KR20140056014A - Polydopamine-peptide-immobilized substrates for feeder-free maintenance and enhanced differentiation of stem cells and methods for preparing the substrates - Google Patents

Polydopamine-peptide-immobilized substrates for feeder-free maintenance and enhanced differentiation of stem cells and methods for preparing the substrates Download PDF

Info

Publication number
KR20140056014A
KR20140056014A KR1020130127635A KR20130127635A KR20140056014A KR 20140056014 A KR20140056014 A KR 20140056014A KR 1020130127635 A KR1020130127635 A KR 1020130127635A KR 20130127635 A KR20130127635 A KR 20130127635A KR 20140056014 A KR20140056014 A KR 20140056014A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peptide
stem cells
polydodamine
immobilized
bmp
Prior art date
Application number
KR1020130127635A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101545217B1 (en
Inventor
조승우
이해신
박현지
김문정
양기석
고은경
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Publication of KR20140056014A publication Critical patent/KR20140056014A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101545217B1 publication Critical patent/KR101545217B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a tissue engineering polymer supporting body in which protein/peptide is immobilized based on polydopamin coating and a manufacturing method thereof. The polymer supporting body according to the present invention is a polymer supporting body which peptide derived from proteins having cell adhesion properties or biological activity and polydopamin are connected, wherein protein/peptide having cell adhesion properties is immobilized as compared with convention supporting body so that proliferation of human pluripotent stem cells can be enhanced and protein/peptide having biological activity is effectively immobilized on the surface so that excellent differentiation to osteocytes of mesenchyma stem cells can be achieved. In addition, by stably immobilizing various bioactive substances on the surface of the polymer supporting body, there is possibility of cellular transplantation therapy using differentiation of stem cells and differentiated cells.

Description

줄기세포의 미분화 배양 및 분화 증진을 위한 폴리도파민-펩타이드 고정화 표면 기질 및 그 제조 방법{Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and Methods for Preparing the Substrates}[0001] The present invention relates to a polydodipine-peptide immobilized surface substrate for the undifferentiated culture and differentiation of stem cells, and a method for preparing the same,

본 발명은 줄기세포의 미분화 배양 및 분화 증진을 위한 폴리도파민-펩타이드 고정화 표면 기질 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polydodamine-peptide immobilized surface substrate for the undifferentiated culture and differentiation of stem cells, and a method for producing the same.

인간배아줄기세포 및 인간유도만능줄기세포를 포함하는 인간 전분화능 줄기세포의 미분화 증식 배양을 위한 기존의 방법은 대부분 동물유래의 지지세포(mouse embryonic fibroblast) 또는 매트리젤(Matrigel)과 같은 동물유래의 매트릭스를 이용하여 왔다.Conventional methods for undifferentiated growth proliferation of human pre-differentiating stem cells, including human embryonic stem cells and human induced pluripotent stem cells, are mostly based on animal-derived supportive cells such as mouse embryonic fibroblast or Matrigel Matrix.

기존의 방법에서 동물 유래 재료의 사용은 배양 공정을 까다롭고 어렵게 만들며 대량 생산을 위해 규모를 확대하는데 문제가 있다. 또한 배양 과정 시 동물 유래 전염성 바이러스/세균이 줄기세포 내로 감염되어 이를 치료제로 인간에 적용하였을 경우 인체 내로 이러한 병원성 바이러스 또는 세균이 전염될 수 있는 문제점이 존재한다. 이를 해결하기 위해서 폴리스티렌(polystyrene)과 같은 고분자 표면에 세포외기질 유래 펩타이드를 고정화하여 줄기세포의 배양에 사용하였는데, 펩타이드를 고정화하기 위해서 다양한 화학물질을 이용한 화학식 수식 방법 또는 물리적 흡착 방법이 많이 적용되었다. 대부분의 화학적 수식 방법은 고분자 표면의 복잡한 전처리 과정이 필요하고 펩타이드의 고분자 표면에 대한 고정화 효율이 낮은 문제가 발생한다. 한편, 물리적인 흡착 방법은 간단하지만 효율이 매우 낮고 특이적 반응성이 좋지 않은 문제가 있다.
The use of animal-derived materials in conventional methods makes culturing processes difficult and difficult, and has the problem of scaling up for mass production. In addition, when infectious viruses / bacteria derived from animals are infected into stem cells during culturing and applied to humans as a therapeutic agent, there is a problem that such pathogenic viruses or bacteria may be transmitted to the human body. To solve this problem, extracellular matrix-derived peptides were immobilized on a polymer surface such as polystyrene and used for culturing stem cells. In order to immobilize a peptide, a chemical modification method using various chemical substances or a physical adsorption method was applied . Most of the chemical modification methods require complicated pretreatment of the polymer surface, and there is a problem that the immobilization efficiency of the peptide on the polymer surface is low. On the other hand, the physical adsorption method is simple, but the efficiency is very low and the specific reactivity is poor.

본 발명의 목적은 홍합 유래의 접착물질인 폴리도파민 코팅 방법을 이용하여 세포 부착성 펩타이드를 쉽고 간편하게 고분자 기질 표면으로 도포하는 생체 모사 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a biomimetic method of easily and easily applying a cell adhesive peptide to a surface of a polymer matrix using a polydodamine coating method which is an adhesive substance derived from a mussel.

본 발명의 다른 목적은 임상적용 가능한 줄기세포 치료제 개발을 위해 기존의 동물 유래 재료를 사용하지 않고 화학적으로 조성이 검증된 조건 하에서 인간 전분화능 줄기세포를 배양할 수 있으며, 줄기세포를 골세포로 분화시킬 수 있는 배양 기질(substrate)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to cultivate human pre-differentiating stem cells under the conditions that are chemically proven without using existing animal-derived materials for the development of clinically applicable stem cell therapeutic agents, and to differentiate stem cells into bone cells And to provide a culture substrate which can be cultured in a medium.

본 발명은 폴리도파민에 세포부착 펩타이드가 결합된 인간 전분화능 줄기세포 배양용 고분자 지지체 및 중간엽 줄기세포의 골세포 분화용 고분자 지지체에 관한 것이다. The present invention relates to a polymeric scaffold for culturing human pre-differentiative stem cells and a polymer scaffold for bone cell differentiation of mesenchymal stem cells, wherein a cell adhesion peptide is bound to polydodamine.

본 발명의 일 구체예에서는 폴리도파민이 결합된 펩타이드로 고정화시킨 줄기세포 배양용 또는 줄기세포 분화용 복합체를 제공한다. 상기 구체예에서, 상기 펩타이드는 세포부착성 펩타이드인 비트로넥틴이고, 상기 비트로넥틴은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 펩타이드이며, 상기 줄기세포는 인간 전분화능 줄기세포이며, 상기 펩타이드는 상기 폴리도파민의 카테콜기에 화학적으로 결합되어 있으며, 상기 펩타이드는 이량체로 상기 폴리도파민에 결합되어 있으며, 상기 비트로넥틴은 인간 유도만능 줄기세포의 배양을 향상시키며, 상기 인간 전분화능 줄기세포의 배양은 지지세포 없이 배양하며, 상기 고분자는 폴리스티렌, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 폴리락틱-글리콜산(PLGA)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 고분자 지지체 및 인간 유도만능 줄기세포를 배양하는 방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a stem cell culturing or stem cell differentiation complex immobilized with a peptide to which polydodamine is bound. In the above embodiment, the peptide is bitonectin, which is a cell adhesion peptide, the bitronectin is a peptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2, the stem cell is a human pre-differentiating stem cell, Wherein the peptide is bound to the polydodamine as a dimer and the bitonectin improves the culture of human induced pluripotent stem cells and the culture of the human pluripotent stem cells is cultured without supporting cells Wherein the polymer is any one selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane and polylactic-glycolic acid (PLGA), and a method for culturing human induced pluripotent stem cells.

본 발명의 일 구체예에서는 폴리도파민이 결합된 펩타이드로 고정화시킨 줄기세포 분화용 고분자 지지체를 제공한다. 상기 구체예에서, 상기 펩타이드는 생리활성 펩타이드인 BMP-2이고, 상기 BMP-2는 서열번호 3으로 표시되는 펩타이드이며, 상기 BMP-2 펩타이드는 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화를 유도하는 펩타이드이며, 상기 지지체의 표면은 친수성이며, 상기 고분자는 폴리스티렌, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 폴리락틱-글리콜산(PLGA)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 고분자 지지체 및 중간엽 줄기세포를 골세포로 분화시키는 방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a polymer scaffold for differentiating stem cells immobilized with a peptide to which polydodamine is bound. In the above embodiment, the peptide is a physiologically active peptide BMP-2, the BMP-2 is a peptide represented by SEQ ID NO: 3, and the BMP-2 peptide induces the differentiation of mesenchymal stem cells into bone cells Wherein the surface of the support is hydrophilic and the polymer is any one selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane, and polylactic-glycolic acid (PLGA) . ≪ / RTI >

본 발명의 일 구체예에서는 (a)고분자 지지체에 폴리도파민을 코팅시키는 단계; 및 (b) 상기 폴리도파민에 세포부착성 펩타이드를 결합시키는 단계;를 포함하는, 줄기세포 배양용 지지체의 제조 방법을 제공한다. 상기 구체예에서, 상기 줄기세포는 인간 유도만능 줄기세포이고, 상기 세포부착성 펩타이드는 비트로넥틴이며, 상기 비트로넥틴은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 펩타이드인 줄기세포 배양용 지지체의 제조방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a polymeric material comprising: (a) coating a polymeric support with polypodamine; And (b) binding the cell adhesion peptide to the polydodamine. The present invention also provides a method for producing a supporter for stem cell culture. In the above embodiment, the stem cell is a human induced pluripotent stem cell, the cell adhesion peptide is bitonectin, and the bitronectin is a peptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2. do.

본 발명의 일 구체예에서는 (a) 고분자 지지체에 폴리도파민을 코팅시키는 단계; 및 (b) 생리활성을 보유한 펩타이드를 상기 지지체 표면에 고정화시키는 단계;를 포함하는, 줄기세포 분화용 지지체의 제조 방법을 제공한다. 상기 구체예에서, 상기 생리활성을 보유한 펩타이드는 BMP-2이고, 상기 BMP-2는 서열번호 3으로 표시되는 펩타이드이며, 상기 펩타이드는 중간엽 줄기세포를 골세포로 분화시키는 것을 특징으로 하는 줄기세포 분화용 지지체의 제조 방법을 제공한다.
In one embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a polymeric material comprising: (a) coating a polymeric support with polypodamine; And (b) immobilizing a peptide having physiological activity on the surface of the supporter. In the above embodiment, the peptide having the physiological activity is BMP-2, the BMP-2 is a peptide represented by SEQ ID NO: 3, and the peptide is a stem cell A method for producing a support for differentiation is provided.

본 발명에서 "고분자 지지체"는 중합반응에 의해 형성된 고분자 물질로 이루어진 지지체를 의미하고, 상기 고분자는 이에 한정하지는 않지만 폴리스티렌(PS), 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 또는 폴리락틱-글리콜산(PLGA)이 있다. 또한, 상기 고분자 지지체는 임상적으로 사용시에 pH 6~8인 생리적 용액(physiological solution)에 노출되었을 때 분해되는 성질인 "생분해성" 지지체를 포함할 수 있으며, 이에 한정하지는 않지만 폴리락틱-글리콜산(PLGA)을 사용할 수 있으며, 이식된 세포가 조직으로서 목적하는 기능과 역할을 충분히 수행할 때까지 유지된 후 생체 내에서 완전히 분해되어 없어질 수 있는 특성이다.(PS), polycaprolactone, polydimethylsiloxane, or polylactic-glycolic acid (PLGA), but not limited thereto. The term " polymer scaffold " . In addition, the polymeric scaffold may include a "biodegradable" support, which is degradable when exposed to a physiological solution at pH 6-8 in clinical use, including, but not limited to, polylactic-glycolic acid (PLGA) can be used. It is a characteristic that the transplanted cells can be completely degraded and disappeared in vivo after being maintained until a desired function and role as a tissue is sufficiently performed.

본 발명에서 "줄기세포"는 생체를 구성하는 서로 다른 세포나 장기로 성장 가능한 일종의 모세포 또는 전능세포를 의미하며, 배아줄기세포 및 성체줄기세포를 포함한다.In the present invention, "stem cell" means a kind of parent cell or omnipotent cell capable of growing into different cells or organs constituting a living body, and includes embryonic stem cells and adult stem cells.

본 발명에서 "분화"는 세포가 분열 증식하여 성장하는 동안에 서로 구조나 기능이 특수화하는 현상, 즉 생물의 세포, 조직 등이 각각에게 주어진 일을 수행하기 위하여 형태나 기능이 변해가는 것을 말한다. In the present invention, "differentiation" refers to a phenomenon in which a structure or function is specialized with each other while a cell is growing by proliferation and proliferation, that is, a cell or tissue of an organism is changed in shape or function to perform a task given to each.

본 발명에서 "세포부착 펩타이드"는 세포가 접착될 수 있도록 하는 단백질이며, 라미닌, 비트로넥틴 및 피브로넥틴을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, "cell adhesion peptide" is a protein capable of adhering cells, including, but not limited to, laminin, vitronectin and fibronectin.

본 발명에서 "생리활성 펩타이드"는 인간을 포함하는 포유동물에 투여되었을 때 유용한 생물학적 활성을 나타내는 펩타이드를 의미한다.
In the present invention, the term "physiologically active peptide" means a peptide exhibiting useful biological activity when administered to a mammal including a human.

본 발명에 따른 폴리도파민-펩타이드 고분자 표면은 피더-프리 조건 하에서 사용되도록 개발된 배양 배지(mTeSR1)와 함께 인간 전분화능 줄기세포 (인간유도만능줄기세포) 배양에 적용되어 동물 유래의 지지세포 없이 성공적으로 인간유도만능줄기세포의 안정적인 부착 및 증식을 유도할 수 있다. 또한, 인간 전분화능 줄기세포의 계대 배양이 가능하여 임상적용 가능한 미분화상태의 전분화능 줄기세포를 효율적으로 증식시킬 수 있고, 중간엽 줄기세포의 골분화 유도를 향상시켜 골 조직 이식 및 재생 치료에 활용할 수 있다.
The surface of the polydodamine-peptide polymer according to the present invention was successfully applied to the culture of human pre-differentiation stem cells (human induced pluripotent stem cells) together with the culture medium (mTeSR1) developed for use under feeder-free conditions, Induce stable adherence and proliferation of human induced pluripotent stem cells. In addition, it is possible to subculture the human pre-differentiating stem cells to efficiently propagate the clinically applicable undifferentiated pluripotent stem cells and improve the induction of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells to be used for bone tissue transplantation and regeneration treatment .

도 1은 본 발명의 세포부착성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체를 제조하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 세포부착성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체의 표면을 분석한 결과 및 예측되는 구조를 보여주는 것이다.
도 3은 본 발명의 세포부착성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체 표면에 대한 인간 유도만능줄기세포의 부착 효율을 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 세포부착성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체 표면에 부착된 인간 유도만능줄기세포의 특성을 세포면역염색, AP 염색, RT-PCR 및 qPCR을 통해 분석한 결과이다.
도 5는 본 발명의 세포부착성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체 표면상에 부착된 인간 유도만능줄기세포의 계대 배양 및 계대 배양된 인간 유도만능줄기세포의 특성을 분석한 결과이다.
도 6은 본 발명의 생리활성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체의 제조 및 이식실험 과정을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 생리활성 펩타이드가 고분자 지지체에서 안정적으로 고정화된 것을 분석한 결과이다.
도 8은 본 발명의 생리활성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체 상에서 중간엽 줄기세포의 골세포 분화를 분석한 결과이다.
도 9는 본 발명의 생리활성 펩타이드가 고정화된 고분자 지지체 상에서의 중간엽 줄기세포의 골세포 분화 및 중간엽 줄기세포의 이식 결과를 나타낸 것이다.
FIG. 1 schematically shows a process for preparing a polymer scaffold on which a cell-adhesive peptide of the present invention is immobilized.
Fig. 2 shows the results of the analysis of the surface of the polymer scaffold on which the cell-adhesive peptide of the present invention is immobilized and the predicted structure.
FIG. 3 shows the results of confirming the attachment efficiency of human induced pluripotent stem cells to the surface of the polymer scaffold on which the cell adhesion peptide of the present invention is immobilized.
FIG. 4 shows the results of analysis of the characteristics of human induced pluripotent stem cells adhered to the surface of the polymer scaffold immobilized with the cell adhesion peptide of the present invention through cell immuno staining, AP staining, RT-PCR, and qPCR.
FIG. 5 shows the results of analysis of the characteristics of subcultured and subcultured human induced pluripotent stem cells of human induced pluripotent stem cells adhered on the surface of a polymer scaffold immobilized with the cell adhesion peptide of the present invention.
FIG. 6 schematically shows the preparation of a polymer scaffold on which the physiologically active peptide of the present invention is immobilized and the procedure of transplantation experiment.
FIG. 7 is a result of analyzing that the physiologically active peptide of the present invention is stably immobilized on a polymer scaffold.
8 is a result of analysis of bone cell differentiation of mesenchymal stem cells on a polymer scaffold on which the physiologically active peptide of the present invention is immobilized.
FIG. 9 shows osteoblast differentiation of mesenchymal stem cells and transplantation of mesenchymal stem cells on a polymer scaffold on which the physiologically active peptide of the present invention is immobilized.

이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예들을 통하여 보다상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the components and technical features of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention.

전분화능Total differentiation ability 줄기세포의  Stem cell 피더Feeder -- 프리free 미분화 증식 배양 Undifferentiated growth culture

1.1 폴리도파민을 통해 비트로넥틴 펩타이드가 고정화된 고분자 표면의 제조1.1 Fabrication of Polymer Surface Immobilized with Vitronectin Peptide via Polydodamine

1.1.1 폴리도파민 코팅1.1.1 Polydodamine Coating

인간 유도만능줄기세포의 부착 실험을 위해 24-well 폴리스티렌 플레이트에 10 mM Tris-HCl 도파민 용액 2 mg/ml을 첨가하고 pH 조건을 8.5로 맞추어 도파민의 중합반응을 유도함으로써 폴리스티렌 표면에 폴리도파민을 코팅하였다. 상기 중합반응을 4시간 정도 수행한 후, 용액을 제거하고 증류수로 세척하여 코팅되지 않은 도파민을 제거하였다(도 1).
To test the adhesion of human induced pluripotent stem cells, polydopamine was coated on the polystyrene surface by adding 2 mg / ml of 10 mM Tris-HCl dopamine solution to a 24-well polystyrene plate and adjusting the pH to 8.5 to induce polymerization of dopamine Respectively. After the polymerization was performed for about 4 hours, the solution was removed and washed with distilled water to remove uncoated dopamine (FIG. 1).

1.1.2 비트로넥틴의 결합1.1.2 Combination of bitonectin

폴리도파민 코팅 후, pH 8.5의 10 mM Tris-HCl 완충액에 용해된 서열번호 1 (VN1): CGGPQVTRGDVFTMP 및 서열번호 2(VN2): CGGGKKQRFRHRNRKG로 표시되는 비트로넥틴 (vitronectin) 유래 두 종류의 펩타이드 용액을 각각 1 mg/ml, 2 mg/ml 또는 4 mg/ml로 첨가하여 6시간 동안 반응시킴으로써 폴리도파민 위에 펩타이드를 고정화시켰다. 그 후, 증류수로 세척하여 부착되지 않은 펩타이드는 제거하였다(도 1).
After the polydodamine coating, two kinds of peptide solutions derived from vitronectin represented by SEQ ID NO: 1 (VN1): CGGPQVTRGDVFTMP and SEQ ID NO: 2 (VN2): CGGGKKQRFRHRNRKG dissolved in 10 mM Tris-HCl buffer at pH 8.5 1 mg / ml, 2 mg / ml or 4 mg / ml and reacted for 6 hours to immobilize the peptide on polydodamine. The unattached peptides were then removed by washing with distilled water (Figure 1).

1.1.3 고분자 표면의 분석1.1.3 Analysis of Polymer Surface

상기 실시예에 따라 폴리도파민을 코팅하고 비트로넥틴을 고정화시키는 과정이 효율적으로 수행되었는지 확인하기 위하여 XPS 표면 분석을 수행하였다.XPS surface analysis was performed to confirm whether the process of coating polydodamine and immobilizing bitronectin was performed efficiently according to the above example.

XPS 표면 분석XPS surface analysis 구분division CC NN OO SS PSPS 98.0798.07 0.000.00 1.931.93 0.000.00 PS-PDPS-PD 65.2465.24 9.929.92 24.8424.84 0.000.00 PS-PD-VN1PS-PD-VN1 63.2063.20 12.5812.58 22.8022.80 1.421.42 PS-PD-VN2PS-PD-VN2 61.9761.97 13.9013.90 23.0123.01 1.121.12

폴리스티렌(PS) 표면에서는 관찰되지 않았던 질소(N) 성분이 폴리도파민(PD) 이 코팅된 표면(PS-PD)에서는 9~10% 정도 검출되었으며 펩타이드가 고정화된 표면(PS-PD-VN1/VN2)에서는 더욱 증가하여 12~14% 정도 질소(N) 원소성분이 검출되었다. 고정화된 펩타이드 내 존재하는 시스테인 아미노산의 싸이올기(-SH)로 인해 PS-PD-VN1/VN2 표면에서는 황(S) 원소성분이 1~2% 정도 검출되었다(표 1). The nitrogen (N) component, which was not observed on the surface of polystyrene (PS), was detected in 9-10% of the surface coated with polydodamine (PD) (PS-PD) and the surface on which the peptide was immobilized (PS-PD-VN1 / VN2 ), The elemental nitrogen (N) component was detected by 12 to 14%. The sulfur component (S) was detected on the PS-PD-VN1 / VN2 surface by 1 to 2% due to the thiol group (-SH) of the cysteine amino acid present in the immobilized peptide (Table 1).

XPS 표면 분석으로 얻은 표면 원소 정량 데이터를 통해 세포배양용 폴리스티렌(PS) 표면에 폴리도파민(PD) 필름이 잘 도포되었으며 그 위에 VN1 펩타이드 및 VN2 펩타이드가 잘 고정화되었음을 확인하였다(도 2a 및 도 2b). 또한, HPLC(도 2c) 및 질량 스펙트럼 분석(도 2d)을 통해, 지지세포 없이 인간 전분화능 줄기세포를 배양하기 위한 폴리도파민-펩타이드 표면 제작 과정에 있어 말단 시스테인 잔기를 가지는 VN2 펩타이드 2 분자가 이황화 결합 형성을 통해 우선적으로 이량체(dimer)를 형성하고 그 뒤에 형성된 이량체가 폴리도파민의 카테콜(catechol)기에 붙는 것으로 확인되었다.(PD) film was well coated on the surface of polystyrene (PS) for cell culture through the surface element quantitative data obtained by XPS surface analysis, and it was confirmed that VN1 peptide and VN2 peptide were well immobilized on the polydopamine (PD) film (FIGS. 2A and 2B) . Further, through the HPLC (FIG. 2C) and mass spectrum analysis (FIG. 2D), two molecules of VN2 peptide having a terminal cysteine residue were synthesized in the process of preparing a polydodamine- peptide surface for culturing human pre- It was confirmed that the dimer formed first through the bond formation and the dimer formed thereafter adhered to the catechol group of the polypdopamine.

인간 유도만능줄기세포를 지지세포 없이 배양하기 위한 본 발명에 따른 폴리도파민-VN 펩타이드 표면의 구조는 도 2e와 같을 것으로 예상되었다.
The structure of the surface of the polydodamine-VN peptide according to the present invention for culturing human induced pluripotent stem cells without supporting cells was expected to be as shown in FIG. 2E.

1.1.4 고분자 표면의 분석(Fluorescamine 분석)1.1.4 Analysis of Polymer Surface (Fluorescamine Analysis)

세포배양용 폴리스티렌(PS) 고분자 또는 세포이식용 스캐폴드로 많이 사용되는 poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA) 고분자에 폴리도파민(PD) 코팅을 이용하여 VN2 펩타이드를 고정화한 후 1주일 동안 37˚C, PBS 완충액에서 배양하면서 고분자 표면으로부터 탈착되는 VN2 펩타이드의 양을 fluorescamine 분석(펩타이드 정량 분석)을 통해 정량하였다. PD 및 PLGA 표면 상에 고정화되지 못하는 펩타이드(D0)는 적용 펩타이드의 4~5% 정도로 계산되었으며 이후 배양 기간 동안에는 추가적인 펩타이드의 탈착이 거의 관찰되지 않았다(도 2f). 이는 95% 이상의 펩타이드가 폴리도파민(PD) 코팅을 통해 세포 배양 조건 하에서 효율적이고 지속적으로 고분자 표면에 고정화되어 있음을 보여주는 결과이다.
VN2 peptide was immobilized on poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) polymer which is widely used as cell culture polystyrene (PS) polymer or cell scaffold scaffold and polydopamine (PD) The amount of VN2 peptide desorbed from the polymer surface was quantitated by fluorescence analysis (peptide quantitation) while culturing in ˚C, PBS buffer. The peptide (D0) that could not be immobilized on the surface of PD and PLGA was calculated to be about 4 to 5% of the applied peptide, and no further peptide desorption was observed during the subsequent incubation period (FIG. 2f). This result shows that more than 95% of the peptides are efficiently and continuously immobilized on the surface of the polymer under the cell culture conditions through the polydodamine (PD) coating.

1.2 인간 유도만능줄기세포 부착1.2 Human induced pluripotent stem cell attachment

인간 유도만능줄기세포(human iPSC)를 폴리도파민을 이용하여 VN1 또는 VN2 펩타이드가 고정화된 폴리스티렌 표면에 동물 유래의 지지세포 없이 배양하였을 때 매트리젤(Matrigel)과 유사하거나 보다 향상된 효율로 줄기세포가 부착되어 증식하였다. VN1 펩타이드는 4X 농도(4 mg/ml)에서 줄기세포 부착효율이 가장 높았으며 VN2 펩타이드는 2X 농도(2 mg/ml)에서 가장 높은 줄기세포 부착효율이 관찰되었다(도 3a).When human induced pluripotent stem cells (human iPSC) were cultured on polystyrene surface immobilized with VN1 or VN2 peptide using polydodamine without animal-derived support cells, stem cells were observed to have similar or improved efficiency as Matrigel Respectively. VN1 peptide showed the highest stem cell attachment efficiency at 4X concentration (4 mg / ml) and VN2 peptide showed the highest stem cell attachment efficiency at 2X concentration (2 mg / ml) (Fig. 3a).

VN 펩타이드 2 종류(VN1, VN2) 외에 다른 종류의 세포외기질 단백질 유래 펩타이드(피브로넥틴:FN, 라미닌:LM)도 폴리도파민 코팅을 이용하여 폴리스티렌 표면에 고정화한 후 인간유도만능줄기세포의 부착효율을 관찰하였다. VN 펩타이드와는 달리 FN 펩타이드 및 LM 펩타이드는 인간유도만능줄기세포의 부착을 유도하지 못함을 확인하였다(도 3b).In addition to two types of VN peptides (VN1 and VN2), peptides derived from extracellular matrix proteins (fibronectin: FN, laminin: LM) were immobilized on polystyrene surface using polydopamine coating, Respectively. Unlike the VN peptide, it was confirmed that the FN peptide and the LM peptide did not induce adhesion of human induced pluripotent stem cells (FIG. 3B).

다른 종류의 전분화능 줄기세포인 인간 배아줄기세포(SNU-HES30)를 폴리도파민(PD) 코팅을 통해 VN1 펩타이드가 고정화된 폴리스티렌(PS) 표면에 부착시키고 전분화능 줄기세포 마커 중 하나인 AP(Alkaline Phosphatase) 염색을 실시하여 특성을 확인하였다. 인간 유도만능줄기세포(IPSC)처럼 세포 부착이 잘 되었으며 콜로니를 형성하고, 미분화 증식이 잘 이루어짐을 확인하였다(도 3c). 이는 본 발명에 따른 폴리도파민 기반 비트로넥틴 펩타이드의 고정화 표면을 이용하여 동물 유래의 지지세포 없이 다양한 종류의 인간 전분화능 줄기세포의 부착 및 미분화 배양이 가능하다는 것을 보여 주는 결과이다.
Human embryonic stem cells (SNU-HES30), another type of differentiable stem cells, were attached to the polystyrene (PS) surface on which VN1 peptide was immobilized by polydodamine (PD) coating, and AP (Alkaline Phosphatase) staining. It was confirmed that the cells were well adhered and formed colonies like human induced pluripotent stem cells (IPSC), and the undifferentiated proliferation was well performed (FIG. 3C). This is a result showing that it is possible to adhere and undifferentiate various kinds of human pre-differentiating stem cells without supporting cells derived from animals using the immobilized surface of the polydodamine-based bitronectin peptide according to the present invention.

1.3 인간 유도만능줄기세포의 특성 분석1.3 Characterization of human induced pluripotent stem cells

VN1 펩타이드 및 VN2 펩타이드가 폴리도파민(PD)을 통하여 고정화된 폴리스티렌 표면에 부착된 인간 유도만능줄기세포에 대한 전분화능 줄기세포 마커인 OCT4의 발현과 TRA1-60의 발현(도 4a), SSEA-4의 발현(도 4b) 및 AP(Alkaline phosphatase)의 발현(도 4c)이 관찰되었다. 이는 PD-VN1/PD-VN2 표면 상에 부착, 배양된 유도만능줄기세포가 전분화능 줄기세포의 특성을 유지하고 있음을 보여주는 결과이다.Expression of OCT4, TRA1-60 expression (Fig. 4A), SSEA-4 (Fig. 4A), which is a precursor cell stem cell marker for human induced pluripotent stem cells attached to polystyrene surface immobilized with VN1 peptide and VN2 peptide via polydodamine (Fig. 4B) and expression of AP (Alkaline phosphatase) (Fig. 4C) were observed. This indicates that the induced pluripotent stem cells adhered and cultured on the surface of PD-VN1 / PD-VN2 retain the characteristics of the pluripotent stem cells.

또한, VN1/VN2 펩타이드가 폴리도파민을 통하여 고정화된 폴리스티렌 표면에 부착, 배양된 인간 유도만능줄기세포에 대한 RT-PCR 분석을 실시하여 전분화능 줄기세포 마커의 발현을 추가적으로 관찰하였다. VN1/VN2 펩타이드가 고정화된 표면 상에서 배양된 인간 유도만능줄기세포(VN1-iPSC, VN2-iPSC)는 양성 대조군인 매트리젤 또는 STO 지지세포 상에서 배양된 인간 유도만능줄기세포(MAT-iPSC, STO-iPSC)와 유사한 수준으로 Oct4, Nanog 및 TDGF와 같은 전분화능 줄기세포 마커를 발현하고 있음을 확인하였다(도 4d;RT-PCR, 도 4e:qPCR).
In addition, RT-PCR analysis of human induced pluripotent stem cells adhered and cultured on the surface of polystyrene immobilized with VN1 / VN2 peptide through polydodamine was performed to further observe the expression of the pluripotent stem cell markers. Human induced pluripotent stem cells (MAT-iPSC, STN-iPSC) cultured on matrigel or STO support cells as positive controls, human induced pluripotent stem cells (VN1-iPSC, VN2-iPSC) cultured on VN1 / VN2 peptide- (Fig. 4d; RT-PCR, Fig. 4e: qPCR), similar to that of iPSC.

1.4 인간 유도만능줄기세포의 계대 배양1.4 Passage of human induced pluripotent stem cells

VN1/VN2 펩타이드가 폴리도파민(PD)을 통하여 고정화된 폴리스티렌(PS) 표면에서 배양한 인간 유도만능줄기세포(iPSC)를 같은 표면(PD-VN1, PD-VN2)으로 각각 계대 배양(Subculture)을 실시하였다. STO 지지세포나 매트리젤(Matrigel) 상으로 계대 배양을 실시하였을 경우에는 iPSC 부착에 1일 이상의 시간이 필요한 반면, PD-VN1 및 PD-VN2 표면으로 계대 배양한 경우에는 12시간 이내에 iPSC가 부착되었다(도 5a). 이는 PD-VN1 및 PD-VN2 표면에서 인간 유도만능줄기세포의 효율적인 계대 배양이 가능함을 보여주는 결과이다. 또한, 계대배양된 인간 유도만능줄기세포가 Oct4를 발현하고 있음을 면역세포 염색으로 확인하였기 때문에 계대 배양 이후에도 전분화능 줄기세포의 특성이 유지되고 있음을 확인하였다(도 5b).
VN1 / VN2 peptide subculture was carried out on the same surface (PD-VN1, PD-VN2) of human induced pluripotent stem cell (iPSC) cultured on polystyrene (PS) surface immobilized with polydodamine (PD) Respectively. In the case of subculturing on STO-supporting cells or Matrigel, iPSC attachment was required for more than 1 day, whereas iPSCs were attached within 12 hours when subcultured on PD-VN1 and PD-VN2 surfaces (Fig. 5A). This shows that efficient subculture of human induced pluripotent stem cells on the surface of PD-VN1 and PD-VN2 is possible. In addition, it was confirmed that human-induced pluripotent stem cells expressing the sub-cultured human embryonic stem cells were expressed by immunocyte staining. Thus, it was confirmed that the characteristics of the pluripotent stem cells were maintained even after the subculture (FIG. 5B).

골형성단백질Osteogenic protein (( BMPBMP -2) -2) 펩타이드가The peptide 고정화된 고분자( The immobilized polymer ( PLGAPLGA ) 지지체에서 적용한 줄기세포의 골세포 분화) Osteoblast differentiation of stem cells applied in supporter

2.1 폴리도파민/BMP-2 펩타이드 고정화의 확인2.1 Identification of Polydodamine / BMP-2 Peptide Immobilization

도 6에 기재된 과정에 따라, 폴리도파민(PD)도포 후 생리활성을 가진 BMP-2 펩타이드(서열번호3: KIPKASSVPTELSAISTLYL)를 PLGA 지지체에 고정화하고 XPS 표면분석을 통해 펩타이드의 고정화를 분석하였다. 부착된 펩타이드가 배양 중에도 탈착되지 않으며 표면상에서 잘 유지가 되고 있음을 확인하였고(도 7a의 A), 낮은 표면 에너지를 가지고 있어서 표면에 펩타이드 고정화가 어려운 다른 종류의 고분자(EPTFE, PUA) 표면 상에서도 폴리도파민을 통해 매우 효율적으로 펩타이드가 고정화되어 있음을 형광현미경 분석을 통해 확인하였다(도 7a의 B). XPS 표면 피크 분석 및 XPS 표면 원소 정량분석을 실시하여 PD-BMP-2의 고정화 후 N 원소 함량의 증가를 통한 BMP-2 펩타이드의 고정화를 관찰하였다(도 7b 및 표 2). According to the procedure described in FIG. 6, the BMP-2 peptide (SEQ ID NO: 3: KIPKASSVPTELSAISTLYL) having physiological activity after application of polydodamine (PD) was immobilized on a PLGA support and the immobilization of the peptide was analyzed by XPS surface analysis. 7A). It was confirmed that the attached peptide was not desorbed during cultivation and maintained well on the surface (FIG. 7A), and it was confirmed that the peptides on the surface of other types of polymers (EPTFE, PUA) The fluorescence microscope analysis confirmed that the peptide was immobilized very efficiently through dopamine (Fig. 7A, B). XPS surface peak analysis and XPS surface element quantitative analysis were carried out to observe immobilization of BMP-2 peptide by increasing N element content after PD-BMP-2 immobilization (FIG. 7B and Table 2).

XPS 표면 원소 정량분석XPS surface element quantitative analysis 구분division CC OO NN PLGAPLGA 62.862.8 37.237.2 00 PD-PLGAPD-PLGA 72.172.1 21.621.6 6.36.3 PD-BMP-2-PLGAPD-BMP-2-PLGA 68.768.7 20.420.4 10.910.9 BMP-2-PLGABMP-2-PLGA 63.663.6 33.333.3 3.13.1

AFM 표면 분석에 의해 PD-BMP-2 고정화 후 표면의 거칠기가 증가함을 확인하였고(도 7c의 A, B), 고분자 표면의 수 접촉각(water contact angle) 측정에 의해 PD-BMP-2 부착 후 PLGA 표면의 성질이 친수성으로 변하는 것을 확인함으로써(도 7c의 C, D), PLGA 표면 상에 PD를 통한 BMP-2 펩타이드의 고정화를 확인하였다. 또한, 삼차원(3D) 다공성 PLGA 고분자 지지체에 폴리도파민(PD)을 통해 BMP-2 펩타이드를 고정화한 후 전자주사현미경(SEM) 분석을 통해 펩타이드의 고정화를 관찰하여, PD-BMP-2 펩타이드 부착 후 PLGA 지지체 표면상에서 PD-BMP-2 코팅 및 PD-BMP-2 응집이 형성됨을 확인하였다(도 7d).
(A and B in FIG. 7C) after PD-BMP-2 immobilization by the AFM surface analysis, the water contact angle of the polymer surface was measured to determine the surface roughness after PD-BMP- By confirming that the property of the PLGA surface changes to hydrophilic (C, D in Fig. 7C), immobilization of BMP-2 peptide through PD on the surface of PLGA was confirmed. In addition, immobilization of BMP-2 peptide on poly (3-D) porous PLGA polymer substrate via polydodamine (PD) followed by observation of immobilization of peptide by scanning electron microscopy (SEM) PD-BMP-2 < / RTI > coating and PD-BMP-2 aggregation on the PLGA support surface (FIG.

2.2 PD-BMP-2-PLGA 지지체 상에서의 중간엽 줄기세포의 골세포 분화 및 줄기세포의 이식2.2 Osteoblast differentiation and stem cell transplantation of mesenchymal stem cells on PD-BMP-2-PLGA scaffolds

PD-BMP-2-PLGA 지지체 표면에서, 인간 지방 유래 중간엽 줄기세포를 골세포 분화인자가 포함된 골세포 분화용 배지 또는 골세포 분화인자가 포함되지 않은 일반 배지 조건 하에 배양하였다. 3주간 배양한 후에, 칼슘 침착 염색(alizarin red S 염색, 도 8a의 A 및 도 8b의 A), 골세포 마커(OPN, Col I)의 염색 (도 8a의 B 및 도 8b의 B), 및 정량적 PCR 결과(도 8a의 C. D 및 도 8b의 C, D)를 통해 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화를 분석하였다. PD-BMP-2-PLGA 표면에서 배양된 줄기세포가 PD 또는 BMP-2가 결여된 PLGA 표면에서 배양된 줄기세포 보다 향상된 골세포 분화능을 나타내었다(도 8a- 골세포 분화인자를 포함하는 배지 사용, 도 8b-골세포 분화인자를 포함하지 않는 배지 사용).On the surface of the PD-BMP-2-PLGA scaffold, human adipose-derived mesenchymal stem cells were cultured under a medium medium containing no bone-cell differentiation medium or osteocyte differentiation factor. After incubation for 3 weeks, staining of calcium deposition staining (alizarin red S staining, A in Fig. 8A and A in Fig. 8B), bone cell markers (OPN, Col I) (B in Fig. 8A and B in Fig. The quantitative PCR results (C.D in FIG. 8A and C and D in FIG. 8B) were used to analyze the differentiation of mesenchymal stem cells into bone cells. The stem cells cultured on the surface of PD-BMP-2-PLGA showed improved osteoclast differentiation ability than the stem cells cultured on the surface of PLGA lacking PD or BMP-2 (Fig. 8A) , Fig. 8b-use of a medium not containing osteoclast differentiation factor).

PD-BMP-2가 고정화된 다공성 PLGA 지지체에 인간 지방 유래 중간엽줄기세포를 부착하여 배양하고 두개골 결손 마우스 모델의 결손 부위에 이식하였다. 8주 후에, 마이크로 CT (도 9a), 골 조직 내 콜라젠을 염색하는 Goldner? trichrome 염색(도 9b) 및 골 조직 특이적 단백질(OPN, Col I)에 대한 면역 염색(도 9c)을 통해 두개골 결손 부위에서의 골 조직 재생 정도를 분석하였다. PD-BMP-2 펩타이드가 부착된 PLGA 지지체를 적용하였을 경우에 줄기세포 이식에 의한 골 조직 재생 효과가 가장 높음을 확인하였다.
Human adipose-derived mesenchymal stem cells were incubated with PD-BMP-2 immobilized porous PLGA scaffolds and transplanted into the defect sites of the skull-deficient mouse model. After 8 weeks, micro-CT (Fig. 9a), Goldner ' s staining of collagen in bone tissue. The degree of regeneration of bone tissue in the cranial defect area was analyzed by trichrome staining (Fig. 9b) and immunostaining for bone tissue specific protein (OPN, Col I) (Fig. 9c). When the PD-BMP-2 peptide-loaded PLGA scaffold was applied, it was confirmed that the bone tissue regeneration effect by the stem cell transplantation was the highest.

지금까지 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시예로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. You will know. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation and material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Accordingly, it is intended that the invention not be limited to the particular embodiment disclosed as the best mode contemplated for carrying out this invention, but that the invention will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

<110> YONSEI UNIVERSITY <120> Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and Methods for Preparing the Substrates <130> IPDB50839 <160> 3 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> HUMAN <400> 1 Cys Gly Gly Pro Gln Val Thr Arg Gly Asp Val Phe Thr Met Pro 1 5 10 15 <210> 2 <211> 16 <212> PRT <213> HUMAN <400> 2 Cys Gly Gly Gly Lys Lys Gln Arg Phe Arg His Arg Asn Arg Lys Gly 1 5 10 15 <210> 3 <211> 20 <212> PRT <213> HUMAN <400> 3 Lys Ile Pro Lys Ala Ser Ser Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser 1 5 10 15 Thr Leu Tyr Leu 20 <110> YONSEI UNIVERSITY <120> Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free          Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and          Methods for Preparing the Substrates <130> IPDB50839 <160> 3 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> HUMAN <400> 1 Cys Gly Gly Pro Gln Val Thr Arg Gly Asp Val Phe Thr Met Pro   1 5 10 15 <210> 2 <211> 16 <212> PRT <213> HUMAN <400> 2 Cys Gly Gly Gly Lys Lys Gln Arg Phe Arg His Arg Asn Arg Lys Gly   1 5 10 15 <210> 3 <211> 20 <212> PRT <213> HUMAN <400> 3 Lys Ile Pro Lys Ala Ser Ser Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser   1 5 10 15 Thr Leu Tyr Leu              20

Claims (26)

폴리도파민이 결합된 펩타이드로 고정화시킨 줄기 세포 배양용 또는 줄기 세포 분화용 복합체.
A complex for culturing stem cells or for stem cell differentiation immobilized with a peptide conjugated with polydodamine.
제 1항에 있어서,
상기 펩타이드는 세포 부착성 펩타이드인 비트로넥틴인 것을 특징으로 하는, 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein said peptide is a cell adhesion peptide, vitronectin.
제 2항에 있어서,
상기 비트로넥틴은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 펩타이드인 것을 특징으로 하는 복합체.
3. The method of claim 2,
Wherein the bitronectin is a peptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2.
제 1항에 있어서,
상기 줄기 세포는 인간 유도만능 줄기세포인 것을 특징으로 하는, 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein said stem cells are human induced pluripotent stem cells.
제 2항에 있어서,
상기 세포부착성 펩타이드는 상기 폴리도파민의 카테콜기에 화학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 복합체.
3. The method of claim 2,
Wherein the cell adhesion peptide is chemically bound to the catechol group of the polydodamine.
제 2항에 있어서,
상기 세포부착성 펩타이드는 이량체로 상기 폴리도파민에 결합된 것을 특징으로 하는, 복합체.
3. The method of claim 2,
Wherein said cell adhesion peptide is bound to said polydodamine as a dimer.
제 2항에 있어서,
상기 비트로넥틴은 인간 유도만능 줄기세포의 배양을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 복합체.
3. The method of claim 2,
Wherein said bitronectin enhances the culture of human induced pluripotent stem cells.
제 7항에 있어서,
상기 인간 유도만능 줄기세포는 지지세포 없이 배양하는 것을 특징으로 하는, 복합체.
8. The method of claim 7,
Wherein said human induced pluripotent stem cells are cultured without supporting cells.
고분자 지지체에 코팅된 제 1항 및 제 2항 내지 8항 중 어느 한 항의 복합체 상에 인간 유도만능 줄기세포를 배양하는 방법.
A method for culturing a human induced pluripotent stem cell on a complex of any one of claims 1 to 8 coated on a polymer scaffold.
제 9항에 있어서,
상기 고분자는 폴리스티렌, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 폴리락틱-글리콜산(PLGA)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 인간 유도만능 줄기세포를 배양하는 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the polymer is any one selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane and polylactic-glycolic acid (PLGA).
제 1항에 있어서,
상기 펩타이드는 생리활성 펩타이드인 BMP-2인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein said peptide is a physiologically active peptide, BMP-2.
제 11항에 있어서,
상기 BMP-2는 서열번호 3으로 표시되는 펩타이드인 것을 특징으로 하는 복합체.
12. The method of claim 11,
Wherein said BMP-2 is a peptide represented by SEQ ID NO: 3.
제 12항에 있어서,
상기 BMP-2는 중간엽 줄기세포의 골세포로의 분화를 촉진하는 것을 특징으로 하는 복합체.
13. The method of claim 12,
Wherein said BMP-2 promotes differentiation of mesenchymal stem cells into bone cells.
제 13항에 있어서,
상기 복합체의 표면은 친수성인 것을 특징으로 하는, 복합체.
14. The method of claim 13,
Wherein the surface of the composite is hydrophilic.
고분자 지지체에 코팅된 제 1항 및 제 11항 내지 14항 중 어느 한 항의 복합체 상에서 중간엽 줄기세포를 골세포로 분화시키는 방법.
A method for differentiating mesenchymal stem cells into osteocytes on the complex of any one of claims 1 and 11 to 14 coated on a polymer scaffold.
제 15항에 있어서,
상기 고분자는 폴리스티렌, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 폴리락틱-글리콜산(PLGA)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 중간엽 줄기세포를 골세포로 분화시키는 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the polymer is any one selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane, and polylactic-glycolic acid (PLGA).
제 1항, 제 2항 내지 8항 및 제 12항 내지 16항 중 어느 한 항의 복합체를 포함하는 필름.
A film comprising the composite of any one of claims 1, 2 to 8 and 12 to 16.
(a) 고분자 지지체에 폴리 도파민을 코팅시키는 단계; 및
(b) 상기 폴리도파민에 펩타이드를 결합시키는 단계;
를 포함하는, 줄기 세포 배양용 또는 분화용 지지체의 제조 방법.
(a) coating the polymeric support with polydodamine; And
(b) binding the peptide to the polydodamine;
Wherein the stem cells are cultured in a culture medium.
제 18항에 있어서,
상기 펩타이드는 세포부착성 펩타이드인 비트로넥틴인 것을 특징으로 하는, 줄기 세포 배양용 지지체의 제조 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the peptide is vitronectin, which is a cell adhesive peptide.
제 19항에 있어서,
상기 비트로넥틴은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 펩타이드인 것을 특징으로 하는 줄기 세포 배양용 지지체의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the bitronectin is a peptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2.
제 19항에 있어서,
상기 줄기세포는 인간 유도만능 줄기세포인 것을 특징으로 하는, 줄기 세포 배양용 지지체의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the stem cell is a human induced pluripotent stem cell.
제 18항에 있어서,
상기 펩타이드는 생리활성을 보유한 펩타이드인 BMP-2인 것을 특징으로 하는 줄기세포 분화용 지지체의 제조 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the peptide is BMP-2, a peptide having physiological activity.
제 22항에 있어서,
상기 BMP-2는 서열번호 3으로 표시되는 펩타이드인 것을 특징으로 하는 줄기세포 분화용 지지체의 제조 방법.
23. The method of claim 22,
Wherein the BMP-2 is a peptide of SEQ ID NO: 3.
제 23항에 있어서,
상기 펩타이드는 중간엽 줄기세포를 골세포로 분화시키는 것을 특징으로 하는 줄기세포 분화용 지지체의 제조 방법.
24. The method of claim 23,
Wherein the peptide is used to differentiate mesenchymal stem cells into osteocytes.
제 18항에 있어서,
상기 고분자는 폴리스티렌, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 폴리락틱-글리콜산(PLGA)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 줄기 세포 배양용 또는 분화용 지지체의 제조 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the polymer is any one selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane, and polylactic-glycolic acid (PLGA).
제 18항에 있어서,
상기 폴리도파민 코팅은 약염기성 조건에서 수행되는 중합 반응인 것을 특징으로 하는, 줄기 세포 배양용 또는 분화용 지지체의 제조 방법.

19. The method of claim 18,
Wherein the polydodamine coating is a polymerization reaction carried out under weakly basic conditions.

KR1020130127635A 2012-10-29 2013-10-25 Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and Methods for Preparing the Substrates KR101545217B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120120756 2012-10-29
KR20120120756 2012-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140056014A true KR20140056014A (en) 2014-05-09
KR101545217B1 KR101545217B1 (en) 2015-08-18

Family

ID=50887509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130127635A KR101545217B1 (en) 2012-10-29 2013-10-25 Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and Methods for Preparing the Substrates

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101545217B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105727362A (en) * 2014-12-08 2016-07-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Tissue engineering material with biologically active surface layer and preparation method thereof
CN107029304A (en) * 2016-10-24 2017-08-11 北京大学口腔医院 Biological planting body and the method that active factors is prepared on matrix
WO2018048290A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 윤원준 Culture composition and method capable of culturing stem cell without feeder cell
CN109507174A (en) * 2019-01-16 2019-03-22 济南大学 Preparation based on the compound ZnO nanoparticle quenching Particles in Electrochemiluminescofce ofce Luminol sensor of curcumin
KR20190051039A (en) * 2016-09-16 2019-05-14 베이롤 칼리지 오브 메드신 Platform for activation and expansion of virus-specific T-cells
KR20200059681A (en) * 2018-11-21 2020-05-29 영남대학교 산학협력단 Scaffold for culture and transplantation of stem cell comprising extracellular matrix components and the use thereof
WO2021015547A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 주식회사 엘지화학 Cell culture microcarrier, method for producing same, and cell culture method using same
KR20210011340A (en) * 2019-07-22 2021-02-01 주식회사 엘지화학 Microcarrier for cell culture, a method for producing the same, and a cell culture method using the same
KR20210132588A (en) * 2020-04-27 2021-11-04 고려대학교 산학협력단 Culturing scaffold for stem cell culture and uses thereof
WO2022059980A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 주식회사 엘지화학 Microcarrier for cell culture, method for producing same, and cell culture composition using same

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105727362A (en) * 2014-12-08 2016-07-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Tissue engineering material with biologically active surface layer and preparation method thereof
WO2018048290A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 윤원준 Culture composition and method capable of culturing stem cell without feeder cell
KR20180029924A (en) * 2016-09-12 2018-03-21 윤원준 Composition and Methtod for feeder free and xeno free culture of stem cells
KR20190051039A (en) * 2016-09-16 2019-05-14 베이롤 칼리지 오브 메드신 Platform for activation and expansion of virus-specific T-cells
CN107029304A (en) * 2016-10-24 2017-08-11 北京大学口腔医院 Biological planting body and the method that active factors is prepared on matrix
KR20200059681A (en) * 2018-11-21 2020-05-29 영남대학교 산학협력단 Scaffold for culture and transplantation of stem cell comprising extracellular matrix components and the use thereof
CN109507174A (en) * 2019-01-16 2019-03-22 济南大学 Preparation based on the compound ZnO nanoparticle quenching Particles in Electrochemiluminescofce ofce Luminol sensor of curcumin
CN109507174B (en) * 2019-01-16 2020-12-29 济南大学 Preparation of curcumin composite ZnO nanoparticle based quenching luminol electrochemical luminescence sensor
WO2021015547A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 주식회사 엘지화학 Cell culture microcarrier, method for producing same, and cell culture method using same
KR20210011340A (en) * 2019-07-22 2021-02-01 주식회사 엘지화학 Microcarrier for cell culture, a method for producing the same, and a cell culture method using the same
US20220081684A1 (en) * 2019-07-22 2022-03-17 Lg Chem, Ltd. Microcarrier for cell culture, method for producing the same, and cell culture method using the same
JP2022521518A (en) * 2019-07-22 2022-04-08 エルジー・ケム・リミテッド Microcarrier for cell culture, its production method and cell culture method using it
KR20210132588A (en) * 2020-04-27 2021-11-04 고려대학교 산학협력단 Culturing scaffold for stem cell culture and uses thereof
KR20210132589A (en) * 2020-04-27 2021-11-04 고려대학교 산학협력단 Method for differentiating neural precursor from stem cells using culturing scaffold
WO2022059980A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 주식회사 엘지화학 Microcarrier for cell culture, method for producing same, and cell culture composition using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101545217B1 (en) 2015-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101545217B1 (en) Polydopamine-peptide-immobilized Substrates for Feeder-free Maintenance and Enhanced Differentiation of Stem Cells and Methods for Preparing the Substrates
Wang et al. Modulation of human multipotent and pluripotent stem cells using surface nanotopographies and surface-immobilised bioactive signals: A review
KR101575226B1 (en) Polydopamine-linked bioactive peptide-immobilized scaffold materials and the method for preparing the same
US11198849B2 (en) Method for stem cell culture and cells derived therefrom
Nuttelman et al. Synthetic hydrogel niches that promote hMSC viability
Wang et al. In vitro culture and directed osteogenic differentiation of human pluripotent stem cells on peptides-decorated two-dimensional microenvironment
Deng et al. Peptide-decorated nanofibrous niche augments in vitro directed osteogenic conversion of human pluripotent stem cells
Bai et al. Three step derivation of cartilage like tissue from human embryonic stem cells by 2D‐3D sequential culture in vitro and further implantation in vivo on alginate/PLGA scaffolds
EP2247716A2 (en) Synthetic surfaces for culturing cells in chemically defined media
EP2983728A1 (en) Polycaprolactone microcarriers for stem cell culture and fabrication thereof
KR20140128921A (en) Method of the preparation of self-assembled extracellular matrices and their applications
Tátrai et al. A novel cyclic RGD-containing peptide polymer improves serum-free adhesion of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells to bone implant surfaces
Pensabene et al. Flexible polymeric ultrathin film for mesenchymal stem cell differentiation
Perestrelo et al. Locust bean gum as an alternative polymeric coating for embryonic stem cell culture
Dzhoyashvili et al. Natural and Synthetic Materials for Self‐Renewal, Long‐Term Maintenance, and Differentiation of Induced Pluripotent Stem Cells
Miao et al. Melatonin decorated 3D-printed beta-tricalcium phosphate scaffolds promoting bone regeneration in a rat calvarial defect model
Ren et al. Hyaluronic acid/polylysine hydrogel as a transfer system for transplantation of neural stem cells
TWI419970B (en) A method to producing a spheroid population of adult stem cells
JP2012125207A (en) Scaffold for culturing corneal parenchymal cell
Tan et al. Modulation of collagen II fiber formation in 3-D porous scaffold environments
KR101895669B1 (en) Method for culture of stem cells using co-immobilization of adhesive heparins and collagen
KR20140128124A (en) Method for culture of human embryonic stem cells using adhesive heparins
Detsch et al. Biofunctionalization of dispense‐plotted hydroxyapatite scaffolds with peptides: Quantification and cellular response
Kim et al. Improvement of stem cell viability in hyaluronic acid hydrogels using dextran microspheres
US20110076254A1 (en) Porous scaffolds for stem cell renewal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190805

Year of fee payment: 5