KR20130133598A - Screening method for candidate drugs for huntington's disease using induced pluripotent stem cells derived from huntington's disease patients - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to induced pluripotent stem cells derived from Huntington's disease patients (HD-iPSC). In addition, it was verified that when the induced pluripotent stem cells were treated under specific conditions, at a differentiation stage, or differentiated into neurocytes, a Huntington's biomarker is expressed. Through the change of the biomarker, the HD-iPSC is useful in the screening of candidate drugs for Huntington's disease. Further, when genetic defects are removed, the HD-iPSC is useful as an autologous cell therapeutic agent against Huntington's disease.

Description

헌팅턴병 환자에서 유래한 유도만능줄기세포를 이용하여 헌팅턴병 치료제를 스크리닝하는 방법{Screening method for candidate drugs for Huntington's disease using induced pluripotent stem cells derived from Huntington's disease patients}Screening method for candidate drugs for Huntington's disease using induced pluripotent stem cells derived from Huntington's disease patients}

본 기술 분야는 헌팅턴병 환자에서 유래한 유도만능줄기세포를 이용하여 헌팅턴병 치료제를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for screening a Huntington's disease therapeutic agent using induced pluripotent stem cells derived from Huntington's disease patients.

퇴행성 신경질환(neurodegenarative diseases)은 나이가 들어감에 따라 뇌에서 발생하는 질환으로, 뇌신경세포의 사멸, 뇌신경세포 사이의 시냅스 형성이나 기능상의 문제 등으로 인해 야기된다는 것이 알려져 있다. 퇴행성 신경질환은 주요 증상과 침범되는 뇌부위에 따라 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 뇌졸중 등 다양한 질환으로 구분된다.Degenerative neurological diseases (neurodegenarative diseases) is a disease that occurs in the brain with age, it is known that it is caused by the death of neuronal cells, synapse formation or functional problems between the neurons. Neurodegenerative diseases are classified into various diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, and stroke depending on the main symptoms and the invading brain area.

헌팅턴병 (Huntington's disease)은 1만 명당 1명의 비율로 발생하는 치명적인 유전 질환으로, 30대 초반에서 50대 사이에 주로 증상이 나타나고 대부분 증상 발생 후 15년을 넘기지 못하고 사망한다고 알려져 있다. 대표적인 증상으로 근육의 경련성 동작, 정신장애, 기억력 상실, 호흡곤란, 심부전, 감염 등이 있다. 헌팅턴 유전자는 뇌세포 신경세포에서 헌팅틴 (huntingtin)이라는 독성 단백질을 생산하게 하며, 결국 이 단백질이 신경을 손상시켜 퇴행성 효과가 발생하게 된다. Huntington's disease is a fatal genetic disease that occurs at a rate of 1 in 10,000 people. It is known to occur mainly in the early 30s to 50s, and most die within 15 years after the onset of symptoms. Representative symptoms include muscle spasms, mental disorders, memory loss, dyspnea, heart failure, and infection. The Huntington gene causes brain cells to produce a toxic protein called huntingtin in neurons, which eventually damages the nerve and causes a degenerative effect.

헌팅턴 유전자 (4번 염색체에 위치하는 IT15 유전자)는 이미 보고되어 있는데, 대부분의 헌팅턴병 환자는 이 유전자의 불안정한 삼핵산 반복서열 CAG의 돌연변이를 갖는다. 정상인에 비해 환자의 경우 35개 또는 그 이상의 반복수를 가지며, PCR 증폭을 통하여 반복수를 정확히 측정할 수 있다. 상염색체 우성유전을 하므로 환자에게서 정상 allele에서 유래되는 정상 band와 비정상 allele의 band가 함께 검출된다. 발병되는 시기 및 증세는 CAG 반복서열의 반복수의 크기에 비례하는 것으로 알려져 있다.The Huntington gene (IT15 gene, located on chromosome 4) has already been reported, and most Huntington's disease patients have mutations in this gene's unstable trinucleic acid repeat CAG. Patients have 35 or more repetitions compared to normal patients, and can accurately measure repetition counts through PCR amplification. As an autosomal dominant gene, the patient detects both normal and abnormal allele bands. The onset and symptoms are known to be proportional to the size of the CAG repeat sequence.

UT Southwestern 메디컬 센터의 연구에서는 퀴나졸린 유래 물질들이 TRPC1(Transient receptor potential channel 1)-매개 SOC (store-operated calcium entry) 경로를 효율적으로 차단하여 헌팅턴병의 증상을 지연시킨다고 보고한 바 있다 (Chemistry and Biology). A study by the UT Southwestern Medical Center reported that quinazoline-derived substances effectively block the Transient receptor potential channel 1 (TRPC1) -mediated store-operated calcium entry (SOC) pathway, which delays symptoms of Huntington's disease (Chemistry and Biology ).

한편, 유도만능줄기세포 (induced Pluripotent Stem Cells; iPSCs)는 이미 분화된 세포들을 인위적인 역분화 과정을 통해 만능분화능(pluripotency)을 갖도록 유도된 세포를 말한다. iPSC는 뇌, 심장 등의 장기 세포로 다양하게 분화될 수 있어 iPSC를 이용한 다양한 질병 치료를 위한 치료제로 많은 연구가 되고 있는 실정이다.Meanwhile, induced pluripotent stem cells (iPSCs) refer to cells induced to have pluripotency through artificial dedifferentiation of already differentiated cells. iPSC can be variously differentiated into organ cells such as brain, heart, etc., and many studies have been conducted as therapeutic agents for treating various diseases using iPSC.

퇴행성 신경질환에 대한 특허출원 현황을 보면, 알츠하이머가 1/3을 차지하여 가장 많고 파킨슨병은 1/5정도, 헌팅턴병은 10% 미만의 비율을 보여 퇴행성 신경질환 중에서도 특히 헌팅턴병에 대한 연구가 미흡한 것으로 나타난다.According to the current state of patent applications for neurodegenerative diseases, Alzheimer's accounted for 1/3 of the cases, Parkinson's disease was about 1/5, and Huntington's disease was less than 10%. appear.

현재, 헌팅턴병을 치료할 수 있는 방법은 알려져 있지 않은 상황이다. 헌팅턴병 치료제 개발을 위해서, 헌팅턴병 관련 유전자의 발현을 증가 혹은 감소시키는 약물 후보물질을 탐색하는 과정이 필요하다. Currently, there is no known way to treat Huntington's disease. For the development of Huntington's disease therapies, it is necessary to search for drug candidates that increase or decrease the expression of Huntington's disease related genes.

본 발명의 목적은 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 포함하는 헌팅턴병 치료용 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention to provide a composition for treating Huntington's disease, including HPS-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSC).

헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 이용하여 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Huntington's disease-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSC) is to provide a method for screening for Huntington's disease candidates.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

일 양상은 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 포함하는 헌팅턴병 치료용 조성물을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a composition for treating Huntington's disease, including HPS-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSC).

용어, "유도만능줄기세포" 또는 "iPSC"는 체세포 또는 이미 분화된 세포를 처리하여 만능분화성을 갖게 된 세포를 의미한다. 여기에서 처리하는 방법은 화합물, 유전적 변환 또는 특정 조건으로 배양하는 방법등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.The term “induced pluripotent stem cells” or “iPSCs” refers to cells that have become pluripotent by treating somatic cells or already differentiated cells. The treatment method herein includes, but is not limited to, a compound, a genetic transformation, or a method of culturing under specific conditions.

용어, "헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포" 또는 "HD-iPSC"는 헌팅턴병을 갖고 있는 개체 또는 유전적으로 헌팅턴병을 가지고 있을 것으로 추정되는 개체로부터 추출한 세포로부터 역분화를 통해 제작한 유도만능줄기세포를 의미한다. 특히 72개의 CAG 반복서열을 갖는 환자로부터 수득한 체세포를 이용할 수 있다.
The term "induced pluripotent stem cells derived from Huntington's disease patients" or "HD-iPSC" refers to induced pluripotent stem cells produced by dedifferentiation from cells extracted from individuals with Huntington's disease or those suspected of having genetically Huntington's disease. do. In particular, somatic cells obtained from patients with 72 CAG repeats can be used.

또한, 상기 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포(HD-iPSC)는 환자의 피부세포 등에 Oct4, Sox2, Klf4 및 c-Myc 유전자를 처리하여 수득된 것일 수 있다. 이때, Oct4, Sox2, Klf4 및 c-Myc를 처리하는 것은 환자 체세포의 배양배지에 직접 처리하는 것일 수 있으며, 에피조말 시스템(episomal system) 또는 레트로바이러스 감염을 통해 수행되는 것일 수 있다.
In addition, the HPS-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSC) may be obtained by treating Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc genes on skin cells of the patient. At this time, the treatment of Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc may be directly treated in the culture medium of the somatic cells of the patient, it may be performed through an episomal system (episomal system) or retrovirus infection.

또 다른 양상은 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다. 일 구체예는 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 미분화 상태에서 배양하는 단계; 상기 미분화 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계; 상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계; 및 대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 포함하는 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method for screening a candidate drug for Huntington's disease. One embodiment comprises the steps of culturing the induced pluripotent stem cells (HD-iPSC) derived from Huntington's disease patients in an undifferentiated state; Administering a test compound or composition to said undifferentiated HD-iPSC; Measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition; And it provides a screening method of the Huntington's disease therapeutic agent candidate comprising the step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker in the experimental group compared to the control group.

상기, 스크리닝 방법은 다음과 같다.The screening method is as follows.

먼저, 유도만능줄기세포를 미분화상태에서 안정적인 상태로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포는 다능성을 가지고 있는 미분화된 줄기세포이다.First, the induced pluripotent stem cells may include a step of maintaining a stable state in an undifferentiated state. The Huntington's disease-derived induced pluripotent stem cells are undifferentiated stem cells having pluripotency.

이때, 미분화상태에서 신경전구세포로 분화시킨 후 신경세포로 분화시킬 수 있다. 또한, 이후 신경전구세포에서 신경세포로 분화시킬 수 있다. 이때 신경세포로의 분화는 뇌유래 신경영양 인자(BDNF)를 처리하여 분화시킬 수 있으며, 이때 bFGF가 결여된 상태 뇌유래 신경영양 인자를 처리하는 방법으로 분화시킬 수 있다.
At this time, after differentiation into neuronal progenitor cells in the undifferentiated state can be differentiated into neurons. In addition, it can then differentiate into neurons from neuroprogenitor cells. At this time, the differentiation into neurons may be differentiated by treating brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and in this case, it may be differentiated by treating brain-derived neurotrophic factor lacking bFGF.

이후, 미분화 HD-iPSC 또는 분화된 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계를 제공한다. Thereafter, administering the test compound or composition to the undifferentiated HD-iPSC or differentiated HD-iPSC.

상기 화합물 또는 조성물은 유기 및 무기 물질일 수 있으며, 단일 화합물 또는 복합 화합물일 수 있다. 또한, 단백질, 펩티드, DNA, RNA 등일 수 있으며, 자연계에 존재하는 모든 물질이 대상이 될 수 있다.
The compound or composition may be organic and inorganic, and may be a single compound or a complex compound. In addition, it may be a protein, peptide, DNA, RNA, and the like, and any substance present in nature may be a target.

이후, 상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계를 제공한다. Thereafter, a step of measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition is provided.

또한, 헌팅턴병 바이오 마커로는 EM48, BDNF 단백질, α-튜불린(α-tubulin)일 수 있다. 상기 바이오 마커는 EM48의 증감, BDNF 단백질의 발현 증감, α-튜불린의 아세틸화 정도의 변화를 측정하여 바이오 마커로서 이용될 수 있다. 특히, 상기 바이오 마커는 EM48 일 수 있다.
In addition, the Huntington's disease biomarker may be EM48, BDNF protein, α-tubulin (α-tubulin). The biomarker can be used as a biomarker by measuring the increase or decrease of EM48, the increase or decrease of expression of BDNF protein, and the degree of acetylation of α-tubulin. In particular, the biomarker may be EM48.

이후, 대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 제공한다. Thereafter, the present invention provides a step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker is changed in the experimental group compared to the control group.

이때, 헌팅턴병 바이오 마커의 발현의 변화는 발현이 증가 또는 감소될 수 있으나, 치료제의 경우 처리 결과로 인해 EM48의 경우 발현이 감소되는 것이 바람직하며, BDNF 및 α-튜불린 아세틸화의 경우 발현이 증가되는 것이 바람직하다. 바이오 마커는 대조군에 비하여 통계적으로 유의한 수준에서 감소 또는 증가하는 것이 바람직하다.
In this case, the expression of Huntington's disease biomarker may be increased or decreased, but in the case of a therapeutic agent, the expression is preferably decreased in the case of EM48, and in the case of BDNF and α-tubulin acetylation, the expression is increased. It is preferable to be. The biomarker is preferably reduced or increased at a statistically significant level compared to the control.

또 다른 구체예는 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 이로부터 신경 세포로 분화시키는 단계; 상기 분화된 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계; 상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계; 및 대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 포함하는 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another embodiment comprises the steps of differentiating HPS disease-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSCs) from them into neurons; Administering a test compound or composition to said differentiated HD-iPSC; Measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition; And it provides a screening method of the Huntington's disease therapeutic agent candidate comprising the step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker in the experimental group compared to the control group.

상기, 스크리닝 방법은 다음과 같다.The screening method is as follows.

먼저, 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 신경세포로 분화시키는 단계를 제공한다. 상기 단계는 유도만능줄기세포를 미분화상태에서 안정적인 상태로 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포는 다능성을 가지고 있는 미분화된 줄기세포이다.First, a step of differentiating HPS-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSCs) into neurons is provided. The step may further comprise maintaining the induced pluripotent stem cells in a stable state in an undifferentiated state. The Huntington's disease-derived induced pluripotent stem cells are undifferentiated stem cells having pluripotency.

이때, 미분화상태에서 신경전구세포로 분화시킨 후 신경세포로 분화시킬 수 있다. 또한, 이후 신경전구세포에서 신경세포로 분화시킬 수 있다. 이때 신경세포로의 분화는 뇌유래 신경영양 인자(BDNF)를 처리하여 분화시킬 수 있으며, 이때 bFGF가 결여된 상태 뇌유래 신경영양 인자를 처리하는 방법으로 분화시킬 수 있다.
At this time, after differentiation into neuronal progenitor cells in the undifferentiated state can be differentiated into neurons. In addition, it can then differentiate into neurons from neuroprogenitor cells. At this time, the differentiation into neurons may be differentiated by treating brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and in this case, it may be differentiated by treating brain-derived neurotrophic factor lacking bFGF.

이후, 미분화 HD-iPSC 또는 분화된 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계를 제공한다. Thereafter, administering the test compound or composition to the undifferentiated HD-iPSC or differentiated HD-iPSC.

상기 화합물 또는 조성물은 유기 및 무기 물질일 수 있으며, 단일 화합물 또는 복합 화합물일 수 있다. 또한, 단백질, 펩티드, DNA, RNA 등일 수 있으며, 자연계에 존재하는 모든 물질이 대상이 될 수 있다.
The compound or composition may be organic and inorganic, and may be a single compound or a complex compound. In addition, it may be a protein, peptide, DNA, RNA, and the like, and any substance present in nature may be a target.

이후, 상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계를 제공한다. Thereafter, a step of measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition is provided.

또한, 헌팅턴병 바이오 마커로는 EM48, BDNF 단백질, α-튜불린(α-tubulin)일 수 있다. 상기 바이오 마커는 EM48의 증감, BDNF 단백질의 발현 증감, α-튜불린의 아세틸화 정도의 변화를 측정하여 바이오 마커로서 이용될 수 있다. 특히, 상기 바이오 마커는 EM48 일 수 있다.
In addition, the Huntington's disease biomarker may be EM48, BDNF protein, α-tubulin (α-tubulin). The biomarker can be used as a biomarker by measuring the increase or decrease of EM48, the increase or decrease of expression of BDNF protein, and the degree of acetylation of α-tubulin. In particular, the biomarker may be EM48.

이후, 대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 제공한다. Thereafter, the present invention provides a step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker is changed in the experimental group compared to the control group.

이때, 헌팅턴병 바이오 마커의 발현의 변화는 발현이 증가 또는 감소될 수 있으나, 치료제의 경우 처리 결과로 인해 EM48의 경우 발현이 감소되는 것이 바람직하며, BDNF 및 α-튜불린 아세틸화의 경우 발현이 증가되는 것이 바람직하다. 바이오 마커는 대조군에 비하여 통계적으로 유의한 수준에서 감소 또는 증가하는 것이 바람직하다.In this case, the expression of Huntington's disease biomarker may be increased or decreased, but in the case of a therapeutic agent, the expression is preferably decreased in the case of EM48, and in the case of BDNF and α-tubulin acetylation, the expression is increased. It is preferable to be. The biomarker is preferably reduced or increased at a statistically significant level compared to the control.

본 발명을 이용할 경우, 효과적인 헌팅턴병에 대한 치료제를 개발할 수 있다. 또한, HD-iPSC를 헌팅턴병 치료제로 이용할 수 있다. 따라서, 헌팅턴병 환자로부터 유래한 HD-iPSC는 산업적으로 이용가능성이 크다고 판단된다.Using the present invention, an effective treatment for Huntington's disease can be developed. In addition, HD-iPSC can be used as a treatment for Huntington's disease. Therefore, HD-iPSC derived from Huntington's disease patients is considered to be industrially useful.

도 1은 단계 5에서 HD-iPSC-유도 신경 전구 세포 (HD-iPSC-NPC) 및 성숙한 신경 세포 (HD-iPSC-MN)의 특성을 나타낸다.
(A-D): 5-NP에서 HD-iPSC-NPC의 특성 분석. 면역세포화학적 염색을 통해 NPC 마커가 높은 정도로 발현함을 보여줌., (A): NESTIN, SOX2 및 (B): Musashi의 발현양상 및 낮은 정도의 GFAP의 발현 및 (C): Tuj1 및 MAP2. DAPI는 각 세포를 대조염색하기 위해 사용되었다. 스케일 바 = 100 μm. (D): 신경 전구세포 마커 (즉, Sox2, Nestin, Musashi)의 발현 및 성숙한 신경세포 (Map2) 또는 성상교세포 (GFAP)의 발현이 결여된 것을 나타내는 반정량적 RT-PCR 분석. (E-N): HD-iPSC-유도 MN (5-MN 단계)의 특성 분석. (E): 전뇌 (OTX2) 및 도파민성 신경세포 (TH) 영역에서 주로 발현되는 마커의 발현 정도를 나타내는 면역세포화학적 염색 결과 (F): 일반적인 신경세포 (Tuj1) 및 전뇌-특이적 신경세포 (BF-1)에 대한 마커 발현. (G): 측면 신경절 융기 (lateral ganglionic eminence; LGE) 전구세포에 대한 마커, GSH-1의 발현. (H): 중간 가시모양 투사신경세포 (medium spiny projection neuron; MSN)에 대한 마커, DARPP-32와 함께, 또 다른 LGE 마커, DLX2의 발현. GSH-2 또는 DLX2와 DARPP-32에 대한 신경세포 이중-양성반응은 선조체 MSN(striatal MSN)가 형성되었음을 입증한다. (I): 선조체 뉴런(striatal neuron)의 마커인 칼빈딘 (calbindin)의 발현. (J): 성숙한 신경세포 (MAP2) 및 시냅스소포 (SVP32)에 대한 마커의 발현. (K): 성숙한 신경세포 (NeuN) 및 신경전달물질의 일종인 GABA에 대한 마커의 발현. 스케일 바=100 μm. DAPI 염색을 통해 각 세포 존재를 구분지었다. (L): NeuN 및 GABA에 대한 게이팅 전략 (gating strategy) 및 면역반응 세포를 나타내는 FACS 분석. NeuN-양성 신경세포의 88%가 또한 GABA에 면역반응성을 보였다는 점이 주목할 사항임. (M): 전뇌 (BF-1 및 GSH-2), 선조체 (칼빈딘), MSN (DARPP-32) 및 GABA성 (GAD67 및 GABARα2) 신경세포의 발현을 나타내는 반정량적 RT-PCR 결과 (N): HD-iPSC-MN의 전기생리학적 측정. GABA-민감성 세포의 존재가 주목할 사항임.
도 2는 Quinolinic acid (QUIN)의 한쪽 측면 주입을 통해 한 쪽 반구에만 HD 병변을 유도시킨 쥐에게 HD-iPSC-NPC를 이식한 후 기능 회복여부를 보여주는 행동학적 분석결과를 나타낸 것이다. 비교를 위해, H9- 및 F5-NPC를 이식한 실험군을 대조군으로 사용했다. (A): H9- 및 HD 이식군의 경우 6주부터 12주까지에는 F5 이식군에서 보여진 바와 같은 유사한 경향을 보여주는 스테핑(보행) 실험. 처리된 세 개의 군 사이에 차이점은 없었다. ** 는 p < 0.002임을 나타낸다. (B): H9- 및 F5 이식군의 경우 항상 sham group보다 유의성 있게 향상된 수행능력을 보여준다는 것을 나타내는 스테어케이스(계단) 실험. HD 이식군의 경우 4주부터 12주까지 행동상의 회복을 발생시켜, 다른 이식군과 비교하여 회복 효과가 늦게 일어남을 나타낸다. # 는 p < 0.04라는 의미이고, 2주차에서 sham group 대비, H9- 및 F5 이식군의 효과를 나타낸다. (C): H9- 및 HD 이식군이 전반적으로 sham group 대비 6주부터 12주까지 유의성 있는 행동상의 회복을 유도한 반면에, F5 이식군의 경우 이식초기부터 시간에 따라 점진적 회복을 나타내는 경향이 있음을 나타내는 아포모르핀-유도 회전 실험. # 는 p < 0.04라는 의미이고, 2주차에 HD- 및 sham group 대비, F5 군의 효과를 나타낸다.
도 3은 QUIN-병변 쥐에게 HD-iPSC-NPC를 이식한 후 신경 조직의 형성을 나타내는 면역조직화학적 분석을 나타낸다. 이식된 세포의 운명을 조사하기 위해, 사람-특이적 핵 (A-D, E, G) 또는 사람-특이적 미토콘드리아 (F, H)중 어느 하나에 대한 항체가 사용되었다. 이식된 HD-iPSC-NPCs는 (A): NESTIN, (B): MAP2, (C): DARPP-32, (D): GAD65/67, (E), GABA, (F): SVP38을 형성함을 나타내었다. (G): 이식된 세포로부터 PCNA-양성세포의 결여. (H): 이식된 세포로부터 EM48-양성세포의 결여. 스케일 바=50 μm.
도 4는 HD-iPSC의 경우 HD 응집물 (aggregate) 형성에 대한 높은 민감도를 나타내는 면역조직화학 분석. (A): 프로테아좀 형성 저해제(MG133)로 F5- 및 HD 세포를 처리했을 경우. F5 세포가 MG132에 무반응이었던 반면에, HD 세포는 5 μM부터 응집물을 형성하였다. (B): 신생 마우스의 뇌에 H9-NPC 및 HD-iPSCNPC의 뇌내 이식 후, 4주, 33주, 및 40 주차에 EM48의 발현 분석. H9 세포는 어떤 조건하에서도 EM48-양성 세포를 형성하지 않은 반면에, HD 세포는 33주차에 EM48-양성 세포를 형성시켰다. 40주의 결과도 마찬가지였으며, 그 결과는 따라 나타내지 않았다. 스케일 바=50 μm.
1 shows the properties of HD-iPSC-induced neural progenitor cells (HD-iPSC-NPC) and mature neurons (HD-iPSC-MN) in step 5.
(AD): Characterization of HD-iPSC-NPC at 5-NP. Immunohistochemical staining showed that NPC markers were expressed at high levels, (A): NESTIN, SOX2 and (B): Musashi expression and low levels of GFAP and (C): Tuj1 and MAP2. DAPI was used to counterstain each cell. Scale bar = 100 μm. (D): Semiquantitative RT-PCR analysis showing lack of expression of neural progenitor markers (ie Sox2, Nestin, Musashi) and expression of mature neurons (Map2) or astrocytes (GFAP). (EN): Characterization of HD-iPSC-induced MN (5-MN phase). (E): Immunocytochemical staining results indicating the expression level of markers mainly expressed in whole brain (OTX2) and dopaminergic neuronal (TH) regions (F): General neurons (Tuj1) and whole brain-specific neurons ( Marker expression for BF-1). (G): Expression of lateral ganglionic eminence (LGE) progenitor, GSH-1. (H): Expression of another LGE marker, DLX2, with marker for medium spiny projection neuron (MSN), DARPP-32. Neuronal double-positive responses to GSH-2 or DLX2 and DARPP-32 demonstrate that striatal MSN was formed. (I): Expression of calbindin, a marker of striatal neuron. (J): Expression of markers for mature neurons (MAP2) and synaptic vesicles (SVP32). (K): Expression of markers for mature neurons (NeuN) and GABA, a type of neurotransmitter. Scale bar = 100 μm. DAPI staining distinguished each cell presence. (L): FACS analysis showing gating strategy and immune response cells for NeuN and GABA. Note that 88% of NeuN-positive neurons were also immunoreactive with GABA. (M): Semiquantitative RT-PCR results showing expression of forebrain (BF-1 and GSH-2), striatum (calvindine), MSN (DARPP-32) and GABA-like (GAD67 and GABARα2) neurons (N) : Electrophysiological Measurement of HD-iPSC-MN. Note the presence of GABA-sensitive cells.
Figure 2 shows the behavioral analysis showing the functional recovery after transplantation of HD-iPSC-NPC in rats that induced HD lesions in only one hemisphere through lateral injection of quinolinic acid (QUIN). For comparison, the experimental group transplanted with H9- and F5-NPC was used as a control. (A): Stepping (walking) experiment showing similar trends as seen in F5 transplant group at week 6-12 for H9- and HD transplant group. There was no difference between the three groups treated. ** indicates that p <0.002. (B): Staircase experiment showing that the H9- and F5 transplant groups always showed significantly improved performance over the sham group. In the HD transplant group, behavioral recovery occurred from 4 to 12 weeks, indicating a slow recovery effect compared to other transplant groups. # Means p <0.04 and shows effect of H9- and F5 transplant group compared to sham group at week 2. (C): While the H9- and HD transplant groups generally induced significant behavioral recovery from 6 to 12 weeks compared to the sham group, the F5 transplant group tended to show a gradual recovery over time from the beginning of the transplant. Apomorphine-induced rotation experiments showing the presence of the # Means p <0.04 and shows effect of F5 group compared to HD- and sham group at 2 weeks.
Figure 3 shows immunohistochemical analysis showing the formation of neural tissue after transplantation of HD-iPSC-NPC into QUIN-lesioned mice. To investigate the fate of the transplanted cells, antibodies to either human-specific nuclei (AD, E, G) or human-specific mitochondria (F, H) were used. Implanted HD-iPSC-NPCs form (A): NESTIN, (B): MAP2, (C): DARPP-32, (D): GAD65 / 67, (E), GABA, (F): SVP38 Indicated. (G): Lack of PCNA-positive cells from transplanted cells. (H): Lack of EM48-positive cells from transplanted cells. Scale bar = 50 μm.
4 is an immunohistochemical analysis showing high sensitivity to HD aggregate formation for HD-iPSC. (A): When F5- and HD cells were treated with the proteasome formation inhibitor (MG133). HD cells formed aggregates from 5 μΜ, while F5 cells were unresponsive to MG132. (B): Expression analysis of EM48 at 4, 33, and 40 d post-intracery transplantation of H9-NPC and HD-iPSCNPC in brains of newborn mice. H9 cells did not form EM48-positive cells under any conditions, while HD cells formed EM48-positive cells at week 33. The same was true of the 40 weeks, and the results are not shown. Scale bar = 50 μm.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it is apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1 :  One : HDHD -- iPSCiPSC 의 유도, 배양 및 신경세포로의 분화Induction, culture and differentiation into neurons

<1-1><1-1> HDHD -- iPSCiPSC 의 배양Cultivation of

Park IH et al.(Nat Protocol 2008;3:1180-1186)에서 기술된 방법에 따라 20% KO-SR (knockout serum replacement, Invitrogen), bFGF (10 ng/ml) 및 항생제 (penicillin, streptomycin)을 포함하는 DMEM/F-12 배지에서 HD-iPSC를 배양하고 유지하였다. 또한, PA6 stromal 세포 (Riken Cell Bank)(RCB1127)와 공배양하여 HD-iPSC을 신경 세포로 분화를 유도하였다. 대조군으로는, 사람 ESC(embryonic stem cell)(H9, WiCell), 정상 iPSC (F5) 및 HD-iPSC가 확립될 때 동시에 유래된 또 다른 HD-iPSC 세포주(HD-iPSC2)를 사용하였다. 72 CAG repeat을 갖는 HD-iPSC는 Park IH et al. (Cell 2008;134:877-886)에 의해 최초로 개발되었고, 본 연구자와의 공동연구를 위해 제공되었다. 현재 이 세포주는 Coriell사를 통해 구할 수 있다 (GM23225).20% KO-SR (knockout serum replacement, Invitrogen), bFGF (10 ng / ml) and antibiotics (penicillin, streptomycin) according to the method described in Park IH et al. (Nat Protocol 2008; 3: 1180-1186) HD-iPSC was incubated and maintained in DMEM / F-12 medium. In addition, co-culture with PA6 stromal cells (Riken Cell Bank) (RCB1127) induced differentiation of HD-iPSCs into neurons. As a control, another HD-iPSC cell line (HD-iPSC2) derived simultaneously when human embryonic stem cell (ESC) (H9, WiCell), normal iPSC (F5) and HD-iPSC was established was used. HD-iPSCs with 72 CAG repeats are described in Park IH et al. (Cell 2008; 134: 877-886), which was originally developed for collaboration with our researchers. The cell line is currently available from Coriell (GM23225).

위에서 언급된 미분화상태의 인간배아줄기세포 및 유도만능줄기세포의 콜로니를 수작업을 통해 분리하였다. 그 후, 10% KO-SR을 포함하는 GMEM으로 이루어진 분화 배지(DM-PA6)에서 갓 제조된 PA6 세포 위로 옮겼다. 4일 후 DM-PA6 내 KO-SR는 N2 보충제 (Invitrogen)으로 대체하였다. 그 후 11일 내지 13일 차에, 신경상피세포(neuroepithelial cell, NE cell)를 포함하는 최종 신경 로제트 유사 구조 (definitive neural rosette-like structure)가 형성되었다, 이것을 수작업으로 분리하였고, 점착성이 없는 패트리 디쉬상으로 옮겨져, 6일 동안 현탁 배양을 하여, 신경구(neurophere)를 형성하였다.
The colonies of the above-mentioned undifferentiated human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells were isolated manually. Thereafter, they were transferred onto freshly prepared PA6 cells in differentiation medium (DM-PA6) consisting of GMEM containing 10% KO-SR. After 4 days KO-SR in DM-PA6 was replaced with N2 supplement (Invitrogen). Then on days 11-13, a final neural rosette-like structure was formed, including neuronepithelial cells (NE cells), which were manually separated and adhered to non-sticky petri. Transferred to a dish and suspended in culture for 6 days to form neurospheres.

<1-2> 신경 전구 (<1-2> nerve bulb ( NPNP ) 세포 생성A) cell generation

NP 단계의 개별 세포를 얻기 위해, 신경구를 AccutaseTM (Chemicon)으로 처리 후 분리하여 poly L-ornithine (PLO; 15 ㎍/ml, Sigma)/fibronectin (FN;1 ㎍/ml, Sigma)으로 코팅된 60 mm2 조직배양 접시에 올려놓았다. NP 세포를 1% 페니실린, 1% 스트렙토마이신, 1% 비필수 아미노산, 0.1% β-메르캅토에탄올, N2 보충제 및 20 ng/ml bFGF (Invitrogen)으로 보충된 GMEM 내에서 유지하였다.
To obtain individual cells in the NP stage, neurospheres were treated with Accutase (Chemicon) and then separated and coated with poly L-ornithine (PLO; 15 μg / ml, Sigma) / fibronectin (FN; 1 μg / ml, Sigma) It was placed on a 60 mm 2 tissue culture dish. NP cells were maintained in GMEM supplemented with 1% penicillin, 1% streptomycin, 1% non-essential amino acids, 0.1% β-mercaptoethanol, N2 supplement and 20 ng / ml bFGF (Invitrogen).

<1-3> 성숙한 신경세포로의 분화<1-3> Differentiation into Mature Neurons

인간배아줄기세포 및 유도만능줄기세포를 성숙한 신경세포로 분화시키기 위해, bFGF의 첨가없이 20 ng/ml 뇌유래 신경영양 인자 (BDNF, R&D Systems)가 첨가된 DM 배지하에서 PLO/FN-코팅된 접시상에 직접 신경구(neurosphere)를 올려놓았다.
To differentiate human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells into mature neurons, PLO / FN-coated dishes under DM medium added with 20 ng / ml brain-derived neurotrophic factor (BDNF, R & D Systems) without the addition of bFGF. Neurospheres were placed directly on the image.

실시예Example 2: HD-iPSC 유래 신경세포의  2: HD-iPSC-derived neurons 특성 분석Character analysis 확인 Confirm

<2-1> 면역세포화학적 방법을 이용한 확인<2-1> Identification using immunocytochemical method

NP-단계 및 분화된 신경 세포의 마커 발현을 분석하기 위해, 다음과 같은 1차 항체를 사용하여 면역세포화학 분석을 수행하였다: 사람-특이적 핵 (1:200, Chemicon), 사람-특이적 미토콘드리아 (1:200, Chemicon), 사람-특이적 Nestin (1:200, Chemicon), SOX2 (1:200, Chemicon), type III β-tubulin (Tuj1) (1:500, Chemicon), Musashi (1:500, Chemicon), OTX2 (1:500, Chemicon), BF-1 (1:100, Santa Cruz), GSH-2 (1:200, Santa Cruz), DLX2 (1:250, Chemicon), MAP2 (1:200, Chemicon), NeuN (1:500, Chemicon), 감마아미노부틸산 (GABA) (1:5000, Sigma), 글루탐산 데카르복실라제 65/67 (GAD65/67) (1:200, Chemicon), DARPP-32 (1:100, Cell Signaling), Calbindin (1:250, Chemicon), TH (1:1000, Pel-Freez), SVP38 (1:200, Sigma) 및 EM48 (1:50, Chemicon). To analyze marker expression of NP-stage and differentiated neurons, immunocytochemical analysis was performed using the following primary antibodies: human-specific nuclei (1: 200, Chemicon), human-specific Mitochondria (1: 200, Chemicon), human-specific Nestin (1: 200, Chemicon), SOX2 (1: 200, Chemicon), type III β-tubulin (Tuj1) (1: 500, Chemicon), Musashi (1 : 500, Chemicon), OTX2 (1: 500, Chemicon), BF-1 (1: 100, Santa Cruz), GSH-2 (1: 200, Santa Cruz), DLX2 (1: 250, Chemicon), MAP2 ( 1: 200, Chemicon), NeuN (1: 500, Chemicon), gammaaminobutyl acid (GABA) (1: 5000, Sigma), glutamic acid decarboxylase 65/67 (GAD65 / 67) (1: 200, Chemicon) , DARPP-32 (1: 100, Cell Signaling), Calbindin (1: 250, Chemicon), TH (1: 1000, Pel-Freez), SVP38 (1: 200, Sigma) and EM48 (1:50, Chemicon) .

이식된 동물에서 증식하는 세포 또는 미분화된 세포를 검출하기 위해서, proliferating cell nuclear antigen (PCNA) (1:50, Santa Cruz) 및 OCT4 (1:250, Santa Cruz)를 사용하였다. goat anti-mouse IgG-conjugated Alexa-555 (1:200, Molecular Probes), goat anti-rabbit IgG-conjugated Alexa-488 (1:200, Molecular Probes) 및 goat anti-mouse IgM-conjugated Alexa-555 (1:200, Molecular Probes)를 2차 항체로 사용하였다. 염색 패턴을 검사하고 공초점 레이저-주사 현미경 이미징 시스템 (LSM510, Carl Zeiss, Inc.)을 사용해 사진을 촬영했다.
To detect proliferating or undifferentiated cells in transplanted animals, proliferating cell nuclear antigen (PCNA) (1:50, Santa Cruz) and OCT4 (1: 250, Santa Cruz) were used. goat anti-mouse IgG-conjugated Alexa-555 (1: 200, Molecular Probes), goat anti-rabbit IgG-conjugated Alexa-488 (1: 200, Molecular Probes) and goat anti-mouse IgM-conjugated Alexa-555 (1 : 200, Molecular Probes) was used as the secondary antibody. Staining patterns were examined and photographed using a confocal laser-scanning microscope imaging system (LSM510, Carl Zeiss, Inc.).

<2-2> 유세포분석기를 이용한 세포 특성 조사<2-2> Cell Characterization Using Flow Cytometry

HD-iPSC의 신경세포 집단 내 형성된 GABA성 신경세포의 퍼센트 비율을 정량화하기 위해, FACS Calibur System(BD Bioscience)을 사용하여 FACS(Fluorescence activated cell sorting)를 수행하였다. 데이터 분석은 제조업자의 지시에 따라 수행하였다(BD Bioscience).
Fluorescence activated cell sorting (FACS) was performed using the FACS Calibur System (BD Bioscience) to quantify the percentage of GABA neurons formed in the neuronal population of HD-iPSC. Data analysis was performed according to the manufacturer's instructions (BD Bioscience).

<2-3> 전기생리학적 측정을 이용한 세포특성 조사<2-3> Cell Characterization by Electrophysiological Measurement

glass cover slip에 부착된 세포를 inverted microscope (IX-70, Olympus, Osaka, Japan)의 stage 위에 올려진 수조 안으로 옮겼다. 수조 (~0.15 ml)를 5 ml/min로 채웠고, voltage-clamp 실험은 상온 (22~25℃)에서 수행되었다. 약 2.5 ~ 3 MΩ free-tip resistance를 갖는 patch 피펫을 패치-클램프 증폭기 (Axopatch-1D, Axon Instruments, Foster City, CA)의 헤드 부위 (head stage)에 연결하였다. 데이터를 얻고 커맨드 펄스를 적용하기 위해 pCLAMP software v.9.2 및 Digidata-1322A (Axon Instruments)를 사용하였다. 각각, 전 세포 전류를 10 kHz에서 기록하였고 1 kHz에서 저주파 통과필터를 실시하였다. 전류 트레이스를 저장하고 Clampfit v.9.2 및 Origin v.7.0을 사용하여 분석하였다 (Microcal, Northampton, MA). 세포들간의 전체 세포 전류의 비교를 위해, 전류의 크기를 정전 용량에 의해 측정된 막 영역에 맞춰서 측정하였다. 수용체 효능제인 γ-아미노부틸산 (GABA)과 길항제인 피크로톡신을 전체 세포 전류(whole cell current)상에서 측정했다.
Cells attached to the glass cover slip were transferred to a tank mounted on the stage of an inverted microscope (IX-70, Olympus, Osaka, Japan). The bath (~ 0.15 ml) was filled to 5 ml / min and voltage-clamp experiments were performed at room temperature (22-25 ° C.). A patch pipette with about 2.5-3 MΩ free-tip resistance was connected to the head stage of a patch-clamp amplifier (Axopatch-1D, Axon Instruments, Foster City, CA). PCLAMP software v.9.2 and Digidata-1322A (Axon Instruments) were used to obtain data and apply command pulses. Each cell current was recorded at 10 kHz and a low pass filter was performed at 1 kHz. Current traces were saved and analyzed using Clampfit v.9.2 and Origin v.7.0 (Microcal, Northampton, MA). For comparison of the total cell current between cells, the magnitude of the current was measured in line with the membrane area measured by capacitance. The receptor agonist γ-aminobutyl acid (GABA) and the antagonist picrotoxin were measured on whole cell current.

실시예Example 3: 3: 동물 모델을 통한 Through animal models HDHD -- iPSCiPSC 의 치료 효과 확인The effectiveness of treatment

<3-1> QUIN-유도 실험 HD 동물 모델 제작 및 세포 이식 <3-1> QUIN-Induced Experimental HD Animal Model Fabrication and Cell Transplantation

CHA University IACUC (Institutional Animal Care and Use Committee; IACUC090012)에 따라서 동물 실험을 수행하였다. 250-280g 체중의 성년 수컷 Sprague-Dawley 쥐 (Orient, Seoul, Korea)가 사용되었다. 다음과 같은 두가지 부위의 뇌정위 좌표 (AP +0.7 mm, ML +2.5 mm, DV .4.5 mm, and AP +0.7 mm, ML +2.5 mm, DV -3.5 mm from the Bregma)에 뇌의 한쪽 부위에만 퀴놀린산 (QUIN, Fluka; 0.3 mol/L x 1.5 μl)을 주입했다. QUIN 병변 유도 후 7일차에, 하기 좌표를 대상으로 12마리의 쥐에 대해 2 μl의 HD iPS-유도 NP 세포 (100,000 cells/μl)를 주입하였다: AP +0.2 mm, ML +2.2 mm and DV .4.0 mm from the Bregma. 비교를 위해, QUIN 병변 쥐를 동일한 수의 H9-NPC (n=8) 또는 F5-NPC (n=11)를 포함하는 2 μl의 배지 (GMEM)와 함께 이식하였다. 대조군에서 (n=9), 2 μl의 GMEM을 동시에 주입하였다. 이식된 동물은 이식 하루 전부터 이식 후 12주까지 매일 cyclosporine A intraperitoneally (10 mg/kg, Sigma)을 주사받았다.
Animal experiments were performed in accordance with CHA University IACUC (Institutional Animal Care and Use Committee; IACUC090012). Adult male Sprague-Dawley rats (Orient, Seoul, Korea) weighing 250-280 g were used. Brain location coordinates of two areas (AP +0.7 mm, ML +2.5 mm, DV .4.5 mm, and AP +0.7 mm, ML +2.5 mm, DV -3.5 mm from the Bregma) Quinolinic acid (QUIN, Fluka; 0.3 mol / L x 1.5 μl) was injected. On day 7 after QUIN lesion induction, 2 μl of HD iPS-induced NP cells (100,000 cells / μl) were injected for 12 rats with the following coordinates: AP +0.2 mm, ML +2.2 mm and DV. 4.0 mm from the Bregma. For comparison, QUIN lesion mice were transplanted with 2 μl of medium (GMEM) containing the same number of H9-NPC (n = 8) or F5-NPC (n = 11). In the control group (n = 9), 2 μl of GMEM was injected at the same time. Transplanted animals received cyclosporine A intraperitoneally (10 mg / kg, Sigma) daily from one day before transplantation to 12 weeks after transplantation.

<3-2> 동물 모델에서 행동 실험<3-2> Behavioral Experiments in Animal Models

QUIN-병변유도 후 선조체에서 병변이 광범위하게 일어났는지를 결정하고, 동시에 세포 이식 후 기능적으로 회복되었는지를 평가하기 위해, 이식 전 하루에 및 이식 후 2주마다 보행 실험 (stepping test), 계단 실험 (staircase test) 및 아포모르핀-유도 회전 실험을 수행하였다.
To determine if the lesions occurred extensively in the striatum after QUIN-lesion induction and at the same time to assess whether they recovered functionally after cell transplantation, a stepping test, a stepping test staircase test) and apomorphine-induced rotation experiments were performed.

<3-3> 통계 분석 수행<3-3> Perform statistical analysis

차의과학대학에서 보유한 Statistical Analysis System (Enterprise 4.1; SAS Korea)을 사용하여 행동 데이터의 통계적 분석을 수행하였다. 측정값은 PROC MIXED program, a linear mixed models 과정을 사용하여 분석하였다. 의존적 변이는 각 행동 시험으로부터 얻은 중간 점수였고 비의존적 변이는 "Treatment”(H9-, HD-, F5- 및 sham groups) 및 "Week" (0w pre-transplantation, 2w, 4w, 6w, 8w, 10w, 및 12w)였다. 결과는 평균 ± 평균의 표준오차(SEM)로 나타내었다. 0.05보다 작은 p 값이 유의성 있게 고려되었다.
Statistical analysis of behavioral data was performed using the Statistical Analysis System (Enterprise 4.1; SAS Korea) owned by CHA. The measurements were analyzed using the PROC MIXED program, a linear mixed models procedure. The dependent variation was the median score obtained from each behavioral test and the independent variation was "Treatment" (H9-, HD-, F5- and sham groups) and "Week" (0w pre-transplantation, 2w, 4w, 6w, 8w, 10w) , And 12w) The results are expressed as mean ± standard error of the mean (SEM), p values less than 0.05 were considered significant.

<3-4> 면역조직화학적 분석<3-4> Immunohistochemical Analysis

면역조직화학적 분석을 위해, 이식 후 12주차에 쥐를 희생시키고, 그의 뇌에 4% 파라포름알데히드를 관류하여 고정시켰다. cryostat (Microm, Germany)을 사용하여 40 μm frozen coronal section을 마련하였다. 면역조직화학적 분석에 사용된 항체는 면역세포화학적 분석에서 기술된 것과 동일했다 (상기 참조). QUIN 주입에 의해 유도된 병변을 확인하기 위해, cresyl violet staining, Fluoro-Jade staining 및 DARPP-32 항체를 사용한 통상적인 DAB (3,3'-diaminobenzidine)를 동시에 수행하였다.
For immunohistochemical analysis, mice were sacrificed at week 12 post-transplant and fixed by perfusion with 4% paraformaldehyde in their brains. A 40 μm frozen coronal section was prepared using cryostat (Microm, Germany). The antibodies used for immunohistochemical analysis were the same as those described for immunocytochemical analysis (see above). To identify lesions induced by QUIN injection, conventional DAB (3,3'-diaminobenzidine) with cresyl violet staining, Fluoro-Jade staining, and DARPP-32 antibody was performed simultaneously.

실시예 4: HD-iPSC를 이용한 HD-치료제 스크리닝Example 4: HD-Therapeutic Screening with HD-iPSC

실시예 <1-2>에서 수득한 미분화 HD-iPSC 또는 실시예 <1-3>에서 수득한 HD-iPSC에 HD 치료제 후보군의 피검 화합물을 다양한 농도로 처리한다. HD 치료제와 처리된 실험군과 미처리된 대조군의 EM48, BDNF 및 α-튜불린의 아세틸화 정도를 측정한다. EM48이 감소되거나, BDNF의 발현이 증가하거나, α-튜불린의 아세틸화가 증가하는 것일 경우 헌팅턴병 치료제 후보 물질로 선정한다.The undifferentiated HD-iPSC obtained in Example <1-2> or the HD-iPSC obtained in Example <1-3> is treated with various concentrations of test compounds of the HD therapeutic candidate group. The extent of acetylation of EM48, BDNF and α-tubulin in the experimental and untreated controls with HD treatment was measured. Huntington's disease therapeutic candidates are selected when EM48 is decreased, the expression of BDNF is increased, or the acetylation of α-tubulin is increased.

Claims (8)

헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 포함하는 헌팅턴병 치료용 조성물.Huntington's disease-derived HPS treatment composition comprising induced pluripotent stem cells (HD-iPSC). 청구항 1에 있어서, 상기 HD-iPSC는 72개의 CAG 반복을 갖는 환자로부터 유래된 것인 헌팅턴병 치료용 조성물.The composition of claim 1, wherein the HD-iPSC is derived from a patient having 72 CAG repeats. 청구항 1에 있어서, 상기 유도만능줄기세포는 헌팅턴병 환자의 체세포에 Oct4, Sox2, Klf4 및 c-Myc를 처리하여 수득된 것인 헌팅턴병 치료용 조성물.The composition of claim 1, wherein the induced pluripotent stem cells are obtained by treating Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc on somatic cells of a Huntington's disease patient. 청구항 3에 있어서, 상기 Oct4, Sox2, Klf4 및 c-Myc를 처리하는 것은 레트로바이러스 감염을 통해 수행되는 것인 헌팅턴병 치료용 조성물.The composition of claim 3, wherein treating Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc is performed through retroviral infection. 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 미분화 상태에서 배양하는 단계;
상기 미분화 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계;
상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계; 및
대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 포함하는 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법.
Culturing HPS-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSCs) in an undifferentiated state;
Administering a test compound or composition to said undifferentiated HD-iPSC;
Measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition; And
A screening method for a Huntington's disease therapeutic agent candidate comprising the step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker in the experimental group compared to the control group.
청구항 5에 있어서, 상기 헌팅턴병 바이오 마커의 발현의 증감을 통해 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법The method of claim 5, wherein the Huntington's disease therapeutic agent candidate is screened by increasing or decreasing the expression of the Huntington's disease biomarker. 청구항 5에 있어서, 상기 헌팅턴병 바이오 마커는 EM48, BDNF 및 α-튜불린의 아세틸화인 것인 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법.The method of claim 5, wherein the Huntington's disease biomarker is acetylation of EM48, BDNF, and α-tubulin. 헌팅턴병 환자 유래 유도만능줄기세포 (HD-iPSC)를 이로부터 신경 세포로 분화시키는 단계;
상기 분화된 HD-iPSC에 피검 화합물 또는 조성물을 투여하는 단계;
상기 피검 화합물 또는 조성물이 처리된 HD-iPSC와 피검 화합물 또는 조성물을 미처리한 HD-iPSC로부터 헌팅턴병 바이오 마커를 측정하는 단계; 및
대조군에 비하여 실험군에서 헌팅턴병 바이오 마커의 발현이 변화된 피검화합물 또는 조성물을 선별하는 단계를 포함하는 헌팅턴병 치료제 후보물질의 스크리닝 방법.
Differentiating HPS disease-derived induced pluripotent stem cells (HD-iPSCs) from them into neurons;
Administering a test compound or composition to said differentiated HD-iPSC;
Measuring Huntington's disease biomarker from the HD-iPSC treated with the test compound or composition and the HD-iPSC untreated with the test compound or composition; And
A screening method for a Huntington's disease therapeutic agent candidate comprising the step of selecting a test compound or composition in which the expression of the Huntington's disease biomarker in the experimental group compared to the control group.
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