng의 bFGF를 첨가하여 5~12일 동안 배양하는 단계를 포함하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포의 제조방법 및 상기 성체줄기세포를 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양하는 단계 및 배양 중에 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 목적 분화 세포를 분리하는 단계를 포함하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multipotent adult stem cell derived from tympanic tissue, a method for preparing the same, and a cell differentiated from the same. More specifically, the step of culturing human tympanic tissue in DMEM medium without serum; Incubating with 0.2-0.3% trypsin-EDTA followed by 8-12 ug / ml of protease or DNase, followed by centrifugation to remove supernatant; After culture by adding 0.2-0.3% of trypsin-EDTA to the pellet from which the supernatant was removed, pipetting the same by adding the same amount of fetal calf serum (FBS) and then centrifuging ; And pellets obtained after centrifugation by adding 15-25 ng of bFGF at intervals of 2 to 3 days while incubating on inert fetal bovine serum and antibiotic containing minimal essential medium (MEM-a) medium for 5 to 12 days. A method for producing multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, comprising the step of culturing and culturing the adult stem cells in a medium for culturing the target differentiated cells and the target differentiated cells expressing markers of the target differentiated cells during the culturing. It relates to a method for producing differentiated cells from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue comprising the step of separating.

Description

고막조직에서 유래된 다분화능 성체줄기세포, 이의 제조방법 및 이로부터 분화된 세포{Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane tissue, preparation method thereof and differentiated cells from the stem cells}Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane tissue, preparation method about and differentiated cells from the stem cells}

본 발명은 고막조직에서 유래된 다분화능 성체줄기세포, 이의 제조방법 및 이로부터 분화된 세포에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인간의 고막조직으로부터 다분화능 성체줄기세포를 제조하는 방법 및 상기 성체줄기세포를 신경계 세포전구체, 유모세포 및 신경세포로 분화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to multipotent adult stem cells derived from tympanic tissue, methods for preparing the same, and cells differentiated therefrom. More specifically, the method for producing multipotent adult stem cells from human tympanic tissue and the adult stem cells It relates to a method for differentiating into neural cell precursors, hair cells and neurons.

최근 들어 질환에 의해 세포가 파괴되거나 손상 받았을 경우, 세포를 외부로부터 공급해주는 세포 대체 요법(cell replacement therapy)이 효과적인 치료법으로 제시되고 있으며, 특히 재생이 필요한 조직으로 증식 및 분화가 가능한 줄기세포(stem cell)가 각광을 받고 있다.Recently, when cells are destroyed or damaged by disease, cell replacement therapy that supplies cells from the outside has been suggested as an effective treatment, especially stem cells capable of proliferation and differentiation into tissues requiring regeneration. cell) is in the spotlight.

이에 줄기세포 연구에 대한 관심이 고조되어, 증식과 분화를 통해 모든 기관을 형성할 능력을 가진 만능 줄기세포가 대부분의 질병 치료는 물론 장기 훼손을 근원적으로 해결할 수 있는 것으로 인식되었고, 많은 과학자가 인체의 거의 모든 장기 재생은 물론 난치병이었던 파킨슨병, 각종 암, 당뇨병과 척수 손상등의 치료에 이르기까지 다양하게 줄기세포의 적용 가능성을 제시해 왔다. As interest in stem cell research increased, pluripotent stem cells with the ability to form all organs through proliferation and differentiation were recognized as being able to fundamentally solve organ damage as well as treat most diseases. The application of stem cells has been suggested in a variety of ways, from the treatment of almost all organ regeneration to the treatment of Parkinson's disease, which was incurable disease, various cancers, diabetes and spinal cord injury.

줄기세포(stem cell)란 자기 복제 능력을 가지면서 두 개 이상의 세포로 분화하는 능력을 갖는 세포를 말하며, 만능 줄기세포(totipotent stem cell), 전능성(전분화능) 줄기세포(pluripotent stem cells), 다능성(다분화능) 줄기세포(multipotent stem cells)로 분류할 수 있다.Stem cells are cells that have the ability to self-replicate and differentiate into two or more cells, totipotent stem cells, pluripotent stem cells, and c. It can be classified as multipotent stem cells.

만능 줄기세포(totipotent stem cells)는 하나의 완전한 개체로 발생해 나갈 수 있는 만능의 성질을 가진 세포로 난자와 정자의 수정 이후 8세포기까지의 세포가 이러한 성질을 가지며, 이 세포를 분리하여 자궁에 이식하면 하나의 완전한 개체로 발생해 나갈 수 있다. 전능성(전분화능) 줄기세포(pluripotent stem cells)는 외배엽, 중배엽, 내배엽층 유래의 다양한 세포와 조직으로 발생할 수 있는 세포로서, 수정 4-5일 후 나타나는 배반포(blastocyst)의 안쪽에 위치한 내세포괴(inner cell mass)에서 유래하며, 이를 배아 줄기 세포라 하며 다양한 다른 조직 세포로 분화되지만 새로운 생명체를 형성하지는 못한다. 다능성(다분화능) 줄기세포(multipotent stem cells)는 이 세포가 포함되어 있는 조직 및 기관을 형성하는 특이적인 세포로만 분화할 수 있는 줄기세포를 말한다.Pluripotent stem cells are pluripotent cells that can develop into a complete individual. Cells up to 8 cell stages after fertilization of eggs and sperm have these properties. If you transplant it into a single, complete entity. Pluripotent stem cells are cells that can develop into a variety of cells and tissues derived from ectoderm, mesoderm, and endodermal layer. Internal lumps of blastocyst appear 4 to 5 days after fertilization. It originates from the inner cell mass, called embryonic stem cells, and differentiates into a variety of other tissue cells, but does not form new life. Multipotent stem cells are stem cells that can only differentiate into specific cells that form the tissues and organs that contain them.

특히, 다능성 줄기세포는 성체 골수에서 최초로 분리되었고(Y. Jiang et al., Nature , 418:41, 2002), 그 후 다른 여러 성체 조직에서도 확인됨에 따라(C.M. Verfaillie, Trends Cell Biol., 12:502, 2002) 골수는 가장 널리 알려진 줄기 세포의 소스로 사용되고 있다. 그러나 골수와 같은 성체 조직내의 줄기 세포는 매우 드물게 존재하고, 이러한 세포들은 분화유도 및 배양이 어려워서 특이적으로 스크린된 배지들이 없으면 그 세포들을 배양하기 어렵다. 즉, 줄기 세포들을 분리하여 체외에서 보존하기가 매우 어렵다는 단점이 있다.In particular, pluripotent stem cells were first isolated from adult bone marrow (Y. Jiang et al., Nature , 418: 41, 2002) and subsequently identified in several other adult tissues (CM Verfaillie, Trends Cell Biol ., 12: 502, 2002) Bone marrow is used as the most widely known source of stem cells. However, stem cells in adult tissues such as bone marrow are very rare, and these cells are difficult to induce differentiation and culture, making them difficult to culture without specifically screened media. That is, it is very difficult to separate stem cells and preserve them in vitro.

이에 대해, 최근 지방 조직이 다능성 줄기세포의 새로운 소스임이 밝혀진 바 있는데(B.Cousin et al., BBRC ., 301:1016, 2003; A. Miranville et al., Circulation, 110:349, 2004; S. Gronthos et al., J. Cell Physiol ., 189:54), 즉 지방흡입(liposuction)에 의해 얻어진 인간 지방조직에 미분화 세포군이 포함되어 있고, 이것은 실험실 상에서 지방세포, 골형성세포, 근원세포 및 연골모세포로의 분화능을 갖는 세포라는 사실이 보고되었다(P.A.Zuk et al., Tissue Eng ., 7:211, 2001; A.M Rodriguez et al., BBRC., 315:255, 2004). 따라서 최근 연구에서는 지방 조직 유래 세포가 근육 재생능 및 신경혈관분화를 촉진하는 능력이 있음이 동물 모델 실험을 통하여 확인함으로써 줄기세포의 새로운 소스로서 두각을 나타내고 있다. In recent years, adipose tissue has been found to be a new source of pluripotent stem cells (B. Cousin et al., BBRC . , 301: 1016, 2003; A. Miranville et al., Circulation, 110: 349, 2004; S. Gronthos et al., J. Cell Physiol . , 189: 54), ie, human adipose tissue obtained by liposuction contains undifferentiated cell populations, which in the laboratory are cells that have differentiation potential to adipocytes, osteoblasts, myoblasts and chondrocytes Reported (PAZuk et al., Tissue Eng . , 7: 211, 2001; AM Rodriguez et al., BBRC ., 315: 255, 2004). Therefore, recent studies have shown that adipose tissue-derived cells have the ability to promote muscle regeneration and neurovascular differentiation through animal model experiments, thereby emerging as a new source of stem cells.

한편, 인간 줄기세포는 다양한 성인 세포 계통을 발생시킬 수 있는 전능성(totipotential) 또는 만능성(pluripotential) 전구체 세포이다. 이 능력은 기관 및 조직 발달에 필요한 세포의 분화와 특수화를 위한 기초로서 작용한다. 최근, 이러한 줄기세포 이식이 성공함에 따라 질환, 독성 화학물질 또는 방사선으로의 노출로 인한 골융해(myeloablation) 이후 골수를 재구성하거나 보충하는 신규한 임상 도구가 제공되었다. 줄기세포가 다수의 조직을 모두는 아니지만 재증식시키고 생리학적 및 해부학적 기능을 회복시키는데 사용될 수 있음을 입증하는 추가의 증거들이 보고되고 있다. 또한, 조직 공학, 유전자 치료 및 세포 치료제에서의 줄기세포의 적용이 급속도로 진행되고 있다. Human stem cells, on the other hand, are totipotential or pluripotential precursor cells capable of generating a variety of adult cell lineages. This ability serves as the basis for the differentiation and specialization of cells required for organ and tissue development. Recently, the success of such stem cell transplantation has provided new clinical tools for reconstructing or replenishing bone marrow after myeloablation due to exposure to disease, toxic chemicals or radiation. Additional evidence has been reported to demonstrate that stem cells can be used to repopulate many, but not all, tissues and restore physiological and anatomical function. In addition, the application of stem cells in tissue engineering, gene therapy and cell therapies is rapidly progressing.

따라서 치료학적으로 유용성이 높은 줄기세포에 대한 관심이 증대되면서 더욱 다양한 조직으로부터 줄기세포의 개발 및 제조가 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, as the interest in stem cells having high therapeutic utility increases, there is an urgent need for development and manufacture of stem cells from various tissues.

따라서 본 발명의 목적은 인간의 고막조직으로부터 각종 세포로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue having the ability to differentiate into various cells from human tympanic tissue.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포를 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is a method for producing a cell differentiated from human multi-maturity adult stem cells derived from human tympanic tissue comprising the step of culturing multi-differentiated adult stem cells derived from human tympanic tissue in the culture medium for the purpose of differentiating cells. To provide.

또한, 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법으로 분화된 세포를 유효성분으로 포함하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a composition for the prevention or treatment of ear diseases comprising the cells differentiated by the method of the present invention as an active ingredient.

또한, 본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 고막조직 유래 다분화능 성체줄기세포를 유효성분으로 함유하는 귀 조직 형성용 세포치료제를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a cell therapy agent for the formation of ear tissue containing the tympanic tissue-derived multipotent adult stem cells according to the present invention as an active ingredient.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention,

인간의 고막조직을 혈청이 없는 DMEM 배지에서 배양하는 단계; Culturing human eardrum tissue in DMEM medium without serum;

0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 프로테아제 또는 DNase를 8~12 ug/ml 처리한 다음, 원심분리하여 상층액을 제거하는 단계; Cultured by adding 0.2-0.3% trypsin-EDTA, followed by 8-12 ug / ml of protease or DNase, and then centrifuging to remove supernatant;

상층액이 제거된 펠렛에 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 상기 트립신-EDTA와 동량의 소태아 혈청(FBS)을 첨가하여 피펫팅(pipetting)한 다음, 원심분리하는 단계; 및 After culture by adding 0.2-0.3% of trypsin-EDTA to the pellet from which the supernatant was removed, pipetting the same by adding the same amount of fetal calf serum (FBS) and then centrifuging ; And

원심분리 후 얻은 펠렛을 불활성화된 소태아 혈청 및 항생제가 함유된 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액 상에서 배양시키면서 2~3일 간격으로 15~25ng의 bFGF를 첨가하여 5~12일 동안 배양하는 단계를 포함하는, 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포를 제조하는 방법을 제공한다.The pellets obtained after centrifugation were incubated on inactivated fetal bovine serum and antibiotics containing minimal essential medium alpha (MEM-a), and cultured for 5-12 days by adding 15-25ng of bFGF at 2-3 days intervals. It provides a method for producing multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, comprising the steps of:

또한, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 상기 다분화능 성체줄기세포를 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양하는 단계 및 배양 중에 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 목적 분화 세포를 분리하는 단계를 포함하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of culturing the multipotent adult stem cells prepared by the method of the present invention in a medium for culturing the target differentiating cells and separating the target differentiated cells expressing a marker of the target differentiating cells during the culturing. Provided are methods for producing differentiated cells from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 목적 분화 세포는 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the target differentiated cells may be neuronal cell precursors, neurons or hair cells.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신경계 세포전구체는 상기 성체줄기세포를 DMEM:F12가 1:1~5:1로 포함하고, B-27 supplement를 0.01~0.03ml/ml, L-글루타민을 1~3mM, EGF를 5~15ng/ml, bFGF를 15~25ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경계 세포전구체 분화용 배지에서 배양하여 분화된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the neuronal cell precursor comprises the adult stem cells with DMEM: F12 of 1: 1-5: 1, 0.01-0.03ml / ml of B-27 supplement, L-glutamine 1 to 3mM, 5-15ng / ml EGF, 15-25ng / ml bFGF and 0.5-1.5% antibiotics may be differentiated by culturing in culture medium for neural cell precursor differentiation.

본 발명℃의 일실시예에 있어서, 상기 신경세포 또는 유모세포는 신경세포 배양배지(neurobasal medium)에 B-27 supplement를 0.01~0.03ml/ml, L-글루타민을 1~3mM, 교아세포유래 신경성장인자(Grial-derived neurotprophin factor: GDNF)를 5~15ng/ml, 뇌유래 신경영양인자(Brain-derived neutrophin factor: BDNF)를 5~15ng/ml 및 뉴로트로핀-3(Neurotrophin-3: NT-3)를 5~15ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경세포 또는 유모세포 분화용 배지에서 배양하여 분화된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the neurons or hair cells are B-27 supplement 0.01 ~ 0.03ml / ml, L- glutamine 1 ~ 3mM, neuroblast-derived neurons in neuronal culture medium (neurobasal medium) Growth factor (Grial-derived neurotprophin factor (GDNF) 5 ~ 15ng / ml, Brain-derived neutrophin factor (BDNF) 5 ~ 15ng / ml and Neurotrophin-3 (Neurotrophin-3: NT- 3) may be differentiated by culturing in a culture medium for neuron or hair cell differentiation containing 5 ~ 15ng / ml and 0.5 ~ 1.5% antibiotics.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 배양은 5일 내지 15일 동안 36~38℃의 온도 및 4~6% 이산화탄소 조건에서 배양하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the culturing may be to incubate at a temperature of 36 ~ 38 ℃ and 4 ~ 6% carbon dioxide conditions for 5 to 15 days.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신경계 세포전구체는 네스틴(nestin), GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 및 BMP7로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현하고; 상기 신경세포는 NF, GFAP, S-100, 네스틴(nestin), BMP4, BMP7, 튜불린 및 MAP2로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현하고; 및 상기 유모세포는 네스틴(nestin), myosin VIIA, BMP4, BMP7 및 myosin VIIA로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the neuronal cell precursor expresses a marker of a target differentiated cell selected from the group consisting of nestin, GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 and BMP7; The neurons express markers of target differentiated cells selected from the group consisting of NF, GFAP, S-100, Nestin, BMP4, BMP7, tubulin and MAP2; And the hair cells may express a marker of the target differentiation cells selected from the group consisting of nestin (nestin), myosin VIIA, BMP4, BMP7 and myosin VIIA.

또한, 본 발명은 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포를 유효성분으로 포함하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for the prevention or treatment of ear diseases comprising neuronal cell precursors, neurons or hair cells differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 귀 질환은 이명, 난청, 중이염 및 현훈으로 이루어진 군 중에서 선택된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the ear disease may be selected from the group consisting of tinnitus, deafness, otitis media and vertigo.

또한, 본 발명은 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포로 분화되는 특성을 가지는 본 발명에 따른 고막조직 유래 다분화능 성체줄기세포를 유효성분으로 함유하는 귀 조직 형성용 세포치료제를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a cell therapy agent for the formation of ear tissue containing a multi-differentiated adult stem cells derived from tympanic tissue according to the present invention having the characteristics of differentiating into neural cell precursors, neurons or hair cells.

본 발명에 따라 고막조직으로부터 유래된 성체줄기세포는 각기 다른 신경성장인자를 함유한 분화 유도용 배지에서 배양할 경우, 신경계 세포전구체, 신경세포 및 유모세포로 각각 분화될 수 있는 다분화능을 가지고 있으므로, 고막조직 유래 성체줄기세포 및 상기 성체줄기세포로부터 분화된 본 발명에 따른 신경계 세포전구체, 신경세포 및 유모세포는 귀 질환을 치료하기 위한 세포 대체 요법 및 재생의학 분야에 사용될 수 있는 효과가 있으며, 귀 질환 치료를 위한 신약개발의 소재로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 귀 질환과 관련된 기초 연구 분야에서도 널리 사용될 수 있는 효과가 있다. Adult stem cells derived from the tympanic tissue according to the present invention, when cultured in differentiation induction medium containing different neuronal growth factors, have a differentiation capacity that can be differentiated into neuronal cell precursors, neurons and hair cells, respectively. , The adult stem cells derived from the tympanic tissue and the neural cell precursors, neurons and hair cells of the present invention differentiated from the adult stem cells have an effect that can be used in the field of cell replacement therapy and regenerative medicine for the treatment of ear diseases, Not only can it be used as a material for developing new drugs for the treatment of ear diseases, but it can also be widely used in the basic research fields related to ear diseases.

도 1은 인간의 고막조직에서 분리한 세포를 10% FBS가 포함된 MEM-알파 배지에서 5일 동안 배양하여 고막조직 유래의 성체줄기세포의 모양을 현미경을 통해 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 고막조직 유래의 성체줄기세포를 신경세포 분화 유도용 배지에서 배양한 후 15일째에 분화된 신경 세포의 모습을 현미경을 통해 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 고막조직 유래의 성체줄기세포를 신경계 세포전구체 분화 유도용 배지에서 배양된 세포전구체를 각 배양 시기별로 현미경으로 관찰한 사진을 나타낸 것으로서, 3a는 배양 7일째에 관찰된 세포를 나타낸 것이고, 3b는 배양 14일째, 3c 및 3d는 배양 21일째의 세포모습을 관찰한 것을 나타낸 것이다.
도 4는 신경계 세포 전구체로 분화된 세포를 대상으로 BrdU로 표지된 세포들을 형광현미경으로 관찰한 사진을 나타낸 것으로서, (a)는 ALEXA 555로 가시화 시킨 것이고, (b)는 DAPI, 염색을 통해 세포 전구체의 핵을 염색한 것을 나타낸 것이며, (c)는 (a) 와 (b)의 사진을 merge 시킨 것이다.
도 5는 분화된 세포들을 대상으로 각 세포의 특이 표지마커가 발현되는지는 형광현미경을 통해 관찰한 사진을 나타낸 것으로서, (a)는 신경세포 전구체 마커인 네스틴이 발현되는 세포 전구체를 나타낸 것이고, (b)는 유모 세포 마커인 미오신 7a를, (c)는 TRPA1을 나타낸 것이고, (d)는 glial 세포 표지자인 GFAP를 나타낸 것이고, (e)는 S-100을, (f)는 신경세포 표지자인 베타 III-튜불린을, (g)는 NF의 발현을 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 신경 줄기세포로부터 유래되어 분화된 세포들을 대상으로 각 표지마커를 발현하는 세포들의 형태를 면역화학방법으로 분석한 사진을 나타낸 것으로서, (a)는 네스틴으로 표지된 신경전구체 세포를, (b)는 베타 III-튜불린으로 표지된 신경세포를, (c)는 NF로 표지된 신경 세포를, (d)는 GFAP로 표지된 Glial 세포를, (e)는 S-100으로 표지된 glial 세포의 형태를 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 신경 줄기세포에서 분화된 유모 세포의 형태를 면역화학방법을 통해 분석한 결과를 나타낸 것으로서, 도 7의 상단 3개의 사진은 TRPA1으로 표지된 유모 세포를 형광현미경으로 나타낸 사진이고, 하단 3개의 사진은 미오신 7a로 표지된 유모세포를 형광현미경으로 관찰한 사진을 나타낸 것이다.
도 8은 고막조직 유래의 성체줄기세포를 신경계 세포전구체 분화 유도용 배지에서 배양하여 분화된 신경계 세포 전구체를 대상으로 네스틴, BMP4, BMP7, 미오신 VIIa의 발현정도를 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 9은 고막조직 유래의 성체줄기세포를 신경세포 분화 유도용 배지에서 배양하여 분화된 신경세포를 대상으로 네스틴, BMP4, BMP7, S-100, GFAP, 튜불린 및 MAP2의 발현정도를 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 고막조직 유래의 성체줄기세포를 유모세포 분화 유도용 배지에서 배양하여 분화된 유모세포를 대상으로 네스틴, BMP4, BMP7, 미오신 VIIa의 발현정도를 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에서 분화된 유모세포에서 미오신 VIIa의 발현을 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸 것으로서, 왼쪽 도면은 7일 동안 배양한 것을 나타낸 것이고, 오른쪽은 14일 동안 배양한 것으로 나타낸 것이며, 여기서 Sp는 세포전구체 배양배지를, Ne는 신경세포 배양배지를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the microscopic observation of the shape of adult stem cells derived from the tympanic membrane by incubating cells isolated from human tympanic tissue for 5 days in MEM-alpha medium containing 10% FBS.
Figure 2 shows a photograph of the adult stem cells derived from tympanic tissue tissue cultured in the medium for inducing neuronal differentiation 15 days after differentiation of the differentiated neurons through a microscope.
Figure 3 shows the microscopic observation of the precursor cell cultured in the media for the differentiation of adult stem cells derived from the tympanic tissue precursors for each culture period, 3a shows the cells observed on the 7th day of culture, 3b shows the appearance of the cells on day 14 of culture and 3c and 3d on day 21 of culture.
4 is a photograph showing fluorescence microscopy of BrdU-labeled cells in cells differentiated into neural cell precursors, (a) is visualized with ALEXA 555, and (b) is DAPI, cells through staining. It shows that the nucleus of the precursor was dyed, and (c) merged the pictures of (a) and (b).
5 shows a photograph observed through fluorescence microscopy whether the specific marker marker of each cell is expressed in differentiated cells, (a) shows a cell precursor expressing the neuron precursor marker Nestin, (b) represents myocytic 7a, a hair cell marker, (c) represents TRPA1, (d) represents GFAP, a glial cell marker, (e) S-100, and (f) neuronal marker Phosphorus beta III-tubulin, (g) shows a picture observing the expression of NF.
FIG. 6 is a photograph showing an analysis of the morphology of cells expressing markers in cells differentiated from neural stem cells by immunochemical method. (A) shows neural precursor cells labeled with Nestin. (b) neurons labeled with beta III-tubulin, (c) neurons labeled with NF, (d) Glial cells labeled with GFAP, (e) labeled S-100 The photograph shows the morphology of glial cells.
Figure 7 shows the results of analysis of the morphology of the hair cells differentiated from neural stem cells by immunochemical method, the top three pictures of Figure 7 is a photomicrograph showing the hair cells labeled with TRPA1 by fluorescence microscope, the bottom 3 The photograph of the dog shows the fluorescence microscope of the hair cells labeled with myosin 7a.
FIG. 8 shows the results of confirming the expression level of Nestin, BMP4, BMP7, and myosin VIIa in differentiated neuronal cell precursors by culturing adult stem cells derived from tympanic tissue in a media for inducing neural cell precursor differentiation through RT-PCR. It is shown.
FIG. 9 shows RT-expression of nestin, BMP4, BMP7, S-100, GFAP, tubulin, and MAP2 in differentiated neurons by culturing adult stem cells derived from tympanic tissue in a medium for inducing differentiation of neurons. It shows the result confirmed by PCR.
FIG. 10 shows the results obtained by culturing adult stem cells derived from tympanic tissue in a medium for inducing hair cell differentiation, and expressing the expression levels of nestin, BMP4, BMP7, and myosin VIIa in differentiated hair cells by RT-PCR. .
Figure 11 shows the results confirmed by RT-PCR expression of myosin VIIa in differentiated hair cells in one embodiment of the present invention, the left figure shows the culture for 7 days, the right side was cultured for 14 days Where Sp is a cell precursor culture medium and Ne is a neuronal cell culture medium.

본 발명은 인간의 고막조직으로부터 각종 세포로 분화할 수 있는 다분화능을 가지는 성체줄기세포를 제조하는 방법을 제공함에 그 특징이 있다. The present invention is characterized by providing a method for producing adult stem cells having a multipotent ability to differentiate into various cells from human tympanic tissue.

본 발명에서 사용된 상기 다분화능(또는 다능성)이란 포유류 신체의 약 260개 세포 유형의 임의의 하위세트로 성장능을 갖는 것을 말하며, 다분화능 줄기세포(multipotent stem cells)는 이 세포가 포함되어 있는 조직 및 기관에 특이적인 세포로만 분화할 수 있는 줄기세포로서, 태아기, 신생아기 및 성체기의 각 조직 및 장기의 성장과 발달은 물론 성체조직의 항상성 유지와 조직손상 시 재생을 유도하는 기능에 관여하고 있으며 조직 특이적 다능성 세포들을 총칭하여 성체 줄기세포라 하며, 성체 줄기세포는 인체의 각종 장기에 이미 존재하는 세포를 채취하고 줄기세포를 발전시킨 것으로서 특정 조직으로 분화되는 특징이 있다. As used herein, the multipotent (or pluripotent) refers to having the ability to grow in any subset of about 260 cell types of the mammalian body, wherein multipotent stem cells include these cells. Stem cells that can only differentiate into cells specific to the tissues and organs present in the tissues and organs, and are capable of maintaining the homeostasis and regeneration of adult tissues as well as the growth and development of individual tissues and organs in prenatal, neonatal and adulthood. Tissue-specific pluripotent cells are collectively called adult stem cells, and adult stem cells are cells that have already been collected from various organs of the human body and have developed stem cells.

또한, 상기 분화는 세포가 분열 증식하여 성장하는 동안에 서로 구조나 기능이 특수화되는 현상, 즉 생물의 세포, 조직 등이 각각에게 주어진 일을 수행하기 위하여 형태나 기능이 변해가는 것을 말하며, 일반적으로 비교적 단순한 계가 둘 이상의 질적으로 다른 부분계로 분리되는 현상을 말한다. In addition, the differentiation refers to a phenomenon in which structures or functions are specialized to each other during cell division, proliferation, and growth, that is, cells or tissues of an organism change shape or function in order to perform a task given to each other. A simple system is the separation of two or more qualitatively different sub systems.

한편 본 발명자들은 최근 세포치료학적 용도로 각광을 받고 있는 줄기세포를 지금까지 발견된 바 없는 고막조직으로부터 수득하였는데, 일반적으로 고막은 외이와 중이의 경계에 위치하는 얇고 투명한 두께 0.1mm의 막으로서, 전달된 음파를 진동시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 고막은 피부층, 중간층, 점막층의 세 겹으로 구성되어 있고, 이러한 막을 통해 청소골로 전달된 음파가 내이의 달팽이관으로 전달되게 된다. On the other hand, the present inventors have recently obtained stem cells, which have been spotlighted for cell therapeutic use, from tympanic tissue that has not been found so far. In general, the tympanic membrane is a thin, transparent 0.1 mm thick membrane located at the boundary between the outer and middle ear. It is known to play a role of vibrating the transmitted sound waves. The tympanic membrane consists of three layers of skin layer, middle layer, and mucosal layer, and the sound waves transmitted to the scavenging bone through these membranes are transferred to the cochlea of the inner ear.

또한, 고막은 급성 중이염이나 외부의 충격에 의하여 파열되는데, 대개는 자연치유가 된다. 그러나 중이염이 만성화될 경우 고막이 파열된 채로 남아서 청력이 저하되거나 청력을 잃을 수 있게 된다. In addition, the tympanic membrane ruptures due to acute otitis media or external shock, which usually results in natural healing. However, if otitis media becomes chronic, the eardrum may remain ruptured, causing hearing loss or hearing loss.

본 발명에서는 줄기세포의 새로운 소스로서 상기와 같은 특징을 가지는 고막을 사용하였는데, 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 고막조직은 포유동물의 고막조직이라면 모두 사용가능하고, 바람직하게는 인간의 고막조직을 사용할 수 있다.In the present invention, as a new source of stem cells used a tympanic membrane having the characteristics as described above, the tympanic tissue that can be used in the present invention can be used as long as mammalian tympanic tissue, preferably human tympanic tissue Can be.

본 발명에 따른 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포를 제조하는 방법은 바람직하게, 인간의 고막조직을 혈청이 없는 DMEM 배지에서 배양하는 단계; 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 프로테아제 또는 DNase를 8~12ug/ml 처리한 다음, 원심분리하여 상층액을 제거하는 단계; 상층액이 제거된 펠렛에 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 상기 트립신-EDTA와 동량의 소태아 혈청(FBS)을 첨가하여 피펫팅(pipetting)한 다음, 원심분리하는 단계; 및 원심분리 후 얻은 펠렛을 불활성화된 소태아 혈청 및 항생제가 함유된 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액 상에서 배양시키면서 2~3일 간격으로 15~25ng의 bFGF를 첨가하여 5~12일 동안 배양하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue according to the present invention preferably comprises culturing human tympanic tissue in DMEM medium without serum; Incubating with 0.2-0.3% trypsin-EDTA followed by 8-12 ug / ml of protease or DNase, followed by centrifugation to remove supernatant; After culture by adding 0.2-0.3% of trypsin-EDTA to the pellet from which the supernatant was removed, pipetting the same by adding the same amount of fetal calf serum (FBS) and then centrifuging ; And pellets obtained after centrifugation by adding 15-25 ng of bFGF at intervals of 2 to 3 days while incubating on inert fetal bovine serum and antibiotic containing minimal essential medium (MEM-a) medium for 5 to 12 days. It may include culturing.

본 발명의 일실시예에서 상기 고막조직은 환자의 동의하에 채취된 고막조직을 사용하였으며, 바람직하게는 호모지나이저, 막자사발, 블랜더, 외과용 매스, 주사지, 포르셉 또는 초음파 장치를이용하는 물리적 수단에 의해 고막조직을 미세 절단하여 사용할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the tympanic tissue is used as a tympanic tissue collected under the consent of the patient, preferably using a homogenizer, mortar, blender, surgical mass, injection paper, forceps or ultrasound device. The eardrum tissue can be finely cut and used by means.

또한, 상기 원심분리는 800~1200rpm의 속도로 3~7분간 4℃의 온도에서 수행할 수 있다.In addition, the centrifugation may be performed at a temperature of 4 ℃ for 3 to 7 minutes at a speed of 800 ~ 1200rpm.

상기 분리한 인간 고막조직으로부터 성체줄기세포를 분리 및 배양하는 배지로는 불활성화된 소태아 혈청 및 항생제가 함유된 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액을 사용할 수 있으며, 여기서 상기 불활성화된 소태아 혈청은 열처리하여 활성을 잃은 소태아 혈청으로서, 바람직하게는 50~60℃의 온도에서 20~40분간 열처리하여 불활성화된 소태아 혈청을 사용할 수 있다.As a medium for isolating and culturing adult stem cells from the isolated human tympanic tissue, a minimal essential medium alpha (MEM-a) medium containing inactivated fetal bovine serum and antibiotics may be used, wherein the inactivated bovine Fetal serum is a fetal bovine serum that has been deactivated by heat treatment, and preferably fetal bovine serum deactivated by heat treatment for 20 to 40 minutes at a temperature of 50 to 60 ° C.

상기 항생제로는 통상적으로 사용되는 포유동물 세포 배양용 항생제라면 모두 사용가능하고, 바람직하게는 페니실린 또는 스트렙토마이신을 사용할 수 있다.As the antibiotic, any antibiotic for mammalian cell culture that is commonly used may be used, and preferably penicillin or streptomycin may be used.

또한, 상기 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액을 이용하여 분리된 인간 고막조직의 세포를 배양하면서, 2~3일 간격으로 15~25ng의 bFGF를 첨가하여 5~12일 동안 배양할 수 있으며, 배양 후 부유층은 제거하고 바닥에 붙은 세포만을 분리하여 계대 배양함으로써 인간 고막조직 유래의 성체줄기세포를 수득할 수 있다. 이때 상기 계대 배양은 3~5세대까지 계대 배양할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 3세대까지 계대 배양하여 성체줄기세포를 수득하였다.In addition, while culturing the cells of human tympanic tissue isolated using the minimum essential medium alpha (MEM-a) culture, it can be cultured for 5 to 12 days by adding 15 to 25ng of bFGF every 2-3 days. After culturing, the floating layer is removed and only the cells adhered to the bottom are separated and passaged to obtain adult stem cells derived from human tympanic tissue. At this time, the passage culture can be passaged up to 3 to 5 generations, in one embodiment of the present invention by passage passage up to 3 generations to obtain adult stem cells.

한편, 상기 본 발명에 따른 인간 고막조직 유래의 성체줄기세포는 다능성이므로 인체를 구성하는 여러 유형의 세포로 분화할 수 있는 특징이 있다.On the other hand, adult stem cells derived from human tympanic tissue according to the present invention is pluripotent and thus can be differentiated into various types of cells constituting the human body.

줄기세포를 특정한 유형의 세포로 분화시키는 방법은 당업계에 알려진 방법을 기초로 하여 본 발명에 따른 줄기세포를 목적한 유형의 세포(이하, 목적 분화 세포라고 함)로 분화시킬 수 있다.The method of differentiating stem cells into specific types of cells can differentiate stem cells according to the present invention into cells of a desired type (hereinafter referred to as target differentiation cells) based on methods known in the art.

바람직하게, 본 발명에 따른 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 목적 분화 세포로 분화시키는 방법은, 상기 성체줄기세포를 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양하는 단계 및 배양 중에 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 목적 분화 세포를 분리하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, the method of differentiating the multipotent adult stem cells derived from tympanic tissue into the differentiated cells of interest according to the present invention comprises the steps of culturing the adult stem cells in a medium for culturing the target differentiated cells and a marker of the target differentiated cells during the culture. Isolating the desired differentiated cells to be expressed.

또한, 배양 중인 세포가 목적 분화 세포로 바람직하게 분화되는지의 여부는 목적 분화 세포의 마커 발현 존재 여부를 확인함으로써 분석할 수 있으며, 상기 분석은 이에 제한되는 것은 아니나, RT-PCR, 웨스턴 블럿, 면역화학염색법 및 ELISA 등이 사용될 수 있다.In addition, whether or not the cells in culture are preferably differentiated into target differentiated cells can be analyzed by confirming the presence of marker expression of the differentiated cells of interest, the analysis is not limited thereto, RT-PCR, Western blot, immune Chemical staining and ELISA can be used.

본 발명에 따른 고막조직 유래의 성체줄기세포는 특정 세포로 분화를 유도할 수 있는 각기 다른 신경성장인자들을 포함하는 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양함으로써 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포로 각각 분화시킬 수 있다.Adult stem cells derived from tympanic tissue according to the present invention are differentiated into neural cell precursors, neurons or hair cells by culturing in a culture medium for differentiation of the target cells containing different nerve growth factors capable of inducing differentiation into specific cells. You can.

즉, 성체줄기세포로부터 신경계 세포전구체로의 분화는 EGF 또는 bFGF의 신경성장인자를 포함하는 배지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 DMEM:F12가 1:1~5:1로 포함하고, B-27 supplement를 0.01~0.03ml/ml, L-글루타민을 1~3mM, EGF를 5~15ng/ml, bFGF를 15~25ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경계 세포전구체 분화용 배지에서 배양함으로써 분화시킬 수 있다.That is, the differentiation of adult stem cells into neural cell precursors may be a medium containing a neural growth factor of EGF or bFGF, preferably DMEM: F12 is contained 1: 1 to 5: 1, B-27 Cultured in different media for neuronal cell progenitor differentiation containing 0.01 to 0.03 ml / ml supplement, 1 to 3 mM L-glutamine, 5 to 15 ng / ml EGF, 15 to 25 ng / ml bFGF, and 0.5 to 1.5% antibiotics It can differentiate by making it.

상기 신경계 세포전구체로의 분화를 위해 사용한 성장인자인 상기 상피세포 성장인자(EGF : epidermal growth factor)는 턱밑샘(submaxillary glands)과 브루너선(brunners gland)에서 유래된 것으로서, 간엽줄기세포와 아교세포 등의 분화를 증진시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 인체 내의 대부분에서 얻을 수 있는 기질섬유세포 성장인자인 bFGF는 상처 치유와 세포의 분화를 증진시키는 것으로 알려져 있다.The epidermal growth factor (EGF), which is a growth factor used for differentiation into neural cell precursors, is derived from submaxillary glands and bruners gland, and mesenchymal stem cells and glial cells. It is known to enhance the differentiation of the back. In addition, bFGF, a stromal fibroblast growth factor that can be obtained in most of the human body, is known to promote wound healing and cell differentiation.

또한, 상기 신경세포 또는 유모세포로의 분화는 GDNF, BDNF 또는 NT-3의 신경성장인자를 포함하는 배지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 신경세포 배양배지(neurobasal medium)에 B-27 supplement를 0.01~0.03ml/ml, L-글루타민을 1~3mM, 교아세포유래 신경성장인자(Grial-derived neurotprophin factor: GDNF)를 5~15ng/ml, 뇌유래 신경영양인자(Brain-derived neutrophin factor: BDNF)를 5~15ng/ml 및 뉴로트로핀-3(Neurotrophin-3: NT-3)를 5~15ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경세포 또는 유모세포 분화용 배지에서 배양하여 분화시킬 수 있다.In addition, the differentiation into the neurons or hair cells may be used a medium containing a nerve growth factor of GDNF, BDNF or NT-3, preferably B-27 supplement 0.01 in a neurobasal medium (neurobasal medium) ~ 0.03ml / ml, L-glutamine 1 ~ 3mM, GlF-Grial-derived neurotprophin factor (GDNF) 5 ~ 15ng / ml, Brain-derived neutrophin factor (BDNF) 5-15 ng / ml and neurotrophin-3 (Neurotrophin-3: NT-3) can be differentiated by culturing in a medium for neuronal or hair cell differentiation containing 5-15 ng / ml and 0.5-1.5% of antibiotics. have.

이때 상기 신경세포 배양배지(neurobasal medium)는 시중에서 판매되고 있는 통상의 신경세포 배양배지라면 모두 사용할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 GIBCO사에서 판매하고 있는 neurobasalTM medium을 구입하여 사용하였다. At this time, the nerve cell culture medium (neurobasal medium) can be used as long as the usual nerve cell culture medium sold in the market, in one embodiment of the present invention was used to purchase a neurobasal TM medium sold by GIBCO.

상기 신경세포 또는 유모세포로의 분화를 위해 사용한 성장인자인 뇌유래 신경영양인자(Brain-derived neutrophin factor: BDNF)는 뇌에 가장 풍부하게 분포되어 있는 뉴로트로핀(neurotrophin)으로 신경원의 성장을 촉진하는 작용을 하고, 신경전달 물질의 합성, 대사, 유리 및 신경원의 활성을 조절하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 상기 교아세포유래 신경성장인자(Grial-derived neurotprophin factor: GDNF) 및 뉴로트로핀-3(Neurotrophin-3: NT-3)는 아교세포와 별아교세포 및 신경세포의 성장을 촉진시키는 작용을 한다고 알려져 있다. Brain-derived neutrophin factor (BDNF), a growth factor used for differentiation into neurons or hair cells, is neurotrophin, which is most abundantly distributed in the brain, to promote the growth of neurons. It is known to act to regulate the synthesis, metabolism, release and neuronal activity of neurotransmitters. The glia-derived neurotprophin factor (GDNF) and neurotrophin-3 (NT-3) are known to act to promote the growth of glial cells, astrocytes and neurons. .

상기 본 발명에 따른 방법에서 신경계 세포전구체, 유모세포 및 신경세포로의 분화를 위한 배양은 5일 내지 15일 동안 36~38℃의 온도 및 4~6% 이산화탄소 조건에서 배양할 수 있다.In the method according to the present invention, the culture for differentiation into neural cell precursors, hair cells and neurons may be cultured at 36-38 ° C. and 4-6% carbon dioxide conditions for 5 to 15 days.

한편, 본 발명자들은 상기 본 발명에 따른 방법을 통해 고막조직 유래의 성체줄기세포로부터 목적하는 세포들이 잘 분화되었는지를 확인하기 위해, 본 발명의 일실시예에서는 특정 신경성장인자가 포함된 배지에서 분화된 각각의 세포들을 대상으로 특정 세포에 대한 마커 단백질의 발현을 통해 목적하는 세포의 분화 여부를 확인하였는데, EGF 또는 bFGF의 신경성장인자를 포함하는 배지에서 분화된 세포를 대상으로 RT-PCR 및 면역형광염색법을 수행한 결과, 신경줄기세포의 표지자로 알려진 네스틴(nestion)을 비롯하여, 신경아교세포 표지자인 GFAP와 유모세포의 표지자인 미오신 VIIA 및 TRAP1이 발현되고 있는 것으로 나타났다.On the other hand, the present inventors differentiated in a medium containing a specific nerve growth factor in one embodiment of the present invention in order to determine whether the target cells are well differentiated from adult stem cells derived from tympanic tissue through the method according to the present invention. Differentiated cells were identified by expression of marker proteins for specific cells in each of the cells, and RT-PCR and immunization were performed on cells differentiated in a medium containing neuronal growth factor of EGF or bFGF. Fluorescence staining revealed that GFAP, a glial cell marker, and myosin, VIIA and TRAP1, were expressed, including nestin, a marker of neural stem cells.

또한, 신경세포로의 분화를 확인한 결과, 신경세포 표지자인 NF가 발현된 것으로 나타났고, 이 외에도 신경아교세포 표지자인 GFAP 및 S-100이 발현되었음을 면역형광염색법을 통해 확인할 수 있었다In addition, as a result of confirming the differentiation into neurons, the neuronal marker NF was expressed, and in addition, the neuroglial markers GFAP and S-100 were expressed by immunofluorescence staining.

또한, 유모세포로의 분화를 확인한 결과, 유모세포의 표지자인 미오신 VIIA가 발현되고 있는 것을 확인할 수 있었고, 이로서 고막 유래의 줄기세포가 내이 특이적인 유모세포로 분화될 수 있음을 알 수 있었다.In addition, as a result of confirming the differentiation into hair cells, it was confirmed that myosin VIIA, which is a marker of hair cells, was expressed, and thus, stem cells derived from the tympanic membrane could be differentiated into specific hair cells of the inner ear.

따라서 고막조직 유래의 성체줄기세포로부터 분화된 상기 신경계 세포전구체, 신경세포 및 유모세포는 각각 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 특징이 있으며, 상기 목적 분화 세포의 마커로는 신경계 세포전구체의 경우, 네스틴(nestin), GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 및 BMP7로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현할 수 있고, 상기 신경세포는 NF, GFAP, S-100, 네스틴(nestin), BMP4, BMP7, 튜불린 및 MAP2로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현할 수 있으며, 상기 유모세포는 네스틴(nestin), myosin VIIA, BMP4, BMP7 및 myosin VIIA로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현할 수 있다. Therefore, the neuronal cell precursors, neurons and hair cells differentiated from the adult stem cells derived from the tympanic membrane tissues are characterized by expressing markers of the differentiated cells, respectively. Can express markers of target differentiated cells selected from the group consisting of stin, GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 and BMP7, wherein the neurons are NF, GFAP, S-100, nestin, BMP4, BMP7, tubulin and MAP2 can express a marker of the target differentiation cell selected from the group consisting of, the hair cells are selected from the group consisting of nestin (mystin, myosin VIIA, BMP4, BMP7 and myosin VIIA) The marker of the differentiated cells of interest can be expressed.

이상, 앞서 기술한 결과를 통해 본 발명자들은 인간의 고막조직으로부터 분리된 다분화능 성체줄기세포가 신경계 세포 전구체, 신경세포 및 유모세포로 각각 잘 분화될 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 나아가 본 발명에 따른 분화된 상기 세포들은 세포치료제의 용도로 사용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.As described above, the present inventors have found that multipotent adult stem cells isolated from human tympanic tissue can be well differentiated into neuronal cell precursors, neurons and hair cells, respectively. It was found that the differentiated cells can be used for cell therapy.

이는 일반적으로 줄기세포의 경우, 질병으로 인하여 조직 또는 장기가 손상되거나 본래의 기능을 발휘하지 못할 때 목적한 세포로 분화시켜서 원하는 부위에 이식시킴으로써 질병을 치료하는데 활용될 수 있는데, 특히 배아 줄기세포는 모든 유형의 세포로 분화할 수 있기 때문에 다양한 질병을 치료하는데 이용될 수 있지만, 입수가 어렵고 윤리적인 문제가 있어 임상에서 사용되지 못하고 있다. 따라서 이를 대체하기 위해 최근에는 성체 줄기세포의 개발이 활발이 진행되고 있는 상황이다. 그러므로 본 발명은 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포를 유효성분으로 포함하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공할 수 있으며, 나아가 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포로 분화되는 특성을 가지는 본 발명의 고막조직 유래 다분화능 성체줄기세포를 유효성분으로 함유하는 귀 조직 형성용 세포치료제를 제공할 수 있다.In general, in the case of stem cells, when tissues or organs are damaged or fail to function due to the disease, they can be used to treat diseases by differentiating them into cells of interest and transplanting them in desired areas. They can be used to treat a variety of diseases because they can differentiate into all types of cells, but they are difficult to obtain and are not used in clinical practice due to ethical problems. Therefore, the development of adult stem cells in recent years to replace this situation is active. Therefore, the present invention can provide a composition for the prevention or treatment of otic diseases comprising neuronal cell precursors, neurons or hair cells differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, as well as neuronal cell precursors. It can provide a cell therapeutic agent for the formation of ear tissue containing the tympanic tissue-derived multipotent adult stem cells of the present invention having the characteristics of differentiating into neurons or hair cells as an active ingredient.

본 발명에서 상기 귀 질환의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 이명, 난청, 중이염 및 현훈 일 수 있다.The type of the ear disease in the present invention is not limited thereto, but may be tinnitus, hearing loss, otitis media and vertigo.

또한, 이 외에도 본 발명의 고막조직 유래 다분화능 성체줄기세포 또는 상기 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포를 유효성분으로 포함하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물은 고막 천공의 치료, 이소골 재건 또는 재생, 및 고막 대치물의 용도로도 사용될 수 있다. In addition, the composition for preventing or treating ear diseases, including the multi-functional adult stem cells derived from the tympanic tissue of the present invention or neuronal cell precursors, neurons or hair cells differentiated from the adult stem cells as an active ingredient, It can also be used for treatment, reconstructing or regenerating osseous bone, and for tympanic substitutes.

상기 본 발명에서 사용된 세포치료제는 사람으로부터 분리, 배양 및 특수한 처리를 통해 제조된 세포 및 조직으로 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품으로서 세포 또는 조직의 기능을 복원시키기 위해 살아있는 자가, 동종 또는 이종세포를 체외에서 증식 및 선별하거나 다른 방법으로 세포의 생물학적 특성을 변화시키는 등의 일련의 행위를 통하여 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품을 지칭한다. 세포치료제는 세포의 분화정도에 따라 크게 체세포 치료제, 줄기세포 치료제로 분류될 수 있다. The cell therapeutic agent used in the present invention is a cell and tissue prepared by separating, culturing and special treatment from humans, and are used as a medicine used for the purpose of treatment, diagnosis, and prevention. Or it refers to a drug that is used for the purpose of treatment, diagnosis and prevention through a series of actions, such as proliferation and selection of heterogeneous cells in vitro or by altering the biological properties of the cells in other ways. Cell therapy may be classified into somatic cell therapy and stem cell therapy, depending on the degree of cell differentiation.

본 발명에 따른 상기 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물은 약학적으로 유효한 양의 고막조직 유래 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 및 유모세포를 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 귀 질환을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말한다.The composition for preventing or treating the otic diseases according to the present invention may include a neuronal cell precursor, neurons and hair cells differentiated from a pharmaceutically effective amount of adult stem cells derived from tympanic tissue alone or may be one or more pharmaceutically acceptable. Carrier, excipient or diluent. The pharmaceutically effective amount herein refers to an amount sufficient to prevent, ameliorate and treat ear diseases.

본 발명에 따른 고막조직 유래 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 및 유모세포의 약학적으로 유효한 양은 0.5 ~ 100 mg/day/체중kg, 바람직하게는 0.5 ~ 5 mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 난청의 증상 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.The pharmaceutically effective amount of neural cell precursors, neurons and hair cells differentiated from the adult stem cells derived from tympanic tissue according to the present invention is 0.5 to 100 mg / day / kg body weight, preferably 0.5 to 5 mg / day / kg body weight to be. However, the pharmaceutically effective amount may be appropriately changed depending on the degree of symptoms of hearing loss, the age, weight, health condition, sex, route of administration and duration of treatment of the patient.

상기 본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증 등과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예를 들면, 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등과 같은 경구 투여용 담체 및 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등과 같은 비경구 투여용 담체 등이 있으며 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르 브산과 같은 항산화제가있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). The pharmaceutical composition according to the present invention may further include a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable" as used herein refers to a composition that is physiologically acceptable and does not normally cause an allergic reaction such as gastrointestinal disorder, dizziness, or the like when administered to humans. Pharmaceutically acceptable carriers include, for example, carriers for oral administration such as lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate, stearic acid and the like, and parenteral administration such as water, suitable oils, saline, aqueous glucose and glycols, and the like. And the like may further comprise stabilizers and preservatives. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-paraben and chlorobutanol. Other pharmaceutically acceptable carriers can be found in Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1995).

본 발명에 따른 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 적합한 형태로 제형화 될 수 있다. 즉, 본 발명의 약학적 조성물은 공지의 방법에 따라 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있으며, 비경구 투여용 제형의 대표적인 것으로는 주사용 제형으로 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하다. 주사용 제형은 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 성분을 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제형화될 수 있다. 또한, 경구 투여용 제형으로는, 이에 한정되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 환약 및 캡슐 등이 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may be formulated in a suitable form according to methods known in the art together with the pharmaceutically acceptable carrier as described above. That is, the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various parenteral or oral dosage forms according to known methods, and isotonic aqueous solution or suspension is preferable as an injectable formulation as a typical parenteral dosage form. Injectable formulations may be prepared according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents and suspending agents. For example, each component may be formulated for injection by dissolving in saline or buffer. In addition, formulations for oral administration include, but are not limited to, powders, granules, tablets, pills and capsules.

상기와 같은 방법으로 제형화된 약학적 조성물은 유효량으로 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 상기에서 '유효량' 이란 환자에게 투여하였을 때, 예방 또는 치료 효과를 나타내는 양을 말한다. 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 투여 경로, 투여 대상, 연령, 성별 체중, 개인차 및 질병 상태에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있으나, 바람직하게는 1~10000mg/체중kg/day, 더욱 바람직하게는 10~1000mg/체중kg/day의 유효용량으로 하루에 수회 반복 투여될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물은 귀 질환을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수도 있다.
Pharmaceutical compositions formulated in such a manner can be administered in an effective amount via several routes including transdermal, subcutaneous, intravenous or muscle. As used herein, the term 'effective amount' refers to an amount exhibiting a prophylactic or therapeutic effect when administered to a patient. The dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention may be appropriately selected depending on the route of administration, subject to administration, age, gender weight, individual difference and disease state. Preferably, the pharmaceutical composition of the present invention may vary the content of the active ingredient according to the degree of disease, preferably 1 to 10000 mg / weight kg / day, more preferably 10 to 1000 mg / weight kg / day It may be administered several times a day at an effective dose of. In addition, the composition for preventing or treating ear diseases according to the present invention may be administered in parallel with known compounds having the effect of preventing, improving or treating ear diseases.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example 1> 1>

사람 고막에서 In the eardrum 성체줄기세포의Adult stem cell 분리와 배양  Isolation and Culture

IRB의 승인(KCMC07BR059) 준수 하에 고실성형술 환자의 동의를 얻어 채취된 고막조직(Tympanic membrane Tissue)을 혈청이 없는 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Gibco,Grand Island, NY) 배지에 담아 보관하였다. 여기에 0.25% 트립신 EDTA(Gibco,Grand Island, NY) 10ml을 넣고 37℃를 유지한 워터 배스(water bath)에 2 시간 동안 배양하였다. 이후 DNase와 프로테이즈의 작용 억제를 위해 DNase 억제제(Roche, Indianapolis, IN) 를 10ug/ml 넣고 상온에서 5분간 반응시킨 후, 원심분리기를 이용하여 1000 rpm에 5 분간 4℃를 유지시키면서 원심 분리하였다. 원심분리 후 상층액을 제거하고 0.25% 트립신 EDTA를 10ml 넣고 1시간 더 워터 배스에서 배양하였다. EDTA의 불활성화를 위하여 10ml의 FBS(Fetal Bovine Serum, Invitrogen, Grand Island, NY) 넣고 파이펫팅을 20회 가량 시행하였고 원심분리기로 1000 rpm 4℃를 유지하면서 5 분간 원심분리 하였다. 마지막으로 남은 펠렛을 56℃에서 30분 동안 불활성 된 10% FBS(Fetal Bovine Serum, Invitrogen, Grand Island, NY)와 1%의 페니실린-스트렙토마이신(P/S, Gibco, Grand Island, NY)이 함유된 최소 필수 배지 알파[MEM-alpha, (+)glucose, Gibco]에서 세포를 배양하였다. 배양 후, 2일에 한번씩 20 ng/ml의 bFGF를 첨가하였고, 배양 10일 후 부유(suspension)층은 제거하고 배양 디쉬에 붙어있는 세포만을 세척하여 배양하였다. 배양액은 3일 마다 교체하였으며 3세대까지 계대 배양된 줄기세포만을 하기 실험에 사용하였고, 계대 배양한 세포의 모양을 현미경을 통해 관찰하였다.
The tympanic membrane Tissue obtained with the consent of tympanic surgery patients in compliance with IRB approval (KCMC07BR059) was stored in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Gibco, Grand Island, NY) medium without serum. 10 ml of 0.25% trypsin EDTA (Gibco, Grand Island, NY) was added thereto and incubated in a water bath maintained at 37 ° C. for 2 hours. Subsequently, 10 μg / ml of DNase inhibitor (Roche, Indianapolis, IN) was added to the mixture to inhibit the action of DNase and protease, followed by reaction at room temperature for 5 minutes, followed by centrifugation while maintaining 4 ° C. at 1000 rpm for 5 minutes. It was. After centrifugation, the supernatant was removed and 10 ml of 0.25% trypsin EDTA was added and incubated for 1 hour in a water bath. For inactivation of EDTA, 10 ml of FBS (Fetal Bovine Serum, Invitrogen, Grand Island, NY) was added and pipetting was performed about 20 times, and centrifuged for 5 minutes while maintaining at 1000 rpm 4 ℃. Finally, the remaining pellet contains 10% FBS (Fetal Bovine Serum, Invitrogen, Grand Island, NY) and 1% penicillin-streptomycin (P / S, Gibco, Grand Island, NY) inactivated for 30 minutes at 56 ° C. Cells were cultured in the minimum essential medium alpha [MEM-alpha, (+) glucose, Gibco]. After incubation, 20 ng / ml of bFGF was added every 2 days, and after 10 days of incubation, the suspension layer was removed and only the cells attached to the culture dish were washed and cultured. The culture solution was changed every three days, and only stem cells passaged up to 3 generations were used in the following experiments, and the shape of the passaged cells was observed through a microscope.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 사람의 고막에서 분리 및 배양된 세포는 계대 배양의 횟수가 증가할수록 섬유세포와 유사한(fibroblast-like)세포로 변화하는 것을 알 수 있었고, 세포들이 뭉쳐서 각각의 구형의 형태를 띄는 것으로 나타났다.
As a result, as shown in Figure 1, the cells isolated and cultured in the human eardrum was found to change to fibroblast-like cells as the number of subcultures increased, the cells were aggregated It appeared to be spherical.

<< 실시예Example 2> 2>

사람 Person 고막유래의Tympanic 줄기세포로부터 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 분화 Differentiation of Stem Cells into Neural Cell Precursors, Hair Cells, and Neurons

상기 실시예 1에서 분리한 사람 고막조직 유래의 줄기세포를 3회 계대 배양 하였고, 세포가 자라는 배양배지에 신경성장인자(neurotrophin factor)를 각기 다르게 처리하여 신경계 세포전구체, 유모세포 및 신경세포로의 분화를 다음과 같이 유도하였다.
Stem cells derived from human tympanic tissue isolated in Example 1 were passaged three times, and treated with neurotrophin factor differently in culture medium in which the cells grow to neuronal cell precursors, hair cells, and neurons. Differentiation was induced as follows.

<2-1> <2-1> 신경계 세포전구체(Nervous system precursors ( NeurosphereNeurosphere )로의 분화Eruption

상기 실시예 1에서 추출한 사람 고막 유래의 줄기세포를 신경계 세포전구체로 분화 되는지를 확인하기 위하여 배양 배지 내로 신경성장인자를 처리하고 신경계 세포전구체 형성을 확인하였다. 즉, 신경계 세포 전구체로의 분화는 상기 배양 배지에 20 ng/ml의 EGF(Invitrogen) 및 10 ng/ml의 bFGF(Invitrogen)를 첨가한 후, 14일 동안 상기 배양하여 분화시켰는데, 이때 3일 간격으로 10 ng/ml의 bFGF를 배양액에 3회 첨가하였으며, 신경계 세포전구체로의 분화 조건은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
In order to confirm whether the stem cells derived from human tympanic membrane extracted in Example 1 are differentiated into neuronal cell precursors, the neuronal growth factor was treated in culture medium and the neural cell precursors were confirmed. That is, the differentiation into neural cell precursors was added to the culture medium by adding 20 ng / ml of EGF (Invitrogen) and 10 ng / ml of bFGF (Invitrogen), and then cultured for 14 days to differentiate them. 10 ng / ml of bFGF was added to the cultures three times at intervals, and the conditions for differentiation into neuronal cell precursors are as shown in Table 1 below.

<2-2> <2-2> 유모세포와 신경세포로의 분화Differentiation into hair cells and neurons

유모세포와 신경세포로의 분화는 상기 <2-1>의 신경계 세포 전구체로의 분화를 위한 배양배지와는 다르게 조성을 바꾸어 유도하였는데, 즉, 기본 배지는 neurobasal medium을 사용하였고 이때 첨가되는 신경성장인자로는 GDNF (Invitrogen), BDNF (Invitrogen) 및 NT3 (Invitrogen)의 신경계통의 성장인자들을 사용하였다. 또한, 유모세포와 신경세포로의 분화조건은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.Differentiation into hair cells and neurons was induced by changing the composition differently from the culture medium for differentiation into the neuronal cell precursors of <2-1>. That is, the basal medium used the neurobasal medium and the neuronal growth factor added at this time. As the growth factors of the nervous system of GDNF (Invitrogen), BDNF (Invitrogen) and NT3 (Invitrogen) were used. In addition, differentiation conditions into hair cells and neurons are as shown in Table 1 below.

신경계 세포전구체, 유모세포 및 신경세포로의 분화조건Differentiation conditions into neural cell precursors, hair cells and neurons 신경계 세포 전구체 배양배지
(총 부피: 50ml)
Neural System Precursor Culture Medium
(Total volume: 50 ml)
신경세포 또는 유모세포 배양배지
(총 부피: 50ml)
Neuronal or Hair Cell Culture Media
(Total volume: 50 ml)
DMEM:F12 (1: 1) DMEM: F12 (1: 1) Neurobasal Medium Neurobasal medium B-27 supplement 1ml B-27 supplement 1ml B-27 supplement 1ml B-27 supplement 1ml L-Glutamine 2 mM L-Glutamine 2 mM L-Glutamine 2 mML-Glutamine 2 mM EGF 10 ng/mlEGF 10 ng / ml GDNF 10 ng/mlGDNF 10 ng / ml bFGF 20 ng/mlbFGF 20 ng / ml BDNF 10 ng/mlBDNF 10 ng / ml 1% Penicilin-Streptomycin1% Penicilin-Streptomycin NT3 10 ng/mlNT3 10 ng / ml 1% Penicilin-Streptomycin1% Penicilin-Streptomycin

상기 표 1에서 신경세포 또는 유모세포로의 분화를 위해 사용된 배양배지에서 상기 Neurobasal Medium은 GIBCO사(Cat. No: 21103)로부터 구입한 것을 사용하였다.
In the culture medium used for differentiation into neurons or hair cells in Table 1, the Neurobasal Medium used was purchased from GIBCO (Cat. No: 21103).

이러한 실험 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 고막 유래의 줄기세포를 신경세포 분화 조건에서 배양한 결과 신경세포로 분화되는 것을 확인할 수 있었고, 또한 EGF 및 bFGF 가 포함된 신경계 세포 전구체 배양배지 조건에서 배양하여 신경계 세포 전구체로의 분화정도를 분석한 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배양 21일째에 증폭된 세포들이 응집되어 신경세포 전구체의 형태를 띄는 것을 알 수 있었다(도 3c 및 3d 참조). 또한, 도 3c 및 3d와 같이 형성된 신경계 세포 전구체는 self-renewal의 능력을 가지고 있었으며, 이러한 전구체 형태는 4번의 passage 배양동안에도 지속적으로 유지하는 것으로 나타났다. 따라서 본 발명의 방법으로 분화된 신경계 세포 전구체는 self-renewal 및 증식능력을 갖춘 전구체 세포로서의 역할을 수행할 수 있다는 사실을 알 수 있었다. As a result of the experiment, as shown in FIG. 2, the stem cells derived from the eardrum were cultured under neuronal differentiation conditions. As a result, the neurons were differentiated into neurons. As a result of analyzing the degree of differentiation into neural cell precursors, as shown in FIG. 3, it was found that the cells amplified on the 21st day of culture showed the form of neural cell precursors (see FIGS. 3C and 3D). In addition, the neuronal cell precursors formed as shown in Figures 3c and 3d had the ability of self-renewal, and these precursor forms were shown to be maintained continuously during 4 passage cultures. Therefore, it was found that neural cell precursors differentiated by the method of the present invention can play a role as precursor cells having self-renewal and proliferative capacity.

<실시예 3><Example 3>

면역형광염색법을 이용한 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 발현 분석Expression Analysis of Neural System Precursors, Hair Cells and Neurons by Immunofluorescence Staining

사람 고막에서 줄기세포를 분리 배양하고 3회 계대 배양된 세포를 Lab-Tec 4-well Chamber Slide(Nalgene Nunc International, Rochester, NY)에 1x104cells/well로 계수하여 분주하고 상기 실시예 2에 기재된 배양 조건하에서 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로 분화를 유도하였다. 이후, 면역형광염색법을 수행하여 줄기세포가 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로 각각 분화가 유도되었는지를 확인하였는데, 즉, 특정 분열증식을 확인하기 위해 증식하는 세포의 표지자로 알려진 BrdU(5-Bromo-2'-deoxy-uridine Labeling and Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN)를 사용하여 24시간 동안 BrdU를 표지하였으며, 이때 사용하는 세척 버퍼로는 3% BSA(Bovine Serum Albumin, 12 Willams Ave Keilor East,VIC 3033, Australia)가 포함된 PBS를 사용하였으며, 표지된 세포는 3회 세척하였다. 이후 4% 파라포름알데히드로 20분간 고정시키고 0.5% Triton X-100 (Promega Corporation, Medison, WI)으로 상온에서 20 분간 처리하였다. 이후, 1차 항체인 anti-BrdU 워킹 용액(1:10)을 12 시간 이상 처리하고, 3% BSA가 포함된 PBS로 3회 세척한 다음, 다시 2차 항체인 anti-mouse-Ig-Fluorescein 워킹 용액(1:10)으로 상온에서 1시간 동안 처리하였다. 또한 세포들의 분화는 배양 7일째 및 14일째 각각 배양된 세포들을 이중 면역세포화학법을 통해 관찰하였는데, 즉, 상기 배양된 세포들을 5% 정상 goat 혈청으로 블록킹을 한 다음, 각각 특징적으로 분화된 세포의 특정 표지자, 즉, 아교세포(Glial cells) 표지자인 GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein, Abcam, Cambridge, UK), S-100 (Abcam), MBP(Myelin Basic Protein, Abcam), 신경세포의 표지자인 버타-III tubulin (Abcam), NF(Neurofilament, Abcam), MAP2 (Microtubul-Associated Protein2, Abcam), 신경계원종 표지자인 nestin (Abcam), 유모세포의 표지자인 myosin A (Abcam) 및 TRPA1 (Tahoe Regional Planning Agency, Abcam)를 사용하여 이중 염색하였다. 이때 이중 염색하는 1차 항체들은 모두 밤새도록 반응시켰으며, 3% BSA가 포함된 PBS로 3회 세척하였다. 2차 항체인 Alexa 555는 1:100의 비율로 상온에서 2시간 동안 처리한 후 발현유무를 확인하였다. 또한 핵 염색을 위하여 DAPI가 결합된 마운팅 배지(Vectashild, Burlingame, CA)으로 마운팅(mounting)하였다. 발현은 Fluorescence Attached Microscope(Olympus AX70TR62A02, Tokyo, Japan)을 이용하여 세포를 확인 하였고 전체 세포수 당 발현된 세포수로 계수하였다.
Stem cells were isolated from human tympanum and cultured three times for passage in the Lab-Tec 4-well Chamber Slide (Nalgene Nunc International, Rochester, NY) by counting 1x10 4 cells / well and dividing them. Differentiation was induced into neural cell precursors, hair cells and neurons under culture conditions. Subsequently, immunofluorescence staining was performed to determine whether stem cells were induced to differentiate into neural cell precursors, hair cells, and neurons. That is, BrdU (5-, known as a marker of proliferating cells to identify specific divisions). Bromo-2'-deoxy-uridine Labeling and Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN) was used to label BrdU for 24 hours. The washing buffer used was 3% BSA (Bovine Serum Albumin, 12 Willams Ave Keilor East). , VIC 3033, Australia) was used, and the labeled cells were washed three times. Thereafter, 4% paraformaldehyde was fixed for 20 minutes and treated with 0.5% Triton X-100 (Promega Corporation, Medison, WI) for 20 minutes at room temperature. Subsequently, the primary antibody anti-BrdU working solution (1:10) was treated for 12 hours or more, washed three times with PBS containing 3% BSA, and then the second antibody, anti-mouse-Ig-Fluorescein walking. The solution (1:10) was treated at room temperature for 1 hour. In addition, the differentiation of the cells was observed by double immunocytochemistry on the cultured cells on the 7th and 14th day of culture, that is, blocking the cultured cells with 5% normal goat serum, and then each characteristically differentiated cell. Specific markers of ie, glial cells (Glial Fibrillary Acidic Protein, Abcam, Cambridge, UK), S-100 (Abcam), MBP (Myelin Basic Protein, Abcam), neuronal markers -III tubulin (Abcam), NF (Neurofilament, Abcam), MAP2 (Microtubul-Associated Protein2, Abcam), neuronal markers nestin (Abcam), hair cells markers myosin A (Abcam) and TRPA1 (Tahoe Regional Planning Agency) , Abcam) was used for double staining. At this time, the primary antibodies to double staining were all reacted overnight, washed three times with PBS containing 3% BSA. Alexa 555, a secondary antibody, was treated at room temperature for 2 hours at a ratio of 1: 100, and then expression was confirmed. In addition, for nuclear staining was mounted (mounting) with DAPI-coupled mounting medium (Vectashild, Burlingame, CA). Expression was confirmed using a Fluorescence Attached Microscope (Olympus AX70TR62A02, Tokyo, Japan) and counted by the number of cells expressed per cell number.

그 결과, 신경계 세포 전구체는 줄기세포가 가지는 특징과 같이, mitosis 동안에도 구형의 형태를 유지하는 것으로 나타났고, 배양시간이 경과할수록 구형의 형상이 점차 커지는 것으로 나타났으며, 구형의 크기는 대략 100um의 크기인 것으로 관찰됨에 따라 본 발명에서 분화된 신경계 세포 전구체는 self-renewal 증력을 갖춘 세포임을 확인할 수 있었다(도 4 참조).As a result, neural cell precursors were found to maintain the spherical shape even during mitosis, like the characteristics of stem cells, the shape of the sphere gradually increased with the incubation time, the size of the sphere is approximately 100um As observed to be the size of the neuronal cell precursors differentiated in the present invention was confirmed that the cells with self-renewal potency (see Figure 4).

또한, 줄기 세포의 또 다른 특징이라고 할 수 있는 특징화된 세포로의 분화가 이루어지는지 확인하기 위해, 앞서 기술한 바와 같이 이중 면역형광염색 방법을 수행하였는데, 먼저 신경계 전구체 세포 마커인 네스틴 염색 결과, 네스틴이 발현된 세포들이 염색되어 있는 것으로 관찰되었고(도 5a 참조), 유모 세포 마커인 myosin A 및 TRPA1의 발현 정도를 확인한 결과, 도 5b 및 도 5c와 같이 상기 마커들이 발현된 것으로 나타났으며, 신경아교세포의 표지자인 GFAP 및 S-100의 발현을 관찰한 결과, 도 5d 및 도 5e와 같이 GFAP 및 S-100가 모두 발현되어 있는 것을 알 수 있었다. 뿐만 아니라 신경세포 마커인 베타 III-튜블린(도 5f) 및 뉴로필라멘트(NF)(도 5g)도 발현되어 있는 것으로 나타났다.In addition, a double immunofluorescence staining method was performed as described above in order to confirm that differentiation into specialized cells, which is another characteristic of stem cells, was performed. , Nestin-expressing cells were observed to be stained (see FIG. 5A), and the expression level of the hair cell markers myosin A and TRPA1 was confirmed. As shown in FIGS. 5B and 5C, the markers were expressed. As a result of observing the expression of GFAP and S-100, which are markers of glial cells, it was found that both GFAP and S-100 were expressed as shown in FIGS. 5D and 5E. As well as neuronal markers beta III-tubulin (Fig. 5f) and neurofilament (NF) (Fig. 5g) was also expressed.

또한, 각 마커 유전자들이 발현되는 분화된 세포들의 형태는 도 6에 나타냈었다.
In addition, the morphology of the differentiated cells in which each marker gene is expressed was shown in FIG.

따라서 상기 결과를 통해 본 발명자들은 사람의 고막에서 분리 및 배양한 줄기세포를 각각 목적하는 분화유도용 배지에서 배양할 경우, 신경계 세포 전구체, 신경세포 및 유모세포로 각각 분화가 잘 유도된다는 사실을 알 수 있었다.
Therefore, the present inventors have found that when the stem cells isolated and cultured in human eardrum are cultured in a differentiation-inducing medium, the differentiation of each of the neural system precursors, neurons and hair cells is well induced. Could.

나아가 본 발명자들은 유모 세포의 경우 세포 정점의 표면에서 돌출된 hair bundle 구조를 갖는 독특한 구조를 보이고 있어 이러한 구조의 관찰을 통해 분화된 세포가 유모 세포인지를 확인할 수 있었는데, 특히 GDNF 및 BDNF와 NT3가 포함된 세포전구체 배양 배지에서 배양된 세포전구체가 유모 세포로 분화되는지를 관찰한 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 분화된 세포에서는 유모 세포에서만 발현되는 표지자인 myosin A 및 TRPA1가 발현되는 것으로 나타났고, 유모 세포가 가지는 구조적인 특징인 ciliary bundle과 같은 구조를 갖는 유모 세포를 관찰할 수 있었다.
Furthermore, the present inventors have shown that the hair cells have a unique structure having a hair bundle structure protruding from the surface of the cell apex, and thus, by observing such a structure, it is possible to confirm whether the differentiated cells are hair cells, in particular GDNF, BDNF and NT3. As a result of observing whether the cell precursors cultured in the contained cell precursor culture medium were differentiated into the hair cells, as shown in FIG. 7, the markers expressed only in the hair cells were expressed as myosin A and TRPA1. In addition, hair cells with the same structure as ciliary bundle, which are structural features of hair cells, were observed.

<실시예 4><Example 4>

RTRT -- PCRPCR 을 이용한 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 발현 확인Expression of Neural System Precursors, Hair Cells and Neurons

상기 실시예 1에서 분리 및 3회 계대 배양된 고막 유래 간엽줄기세포 1x106 세포수/웰을 상기 실시예 3의 방법대로 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로 분화를 각각 유도하였다. 이후, 상기 분화 유도가 제대로 이루어졌는지를 확인하게 위해 각 분화된 세포들에 대해 각 세포의 특징적 유전자에 해당되는 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행함으로써 분화 유도 정도를 확인하였다. 먼저, 이를 위해 배양된 세포들을 AXYGEN RNA miniprep kit(Axygen Scientific, Inc, Union City, CA)를 사용하여 RNA를 분리하였고, 분리한 RNA는 RT Premix Kit(Intron Biotechnology, Sungnam, Korea)를 사용하여 42℃에서 60 분간, 95℃에서 5분간 역전사 반응을 거쳐 cDNA를 합성하였다. 이때 사용된 cDNA의 양은 100 ng으로 정량하여 PCR에 사용하였고, 합성된 cDNA는 PCR premix (Bioneer, Deajeon, Korea)를 사용하여 각 특정 세포 검출 유전자인 GFAP, S100, MAP2, NF, 베타-III Tubulin, nestin, BMP4 (Bone Morphology Protein 4), BMP7, myosin A, TRPA1의 프라이머들을 사용하여 94℃에서 5분간 DNA를 변성시키고 각각의 유전자의 결합온도(annealing temperature)에서 30초간 반응시킨 다음, 72℃에서 5분간 DNA의 합성(polymerization)과 신장반응(extension)을 수행하였다. 이때 정량분석을 위한 콘트롤로서 House keeping 유전자인 GAPDH (GlycerAldehyde-3-Phosphate DeHydrogenase)를 사용하였다. 이후 2%의 아가로스 겔을 이용하여 발현을 확인하였으며, 발현된 유전자는 이미지 분석 시스템((Bio-Rad, Herculesus, CA)을 이용하여 밴드를 확인을 하였으며 각 사용된 유전자의 프라이머 조성 및 프라이머 서열은 하기 표 2에 기재된 바와 같다.Differentiation of the tympanic membrane-derived mesenchymal stem cells 1 × 10 6 cells / well isolated and passaged three times in Example 1 was induced into neural cell precursors, hair cells, and neurons, respectively, according to the method of Example 3. Then, in order to confirm that the differentiation induction was properly performed, the degree of differentiation induction was confirmed by performing RT-PCR using primers corresponding to the characteristic genes of each cell for each differentiated cell. First, the cultured cells were isolated RNA using AXYGEN RNA miniprep kit (Axygen Scientific, Inc., Union City, CA), and the isolated RNA was prepared using RT Premix Kit (Intron Biotechnology, Sungnam, Korea). CDNA was synthesized through reverse transcription for 60 minutes at 95 ° C and 5 minutes at 95 ° C. At this time, the amount of cDNA used was quantified at 100 ng and used for PCR. The synthesized cDNA was PCR premix (Bioneer, Deajeon, Korea) using each specific cell detection gene GFAP, S100, MAP2, NF, Beta-III Tubulin , primers of nestin, BMP4 (Bone Morphology Protein 4), BMP7, myosin A, and TRPA1 were denatured at 94 ° C for 5 minutes and reacted for 30 seconds at the annealing temperature of each gene, followed by 72 ° C. DNA synthesis and extension reaction were performed for 5 minutes at. The house keeping gene GAPDH (GlycerAldehyde-3-Phosphate DeHydrogenase) was used as a control for quantitative analysis. Then, the expression was confirmed using 2% agarose gel, and the expressed genes were identified using an image analysis system ((Bio-Rad, Herculesus, CA), and the primer composition and primer sequence of each used gene were identified. Is as described in Table 2 below.

프라이머 서열 및 조건Primer Sequences and Conditions GeneGene namename SequenceSequence (5'-3') (5'-3 ') AnnealingAnnealing TempTemp ()() SizeSize
(( bpbp ))
서열번호 SEQ ID NO:
GAPDHGAPDH FF ctactggcgctgcaaaggctgtctactggcgctgcaaaggctgt 5454 357357 1One RR gccatgaggtccaccaccctgtgccatgaggtccaccaccctgt 22 NestinNestin FF aacaggaccaagagacattgaacaggaccaagagacattg 5656 211211 33 RR tttactgcctctacgctctctttactgcctctacgctctc 44 S100S100 FF ctttaaatgcgttcctcatcctttaaatgcgttcctcatc 5151 156156 55 RR ttctgatggagttgctttttttctgatggagttgcttttt 66 GFAPGFAP FF tttctaaaggcctcttcctttttctaaaggcctcttcctt 5656 192192 77 RR ctgggtacattttgtgtgtgctgggtacattttgtgtgtg 88 BMP4BMP4 FF agtgaaaactctgcttttcgagtgaaaactctgcttttcg 5353 217217 99 RR ccagtctcgtgtccagtagtccagtctcgtgtccagtagt 1010 BMP7BMP7 FF caacgtcatcctgaagaaatcaacgtcatcctgaagaaat 50.950.9 217217 1111 RR atatgctgctcatgttttctatatgctgctcatgttttct 1212 ßⅢ-TubulinßⅢ-Tubulin FF aagttttggagagggaaatcaagttttggagagggaaatc 54.554.5 188188 1313 RR agggaggtagagttggaaagagggaggtagagttggaaag 1414 Myosin AMyosin a FF tacatcgacatccacttcaatacatcgacatccacttcaa 54.554.5 154154 1515 RR tctgatcctcactcataccctctgatcctcactcataccc 1616 MAP2MAP2 FF atttatcaggggagagtggtatttatcaggggagagtggt 5353 177177 1717 RR cctgatttgtcaccagagatcctgatttgtcaccagagat 1818 TRPA1TRPA1 FF ctccatctggcagcaaagaactccatctggcagcaaagaa 56.556.5 210210 1919 RR tgcagtgttcccgtcttcattgcagtgttcccgtcttcat 2020 NFNF FF caaagaagaggggaagccaccaaagaagaggggaagccac 5555 258258 2121 RR tttcatctgctgggctcaagtttcatctgctgggctcaag 2222

그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 신경계 세포 전구체로 분화시킨 세포들을 대상으로 RT-PCR을 수행한 결과, 줄기세포 마커인 nestin 이외에도 신경아교세포 마커인 GFAP가 발현되고 있음을 알 수 있었고, 내이의 발생단계 유전자인 BMP4 및 BMP7도 발현되고 있는 것으로 나타났다.As a result, as shown in FIG. 8, RT-PCR was performed on cells differentiated with neuronal cell precursors. As a result, GFAP, a glial marker, was expressed in addition to the stem cell marker nestin. Developmental genes BMP4 and BMP7 were also expressed.

신경세포로 분화된 세포들을 대상으로 RT-PCR을 수행한 결과에서는 줄기세포 마커인 nestin, 신경아교세포 마커인 GFAP 및 S100, 신경세포 마커인 튜불린 및 MAP2가 발현되고 있는 것으로 나타났고, 이 외에도 BMP4 및 BMP7도 발현되고 있는 것으로 나타났다(도 9 참조).RT-PCR was performed on the cells differentiated into neurons, indicating that the stem cell marker nestin, the glial cell markers GFAP and S100, and the neuronal marker tubulin and MAP2 were expressed. And BMP7 were also expressed (see FIG. 9).

유모세포로의 분화 확인은 도 10에 나타낸 바와 같이, RT-PCR을 수행한 결과, 유모세포의 마커인 myosin A가 발현되는 것으로 나타났고, 이 외에도 내이의 발생단계 유전자인 BMP4 및 BMP7도 발현되고 있는 것으로 나타났다.Confirmation of differentiation into hair cells, as shown in Figure 10, RT-PCR, as a result of the markers of myosin A, a marker of the hair cells were found, in addition to BMP4 and BMP7 genes of developmental stages of the inner ear Appeared to be.

나아가 본 발명자들은 유모 세포로의 분화를 보다 확실하게 입증하기 위해 분화된 유모 세포를 대상으로 myosin A의 발현 정도를 RT-PCR을 사용하여 분석하였는데, 먼저 신경계 세포전구체 배양배지 및 신경세포 배양배지에서 각각 7일 및 14일 동안 배양하여 분화 유도된 세포들에서 myosin A의 발현정도를 분석한 결과, 도 11에 나타낸 바와 같이, 7일 배양한 것에 비해 14일 배양하였을 경우 myosin A의 발현은 더 증가된 것으로 나타났다.Furthermore, the present inventors analyzed the expression level of myosin A in differentiated hair cells using RT-PCR in order to more clearly demonstrate the differentiation into hair cells. First, in the neural cell precursor culture medium and nerve cell culture medium, As a result of analyzing the expression level of myosin A in differentiation-induced cells by culturing for 7 days and 14 days, respectively, as shown in FIG. 11, the expression of myosin A was increased when cultured for 14 days compared to the culture for 7 days. Appeared to be.

이상 상기와 같은 실험 결과들을 통해 본 발명자들은 고막에서 유래한 줄기세포로부터 신경계 세포전구체, 유모세포 및 신경세포로 모두 잘 분화된다는 사실을 알 수 있었으며, 나아가 본 발명자들은 고막에서도 각 특정 세포로 분화능을 가지는 줄기세포가 존재한다는 사실을 알 수 있었다.
Through the above experimental results, the present inventors found out that the stem cells derived from the tympanic membrane can be well differentiated into neural cell precursors, hair cells, and neurons. Furthermore, the present inventors have shown the ability to differentiate into each specific cell in the tympanic membrane. The branch was found to have stem cells.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

<110> Industry Academic Cooperation Foundation of Catholic University <120> Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane tissue, preparation method thereof and differentiated cells from the stem cells <160> 22 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH F primer <400> 1 ctactggcgc tgcaaaggct gt 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH R primer <400> 2 gccatgaggt ccaccaccct gt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NESTIN F primer <400> 3 aacaggacca agagacattg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nestin R primer <400> 4 tttactgcct ctacgctctc 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> S100 F primer <400> 5 ctttaaatgc gttcctcatc 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> S100 R primer <400> 6 ttctgatgga gttgcttttt 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GFAP F primer <400> 7 tttctaaagg cctcttcctt 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GFAP R primer <400> 8 ctgggtacat tttgtgtgtg 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP4 F primer <400> 9 agtgaaaact ctgcttttcg 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP4 R primer <400> 10 ccagtctcgt gtccagtagt 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP7 F primer <400> 11 caacgtcatc ctgaagaaat 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP7 R primer <400> 12 atatgctgct catgttttct 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> betaIII tubulin F primer <400> 13 aagttttgga gagggaaatc 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> betaIII tubulin R primer <400> 14 agggaggtag agttggaaag 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> myosin VIIA F primer <400> 15 tacatcgaca tccacttcaa 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> myosin VIIA R primer <400> 16 tctgatcctc actcataccc 20 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MAP2 F primer <400> 17 atttatcagg ggagagtggt 20 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MAP2 R primer <400> 18 cctgatttgt caccagagat 20 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRPA1 F primer <400> 19 ctccatctgg cagcaaagaa 20 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRPA1 R primer <400> 20 tgcagtgttc ccgtcttcat 20 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NF F primer <400> 21 caaagaagag gggaagccac 20 <210> 22 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NF R primer <400> 22 tttcatctgc tgggctcaag 20 <110> Industry Academic Cooperation Foundation of Catholic University <120> Multipotent adult stem cells derived from tympanic membrane          tissue, preparation method according to differentiated cells from          the stem cells <160> 22 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH F primer <400> 1 ctactggcgc tgcaaaggct gt 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH R primer <400> 2 gccatgaggt ccaccaccct gt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NESTIN F primer <400> 3 aacaggacca agagacattg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Nestin R primer <400> 4 tttactgcct ctacgctctc 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> S223 F primer <400> 5 ctttaaatgc gttcctcatc 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> S223 R primer <400> 6 ttctgatgga gttgcttttt 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GFAP F primer <400> 7 tttctaaagg cctcttcctt 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GFAP R primer <400> 8 ctgggtacat tttgtgtgtg 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP4 F primer <400> 9 agtgaaaact ctgcttttcg 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP4 R primer <400> 10 ccagtctcgt gtccagtagt 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP7 F primer <400> 11 caacgtcatc ctgaagaaat 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP7 R primer <400> 12 atatgctgct catgttttct 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> betaIII tubulin F primer <400> 13 aagttttgga gagggaaatc 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> betaIII tubulin R primer <400> 14 agggaggtag agttggaaag 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> myosin VIIA F primer <400> 15 tacatcgaca tccacttcaa 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> myosin VIIA R primer <400> 16 tctgatcctc actcataccc 20 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MAP2 F primer <400> 17 atttatcagg ggagagtggt 20 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MAP2 R primer <400> 18 cctgatttgt caccagagat 20 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRPA1 F primer <400> 19 ctccatctgg cagcaaagaa 20 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRPA1 R primer <400> 20 tgcagtgttc ccgtcttcat 20 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NF F primer <400> 21 caaagaagag gggaagccac 20 <210> 22 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NF R primer <400> 22 tttcatctgc tgggctcaag 20

Claims (10)

인간의 고막조직을 혈청이 없는 DMEM 배지에서 배양하는 단계;
0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 프로테아제 또는 DNase를 8~12ug/ml 처리한 다음, 원심분리하여 상층액을 제거하는 단계;
상층액이 제거된 펠렛에 0.2~0.3%의 트립신-EDTA를 첨가하여 배양한 후, 상기 트립신-EDTA와 동량의 소태아 혈청(FBS)을 첨가하여 피펫팅(pipetting)한 다음, 원심분리하는 단계; 및
원심분리 후 얻은 펠렛을 불활성화된 소태아 혈청 및 항생제가 함유된 최소필수배지 알파(MEM-a) 배양액 상에서 배양시키면서 2~3일 간격으로 15~25ng의 bFGF를 첨가하여 5~12일 동안 배양하는 단계를 포함하는, 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포를 제조하는 방법.
Culturing human eardrum tissue in DMEM medium without serum;
Incubating with 0.2-0.3% trypsin-EDTA followed by 8-12 ug / ml of protease or DNase, followed by centrifugation to remove supernatant;
After culture by adding 0.2-0.3% of trypsin-EDTA to the pellet from which the supernatant was removed, pipetting the same by adding the same amount of fetal calf serum (FBS) and then centrifuging ; And
The pellets obtained after centrifugation were incubated on inactivated fetal bovine serum and antibiotics containing minimal essential medium alpha (MEM-a), and cultured for 5-12 days by adding 15-25ng of bFGF at 2-3 days intervals. Method for producing a multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, comprising the step of.
제1항에 따른 인간의 고막조직으로부터 유래된 다분화능 성체줄기세포를 목적 분화 세포 배양용 배지에서 배양하는 단계; 및
배양 중에 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 목적 분화 세포를 분리하는 단계를 포함하는, 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
Culturing the multipotent adult stem cells derived from the human tympanic tissue of claim 1 in a medium for culturing the target differentiated cells; And
A method for producing differentiated cells from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, comprising the step of separating the target differentiated cells expressing the markers of the target differentiated cells during the culture.
제2항에 있어서,
상기 목적 분화 세포는 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포인 것을 특징으로 하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
The method of claim 2,
The target differentiated cell is a method for producing differentiated cells from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, characterized in that the neuronal cell precursors, neurons or hair cells.
제3항에 있어서,
상기 신경계 세포전구체는 상기 성체줄기세포를 DMEM:F12가 1:1~5:1로 포함하고, B-27 supplement를 0.01~0.03ml/ml, L-글루타민을 1~3mM, EGF를 5~15ng/ml, bFGF를 15~25ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경계 세포전구체 분화용 배지에서 배양하여 분화된 것을 특징으로 하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
The method of claim 3,
The neuronal cell progenitors contain the adult stem cells in a DMEM: F12 ratio of 1: 1-5: 1, 0.01-0.03ml / ml of B-27 supplement, 1-3 mM of L-glutamine, and 5-15ng of EGF. cells differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, characterized in that cultured and differentiated in a culture medium for differentiating neuronal cell precursors containing 15-25 ng / ml of bFGF and 0.5-1.5% of antibiotics. How to manufacture.
제3항에 있어서,
상기 신경세포 또는 유모세포는 신경세포 배양배지(neurobasal medium)에 B-27 supplement를 0.01~0.03ml, L-글루타민을 1~3mM, 교아세포유래 신경성장인자(Grial-derived neurotprophin factor: GDNF)를 5~15ng/ml, 뇌유래 신경영양인자(Brain-derived neutrophin factor: BDNF)를 5~15ng/ml 및 뉴로트로핀-3(Neurotrophin-3: NT-3)를 5~15ng/ml 및 항생제를 0.5~1.5%로 포함하는 신경세포 또는 유모세포 분화용 배지에서 배양하여 분화된 것을 특징으로 하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
The method of claim 3,
The neurons or hair cells are 0.01-0.03 ml of B-27 supplement, 1--3 mM L-glutamine, and glia-derived neurotprophin factor (GDNF) in a neuronal culture medium (neurobasal medium). 5-15ng / ml, brain-derived neutrophin factor (BDNF) 5-15ng / ml, neurotrophin-3 (NT-3) 5-15ng / ml and antibiotic 0.5 Method for producing a cell differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, characterized in that cultured and differentiated in a medium for differentiating neurons or hair cells comprising ~ 1.5%.
제2항에 있어서,
상기 배양은 5일 내지 15일 동안 36~38℃의 온도 및 4~6% 이산화탄소 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
The method of claim 2,
The culture is a method for producing differentiated cells from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, characterized in that carried out at a temperature of 36 ~ 38 ℃ and 4 ~ 6% carbon dioxide conditions for 5 to 15 days.
제3항에 있어서,
상기 신경계 세포전구체는 네스틴(nestin), GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 및 BMP7로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현하고; 상기 신경세포는 NF, GFAP, S-100, 네스틴(nestin), BMP4, BMP7, 튜불린 및 MAP2로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현하고; 및 상기 유모세포는 네스틴(nestin), myosin VIIA, BMP4, BMP7 및 myosin VIIA로 이루어진 군 중에서 선택되는 목적 분화 세포의 마커를 발현하는 것을 특징으로 하는 인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 세포를 제조하는 방법.
The method of claim 3,
The neuronal cell precursor expresses a marker of a target differentiated cell selected from the group consisting of nestin, GFAP, myosin VIIA, TRPA1, BMP4 and BMP7; The neurons express markers of target differentiated cells selected from the group consisting of NF, GFAP, S-100, Nestin, BMP4, BMP7, tubulin and MAP2; And the hair cells are differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue, characterized by expressing markers of target differentiated cells selected from the group consisting of nestin (nestin), myosin VIIA, BMP4, BMP7 and myosin VIIA. To prepare the isolated cells.
인간 고막조직 유래의 다분화능 성체줄기세포로부터 분화된 신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포를 유효성분으로 포함하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물.A composition for the prevention or treatment of otic diseases comprising neuronal cell precursors, neurons or hair cells differentiated from multipotent adult stem cells derived from human tympanic tissue as an active ingredient. 제8항에 있어서,
상기 귀 질환은 이명, 난청, 중이염 및 현훈으로 이루어진 군 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 귀 질환의 예방 또는 치료용 조성물.
The method of claim 8,
The ear disease is a composition for the prevention or treatment of ear diseases, characterized in that selected from the group consisting of tinnitus, hearing loss, otitis media and vertigo.
신경계 세포전구체, 신경세포 또는 유모세포로 분화되는 특성을 가지는 제1항의 고막조직 유래 다분화능 성체줄기세포를 유효성분으로 함유하는 귀 조직 형성용 세포치료제. A cell therapeutic agent for the formation of ear tissue containing the multidifferentiated adult stem cells of the tympanic tissue of claim 1 having the characteristics of differentiating into neural cell precursors, neurons or hair cells.
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