KR20140070794A - Compositions for Improving or Treating Muscle Atrophy Diseases Comprising Stem Cells Derived from Umbilical Cord - Google Patents

Compositions for Improving or Treating Muscle Atrophy Diseases Comprising Stem Cells Derived from Umbilical Cord Download PDF

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KR20140070794A
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김호진
이영준
김선미
허시현
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Abstract

The present invention provides a pharmaceutical composition to improve or treat muscle atrophy disease comprising stem cells derived from umbilical cord as an active ingredient. Upon administering the stem cells derived from umbilical cord of the present invention into muscles, the administered stem cells increase the muscle cells in stem cell administered areas and increase muscle fiber size and myotility, thus the stem cells derived from umbilical cord can be effective to improve or treat muscle atrophy disease. The stem cells derived from the umbilical cord of the present invention are cultivated in a medium including an umbilical cord extract as a replacement, thereby being safely applicable clinically without concerns of safety problems such as cross-species contamination according to use of fetal bovine serum and the like.

Description

탯줄 유래 줄기세포를 포함하는 근위축 질환 개선 또는 치료용 조성물{Compositions for Improving or Treating Muscle Atrophy Diseases Comprising Stem Cells Derived from Umbilical Cord}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composition for improving or treating a muscular atrophy comprising stem cells derived from umbilical cord,

본 발명은 탯줄 유래 줄기세포를 포함하는 근위축 질환 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for improving or treating a muscle atrophy disease comprising umbilical cord stem cells.

탯줄은 두 개의 동맥, 하나의 정맥 및 세포외기질 부분인 워튼연육(Wharton's jelly)로 이루어져 있다. 이 세포외기질은 FGF(fibroblast growth factor), EGF(epidermal growth factor), IGF-I(insulin-like growth factor I), PDGF(platelet-derived growth factor) 및 TGF-β(transforming growth factor beta)를 포함하는 많은 성장인자를 함유하고 있으며(Sobolewski K. et al., Placenta 26, 747-752(2005)) 혈액운반의 촉진, 탯줄 내 혈관 압박 방지 및 분만 후 탯줄을 건조시키는데 도움을 주어 탯줄이 빨리 위축되도록 하는 기능을 한다. The umbilical cord is composed of two arteries, one vein and a part of the extracellular matrix, Wharton's jelly. The extracellular matrix is composed of fibroblast growth factor (FGF), epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor I (IGF-I), platelet-derived growth factor (PDGF) and transforming growth factor beta (Sobolewski K. et al., Placenta 26, 747-752 (2005)), which helps to promote blood transport, prevent vascular compression in the umbilical cord and dry the umbilical cord after delivery, It functions to shrink.

근위축(muscle atrophy)은 기계적 자극의 부재, 운동 부재, 유전, 기아 및 암 등의 다양한 원인으로 발생된다. 근육 퇴화는 일차적으로 근원섬유 단백질의 유의적인 손실로부터 생기기 때문에, 근력 및 운동 능력이 감소한다. 예컨대, 비록 운동 또는 다른 대응책들(예를 들어, 전기 자극)이 계속적으로 가해진다고 해도(예를 들어, 장기간 우주 비행 동안 우주비행사들에서 일주일마다 근력의 1 내지 3% 손실), 우주비행 또는 장애조건들과 같이 불가피하게 근육 퇴화가 진행된다. 따라서, 기계적 자극의 대안 또는 기계적 자극에 대한 부가안 중 어느 것이든 우주 비행사를 돕거나 수행능력을 더 높이기 위한 장애 조건을 극복할 수 있는 다른 대응책에 대한 연구가 요구된다.
Muscle atrophy is caused by various causes such as absence of mechanical stimulation, movement member, oil field, starvation and cancer. Muscle regression occurs primarily from significant loss of myofibrillar proteins, resulting in decreased muscle and athletic performance. For example, even though motion or other countermeasures (e.g., electrical stimulation) are applied continuously (e.g., 1 to 3% loss of muscle strength per week in astronauts during long-term space flight) As with the conditions, muscle regression inevitably proceeds. Therefore, research on other countermeasures to overcome obstacles to assist astronauts or to improve their performance is needed, either as an alternative to mechanical stimulation or as an addendum to mechanical stimulation.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 근위축 질환을 효과적으로 치료할 수 있으며 인체에 안전하게 적용이 가능한 줄기세포를 개발하고자 예의 연구 노력하였고, 그 결과 탯줄에서 수득한 줄기세포가 근위축 질환을 개선 또는 치료하는 데 매우 유효하다는 것을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made extensive efforts to develop a stem cell capable of effectively treating a muscular atrophy disease and safely applicable to a human body, and as a result, it has been found that stem cells obtained from a umbilical cord are very effective in improving or treating a muscular atrophy disease Thereby completing the present invention.

따라서 본 발명의 목적은 근위축 질환(muscle atrophy disease)의 개선 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 데 있다.
It is therefore an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for improving or treating muscle atrophy disease.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention and claims.

본 발명의 일 양태에 따르면, (a) 포유동물 탯줄 유래 줄기세포의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 근위축 질환 개선 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
According to one aspect of the present invention there is provided a pharmaceutical composition comprising (a) a pharmaceutical effective amount of mammalian umbilical cord stem cells; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier. The present invention provides a pharmaceutical composition for improving or treating atrophy.

본 발명자들은 근위축 질환을 효과적으로 치료할 수 있으며 인체에 안전하게 적용이 가능한 줄기세포를 개발하고자 예의 연구 노력하였고, 그 결과 탯줄에서 수득한 줄기세포가 근위축 질환을 개선 또는 치료하는 데 매우 유효하다는 것을 규명하였다.The present inventors have made extensive efforts to develop a stem cell capable of effectively treating a muscular atrophy disease and safely applicable to a human body, and as a result, it has been found that stem cells obtained from a umbilical cord are very effective in improving or treating a muscular atrophy disease Respectively.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 중간엽 줄기세포이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention are mesenchymal stem cells.

본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 줄기세포 표지 표현 항원인 CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 및 HLA-ABC로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종, 바람직하게는 최소 2종, 보다 바람직하게는 최소 3종, 보다 더 바람직하게는 최소 4종, 보다 더욱 더 바람직하게는 최소 5종, 가장 바람직하게는 6종의 표면항원에 대하여 양성의 면역학적 특성을 나타낸다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 줄기세포 표지 표면 항원인 CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 및 HLA-ABC를 70-100% 발현하며, 보다 바람직하게는 80-100% 발현하고, 보다 더 바람직하게는 85-95% 발현한다.The mammalian umbilical stem cell of the present invention is preferably at least one, preferably at least two selected from the group consisting of CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 and HLA-ABC which are stem cell marker expression antigens, At least three, more preferably at least four, even more preferably at least five, and most preferably six, surface antigens. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention express 70-100% of the stem cell surface surface antigens CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 and HLA-ABC, 80-100%, and even more preferably 85-95%.

한편, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 조혈모줄기세포 표지 표면 항원인 CD31, CD34 및/또는 CD45는 음성의 면역학적 특성을 나타낸다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 조혈모줄기세포 표지 표면 항원인 CD31, CD34 및/또는 CD45를 0-10% 발현하며, 보다 바람직하게는 0.1-7% 발현하고, 가장 바람직하게는 0.16-5.6% 발현한다.Meanwhile, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention show the immunological characteristics of the negative hematopoietic stem cell surface surface antigens CD31, CD34 and / or CD45. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention express 0-10% of hematopoietic stem cell surface surface antigens CD31, CD34 and / or CD45, more preferably 0.1-7% And most preferably 0.16-5.6%.

상기 표면항원의 발현율을 언급하면서 사용되는 단위 “%”는 분석 대상의 세포들에서 표면항원을 발현하는 세포의 비율을 의미한다. 예를 들어, CD29 표면항원의 발현율이 95%라는 것은 분석 대상의 세포 시료에서 95% 세포가 CD29 표면항원을 발현한다는 것을 의미한다.The term "% " used in reference to the expression rate of the surface antigen means the ratio of cells expressing surface antigens in the cells to be analyzed. For example, a 95% expression rate of the CD29 surface antigen means that 95% of the cells express the CD29 surface antigen in the cell sample to be analyzed.

본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 Oct4, Sox2, KLF4 및 Nanog로 구성된 군으로부터 선택되는 미분화 줄기세포 표지 단백질의 최소 1종, 바람직하게는 최소 2종, 보다 바람직하게는 최소 3종, 가장 바람직하게는 4종을 세포에서 발현한다.The mammalian umbilical cord stem cells of the present invention preferably comprise at least one, preferably at least two, more preferably at least three, most preferably undifferentiated stem cell marker proteins selected from the group consisting of Oct4, Sox2, KLF4 and Nanog Four types are expressed in cells.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 액티빈 A(activin A), ALCAM(activated leukocyte cell adhesion molecule), 안지오제닌(Angiogenin), CV-2(Crossveinless-2), 데코린(Decorin), Dkk-1(Dickkopf-related protein-1), Dkk-3, EDA-A2(Ectodysplasin A2), EMAP-Ⅱ( Endothelial-monocyte-activating polypeptide-Ⅱ), FGF-7(Epidermal growth factor-7), KGF(Keratinocyte growth factor), 엔도텔린(Endothelin), FGF-16, FSL1(Follistatin-like 1), 갈렉틴-3(Galectin-3), GCSF(Granulocyte colony-stimulating factor), GDF-15(Growth differentiation factor 15), GPC3(Glypican 3), GPC5(Glypican 5), GM-CSF(Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), GRO(growth-related oncogene), GRO-a, HGF(Hepatocyte growth factor), IGFBP-1(IGF binding protein 1), IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IGF-Ⅰ, IL-2 수용체 알파(Interleukin 2 receptor alpha), IL-6, IL-8, IL-12 수용체 베타 2, IL-13 수용체 알파 1, IL-15, IL-15 수용체 알파, IL-16, IL-23, IL-28A, 인히빈 B(Inhibin B), I-TAC(Interferon-inducible T-cell alpha chemoattractant), LTBP1(Latent TGF-beta bp1), LIF(Leukaemia inhibitory factor), LRP-6(low density lipoprotein receptor-related protein 6), MCP-1(monocyte chemotactic protein-1), MCP-3, MIF(Macrophage migration inhibitory factor), MIP-1a, MIP 2(Macrophage inflammatory protein 2), MMP-1(matrix metalloproteinases-1), MMP-3, MMP-10, 니도겐-1(Nidogen-1), OPG(Osteoprotegerin), TNFRSF11B(tumor necrosis factor receptor superfamily member 11B), 펜트락신3(Pentraxin3), PGRN(Progranulin), sFRP-4(Secreted frizzled-related protein 4), sgp130(soluble glycoprotein 130), Siglec-9(sialic acid binding immunoglobulin-like lectin 9), Smad 4(Sma and Mad related proteins 4), SPARC(secreted protein acidic and rich in cysteine), TFPI(tissue factor pathway inhibitor-1), TSP(Thrombospondin), TSP-1, TIMP-1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1), TIMP-2, TIMP-3, uPA(urokinase type plasminogen activator), uPAR(urokinase plasminogen activator receptor) 및 VEGF(vascular endothelial growth factor)로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질, 보다 바람직하게는 액티빈 A(activin A), EDA-A2(Ectodysplasin A2), GRO, IGFBP-7(IGF binding protein 7), IL-6(Interleukin 6), MIP 2(Macrophage inflammatory protein 2), TSP(Thrombospondin), TSP-1, TIMP-1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1) 및 TIMP-2로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention are selected from the group consisting of activin A, activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM), angiogenin, CV-2 , DEC-1 (Dickkopf-related protein-1), Dkk-3, EDA-A2 (Ectodysplasin A2), EMT-II (Endothelial-monocyte-activating polypeptide- Endothelin, FGF-16, FSL1 (Follistatin-like 1), Galectin-3, GCSF (Granulocyte colony-stimulating factor) , Growth differentiation factor 15 (GDF-15), Glypican 3, GPC5 (Glypican 5), Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), GRO (growth-related oncogene) IGF-I, IL-2 receptor alpha (IGFBP-1), IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rpl, IGFBP- , IL-6, IL-8, IL-12 receptor beta 2, IL-13 receptor alpha 1, IL-15, IL-1 5 receptor alpha, IL-16, IL-23, IL-28A, Inhibin B, Interferon-inducible T-cell alpha chemoattractant, LTBPl (Latent TGF-beta bp1), Leukaemia inhibitory factor, low density lipoprotein receptor-related protein (LRP-6), monocyte chemotactic protein-1, MCP-3, macrophage migration inhibitory factor (MIF) protein 2, MMP-1, MMP-3, MMP-10, Nidogen-1, OPG, TNFRSF11B, 3 (Pentraxin 3), PGRN (Progranulin), sFRP-4 (Secreted frizzled-related protein 4), sgp130 (soluble glycoprotein 130), Siglec-9 (sialic acid binding immunoglobulin-like lectin 9), Smad 4 proteins 4), secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC), tissue factor pathway inhibitor-1 (TFPI), TSP (Thrombospondin), TSP-1, tissue inhibitor of metalloproteinases 1, TIMP- -3, uPA (urokinase type plasminogen activat or a protein selected from the group consisting of urokinase plasminogen activator receptor (uPAR) and vascular endothelial growth factor (VEGF), more preferably activin A, Ectodysplasin A2, GRO, IGFBP- (IGF binding protein 7), IL-6 (Interleukin 6), MIP 2 (Macrophage inflammatory protein 2), TSP (Thrombospondin), TSP-1, tissue inhibitor of metalloproteinases 1 Secretes a protein selected from the group.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 2차원 배양시 액티빈 A, 안지오제닌, 데코린, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, FGF-7, KGF, 엔도텔린, FSL1, GCSF, GDF-15, GPC3, GPC5, GRO, IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IGF-Ⅰ, IL-2 수용체 알파, IL-6, IL-8, IL-12 수용체 베타 2, IL-13 수용체 알파 1, IL-15, IL-15 수용체 알파, IL-16, IL-23, IL-28A, LRP-6, MCP-1, MCP-3, MIP-1a, MIP 2, TNFRSF11B, 펜트락신3, PGRN, sFRP-4, sgp130, Siglec-9, Smad 4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2 및 TIMP-3로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention can be produced by culturing pluripotent stem cells such as Actin A, angiogenin, decolin, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, FGF- IGF-I, IL-2 receptor alpha, IL-2, IL-2, IL-2, IL-6, IL-6, 15, IL-15 receptor alpha, IL-16, IL-23, IL-28A, LRP-6, MCP-1 , MCP-3, MIP-1a, MIP2, TNFRSF11B, pentactoxin 3, PGRN, sFRP-4, sgp130, Siglec-9, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP- -3. ≪ / RTI >

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 3차원 배양시 액티빈 A, ALCAM, CV-2, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, EMAP-Ⅱ, 엔도텔린, FGF-16, 갈렉틴-3, GCSF, GDF-15, GM-CSF, GRO, GRO-a, HGF, IGFBP-1, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IL-6, IL-8, 인히빈 B, I-TAC, LTBP1, LIF, MCP-1, MCP-3, MIF, MIP-1a, MIP 2, MMP-1, MMP-3, MMP-10, 니도겐-1, PGRN, sgp130, Smad 4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2, uPA, uPAR 및 VEGF로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention are cultured in a three-dimensional culture, IGFBP-1, IGFBP-7, IL-6, IL-8, IGFBP-1, MMP-1, MMP-3, MMP-10, Nidogen-1, PGRN, sgp130, Smad 4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2, uPA, uPAR and VEGF.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 2차원 배양 및 3차원 배양시 Acivin A, Dkk-1, EDA-A2, GDF-15, GRO, IGFBP-7, IL-6, MCP-1, MIP 2, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1 및 TIMP-2를 공통적으로 분비한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the mammalian umbilical cord stem cells of the present invention are cultured in a two-dimensional culture and three-dimensional culture, such as Acivin A, Dkk-1, EDA-A2, GDF-15, GRO, IGFBP- 6, MCP-1, MIP2, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1 and TIMP-2.

본 발명에서 이용하는 탯줄 유래 줄기세포는 다양한 포유동물로부터 수득할 수 있다. 보다 바람직하게는 인간, 돼지, 말, 소, 마우스(mouse), 랫트(rat), 햄스터(hamster), 토끼, 염소 또는 양, 보다 더 바람직하게는 인간, 돼지 또는 마우스, 가장 바람직하게는 인간의 탯줄에서 수득할 수 있다.The umbilical cord stem cells used in the present invention can be obtained from various mammals. More preferably a human, a pig, a mouse, a human, a pig, a horse, a cow, a mouse, a rat, a hamster, a rabbit, a goat or a sheep, Can be obtained from the umbilical cord.

본 발명에서 이용하는 탯줄 유래 줄기세포는 다양한 포유동물 탯줄의 워튼연육(Wharton's jelly) 조직으로부터 수득할 수 있다.The umbilical cord stem cells used in the present invention can be obtained from Wharton's jelly tissue of various mammalian umbilical cord.

본 발명에서 이용되는 탯줄 유래 줄기세포는 하기의 실시예에 기재된 방식으로 수득할 수 있다. 예를 들어, 탯줄에 있는 동맥과 정맥을 제거한 후, 워튼연육 조직을 절단하고 절단된 워튼연육 조직을 직접 배양하여 세포를 성장(outgrowth)시킨다. 이어, 상기 성장된 세포를 계대 배양함으로써, 줄기세포를 수득한다. 상기 배양 과정에서 이용되는 배지는 동물세포의 배양에 통상적으로 이용되는 어떠한 배지도 가능하며, 예를 들어, Eagles's MEM (Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130:432(1959)), α-MEM (Stanner, C.P. et al., Nat . New Biol . 230:52(1971)), Iscove's MEM (Iscove, N. et al., J. Exp. Med. 147:923(1978)), 199 배지 (Morgan et al., Proc . Soc . Exp . Bio . Med ., 73:1(1950)), CMRL 1066, RPMI 1640 (Moore et al., J. Amer . Med . Assoc . 199:519(1967)), F12 (Ham, Proc . Natl . Acad . Sci . USA 53:288(1965)), F10 (Ham, R.G. Exp . Cell Res . 29:515(1963)), DMEM (Dulbecco's modification of Eagle's medium, Dulbecco, R. et al., Virology 8:396(1959)), DMEM과 F12의 혼합물 (Barnes, D. et al., Anal . Biochem. 102:255(1980)), Way-mouth's MB752/1 (Waymouth, C. J. Natl . Cancer Inst . 22:1003(1959)), McCoy's 5A (McCoy, T.A., et al., Proc . Soc . Exp . Biol . Med . 100:115(1959)) 및 MCDB 시리즈 (Ham, R.G. et al., In Vitro 14:11(1978)) 등이 이용될 수 있다. 상기 배양 과정에서 이용되는 배지는 바람직하게는 탯줄 추출물을 추가적으로 포함한다. The umbilical cord stem cells used in the present invention can be obtained in the manner described in the following examples. For example, after removing the umbilical artery and vein, the Warton muscle tissue is cut and the cut Warton mesh tissue is directly cultured to outgrow the cells. Then, the grown cells are subcultured to obtain stem cells. The medium used in the culturing may be any medium conventionally used for culturing animal cells. For example, Eagles's MEM (Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130: 432 (1959)), MEM (Stanner, CP et al., Nat . New Biol . 230: 52 (1971)), Iscove's MEM (Iscove, N. et al, J. Exp Med 147:... 923 (1978).....), 199 medium (Morgan et al, Proc Soc Exp Bio Med ., 73: 1 (1950) ), CMRL 1066, RPMI 1640 (Moore et al, J. Amer Med Assoc 199:.... 519 (1967)....), F12 (Ham, Proc Natl Acad Sci USA 53: 288 (1965)), F10 (Ham, RG Exp . Cell Res . 29: 515 (1963)), DMEM (Dulbecco's modification of Eagle's medium, Dulbecco, R. et al., Virology 8: 396 (1959)), a mixture of DMEM and F12 (Barnes, D. et al., Anal . Biochem . 102:. 255 (1980) ), Waymouth's MB752 / 1 (Waymouth, C. J. Natl Cancer Inst . 22: 1003 (1959)), McCoy's 5A (McCoy, TA, et al, Proc Soc Exp Biol Med 100:...... 115 (1959).) And MCDB series (Ham, RG et al, In Vitro 14: 11 (1978)) and the like can be used. The culture medium used in the culturing process preferably further comprises a umbilical cord extract.

본 발명자들은 우태아혈청 등의 동물 유래의 단백질원 사용에 따른 안전성 문제를 회피하면서 효율적이고 경제적으로 줄기세포를 배양하고자 탯줄로부터 단백질 변성을 최소화시켜 탯줄 추출물을 수득하고 이를 배지에 함유시켜 줄기세포 배양에 적용함으로써 혈청 대체물로서 사용하였다.The present inventors have found that, in order to efficiently and economically cultivate stem cells while avoiding the safety problem associated with the use of an animal-derived protein source such as fetal bovine serum, the umbilical cord extract is obtained by minimizing protein denaturation from umbilical cord, As a serum substitute.

본 발명에서 줄기세포 배양에 이용한 탯줄 추출물의 제조 방법을 각 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다: Hereinafter, a method for preparing a umbilical cord extract for use in stem cell culture will be described in detail.

(a) 탯줄의 절단 (a) Cutting of umbilical cord

본 발명에 따르면, 우선 탯줄을 절단한다. 본 발명에 있어서, 탯줄의 절단은 완충액과의 접촉 면적을 넓혀 탯줄 조직에 존재하는 유용물질의 용출을 용이하게 하기 위하여 실시한다.According to the present invention, the umbilical cord is first cut. In the present invention, the amputation of the umbilical cord is carried out in order to widen the contact area with the buffer solution, thereby facilitating dissolution of the useful substance present in the umbilical cord tissue.

탯줄 절단은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 실시할 수 있다. The umbilical cord may be cut through various methods known in the art.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 탯줄은 0.5-3.0 cm, 보다 바람직하게는 0.5-2.5 cm, 보다 더 바람직하게는 1-2 cm의 길이로 절단한다.According to a preferred embodiment of the invention, the umbilical cord is cut to a length of 0.5-3.0 cm, more preferably 0.5-2.5 cm, even more preferably 1-2 cm.

(b) 절단된 탯줄을 완충액에 함침 (b) Cutting the umbilical cord into the buffer Impregnation

이어, 절단된 탯줄을 완충액에 넣는다. 본 발명에서 이용되는 완충액은 완충력(buffering power)을 가지는 어떠한 완충액도 사용 가능하며 예를 들어, 소듐 아세테이트, 소듐 포스페이트, 글리신-HCl, Tris-HCl 및 PBS(Phosphate buffered saline)를 포함한다. 특히, PBS를 이용할 수 있고, pH는 2-11, 바람직하게는 4-10, 보다 바람직하게는 4-8, 보다 더 바람직하게는 6.8-7.6이다.Then, the cut umbilical cord is inserted into the buffer solution. The buffer used in the present invention may be any buffer having a buffering power and includes, for example, sodium acetate, sodium phosphate, glycine-HCl, Tris-HCl and PBS (phosphate buffered saline). In particular, PBS can be used, and the pH is 2-11, preferably 4-10, more preferably 4-8, even more preferably 6.8-7.6.

절단된 탯줄을 넣는(함침시키는) 완충액의 양은 특별하게 제한되지 않으며, 바람직하게는 탯줄 중량의 2-5배, 보다 바람직하게는 2-4배, 보다 더 바람직하게는 2.5-3.2배의 완충액을 이용한다.The amount of the buffer (impregnated) of the amputated umbilical cord is not particularly limited and is preferably 2 to 5 times, more preferably 2 to 4 times, more preferably 2.5 to 3.2 times the umbilical cord weight .

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 절단된 탯줄을 완충액에 넣기 전에 적합한 용액(예컨대, 완충액)으로 세척한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the amputated umbilical cord is washed with a suitable solution (for example, a buffer) before being added to the buffer.

(c) 단계 (b)의 결과물의 교반 (c) stirring the resultant of step (b)

단계 (b)의 결과물을 교반한다. Stir the result of step (b).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 교반은 4℃-10℃, 보다 바람직하게는 4℃-6℃에서 실시한다. 바람직하게는 교반은 7-24시간, 보다 바람직하게는 12-24시간, 보다 더 바람직하게는 18-24시간 동안 실시한다.According to a preferred embodiment of the present invention, stirring is carried out at 4 캜 to 10 캜, more preferably 4 캜 to 6 캜. Preferably stirring is carried out for 7-24 hours, more preferably 12-24 hours, even more preferably 18-24 hours.

교반은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 실시할 수 있으며, 가장 바람직하게는 마그네틱 바를 이용하여 교반한다.Stirring can be carried out through various methods known in the art, and most preferably, stirring is performed using a magnetic bar.

(d) 교반 결과물의 원심분리 (d) Centrifugation of the stirring result

교반 결과물을 원심분리하여 최종적으로 탯줄 추출물로서 상층액을 수득한다. 상기 상층액은 성장인자 및 싸이토카인 등 세포외기질에 결합되어 있는 다양한 유용 단백질을 포함한다.The resultant mixture is centrifuged to obtain a supernatant as a final umbilical cord extract. The supernatant contains various useful proteins that are bound to extracellular matrix such as growth factors and cytokines.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 원심분리는 3,000-6,000 rpm, 보다 바람직하게는 4,000-4,500 rpm의 조건에서 실시한다. 원심분리는 4℃-10℃, 보다 바람직하게는 4℃-6℃에서 실시한다.According to a preferred embodiment of the present invention, centrifugation is carried out at 3,000-6,000 rpm, more preferably at 4,000-4,500 rpm. The centrifugation is carried out at 4 ° C to 10 ° C, more preferably at 4 ° C to 6 ° C.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 원심분리는 5분-30분, 보다 바람직하게는 5분-20분, 보다 더 바람직하게는 10분-15분 동안 실시한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the centrifugation is carried out for 5 min-30 min, more preferably 5 min-20 min, even more preferably 10 min-15 min.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상술한 방법에 의해 제조된 탯줄 추출물을 포함하는 세포 배양액에서 배양한 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 혈청을 포함한 배지에서 배양한 탯줄 유래 줄기세포와 구별되는 형태학적/면역학적 특성을 나타낸다(참조: 도 2 내지 4). 혈청을 포함한 배지에서 배양한 탯줄 유래 줄기세포는 계대배양 횟수가 증가함에 따라 세포 모양이 퍼지면서 펼쳐지는(spreading) 형태를 나타내는 반면, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 계대배양 횟수 증가에도 초기 배양 시 세포 형태를 유지한다. 또한, 세포 계대배양 횟수가 증가함에 따라 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포에서는 혈청을 포함한 배지에서 배양한 탯줄 유래 줄기세포와 비교하여 줄기세포 표지 표면 항원(CD73, CD105 및 CD166)의 발현이 현저히 증가하며, 미분화 줄기세포 표지 단백질의 발현도 보다 오래 지속되는 특징을 나타낸다. 한편, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포가 조골세포, 지방세포 및 근육세포로 분화되도록 유도한 결과, 조골세포, 지방세포 및 근육세포로의 분화가 각각 효과적으로 유도되어 각 세포에 특이적인 마커가 발현되었다. 따라서, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 근육세포 뿐 아니라 조골세포 및 지방세포로의 분화능도 나타낸다. According to a preferred embodiment of the present invention, the umbilical cord stem cells of the present invention cultured in a cell culture solution containing the umbilical cord extract prepared by the above-mentioned method are cultured in a culture medium containing the umbilical cord stem cells / Immunological characteristics (see Figs. 2 to 4). The umbilical cord stem cells cultured in the serum-containing culture medium exhibit a spreading shape as the number of subculture increases, while the umbilical cord stem cells of the present invention show an increase in the number of subculture, Maintain cell morphology. In addition, as the frequency of cell passage increases, the umbilical cord stem cell of the present invention significantly increases the expression of stem cell surface antigen (CD73, CD105 and CD166) as compared with the umbilical cord stem cell cultured in the medium containing serum , And the expression of undifferentiated stem cell marker protein is also longer lasting. Meanwhile, as a result of inducing the umbilical cord stem cells of the present invention to differentiate into osteoblasts, adipocytes and muscle cells, differentiation into osteoblasts, adipocytes and muscle cells was effectively induced and markers specific to each cell were expressed . Thus, the umbilical cord stem cells of the present invention show not only the muscle cells but also the ability to differentiate into osteoblasts and adipocytes.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 근육세포로 증식되거나 또는 분화되는 활성을 나타낸다. 즉, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 줄기세포가 주입된 위치, 바람직하게는 근육 내에서 근육세포로 증식되거나 분화됨으로써 근육질환, 바람직하게는 근위축 질환, 보다 바람직하게는 근육의 결함(defects)에 의해 유발되는 다양한 근위축 질환에 대하여 치료 효능을 발휘한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the umbilical cord stem cells of the present invention exhibit activity to proliferate or differentiate into muscle cells. In other words, the umbilical cord stem cells of the present invention are proliferated or differentiated into muscle cells at the site where the stem cells are injected, preferably in the muscles, thereby to prevent muscle diseases, preferably muscular atrophy diseases, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

본 발명의 약제학적 조성물에 의해 치료되는 근위축 질환은 유전적, 병리학적 또는 물리적 원인으로 인한 근육 조직의 손상으로부터 유래한 근육질환이며, 바람직하게는 근위축증, 근무력증, 근이영양증, 근경직증, 근긴장저하, 근력약화, 근디스트로피, 근육퇴행위축, 근위축성 측삭경화증 또는 중증 근무력증이고, 보다 바람직하게는 근위축증, 근무력증, 근이영양증, 근력약화 또는 중증 근무력증이며, 가장 바람직하게는 근위축증이다. The muscle atrophy disease treated by the pharmaceutical composition of the present invention is a muscle disease derived from damage of muscle tissue due to a genetic, pathological or physical cause, and is preferably a muscle disease caused by muscular dystrophy, myasthenia gravis, muscular dystrophy, Myasthenia gravis, myasthenia gravis, muscle weakness or myasthenia gravis, and most preferably, muscular dystrophy. The present invention also relates to a method for preventing or treating at least one of muscle weakness, muscle stiffness, muscular degeneration, atrophic lateral sclerosis or myasthenia gravis.

본 명세서에서 용어 “근위축”은 근육조직의 감소 또는 근육의 퇴행을 의미하며, 근위축 질환은 근위축이 직간접적인 원인이 되어 발생하는 질병을 말한다. As used herein, the term " muscle atrophy " refers to a decrease in muscle tissue or muscle regression, and a muscle atrophy refers to a disease caused by direct or indirect causes of muscle atrophy.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 근육세포의 증식을 촉진시킨다(참조: 실시예 4 및 6). 하기의 실시예에서 입증된 바와 같이, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포를 하지현수 유발 동물에 투여한 경우 가자미근의 무게가 증가하였으며, 근육발생의 특이적 마커인 액틴 및 데스민의 발현이 증가하였다. 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포에 의한 근육세포 증식에서 기인한 것이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the umbilical cord stem cells of the present invention promote the proliferation of muscle cells (cf. Examples 4 and 6). As demonstrated in the following examples, when the umbilical cord stem cells of the present invention were administered to the hypodermic animals, the weight of the soleus muscle was increased and the expression of actin and desmin, which are specific markers of muscle development, was increased. Resulting from the proliferation of muscle cells by the umbilical cord stem cells of the present invention.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 근수축력을 증가시킨다(참조: 실시예 5). 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포를 하지현수 유발로 인해 근 수축력이 저하된 동물에 투여하였을 때, 가자미근의 강축능이 정상 대조군과 비슷한 수준으로 향상되었다.According to a preferred embodiment of the present invention, the umbilical cord stem cells of the present invention increase muscle contraction force (see Example 5). When the umbilical cord stem cells of the present invention were administered to an animal having a decreased muscle contraction ability due to induction of hippocampus, the extensor function of the soleus muscle was improved to a level similar to that of a normal control.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 근육 내 젖산 분해를 촉진시키며(참조: 실시예 7), 근섬유의 크기를 증가시킨다(참조: 실시예 9).According to a preferred embodiment of the present invention, the umbilical cord stem cells of the present invention promote the degradation of lactic acid in muscle (see Example 7) and increase the size of muscle fibers (see Example 9).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 근위축 질환 개선 또는 치료용 약제학적 조성물은 근육 내(intramuscular) 투여용 조성물이며, 상기 조성물을 근육 내에 투여하는 경우 투여된 탯줄 유래 줄기세포는 근육 내에서 근육세포의 증식 및 젖산 분해를 촉진시키고, 근섬유의 크기를 증가시키며 근수축력을 증가시킴으로써 근위축성 질환에 대해 개선 또는 치료 효능을 나타낸다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pharmaceutical composition for improving or treating atrophy of the present invention is a composition for intramuscular administration, and when the composition is administered into a muscle, Promotes muscle cell proliferation and lactate degradation, increases muscle fiber size, and increases muscle contraction, thereby improving or treating an amyotrophic disease.

본 명세서에서 용어 “약제학적 유효량”은 상술한 탯줄 유래 줄기세포의 치료 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.As used herein, the term "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to achieve the therapeutic efficacy or activity of the umbilical cord stem cells described above.

본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘, 미네랄 오일, 식염수, PBS(phosphate buffered saline) 또는 배지 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the composition of the present invention is manufactured from a pharmaceutical composition, the pharmaceutical composition of the present invention includes a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carriers to be contained in the pharmaceutical composition of the present invention are those conventionally used in the formulation and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, But are not limited to, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, mineral oil, saline, or a medium, but are not limited thereto.

본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further contain a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc. in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and preparations are described in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 비경구 투여 방식, 보다 바람직하게는 근육 내(intramuscular) 투여 또는 혈관 내 투여이다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally, and is preferably a parenteral administration method, more preferably intramuscular administration or intravascular administration.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인 투여량은 성인 기준으로 1일 당 102-1010 세포이다.The appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, . Typical dosages of the pharmaceutical compositions of this invention are 10 < 2 > -10 < 10 > cells per day on an adult basis.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into a unit dose form by formulating it using a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Or by intrusion into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions, syrups or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(ⅰ) 본 발명은 포유동물 탯줄 유래 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 근위축 질환 개선 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.(I) The present invention provides a pharmaceutical composition for improving or treating a muscle atrophy disease comprising mammalian umbilical cord stem cells as an active ingredient.

(ⅱ) 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포를 근육 내에 투여하는 경우, 투여된 줄기세포는 투여된 부위의 근육세포를 증식시키고, 근섬유 크기 및 근 수축력을 증가시킴으로써 근위축 질환의 개선 또는 치료에 유효하다.(Ii) When the umbilical cord stem cells of the present invention are administered intramuscularly, the administered stem cells are effective for the prophylaxis or treatment of muscular atrophy diseases by proliferating the muscle cells of the administered site and increasing the muscle fiber size and muscular contractility .

(ⅲ) 본 발명의 탯줄 유래 줄기세포는 혈청 대체물로서 탯줄 추출물을 포함하는 배지에서 배양하므로 우태아혈청 사용에 따른 종간 오염 등의 안전성 문제에 대한 우려없이 안전하게 임상적용이 가능하다.
(Iii) Since the umbilical cord stem cells of the present invention are cultured in a medium containing umbilical cord extract as a serum substitute, they can be safely applied to clinical applications without fear of safety problems such as interspecies contamination due to use of fetal serum.

도 1은 근위축 유발 동물모델을 확립하고 근위축 유발 여부를 확인하기 위해 근위축 유발 동물모델의 근섬유 면적을 측정하여 정상 대조군과 비교한 결과를 나타낸 그림이다.
도 2는 탯줄 추출물(Umbilical cord extract, UCE)을 첨가한 배지에서 배양한 탯줄 줄기세포의 형태를 촬영한 사진이다.
도 3은 탯줄 추출물을 첨가한 배지에서 탯줄 줄기세포를 배양할 때, 계대배양에 따라 MSCs 마커가 유지되는지 여부를 FACS 분석을 통해 확인한 그래프이다.
도 4는 탯줄 추출물을 첨가한 배지에서 탯줄 줄기세포를 배양할 때, 계대배양에 따라 ESCs 유전자의 발현이 유지되는지 여부를 PCR을 통해 확인한 결과이다.
도 5는 탯줄 추출물을 첨가한 배지에서 탯줄 줄기세포를 배양할 때, 줄기세포의 분화능이 유지되는지 여부를 PCR을 통해 확인한 결과이다
도 6은 탯줄 줄기세포의 2차원 배양 시 분비되는 싸이토카인 프로파일을 나타낸 그림이다.
도 7은 시간 별 인간 탯줄 간엽 줄기세포(human umbilical cord-mesenchymal stem cell)의 유전자 발현을 측정한 결과이다. (A) Myo D 및 Pax 3/7의 발현에 대한 웨스턴 블롯 결과, (B) 정량적 RT-PCR을 통해 측정한 mRNA 발현 레벨.
도 8은 표준화된 근육량(근육 분자량/몸무게, 식염수 그룹과 비교하여 **P<0.05, ***P<0.001, 탯줄 간엽 줄기세포 투여 후 정상생활로 돌아온 그룹과 비교하여 # P<0.05)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 탯줄 간엽 줄기세포 주사 후 1주일째에 가자미근의 강축능력을 측정한 결과이다.
도 10은 가자미근에서의 액틴 및 데스민 발현 레벨 측정 결과를 나타낸 그래프이다(식염수 그룹과 비교하여 *P=0.05, **P=0.005, 탯줄 간엽 줄기세포 투여 후 정상생활로 돌아온 그룹과 비교하여 # P= 0.05, ## P=0.005).
도 11은 간엽 줄기세포 주사 후 1주일째에 하지 현수유발 동물모델로부터 젖산축적정도를 젖산 어세이를 통해 측정한 결과를 나타낸 그래프이다(대조군과 비교하여 && P=0.05, && P<0.05, 식염수 그룹과 비교하여 **P<0.05, ***P<0.005, 탯줄 간엽 줄기세포 투여 후 정상생활로 돌아온 그룹과 비교하여 ## P<0.05).
도 12는 줄기세포 이식에 의한 근 섬유 재생 효과의 조직학적 분석 결과를 나타낸 그림이다. 근육 조직은 헤마톡시린 및 에오신(H&E)으로 염색함.
도 13은 줄기세포 이식에 의한 근 섬유 크기 변화의 측정 결과를 나타낸 그래프이다. CSA(Cross-sectional area)는 식염수 그룹보다 인간 탯줄 간엽줄기세포 투여 그룹에서 현저하게 높게 나타남(식염수 그룹과 비교하여 *P<0.05, **P<0.005, 탯줄 간엽 줄기세포 투여 후 정상생활로 돌아온 그룹과 비교하여 # P<0.05).
도 14는 인간 탯줄 간엽줄기세포 주사 1주일 후, 면역형광염색 수행 결과를 나타낸 그림이다. 데스민(적색), 인간 세포 핵(초록색), 핵(청색).
FIG. 1 is a graph showing the results of comparing the myofiber area of the muscle-induced animal model with the normal control group in order to establish an animal model to induce an atrophy-inducing animal and to confirm the induction of the atrophy.
FIG. 2 is a photograph showing the shape of umbilical cord stem cells cultured in a medium supplemented with Umbilical cord extract (UCE).
FIG. 3 is a graph showing FACS analysis of whether MSCs markers are maintained according to subculture when umbilical cord stem cells are cultured in a medium supplemented with umbilical cord extract. FIG.
FIG. 4 is a result of PCR to determine whether expression of ESCs gene is maintained according to subculture when umbilical cord stem cells are cultured in a medium supplemented with umbilical cord extract.
FIG. 5 shows the result of PCR to determine whether the ability of the stem cells to differentiate when umbilical cord stem cells were cultured in a medium supplemented with umbilical cord extract
FIG. 6 is a view showing a cytokine profile secreted upon two-dimensional culture of umbilical cord stem cells. FIG.
FIG. 7 shows the results of measurement of gene expression of human umbilical cord-mesenchymal stem cell by time. (A) Western blot results for expression of Myo D and Pax 3/7, (B) mRNA expression levels measured by quantitative RT-PCR.
Fig. 8 shows the results of a comparison of normalized muscle mass (muscle weight / weight, saline group ** P < 0.05, *** P < 0.001, # P < 0.05 compared to group returned to normality after umbilical mesenchymal stem cell administration) Fig.
FIG. 9 shows the result of measuring the strong axis ability of the soleus muscle at 1 week after injection of umbilical cord mesenchymal stem cells.
And Figure 10 is compared with the actin and desmin expression level measurement is a graph showing the results (compared with the saline group, * P = 0.05, ** P = 0.005, umbilical cord mesenchymal stem cells after administration group returned to normal life in gajamigeun # P = 0.05, ## P = 0.005).
FIG. 11 is a graph showing the lactic acid accumulation level measured from an animal model inducing an isthmus of suspension at 1 week after injection of mesenchymal stem cells through a lactate assay ( && P = 0.05, && P <0.05, saline compared to the group ** P <0.05, *** P < 0.005, as compared to after administration of umbilical cord mesenchymal stem cells group returned to normal activity ## P <0.05).
FIG. 12 is a histological analysis result of the effect of regenerating myofibers by stem cell transplantation. FIG. Muscle tissue is stained with hematoxylin and eosin (H & E).
13 is a graph showing the measurement results of changes in myofiber size due to stem cell transplantation. Cross-sectional area (CSA) was significantly higher in the human umbilical cord mesenchymal stem cell group than in the saline group (* P <0.05 compared to saline group, ** P <0.005, # P < 0.05 compared to the group).
FIG. 14 is a graph showing the results of immunofluorescence staining performed one week after injection of human umbilical cord mesenchymal stem cells. Desmin (red), human cell nucleus (green), nucleus (blue).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실시예 1: 근위축 유발 동물모델 확립 및 근위축 유발 검증Example 1: Establishment of an animal model causing an atrophy and verification of induction of atrophy

우주 미소중력 환경과 유사하게 지상에서 무부하(unloading) 환경을 만들기 위하여 특수케이지를 제작하였으며, 실험동물의 하지를 들어올려 360도 회전이 가능한 도르래의 중앙에 꼬리 길이와 비슷한 크기의 쇠줄을 인체 보정용 테이프를 사용하여 꼬리와 함께 고정시켰다. 실험동물의 몸 기울기는 실제 우주의 미소중력 환경과 유사하게 만들기 위하여 지표로부터 약 30도를 유지하였다.A special cage was made to create an unloading environment on the ground similar to the gravity environment of the universe. A lifter of 360 degrees was lifted from the bottom of the animal, Were fixed together with the tail. The body slope of the experimental animal was maintained at about 30 degrees from the surface to make it similar to the microcosmic environment of the real universe.

하지현수 2주 후 항 중력근인 가자미근을 적출하여 4% 중성 완충 포르말린에 24시간 진탕 고정한 후 조직학적 관찰을 위하여 파라핀 블록을 제작하였다. 헤마톡실린-에오신 염색 결과 근내막(endomysium)에 둘러싸여 있는 근섬유의 크기가 대조군에 비해 작아져 있고, 근섬유의 크기를 비교 측정한 결과 약 2.5배 감소하였다(도 1). 또한, 데스민과 골격근 액틴의 감소는 하지현수에 의해 근 골격이 손상되었음을 나타낸다. 이상의 결과, 우주 미소중력환경과 유사한 하지현수 모델을 확립하였고 이 동물모델을 통하여 근위축증이 유발되는 것을 검증하였다.
Two weeks after the suspension, the staphylococcus aureus was extracted and fixed in 4% neutral buffered formalin for 24 hours. The paraffin block was prepared for histological observation. Hematoxylin-eosin staining revealed that the size of the muscle fibers surrounded by the endomysium was smaller than that of the control, and the size of the muscle fibers was reduced by about 2.5 times (Fig. 1). In addition, the decrease in desmin and skeletal muscle actin indicates that the muscle skeleton is damaged by the isthmus. As a result of this study, we established a pediculence model similar to the cosmic microwave gravitational environment and verified the induction of muscular atrophy through this animal model.

실시예 2 : 세포 배양 및 실험 방법Example 2: Cell culture and experimental method

2-1. 세포 배양2-1. Cell culture

탯줄에 있는 동맥과 정맥을 제거한 후 워튼연육(Wharton's jelly) 조직을 0.5 cm3 크기로 잘라서 100 mm 디쉬에 올려놓고 α-MEM 배지를 첨가하여 2주일간 배양하였다. 배양 후 세포가 워튼연육 조직으로부터 디쉬로 자라나오면 남아있는 조직은 제거하고 세포가 70% 포화상태가 될 때까지 계속 배양하였다. 이 세포를 계대 0으로 시작하여, 0.05% 트립신-EDTA로 세포를 떼어낸 후 1x103 세포/cm2의 농도로 계대 배양 하였다. 0.3 mg/ml 탯줄 추출물(UCE)을 배지에 첨가하여 세포를 배양하였다(도 2). After removing the umbilical artery and vein, Wharton's jelly tissue was cut into 0.5 cm 3 size, placed on a 100 mm dish, and cultured with α-MEM medium for 2 weeks. After culturing, cells were grown from Wurton meat tissue to a dish, and the remaining tissue was removed and cultured until the cells reached 70% saturation. The cells were started with passage 0, the cells were removed with 0.05% trypsin-EDTA, and subcultured at a concentration of 1 × 10 3 cells / cm 2 . Cells were cultured by adding 0.3 mg / ml umbilical cord extract (UCE) to the medium (FIG. 2).

탯줄 추출물의 제조방법은 다음과 같다:The method of preparing the umbilical cord extract is as follows:

탯줄을 0.5-2.0 cm 길이로 절단하여, PBS(pH 7.0)로 2회 이상 세척한 후 약 8g의 탯줄에 약 15 ml의 PBS를 넣고 균질화(homogenization), 교반(stirring, 4℃에서 24시간) 또는 배양(incubation, 37℃에서 24시간)하였다. 4,500 rpm, 4℃에서 10분 동안 원심 분리하여 수거한 상층액을 탯줄 유래 추출물로 사용하였고, 브래드포드 분석법으로 단백질 정량을 실시하였다.The umbilical cord was cut to a length of 0.5 to 2.0 cm and washed twice with PBS (pH 7.0). Approximately 15 ml of PBS was added to about 8 g of umbilical cord and homogenized, stirred (at 4 ° C. for 24 hours) Or incubation (37 &lt; 0 &gt; C for 24 hours). The supernatant collected by centrifugation at 4,500 rpm and 4 ° C for 10 minutes was used as an umbilical cord extract, and protein quantification was carried out by Bradford assay.

2-2: FACS 분석2-2: FACS analysis

배양 중인 세포를 0.5% 트립신-EDTA을 이용하여 플라스크에서 분리시켜 D-PBS로 3회 세척한 후 세포를 3x105 세포/200 μL의 농도로 PBS에 부유시킨 후 각 항체를 10 μL씩 첨가하고 20분간 암실에서 반응시켰다. 그 후 PBS로 세포를 2회 세척하고, 동일한 PBS를 500 μL 첨가한 후 유세포분석기(FC 500; Beckman Coulter, 미국)로 측정하였다. 항체는 인간 간엽 줄기세포에서 양성을 나타내는 PE 마우스 항-인간 CD 105(BD Biosciences, MD., 미국), FITC 마우스 항-인간 CD9(BD Biosciences, MD., 미국), PE 마우스 항-인간 CD29(BD Biosciences, MD., 미국), PE 마우스 항-인간 CD166(BD Biosciences, MD., 미국), PE 마우스 항-인간 CD73(BD Biosciences, MD., 미국), PE 마우스 항-인간 HLA-ABC(BD Biosciences, MD., 미국)와 음성을 나타내는 FITC 마우스 항-인간 CD31(BD Biosciences, MD., 미국), FITC 마우스 항-인간 CD45(BD Biosciences, MD., 미국), FITC 마우스 항-인간 CD34(BD Biosciences, MD., 미국), FITC 마우스 항-인간 HLA-DR(BD Biosciences, MD., 미국)를 사용하였다(도 3).Cells in culture were separated in a flask using 0.5% trypsin-EDTA and washed three times with D-PBS. The cells were suspended in PBS at a concentration of 3 × 10 5 cells / 200 μL, and 10 μL of each antibody was added The reaction was carried out in the dark room for a minute. Cells were then washed twice with PBS, and 500 μL of the same PBS was added followed by flow cytometry (FC 500; Beckman Coulter, USA). Antibodies were detected in PE mouse anti-human CD 105 (BD Biosciences, MD., USA), FITC mouse anti-human CD9 (BD Biosciences, MD., USA), PE mouse anti-human CD29 Human CD79 (BD Biosciences, MD., USA), PE mouse anti-human CD166 (BD Biosciences, MD., USA), PE mouse anti-human CD73 Human CD34 (BD Biosciences, MD., USA), FITC mouse anti-human CD45 (BD Biosciences, MD., USA), FITC mouse anti-human CD34 (BD Biosciences, MD., USA) and FITC mouse anti-human HLA-DR (BD Biosciences, MD.

2-3: RT-PCR 분석2-3: RT-PCR analysis

각각의 FBS 또는 UCE가 포함된 배지에서 배양한 UC-MSC에 1 ml의 용해 버퍼를 첨가한 다음, 제조사의 지시에 따라 총 RNA를 분리하였다. ELPIS(Reverse transcription master premix)를 이용하여 1 μg의 RNA에서 cDNA를 합성하였다. 이 cDNA를 주형으로 사용하여 관찰 대상 유전자를 PCR 방법으로 증폭하였다(표 1). 유전자 증폭은 총 32 사이클 수행하였으며, 각 사이클은 94℃에서 30초간의 변성, 30초간의 어닐링, 72℃에서 30초간의 신장 과정으로 구성되었다. 반응 종결 후, PCR 생성물들은 전기영동 후 브롬화 에티듐으로 염색하고 자외선을 조사하여 DNA 이미지를 얻었다(도 4).
1 ml of lysis buffer was added to the UC-MSC cultured in the medium containing each FBS or UCE, and the total RNA was isolated according to the manufacturer's instructions. CDNA was synthesized from 1 μg of RNA using ELPIS (reverse transcription master premix). Using this cDNA as a template, the gene to be observed was amplified by PCR (Table 1). Gene amplification was performed for a total of 32 cycles. Each cycle consisted of denaturation at 94 ° C for 30 seconds, annealing for 30 seconds, and extension at 72 ° C for 30 seconds. After completion of the reaction, the PCR products were stained with ethidium bromide after electrophoresis and irradiated with ultraviolet light to obtain DNA images (FIG. 4).

리니지lineage 유전자 /
유전자 수납 번호
gene /
Gene storage number
방향direction 서열 (5’- 3’)The sequence (5'-3 ') 어닐링 온도
(℃)
Annealing temperature
(° C)
PCR 결과물 크기(bp)PCR product size (bp)
줄기성Stem castle Oct 4 / NM_002701Oct 4 / NM_002701 정방향Forward GAG TGA GAG GCA ACC TGG AGGAG TGA GAG GCA ACC TGG AG 6060 256256 역방향Reverse TAG CCT GGG CTA CCA AAA TGTAG CCT GGG CTA CCA AAA TG SOX 2 / NM_003106SOX 2 / NM_003106 정방향Forward AAT GCC TTC ATG GTG TGG TCAAT GCC TTC ATG GTG TGG TC 6060 357357 역방향Reverse GTT CAT GTG CGC GTA ACT GTGTT CAT GTG CGC GTA ACT GT Nanog / NM_024865Nanog / NM_024865 정방향Forward TTC TTC CAC CAG TCC CAA AGTTC TTC CAC CAG TCC CAA AG 6060 354354 역방향Reverse CAT CCC TGG TGG TAG GAA GACAT CCC TGG TGG TAG GAA GA KLF4 / NM_004235KLF4 / NM_004235 정방향Forward CCC AAT TAC CCA TCC TCC CTCCC AAT TAC CCA TCC TCC CT 6060 309309 역방향Reverse ACG GTA CTG CCT GGT CAG TTACG GTA CTG CCT GGT CAG TT 골형성Osteogenesis Collagen typeⅠ / NM_000089Collagen type I / NM_000089 정방향Forward ACC TGG TCA AAC TGG TCC TGACC TGG TCA AAC TGG TCC TG 6060 306306 역방향Reverse CGT CCT CTC TCA CCA GGA AGCGT CCT CTC TCA CCA GGA AG Osteopontin / NM_000582Osteopontin / NM_000582 정방향Forward CAT CAC CTG TGC CAT ACC AGCAT CAC CTG TGC CAT ACC AG 6060 503503 역방향Reverse CCA TGT GTG AGG TGA TGT CCCCA TGT GTG AGG TGA TGT CC ALP / BC021289ALP / BC021289 정방향Forward TGA CCT CCT CGG AAG ACA CTTGA CCT CCT CGG AAG ACA CT 6060 242242 역방향Reverse AGA CTG CGC CTG GTA GTT GTAGA CTG CGC CTG GTA GTT GT 지방세포화Local tax saturation LPL / NM_000237LPL / NM_000237 정방향Forward AAG AAC CGC TGC AAC AAT CTAAG AAC CGC TGC AAC AAT CT 6060 351351 역방향Reverse ACT GCT CCA CCA GTC TGA CCACT GCT CCA CCA GTC TGA CC Leptin / NM_000230Leptin / NM_000230 정방향Forward CAC ACA CGC AGT CAG TCT CCCAC ACA CGC AGT CAG TCT CC 6060 298298 역방향Reverse ACC ACC TCT GTG GAG TAG CCACC ACC TCT GTG GAG TAG CC FABP4 / NM_001442FABP4 / NM_001442 정방향Forward TGG AAA CTT GTC TCC AGT GAATGG AAA CTT GTC TCC AGT GAA 6060 353353 역방향Reverse GTG GAA GTG ACG CCT TTC ATGTG GAA GTG ACG CCT TTC AT 대조군Control group GAPDH / NM_002046GAPDH / NM_002046 정방향Forward GAA GGT GAA GGT CGG ACT CAGAA GGT GAA GGT CGG ACTCE 6060 448448 역방향Reverse GGA GGC ATT GCT GAT GAT CTGGA GGC ATT GCT GAT GAT CT

LPL : lipoprotein lipaseLPL: lipoprotein lipase

ALP : alkaline phosphataseALP: alkaline phosphatase

FABP4 : fatty acid binding protein 4FABP4: fatty acid binding protein 4

KLF4 : Kruppel-like factor 4
KLF4: Kruppel-like factor 4

2-4: 세포 분화2-4: cell differentiation

조골세포 분화(Osteoblast differentiation OsteoblastOsteoblast ))

세포에 0.05% 트립신-EDTA를 처리하여 배양용기로부터 분리하여 배지 내에 부유시킨 후 6-웰 플레이트에 1×105 세포/웰의 농도로 접종하고 3일 후, STEMPRO 골형성 분화 키트(Invitrogen, 미국)를 이용하여 분화를 유도하였다. 분화 유도배지는 3-4일에 한 번씩 새로운 것으로 갈아주었으며, 2주간 5% CO2, 37℃ 조건으로 배양하였다. 조골세포로의 분화를 확인하기 위하여 조골세포를 특이적으로 염색하는 알리자린 레드 S 염색시약을 사용하여 관찰하였다. 또한 RT-PCR 방법을 이용하여 조골세포의 특이적인 유전자의 발현을 확인 하였다(도 5, 표 1).
The cells were treated with 0.05% trypsin-EDTA, separated from the culture medium, suspended in the medium, inoculated at a concentration of 1 × 10 5 cells / well in a 6-well plate, and after 3 days, STEMPRO bone formation differentiation kit (Invitrogen, USA ) Was used to induce differentiation. Differentiation induction medium was changed to new one every 3-4 days and cultured for 2 weeks at 5% CO 2 and 37 ° C. In order to confirm the differentiation into osteoblasts, we observed Alizarin Red S staining reagent which specifically stained osteoblasts. In addition, RT-PCR method was used to confirm the expression of specific genes in osteoblasts (FIG. 5, Table 1).

지방세포 분화(Adipocyte differentiation ( AdipocyteAdipocyte ))

6-웰 플레이트에 1×105 세포/웰의 농도로 접종하고 3일 정도 후 과증식 (over-confluent)이 되었을 때, STEMPRO 지질형성 분화 키트(Invitrogen, 미국)를 이용하여 분화를 유도하였다. 분화 유도배지는 3-4일에 한 번씩 새 배지로 교환하였으며, 2주간 5% CO2, 37℃ 조건에서 배양하였다. 지방조직의 지방소포(lipid droplet)의 발현 양상을 확인하기 위해 오일-레드 O 염색을 시행하여 관찰하였다. 또한, RT-PCR 방법을 이용하여 지방세포의 특이적인 유전자의 발현을 확인하였다(도 5, 표 1). Differentiation was induced using a STEMPRO lipid-derived differentiation kit (Invitrogen, USA) when inoculated at a concentration of 1 × 10 5 cells / well in a 6-well plate and became over-confluent after 3 days. Differentiation induction medium was replaced with new medium once every 3-4 days and cultured for 2 weeks at 5% CO 2 and 37 ° C. To confirm the expression pattern of lipid droplets in adipose tissue, oil - red O staining was performed. In addition, expression of specific genes of adipocytes was confirmed by RT-PCR (FIG. 5, Table 1).

2-5 : 사이토카인 어레이2-5: Cytokine array

RayBio 인간 사이토카인 어레이 V 키트(RayBiotech, 미국)의 제조사 지시에 따라 탯줄 추출물에 존재하는 사이토카인을 분석하였다. 본 실험에서 사용한 어레이 멤브레인은 507개의 다른 성장인자/사이토카인을 분석할 수 있다. 간략히 설명하면, 바이오틴을 탯줄 추출물에 첨가하여 실온에서 30분 동안 반응하여 바이오틴-라벨링 탯줄추출을 준비하였다. 어레이 멤브레인을 1시간동안 실온에서 블로킹 버퍼를 이용하여 블로킹 한 후, 버퍼 제거 후 바이오틴-라벨링 탯줄 추출물을 실온에서 2시간 반응하였다. 그 후 세척 버퍼로 3회 세척하고, 블로킹 버퍼에 HRP-결합 스트렙타비딘을 1:500으로 희석 후 실온에서 2시간 반응하였다. 세척 버퍼로 3회 세척 후 검출 버퍼를 처리하고, 화학발광 검출 시스템으로 관찰하였다. 얻은 닷 블롯 이미지는 Multi Gauge V3.0 프로그램을 이용하여 사이토카인 발현양을 분석 하였다(도 6).The cytokines present in the umbilical cord extract were analyzed according to the manufacturer's instructions of the RayBio human cytokine array V kit (RayBiotech, USA). The array membrane used in this experiment can analyze 507 different growth factors / cytokines. Briefly, biotin was added to the umbilical cord extract and reacted at room temperature for 30 minutes to prepare biotin-labeled umbilical cord extract. The array membrane was blocked for 1 hour at room temperature using a blocking buffer, and then the biotin-labeled umbilical cord extract was reacted at room temperature for 2 hours after buffer removal. Then, the cells were washed three times with washing buffer, diluted 1: 500 with HRP-conjugated streptavidin in blocking buffer, and reacted at room temperature for 2 hours. After washing three times with wash buffer, the detection buffer was treated and observed with a chemiluminescence detection system. The obtained dot blot image was analyzed for the amount of cytokine expression using the Multi Gauge V3.0 program (Fig. 6).

실시예Example 3: 줄기세포의 근육  3: Muscle of stem cells 분화능Ability to distinguish 확인 Confirm

줄기세포의 근육세포 분화능을 확인하기 위하여 5-아자시티딘 (sigma-Aldrich, 미국) 10 μM을 배양 중인 줄기세포에 시간별로 처리하고 근육 분화의 특이적인 마커인 MyoD1(Myoblast determination protein 1), Pax3/7(Paired box gene 3/7 protein) 단백질 발현을 확인하였다. 유전자 수준에서 확인하기 위하여 동일한 시간에 처리한 샘플을 가지고 근육발생의 특이적인 마커인 데스민, MHC(Myosin heavy chain), NKX2.5(Homeobox protein NK-2 homolog E)를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. 시간이 지남에 따라 MyoD1, Pax3/7은 약 2.1배 정도 증가하는 것을 확인하였으며 유전자 수준에서도 근육 특이적인 유전자들의 증가는 줄기세포가 근육세포로 분화 가능함을 확인하였다(도 7).To confirm the ability of stem cells to differentiate into muscle cells, 10 μM 5-azacytidine (Sigma-Aldrich, USA) was added to the cultured stem cells over time and MyoB1 (Myoblast determination protein 1), Pax3 / 7 (Paired box gene 3/7 protein) protein expression. RT-PCR was performed using desmin, MHC (Myosin heavy chain), and NKX2.5 (Homeobox protein NK-2 homolog E), which are specific markers of muscle development, Respectively. Over time, MyoD1 and Pax3 / 7 increased about 2.1-fold, and the increase of muscle-specific genes at the gene level confirmed that the stem cells could differentiate into muscle cells (FIG. 7).

실시예Example 4: 줄기세포 이식에 따른 가자미근의 무게 변화 측정 4: Measurement of the weight change of the soleus muscle by stem cell transplantation

하지현수 유발 후 각 실험군 별로 몸무게와 가자미근의 무게를 측정하였다. 측정된 무게를 기준으로 몸무게에 대비하여 가지미근 무게 변화를 분석하였다.After weighing, weighed and weighed weights were measured for each experimental group. Based on the measured weights, the changes in the weight of the legs were analyzed in relation to the weight.

실험동물은 5주령 SD-rat 암컷을 사용하였으며 2주일의 하지현수 유도 기간을 거친 뒤, 탯줄 유래 줄기세포(umbilical cord-derived MSC), 지방 유래 줄기세포(adipose-derived MSC), 골수 유래 줄기세포(bone Marrow-derived MSC)를 1 × 106 세포/100 ㎕를 식염수에 현탁하여 0.25 mm (31G) × 8 mm(Insulin syringe, BD ULtra-Fine II) 주사기에 넣고, 줄기세포의 이동거리를 감안하여 비복근(gastronemius muscle) 사이에 아래와 위로 두 번 주사하였다.Five-week-old SD-rat females were used. After 2 weeks of induction period, umbilical cord-derived MSCs, adipose-derived MSCs, bone marrow-derived stem cells 1 × 10 6 cells / 100 μl of bone marrow-derived MSC were suspended in saline and placed in a syringe of 0.25 mm (31 G) × 8 mm (Insulin syringe, BD ULtra-Fine II) And injected twice between the gastronemius muscle and below.

하지현수 유발 후 각 실험군 별로 몸무게와 가자미근의 무게를 측정하고, 측정된 무게를 기준으로 몸무게에 대비하여 가지미근 무게 변화를 분석하였다.After weighing, weighed and weighed weights were measured for each experimental group, and weighed weight changes were measured against the weight based on the measured weights.

실험결과, 하지현수 유발 동물에 식염수(Saline)를 투여한 경우, 정상생활을 한 그룹보다 가자미근의 무게가 약 2배 정도 감소하였다. 줄기세포 투여 2주 후 무게 변화가 뚜렷이 관찰되지는 않았지만 줄기세포 투여 후 정상생활을 한 그룹이 줄기세포를 투여하지 않고 정상생활을 한 그룹보다 가자미근의 무게가 더 증가하였다(도 8). As a result, when the saline solution was administered to the hypodermic animals, the weight of the soleus muscle was reduced to about twice that of the normal group. After 2 weeks of stem cell administration, no significant change in weight was observed. However, the weight of the soleus muscle was increased more than that of the group that did not receive stem cells and received a normal life after stem cell administration (FIG. 8).

실시예Example 5: 줄기세포 이식에 따른  5: Stem cell transplantation 근수축력Muscle contraction force 증가 increase

실험동물의 가자미근을 적출한 뒤 힘줄을 수술용 봉합사로 최대한 근육 쪽에 고정하고 생리식염수에 임시 보관하였다. 적출한 근육은 산소가 공급되는 생리식염수가 담긴 알루미늄 실험용 근 수조에 넣고, 온도가 25℃로 유지하도록 하였으며 봉합사로 연결된 근육의 한쪽을 미동나사에 연결하여 최대 근력이 나오는 적정 길이를 결정할 수 있도록 하였다. 근 수조 안쪽에 근육 양 옆으로 백금 전극을 설치하고 DCM(Dynamic Muscle Control, solwood Enterprise, Inc.) 소프트웨어를 이용하여 듀얼-모드 Laver Arm 시스템(Aurora scientific, Inc.)과 Grass S48 stimulator(Grass Instrument)를 통하여 백금 전극에 자극이 전달되어 가자미근이 근 수축 운동을 할 수 있도록 하였다. 자극에 의한 강축 능력(tetanic force)은 변환기(Aurora 300B-LR motor)를 통하여 전기신호로 전환된 후 컴퓨터에 입력되어 DMA(Dynamic Muscle Analysis, Solwood Enterprise, Inc.) 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 줄기세포를 이식한 군의 가자미근의 강축능이 대조군과 비슷하게 향상된 것을 확인하였다(도 9). After removing the spermatic muscle of the test animal, the tendons were fixed to the muscle as much as the surgical suture and temporarily stored in physiological saline solution. The extracted muscle was placed in an aluminum laboratory bath containing oxygenated saline solution and maintained at a temperature of 25 ° C. One of the muscles connected by a suture was connected to a fine screw to determine the optimum length for maximum muscle strength . A dual-mode Laver Arm system (Aurora scientific, Inc.) and a Grass S48 stimulator (Grass Instrument) were installed using DCM (Dynamic Muscle Control, solwood Enterprise, Inc.) software, The stimulus was transmitted to the platinum electrode through the spermatocyte to allow the muscle to contract. The tetanic force due to stimulation was converted to an electrical signal through a transducer (Aurora 300B-LR motor) and then input to a computer and analyzed using DMA (Dynamic Muscle Analysis, Solwood Enterprise, Inc.) software. As a result, it was confirmed that the strong axis ability of the soleus muscle of the group transplanted with stem cells was improved similarly to the control group (Fig. 9).

실시예Example 6: 줄기세포에 의한 근육 특이적 유전자 발현 확인 6: Identification of muscle-specific gene expression by stem cells

줄기세포 투여 후 정상 생활을 하는 군과 다시 하지현수를 유발하는 군으로 나누었으며 대조군으로 줄기세포를 투여하지 않고 정상생활을 하는 군으로 실험을 진행하였다. 식염수를 투여한 대조군에 비해 줄기세포 투여 후 2주 동안 하지현수를 유지한 실험군에서 근육발생의 특이적인 마커인 액틴 및 데스민의 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 투여한 줄기세포 모두 근육 재생 효과를 나타냈지만, 그 중 탯줄 유래 줄기세포에서 현저한 근육 재생 효과가 나타났다. 줄기세포 투여 후 정상생활을 유지한 그룹에서도 근육 회복 정도가 빠르게 나타났으며 이는 중력의 영향을 받아 위축 되었던 근육이 다시 수축 이완작용을 통하여 본래의 기능으로 되돌아간 것을 의미한다. 줄기세포 투여없이 정상생활을 유지한 그룹에서도 근육 회복 능력을 나타냈지만 줄기세포를 투여한 그룹보다 액틴 및 데스민의 발현양은 낮게 나타났다(도 10).  The stem cells were divided into the normal group and the non - stem cell group. The control group was a normal group without stem cells. The expression of actin and desmin, which are specific markers of muscle development, was increased in the experimental group that maintained the hypothalamus for 2 weeks after administration of the stem cells compared to the control group administered with saline solution. Although all of the treated stem cells showed muscle regeneration effect, remarkable muscle regeneration effect was observed in the umbilical cord stem cells. In the group that maintained normal life after stem cell administration, the degree of muscle recovery rapidly appeared, which means that the muscles contracted by gravity were restored to their original function through contraction and relaxation. Even in the group that maintained normal life without stem cell administration, the expression of actin and desmin was lower than that of the group treated with stem cells (Fig. 10).

실시예Example 7: 줄기세포 이식에 의한 젖산 분해 효과 확인 7: Identification of lactic acid degradation by stem cell transplantation

줄기세포 이식은 위축된 근육을 재생시키는데 이로 인해 축적된 젖산이 분해되고 젖산으로 인한 근육의 피로가 제거될 것으로 예상된다. 줄기세포 이식에 의한 젖산 분해 효과를 확인하기 위해 하지 현수유발 동물모델에서 젖산축적정도를 젖산 어세이를 이용하여 확인하였고, 사용된 샘플의 부피(SV, sample volume)를 젖산 양(La, Lactate acid amount)으로 나누어 분석하였다. 젖산의 함량은 하지현수 유발 후에 대조군에 비해 약 2배 정도 축적되는 것으로 나타났으며, 식염수 투여 1주일 후에는 3배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 식염수 그룹에 비해 탯줄 유래 줄기세포를 투여한 그룹에서 약 0.5배, 지방 유래 줄기세포와 골수 유래 줄기세포를 투여한 그룹에서는 약 0.6배 정도 젖산의 함량이 감소하는 양상을 나타냈다(도 11). Stem cell transplantation regenerates atrophied muscle, which is expected to break down accumulated lactic acid and eliminate muscle fatigue due to lactic acid. In order to confirm the effect of lactic acid degradation by stem cell transplantation, the lactic acid accumulation level was checked in an animal model induced by suspension culture, and the volume (SV, sample volume) of the sample used was determined by the amount of lactic acid (La, Lactate amount). The amount of lactic acid accumulated about 2 times as much as that of the control group after the induction of the hypothalamus and increased about 3 times after one week of saline administration. On the other hand, the content of lactic acid was decreased by about 0.5 times in the group treated with umbilical cord stem cells compared with that in the saline group, and about 0.6 times in the group administered with adipose derived stem cells and bone marrow derived stem cells (FIG. 11) .

실시예Example 8: 줄기세포에 의한 근 섬유 재생의 조직학적 분석 8: Histological analysis of muscle fiber regeneration by stem cells

하지현수 유발 후 근위축의 줄기세포 치료 효과를 조직학적으로 분석하였다. H&E 염색 결과, 하지현수 유발 그룹에서 근섬유의 크기가 작아진 것을 관찰할 수 있으며 특이적으로 줄기세포를 투여한 그룹에서 근 섬유 크기가 증가하였으며 밀도도 높게 나타났다. 줄기세포 종류별로는 지방조직 유래 줄기세포투여 2주 후 근섬유 크기가 커지면서 밀집되어 있는 것을 볼 수 있으나 여전히 근내막(endomysium)이 정상 조직에 비해 넓게 퍼져있고, 위성세포(satellite cell)에 의해 재생되는 조직의 밀도는 높지 않은 것으로 확인되었다. 골수 유래 줄기세포를 투여한 그룹에서는 지방조직 유래 줄기세포를 투여한 그룹보다 근 섬유의 크기가 커진 것을 확인할 수 있다. 그러나 투여 2주 후에 위성세포에 의한 근육 재생은 관찰되지 않았다. 반면 탯줄 유래 줄기세포를 투여한 그룹은 초기 투여 1주부터 위성세포에 의해 재생 중인 근육의 수가 많으며, 2주 후에는 손상된 근육을 파괴하고 재생하는 근육의 모습을 보이고 있다. 탯줄 유래 줄기세포투여 후 정상생활을 유지한 그룹은 다른 줄기세포에 비해 근 섬유의 재생 빈도가 매우 높게 나타났다(도 12). Histopathologic analysis of the effect of stem cell stimulation on muscle atrophy was performed. As a result of H & E staining, it was observed that the size of muscle fibers was decreased in the induction group, and the muscle fiber size was increased and the density was also high in the group to which the stem cells were specifically injected. According to the type of stem cells, the size of the muscle fibers is increased after 2 weeks of adipose tissue-derived stem cells, but the endomysium is spread more widely than the normal tissue, and is regenerated by satellite cells The density of the tissue was not found to be high. In the group treated with bone marrow-derived stem cells, the size of muscle fibers was larger than that of the group administered with adipose tissue-derived stem cells. However, muscle regeneration by satellite cells was not observed after 2 weeks of administration. On the other hand, the group treated with umbilical cord stem cells showed a large number of muscles being regenerated by satellite cells from the first week of administration, and muscles showing destruction and regeneration of injured muscles after two weeks. The group that maintained normal life after umbilical cord stem cell administration showed a higher frequency of muscle fiber regeneration than other stem cells (FIG. 12).

실시예Example 9: 줄기세포에 의한 근 섬유 크기 변화 측정 9: Measurement of muscle fiber size change by stem cells

근위축증의 줄기세포 치료효과를 확인하기 위하여 하지현수 후 나타나는 근 섬유 크기 변화를 측정하였다. 조직 염색을 통해 육안으로 확인된 근섬유의 크기를 정량적으로 측정하기 위하여 이미지 J 프로그램을 이용, 각 군당 임의로 100개의 근섬유의 크기를 측정하여 분석하였다. 탯줄 유래 줄기세포를 투여한 경우, 식염수에 비해 약 1.7배, 지방 유래 줄기세포를 투여한 경우에는 1.1배, 골수 유래 줄기세포를 투여한 경우에는 1.3배 정도 근섬유 크기가 증가하였다(도 13). 또한, 줄기세포 투여 후 정상 생활을 유지한 그룹들은 오차 범위 내에서 비슷한 증가를 나타냈다. 이러한 결과는 조직학 분석 결과와 유의성을 가지고 있으며, 근 섬유 크기 증가는 위성세포의 활동으로 인해 근 섬유가 재생하고 있음을 나타낸다. 또한, 근육의 단면적은 근육의 힘을 결정하는 중요한 요인 가운데 하나이며, 근력에 작용하는 근육의 단면적과 근육이 발휘하는 힘 사이에 상관관계가 있다고 하는 것이 일반적이며, 근육 1 cm2가 발휘하는 생리적인 힘은 4-6 kg 으로서 근육의 단면적이 증가하면 근육의 힘 또한 증가하게 된다. 근육의 단면적이 클수록 더욱 많은 힘을 발휘할 수 있는 것은 근수축의 성분인 액틴과 미오신의 풍부한 양으로 인하여 근 수축을 위한 연결교(cross bridge) 작용이 충분하게 형성될 수 있기 때문이다. In order to confirm the effect of the stem cell treatment of muscular dystrophy, changes in the muscle fiber size after the hip flexion were measured. To quantitatively measure the size of muscle fibers visually identified through tissue staining, the size of 100 muscle fibers was randomly measured and analyzed using the Image J program. When the umbilical cord stem cells were administered, the size of the muscle fibers increased by about 1.7 times as compared with saline, 1.1 times as much as when administered with fat-derived stem cells, and 1.3 times as much as with bone marrow-derived stem cells (FIG. In addition, groups that remained normal after stem cell administration showed similar increases within the error range. These results are in agreement with the results of histological analysis, and increase in muscle fiber size indicates that muscle fibers are regenerating due to the activity of satellite cells. In addition, the physiological that is one of the cross-sectional area of muscle is an important factor in determining the strength of the muscle, between the cross-sectional area and muscle of the muscle to act on the muscular strength exerted force that is common to that there is a correlation, the muscles 1 cm 2 demonstrated The muscle strength is 4-6 kg, and muscle strength increases as the muscle cross-sectional area increases. The greater the cross-sectional area of the muscle, the more force can be exerted because of the abundant amount of actin and myosin, which are components of muscle contraction, so that a cross bridge action for muscle contraction can be sufficiently formed.

실시예Example 10:  10: 면역형광염색을Immunofluorescent staining 통한 줄기세포 확인 Identification of stem cells through

조직학 분석을 위해 제작한 샘플을 이용하여 면역 형광 염색을 실시하였다. 실제로 투여한 줄기세포가 작용하는지 확인하기 위하여 FITC가 라벨링된 인간 핵 항체를 사용하였으며, 근 섬유의 위축 또는 재생 정도를 확인하기 위하여 데스민 항체를 사용하여 면역형광염색을 실시하였다. 하지현수 2주 후 근섬유는 크기가 약 1/4 정도까지 줄어들면서 구조적으로는 매우 불규칙한 형태를 나타내는 것을 확인하였다. 이는 하지현수에 의해 근위축이 발생한 것이며 줄기세포를 투여한 그룹에서는 손상된 근섬유뿐만 아니라 재생되어 원래 모양의 근 섬유로 회복되는 구조도 확인되었다. 면역형광염색 결과, 줄기세포를 투여한 그룹에서만 위성세포가 위치한 기저판(basal lamina) 밑에서 형광이 관찰되었는데 이러한 결과는 줄기세포가 실험동물의 위성세포를 도와 근 재생을 유도하는 것으로 생각된다(도 14).
Immunofluorescent staining was performed using samples prepared for histological analysis. FITC - labeled human nuclear antibody was used to confirm whether the actually administered stem cells acted. Immunofluorescent staining was carried out using desmin antibody to confirm the degree of atrophy or regeneration of muscle fibers. After 2 weeks, the muscle fiber was reduced to about 1/4 of the size, and the structure was very irregular. It was confirmed that the muscular atrophy was caused by the hypothalamus, and in the group treated with stem cells, not only the damaged muscle fibers but also the regenerated muscle fibers were restored to their original shape. As a result of immunofluorescence staining, fluorescence was observed under the basal lamina in which the satellite cells were located only in the group to which the stem cells were administered. This result suggests that the stem cells induce muscle regeneration by supporting the satellite cells of the experimental animals (Fig. 14 ).

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (18)

(a) 포유동물 탯줄 유래 줄기세포의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 근위축 질환 개선 또는 치료용 약제학적 조성물.
(a) a pharmaceutically effective amount of mammalian umbilical cord stem cells; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier.
제 1 항에 있어서, 상기 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 중간엽 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the mammalian umbilical cord stem cells are mesenchymal stem cells.
제 1 항에 있어서, 상기 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 (i) CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 및 HLA(human leukocyte antigen)-ABC로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 표면항원에 대하여 양성의 면역학적 특성; 및 (ⅱ) 표면 항원인 CD31, CD34 및 CD45로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 표면항원에 대하여 음성의 면역학적 특성을 가지며, 그리고 (ⅲ) Oct4, Sox2, KLF4 및 Nanog로 구성된 군으로부터 선택되는 미분화 줄기세포 표지 단백질의 최소 1종을 발현하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The mammalian umbilical cord stem cell according to claim 1, wherein said mammalian umbilical cord stem cells are (i) positive for at least one surface antigen selected from the group consisting of CD9, CD29, CD73, CD105, CD166 and human leukocyte antigen Immunological characteristics; And (ii) have negative immunological properties against at least one surface antigen selected from the group consisting of surface antigens CD31, CD34 and CD45, and (iii) selected from the group consisting of Oct4, Sox2, KLF4 and Nanog Wherein the stem cell is a stem cell that expresses at least one undifferentiated stem cell marker protein.
제 1 항에 있어서, 상기 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 액티빈 A(activin A), ALCAM(activated leukocyte cell adhesion molecule), 안지오제닌(Angiogenin), CV-2(Crossveinless-2), 데코린(Decorin), Dkk-1(Dickkopf-related protein-1), Dkk-3, EDA-A2(Ectodysplasin A2), EMAP-Ⅱ( Endothelial-monocyte-activating polypeptide-Ⅱ), FGF-7(Epidermal growth factor-7), KGF(Keratinocyte growth factor), 엔도텔린(Endothelin), FGF-16, FSL1(Follistatin-like 1), 갈렉틴-3(Galectin-3), GCSF(Granulocyte colony-stimulating factor), GDF-15(Growth differentiation factor 15), GPC3(Glypican 3), GPC5(Glypican 5), GM-CSF(Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), GRO(growth-related oncogene), GRO-a, HGF(Hepatocyte growth factor), IGFBP-1(IGF binding protein 1), IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IGF-Ⅰ, IL-2 수용체 알파(Interleukin 2 receptor alpha), IL-6, IL-8, IL-12 수용체 베타 2, IL-13 수용체 알파 1, IL-15, IL-15 수용체 알파, IL-16, IL-23, IL-28A, 인히빈 B(Inhibin B), I-TAC(Interferon-inducible T-cell alpha chemoattractant), LTBP1(Latent TGF-beta bp1), LIF(Leukaemia inhibitory factor), LRP-6(low density lipoprotein receptor-related protein 6), MCP-1(monocyte chemotactic protein-1), MCP-3, MIF(Macrophage migration inhibitory factor), MIP-1a, MIP 2(Macrophage inflammatory protein 2), MMP-1(matrix metalloproteinases-1), MMP-3, MMP-10, 니도겐-1(Nidogen-1), OPG(Osteoprotegerin), TNFRSF11B(tumor necrosis factor receptor superfamily member 11B), 펜트락신3(Pentraxin3), PGRN(Progranulin), sFRP-4(Secreted frizzled-related protein 4), sgp130(soluble glycoprotein 130), Siglec-9(sialic acid binding immunoglobulin-like lectin 9), Smad 4(Sma and Mad related proteins 4), SPARC(secreted protein acidic and rich in cysteine), TFPI(tissue factor pathway inhibitor-1), TSP(Thrombospondin), TSP-1, TIMP-1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1), TIMP-2, TIMP-3, uPA(urokinase type plasminogen activator), uPAR(urokinase plasminogen activator receptor) 및 VEGF(vascular endothelial growth factor)로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질, 보다 바람직하게는 액티빈 A(activin A), EDA-A2(Ectodysplasin A2), GRO, IGFBP-7(IGF binding protein 7), IL-6(Interleukin 6), MIP 2(Macrophage inflammatory protein 2), TSP(Thrombospondin), TSP-1, TIMP-1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1) 및 TIMP-2로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The method of claim 1, wherein the mammalian umbilical cord stem cells are selected from the group consisting of activin A, activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM), angiogenin, CV-2 (Crossveinless-2), decolin (DEC-1), Dkk-3, EDTA-A2 (Ectodysplasin A2), EMT-II (Endothelial-monocyte-activating polypeptide-II), FGF-7 (Epidermal growth factor- ), KGF (Keratinocyte growth factor), Endothelin, FGF-16, FSL1 (Follistatin-like 1), Galectin-3, GCSF (Granulocyte colony-stimulating factor) Growth differentiation factor 15), GPC3 (Glypican 3), GPC5 (Glypican 5), GM-CSF (Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), GRO (growth-related oncogene), GRO- IGFBP-1, IGFBP-1, IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IGF-I, Interleukin 2 receptor alpha, IL- IL-16 receptor IL-8, IL-12 receptor beta 2, IL-13 receptor alpha 1, IL-15, IL-28A, Inhibin B, Interferon-inducible T-cell alpha chemoattractant, LTBP1, Leukaemia inhibitory factor (LIF), LRP-6 (low density lipoprotein receptor -related protein 6), MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1), MCP-3, MCP (macrophage migration inhibitory factor), MIP-1a, MIP2 (macrophage inflammatory protein 2) ), MMP-3, MMP-10, Nidogen-1, OPG, TNFRSF11B, Pentraxin3, 4 (secreted frizzled-related protein 4), sgp130 (soluble glycoprotein 130), Siglec-9 (sialic acid binding immunoglobulin-like lectin 9), Smad 4 (Sma and Mad related proteins 4), SPARC TIMP-2, TIMP-3, uPA (urokinase type plasminogen activator), uPAR-1, TSP-1, tissue inhibitor of metalloproteinases 1, (urokinase plasminogen ac IGFBP-7 (IGF-binding protein 7), and more preferably a protein selected from the group consisting of TGF-κB, tivator receptor and vascular endothelial growth factor (VEGF), more preferably activin A, Ectodysplasin A2, GRO, , IL-6 (Interleukin 6), MIP 2 (Macrophage inflammatory protein 2), TSP (Thrombospondin), TSP-1, tissue inhibitor of metalloproteinases 1 and TIMP- Wherein the stem cell is a stem cell.
제 4 항에 있어서, 상기 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 2차원 배양 시 액티빈 A, 안지오제닌, 데코린, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, FGF-7, KGF, 엔도텔린, FSL1, GCSF, GDF-15, GPC3, GPC5, GRO, IGFBP-3, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IGF-Ⅰ, IL-2 수용체 알파, IL-6, IL-8, IL-12 수용체 베타 2, IL-13 수용체 알파 1, IL-15, IL-15 수용체 알파, IL-16, IL-23, IL-28A, LRP-6, MCP-1, MCP-3, MIP-1a, MIP 2, TNFRSF11B, 펜트락신3, PGRN, sFRP-4, sgp130, Siglec-9, Smad 4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2 및 TIMP-3로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
5. The method according to claim 4, wherein said mammalian umbilical cord stem cells are selected from the group consisting of actin A, angiogenin, decoline, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, FGF-7, KGF, endothelin, IGF-I, IL-2 receptor alpha, IL-6, IL-6, IGFBP-4, IGFBP-6, IGFBP-rpl, IGFBP-7, FSL1, GCSF, GDF-15, GPC3, GPC5, GRO, IGFBP- IL-15 receptor alpha, IL-16, IL-23, IL-28A, LRP-6, MCP-1, MCP-3, MIP-1a, MIP2, TNFRSF11B, pentactaxin 3, PGRN, sFRP-4, sgp130, Siglec-9, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2 and TIMP- &Lt; / RTI &gt; wherein the stem cell is a stem cell that secretes a protein selected from the group consisting of:
제 4 항에 있어서, 상기 포유동물 탯줄 유래 줄기세포는 3차원 배양 시 액티빈 A, ALCAM, CV-2, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, EMAP-Ⅱ, 엔도텔린, FGF-16, 갈렉틴-3, GCSF, GDF-15, GM-CSF, GRO, GRO-a, HGF, IGFBP-1, IGFBP-rp1, IGFBP-7, IL-6, IL-8, 인히빈 B, I-TAC, LTBP1, LIF, MCP-1, MCP-3, MIF, MIP-1a, MIP 2, MMP-1, MMP-3, MMP-10, 니도겐-1, PGRN, sgp130, Smad 4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1, TIMP-2, uPA, uPAR 및 VEGF로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 분비하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
4. The method according to claim 4, wherein said mammalian umbilical cord stem cells are selected from the group consisting of actin A, ALCAM, CV-2, Dkk-1, Dkk-3, EDA-A2, EMAP-II, endothelin, FGF-16 IGFBP-7, IL-6, IL-8, Inhibin B, IGFBP-1, IGFBP- TAC, LTBP1, LIF, MCP-1, MCP-3, MIF, MIP-1a, MIP2, MMP-1, MMP-3, MMP-10, , TSP-1, TIMP-1, TIMP-2, uPA, uPAR and VEGF.
제 4 항에 있어서, 상기 포유동물의 탯줄 유래 줄기세포는 2차원 및 3차원 배양시 액티빈 A, Dkk-1, EDA-A2, GDF-15, GRO, IGFBP-7, IL-6, MCP-1, MIP 2, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1 및 TIMP-2로 구성된 군으로부터 선택되는 단백질을 공통으로 분비하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The method according to claim 4, wherein the umbilical cord stem cells of the mammal are selected from the group consisting of actin A, Dkk-1, EDA-A2, GDF-15, GRO, IGFBP-7, IL- 1, MIP2, Smad4, SPARC, TSP, TSP-1, TIMP-1 and TIMP-2.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 포유동물 탯줄의 워튼연육(Wharton's jelly) 조직으로부터 유래된 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the stem cells are derived from Wharton's jelly tissue of the mammalian umbilical cord.
제 1 항에 있어서, 상기 근위축 질환은 근위축증, 근무력증, 근이영양증, 근경직증, 근긴장저하, 근력약화, 근디스트로피, 근육퇴행위축, 근위축성 측삭경화증 또는 중증 근무력증인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the atrophic disease is at least one selected from the group consisting of muscular atrophy, myasthenia gravis, muscular dystrophy, muscular weakness, muscle weakness, muscle stiffness, muscular degeneration atrophy, amyotrophic lateral sclerosis or myasthenia gravis.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 비경구 투여용인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
2. The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the composition is for parenteral administration.
제 10 항에 있어서, 상기 비경구 투여는 근육 내(intramuscular) 투여 또는 혈관 내 투여인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
11. The pharmaceutical composition according to claim 10, wherein the parenteral administration is intramuscular administration or intravascular administration.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 근육세포의 증식을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the stem cell promotes proliferation of muscle cells.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 근수축력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the stem cells increase muscle contraction.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 근육 내 젖산 분해를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the stem cell promotes lactic acid degradation in muscle.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 근섬유의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the stem cells increase the size of muscle fibers.
제 1 항에 있어서, 상기 줄기세포는 탯줄 추출물을 포함하는 세포 배양액에서 배양된 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the stem cells are cultured in a cell culture solution containing a umbilical cord extract.
제 16 항에 있어서, 상기 탯줄 추출물은 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물:
(a) 탯줄을 절단하는 단계;
(b) 상기 절단된 탯줄을 완충액에 넣는 단계;
(c) 상기 단계 (b)의 결과물을 교반하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)의 결과물을 원심분리하여 탯줄 추출물로서 상층액을 수득하는 단계.
17. The pharmaceutical composition according to claim 16, wherein the umbilical cord extract is prepared by a method comprising the steps of:
(a) cutting the umbilical cord;
(b) inserting the amputated umbilical cord into a buffer;
(c) stirring the result of step (b); And
(d) centrifuging the result of step (c) to obtain a supernatant as a umbilical cord extract.
제 1 항에 있어서, 상기 포유동물은 인간, 돼지, 말, 소, 마우스, 랫트, 햄스터, 토끼, 염소 또는 양인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.2. The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the mammal is a human, a pig, a horse, a cow, a mouse, a rat, a hamster, a rabbit, a goat or a sheep.
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