KR20150049041A - Method for culturing adiposed derived stem cell - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a culturing method for adipose-derived stem cells separated from human body. According to the present invention, the culturing method for adipose-derived stem cells separated from adipose tissue of the human body is a culturing method by completing a primary culturing step and a subculturing step under hypoxia conditions of the low density of oxygen than atmospheric air conditions. The primary culturing step is configured to seed and culture stem cells in first culture media comprising aqueous nutrient media containing glucose, blood plasma separated from the human body, platelet-rich plasma irradiated with visible light rays, and a first additive, and the subculturing step is configured to seed and culture stem cells after completing the primary culturing step in second culture media comprising nutrient media, bovine serum mixed by a ratio of 1 to 5 wt% of the nutrient media, and a second additive.

Description

지방유래 줄기세포 배양방법{Method for culturing adiposed derived stem cell}[0001] The present invention relates to a method for culturing adipose derived stem cells,

본 발명은 줄기세포 배양방법에 관한 것으로서, 특히 성체줄기세포 중 하나로서 인체로부터 분리된 지방조직에서 추출된 줄기세포를 초대배양 및 계대배양을 통해 분화 및 증식시키기 위한 지방유래 줄기세포 배양방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for culturing stem cells, and more particularly, to a method for culturing adipose derived stem cells for differentiation and proliferation of stem cells extracted from adipose tissue isolated from a human body as one of adult stem cells through primary culture and subculture will be.

줄기세포는 조직이나 기관의 분화된 세포들 사이에 존재하는 미분화 세포로서, 끊임없이 스스로 증식하는 자가재생능력(Self Renewal)과 신체내의 모든 조직세포로 분화할 수 있는 능력(Differentiation to specific tissue)을 가진 만능세포이다.Stem cells are undifferentiated cells that exist between differentiated cells in tissues or organs, and they have self-renewal ability (Self Renewal) and differentiation to specific tissues in the body It is a universal cell.

성체줄기세포는 조혈모세포, 중간엽줄기세포, 신경모세포, 상피모세포 등이 존재하는데, 조혈모세포의 경우 혈구 및 임파구를 생산할 수 있는 모세포로서 혈액암을 포함한 면역계 질환 치료에 도움이 되며, 중간엽 줄기세포의 경우 뼈, 연골, 지방 및 섬유조직으로 분화되며 각 조직이 손상되었을 때 이들의 회복에 관여한다. 그러나 이러한 성체 줄기세포는 각각의 조직에 소량 존재하며 수년간 분열 혹은 증식을 하지 않고 잠잠하게 지내기도 한다. 즉, 줄기세포라 함은 이러한 분화능력은 가지고 있으나, 아직 분화는 일어나지않은 '미분화 세포'를 말한다. 이렇게 미분화된 상태에서 줄기세포는 적절한 조건이 주어지면 다양한 조직 세포로 분화할 수 있다.Adult stem cells are hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, neuroblastoma, and epithelial cells. In the case of hematopoietic stem cells, hematopoietic cells and lymphocytes can be produced as stem cells, which are useful for treating immune system diseases including hematologic malignancies. Cells differentiate into bone, cartilage, fat, and fibrous tissue and are involved in the recovery of each tissue when damaged. However, these adult stem cells are present in small amounts in individual tissues and may remain silent for many years without splitting or multiplying. In other words, stem cells refer to undifferentiated cells that have this differentiation ability but do not yet undergo differentiation. In this undifferentiated state, stem cells can differentiate into various tissue cells when given appropriate conditions.

한편 줄기세포는 배아줄기세포와 성체줄기세포로도 나눌 수 있다. 즉, 출생 후부터 우리 몸에 있는 여러 종류의 조직에 존재하는 성체줄기세포(Adult Stem Cell)와 인간 생명의 시초가 되는 수정란에서 유래하는 배아 줄기세포(Embryonic Stem Cell)의 두 종류로 구분될 수 있다. 성체줄기세포는 특정한 조직을 구성하는 세포를 말하는데, 예컨대 골수세포는 혈구세포로, 피부줄기세포는 피부로, 신경줄기세포는 신경세포로만 분화되도록 운명이 정해져 있는 세포이다. Meanwhile, stem cells can be divided into embryonic stem cells and adult stem cells. In other words, it can be divided into two types: adult stem cells existing in various kinds of tissues in our body since birth, and embryonic stem cells derived from embryonic stem cells, which are the beginning of human life. Adult stem cells refer to cells constituting specific tissues. For example, bone marrow cells are cells that are destined to differentiate into hematopoietic cells, skin stem cells to skin, and neural stem cells to neurons.

인체유래 줄기세포는 배아줄기세포를 제외한 성체로부터 얻어지는 줄기세포를 의미하며, 예로서 지방, 골수, 제대혈 및 말초혈액을 포함하는 혈액 및 조직의 기저에서 기원되는 줄기세포를 모두 포함한다. The term "stem cell" refers to a stem cell obtained from an adult other than embryonic stem cells, including stem cells originating from the base of blood and tissues including fat, bone marrow, umbilical cord blood and peripheral blood.

특히, 지방유래 줄기세포는 성체줄기세포의 한 종류로서 골수줄기세포나 제대혈 줄기세포보다 채취하기가 쉽고 대량 배양이 가능하면서도 줄기세포 함유량이 많기 때문에 지방유래 줄기세포를 의료, 미용 등 다양한 목적으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. In particular, fat-derived stem cells are a type of adult stem cells that are easier to harvest than stem cells or cord blood stem cells and can be mass-cultured, but have a high content of stem cells. Therefore, fat-derived stem cells are used for various purposes Research is actively underway.

그러나 지방유래 줄기세포는 배아 줄기 세포와는 달리 생체 외에서 배양 시 수명이 매우 짧고 분화능 또한 짧은 기간 동안만 보유된다. 이러한 줄기세포의 제한된 수명은 해당 세포의 활용에 있어 큰 제약이 되고 있다.However, unlike embryonic stem cells, adipose-derived stem cells have a very short life span when cultured in vitro, and are only retained for a short period of time. The limited lifespan of these stem cells is a major constraint on the use of such cells.

예컨대, 세포 치료나 재생의학에서 시술을 위해서 필요한 최소의 줄기세포 를 확보하기 위해서는 적어도 수차례의 계대배양을 거쳐야 하는데, 이렇게 계대배양하는 과정에서 세포는 노화되고 변형되어 더 이상 치료의 개념에 적합하지 않게 된다. For example, in cell therapy or regenerative medicine, in order to obtain the minimum stem cells necessary for the treatment, at least several subcultures must be carried out. During this subculture, the cells are aged and deformed and are no longer suitable for the concept of treatment .

또한 줄기세포 배양 과정에서 기준 크기 이상으로 커지면 그 활용성이 급격하게 저하되므로, 줄기세포 배양에 있어서는 얼마나 빠른 속도로 줄기세포를 많이 증식시킬 수 있는지에 대한 양적 문제와 함께, 배양된 줄기세포의 크기를 일정 범위 이내로 제한할 수 있는지에 대한 질적 문제가 중요한 과제로 대두 되고 있다.In addition, since the utilization of the stem cells is greatly reduced when the stem cell cultures are grown above the standard size, there is a quantitative problem of how fast the stem cells can be proliferated in the stem cell culture, The quality problem of whether or not it can be restricted within a certain range is becoming an important task.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 선행 연구들이 있었으며, 그 중에서도 저산소(hypoxia) 조건 하에서 줄기세포를 배양하는 방법에 대하여 연구가 수행되었다. 본 연구진에서도 저산소 조건이 줄기세포 배양에 미치는 영향을 연구하였다. 본 연구진은 JSH 및 VAN으로 표시된 2명의 세포에 대하여 일반 조건과 저산소 조건에서 줄기세포를 각각 배양하였다. 일반 조건이란 이산화탄소가 5%, 산소는 대기와 같이 21% 정도 포함되어 있는 조건이며, 저산소 조건은 이산화탄소가 5%, 산소는 1% 포함된 조건이다. 인큐베이터에서 37℃를 유지하며 실험하였으며, 그 결과는 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. In order to solve these problems, various prior studies have been conducted. Among them, a method of culturing stem cells under hypoxia conditions has been studied. We also studied the effect of hypoxic conditions on stem cell culture. In this study, stem cells were cultured under the normal condition and hypoxic condition for two cells labeled with JSH and VAN, respectively. The general conditions are 5% of carbon dioxide and 21% of oxygen such as atmospheric conditions. Hypoxic conditions include 5% of carbon dioxide and 1% of oxygen. Experiments were carried out at 37 [deg.] C in an incubator, the results of which are shown in Figures 1 and 2.

도 1은 JSH 세포를 대상으로 한 실험 결과인데, 초기의 세포수가 3.75×105 개에서 시작하였는데, 일반 조건에서는 8.40×105 개로 늘어난 반면, 저산소 조건에서는 1.60×106 개로 늘었다. 도 2는 VAN 세포를 대상으로 한 실험 결과인데, 초기의 세포수가 3.75×105 개에서 시작하였는데, 일반 조건에서는 1.02×106 개로 늘어난 반면, 저산소 조건에서는 1.45×106 개로 늘었다. 1 is inde a result targeting JSH cells, were the initial number of cells starting at 3.75 × 10 5 dog, general condition, whereas 8.40 × 10 5 pieces increased, low-oxygen conditions, 1.60 × 10 increased to six. Fig. 2 shows the results of experiments on VAN cells. Initial cell counts started at 3.75 × 10 5 , which increased to 1.02 × 10 6 under normal conditions, but increased to 1.45 × 10 6 under hypoxic conditions.

도 3에는 위 실험에서 계대배양을 4번 진행한 세포의 현미경 사진인데, 저산소(hypoxia) 조건에서 배양된 세포가 일반 조건(normoxia)에서 배양된 세포보다 크기가 작게 유지되는 것을 확인하였다. FIG. 3 is a photomicrograph of a cell that has undergone 4 passages in the above experiment, confirming that cells cultured under hypoxia conditions are smaller in size than cells cultured under normoxia.

위 결과들을 참고하면, 저산소 조건에서 세포의 사이즈는 작게 유지되며, 세포 성장 속도도 1.4~1.9배 증가한 결과를 보였다. 그러나 저산소 조건에서 세포 배양 속도가 일반 조건에 비하여 2배 이상 획기적으로 증가하지 않는다는 문제는 여전히 해결해야할 과제로 남아 있다. These results suggest that the cell size is kept small and cell growth rate is increased 1.4 ~ 1.9 times under hypoxic conditions. However, the problem that the rate of cell culture does not increase more than 2 times in the hypoxic condition compared to the general condition remains a problem to be solved.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저산소 조건에서 다양한 첨가제를 포함하는 배양액을 이용하여 빠른 속도로 줄기세포를 증식시키면서도 줄기세포의 크기가 작게 유지될 수 있는 지방유래 줄기세포 배양방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention provides a method for culturing an adipose-derived stem cell capable of maintaining a small size of stem cells while rapidly growing stem cells using a culture solution containing various additives under hypoxic condition It has its purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지방유래 줄기세포 배양방법은, 대기 조건보다 산소 함량이 낮은 저산소(hypoxia) 조건에서 인체의 지방조직으로부터 분리된 지방유래 줄기세포를 초대배양단계 및 계대배양단계를 거쳐 배양하기 위한 방법으로서, 상기 초대배양단계는, 상기 제1배양액은 글루코스를 포함하는 액상의 영양배지와, 인체로부터 분리되는 혈장과 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장(PRP,Platet Rich Plasma) 및 제1첨가제를 포함하여 이루어지는 제1배양액에 줄기세포를 접종하여 배양하며, 상기 계대배양단계는, 상기 영양배지와, 상기 영양배지 중량 대비 1~5 중량%의 비율로 혼합되는 소 혈청 및 제2첨가제를 포함하여 이루어지는 제2배양액에 상기 초대배양단계를 거친 줄기세포를 접종하여 배양하는 것에 특징이 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for culturing adipose stem cells, which comprises culturing adipose-derived stem cells isolated from adipose tissue of a human under hypoxia conditions having lower oxygen content than atmospheric conditions, Wherein the first culture medium comprises a liquid nutrient medium containing glucose, a plasma separated from a human body and a platet rich plasma (PRP) irradiating visible light, Wherein the subculturing step comprises culturing the nutrient medium with the bovine serum mixed with the nutrient medium at a ratio of 1 to 5 wt% based on the weight of the nutrient medium, and culturing the second medium with the second Characterized in that a stem cell obtained through the primary culture step is inoculated into a second culture solution containing an additive and cultured.

본 발명에 따르면, 상기 제1첨가제는 트랜스페린, 셀레늄, 트리요오드티로닌(T3), 오르니틴을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 제1첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.2~0.6중량%의 범위로 상기 제1배양액에 혼합된다. According to the present invention, the first additive comprises transferrin, selenium, triiodothyronine (T3), and ornithine. The first additive is mixed with the first culture medium in a range of 0.2 to 0.6% by weight based on the weight of the nutrient medium.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 초대배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 EGF(Epidermal Growth Factor)를 상기 제1배양액에 첨가하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, it is preferable that EGF (Epidermal Growth Factor) is added to the first culture medium within 48 to 72 hours after the start of the primary culture.

또한 본 발명에서, 상기 가시광선이 조사된 혈소판 풍부 혈장은 상기 영양배지 중량 대비 1~8 중량%의 비율로 상기 제1배양액에 혼합하다. In the present invention, the platelet-rich plasma irradiated with the visible light is mixed with the first culture liquid at a ratio of 1 to 8% by weight based on the weight of the nutrient medium.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2배양액은 줄기세포를 배양하는데 배양액으로 이미 사용되었던 리유스배양액을 포함하며, 상기 리유스배양액은 상기 제2배양액에 함유된 상기 영양배지 중량 대비 1~10 중량%의 범위로 상기 제2배양액에 포함된다. In one embodiment of the present invention, the second culture medium comprises a reusing culture medium which has been used as a culture medium for culturing stem cells, and the reusing culture medium is present in an amount of 1 to 10 By weight in the second culture liquid.

상기 리유스배양액은 글루코스를 포함하는 기본배지와, 첨가제를 포함하며, 선택적으로 상기 기본배지 중량 대비 1~5 중량%의 비율로 소 혈청이 혼합될 수 있다. The reusable culture medium contains glucose and an additive. Optionally, bovine serum may be mixed at a ratio of 1 to 5% by weight based on the weight of the basic culture medium.

또한, 상기 제2첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.3~1.7 중량%의 비율로 상기 제2배양액에 혼합되며, 상기 제2첨가제는 인슐린, 트랜스페린 및 셀레늄을 포함하며, 에탄올아민 및 비타민E를 더 포함할 수 있다. The second additive is mixed with the second culture medium in a ratio of 0.3 to 1.7% by weight based on the weight of the nutrient medium. The second additive includes insulin, transferrin and selenium, and further contains ethanolamine and vitamin E. can do.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 계대배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 EGF(Epidermal Growth Factor)를 상기 제2배양액에 첨가하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, it is preferable that EGF (Epidermal Growth Factor) is added to the second culture solution within 48 to 72 hours after starting the subculture.

본 발명에서는 초대배양에서 인체로부터 혈장 및 혈소판 풍부 혈장을 분리하여 가시광선을 조사하는 전처리를 수행하며, 독특한 조성과 배합비를 가지는 제1첨가제를 혼합하여 제1배양액을 조성한다. 세포를 제1배양액에 접종하여 저산소 조건에서 배양함으로써 세포의 성장속도를 증진시키고 세포의 크기를 작게 유지할 수 있다. In the present invention, the plasma and the platelet-rich plasma are separated from the human body in the primary culture to perform pretreatment for irradiating visible light, and a first culture medium is prepared by mixing a first additive having a unique composition and a blending ratio. Cells are inoculated in a first culture medium and cultured under hypoxic conditions, thereby increasing the growth rate of the cells and keeping the size of the cells small.

그리고 계대배양에서는 위험성이 상존하는 소 혈청을 최소한으로 유지한 채 제2첨가제를 혼합하고, 바람직하게는 리유스배양액을 혼합하여 제2배양액을 조성함으로써 세포의 배양속도를 증대시키고 세포의 크기를 유지할 수 있다. In the subculture, a second culture medium is prepared by mixing the second additive while maintaining the minimum amount of bovine serum with the risk, and preferably by mixing the reusing medium, the culture speed of the cell is increased and the size of the cell is maintained .

즉 본 발명에 따른 배양방법을 이용하여 초대배양 및 계대배양을 연속적으로 수행하는 경우, 일반 배양방법에 비하여 적어도 4배 이상으로 세포의 성장속도를 증진시킬 수 있어 줄기세포를 대량 배양 가능하다. 이를 통해 줄기세포의 산업적 이용이 활발하게 이루어질 수 있는 계기가 마련될 것으로 기대된다. 더욱이 세포의 크기를 작게 유지할 수 있으므로 줄기세포를 치료의 목적이나 미용의 목적으로 사용하는 경우에 있어서 보다 안전하고 효율적인 사용이 가능할 것으로 기대된다. That is, when the primary culture and the subculture are continuously performed using the culture method according to the present invention, the growth rate of the cells can be increased to at least 4 times as compared with the general culture method, and the stem cells can be cultured in a large amount. It is anticipated that this will provide an opportunity for industrial use of stem cells. Furthermore, since the size of the cells can be kept small, it is expected that the stem cells can be used more safely and effectively in the case of using them for therapeutic purposes or cosmetic purposes.

도 1 및 도 2는 저산소 조건이 줄기세포 배양에 미치는 영향을 실험한 결과가 나타나 있는 표이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 실험을 통해 계대배양된 줄기세포의 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방유래 줄기세포 배양방법의 개략적 흐름도이다.
도 5는 가시광선을 혈장과 혈소판 풍부 혈장에 조사한 경우 세포 배양에 미치는 영향을 실험(이하, '가시광선 영향 실험'이라 함)하는데 사용한 배양액의 조성표이다.
도 6은 가시광선 영향 실험의 결과가 나타나 있는 표이다.
도 7 및 도 8은 가시광선 조사 여부에 따라 배양된 세포의 크기를 관찰한 전자 현미경 사진이다.
도 9는 첨가제의 농도 조건에 따른 배양 실험의 결과를 나타낸 현미경 사진이다.
도 10은 초대배양 실험에서 사용한 배지1~3의 조성표이다.
도 11은 도 10에 나타난 배지들을 사용한 초대배양 실험 조건을 나타낸 표이다.
도 12는 초대배양 실험의 결과를 나타낸 표이다.
도 13 및 도 14는 각각 JOO 세포와 VAN 세포의 그룹별 세포배양 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 초대배양된 세포의 크기를 나타낸 표이다.
도 16 및 도 17은 줄기세포 배양을 마친 후의 줄기세포 배양액에서 TGF를 측정한 결과가 나타나 있는 표와 그래프이다.
도 18은 계대배양 실험에서 사용한 배지1~4의 조성표이다.
도 19는 도 18에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험 조건을 나타낸 표이다.
도 20은 도 18에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험의 결과를 나타낸 표이다.
도 21 및 도 22는 각각 TIEN 세포와 NHJ 세포의 그룹별 세포배양 결과를 나타낸 그래프이다.
도 23은 계대배양된 세포의 크기를 나타낸 표이다.
도 24는 리유스배양액을 포함한 제2배양액을 이용한 계대배양 실험에서 사용한 배지1~5의 조성표이다.
도 25는 도 24에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험 조건을 나타낸 표이다.
도 26은 도 24에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험의 결과를 나타낸 표이다.
도 27 및 도 28은 각각 JOO 세포와 VAN 세포의 그룹별 세포배양 결과를 나타낸 그래프이다.
도 29는 계대배양된 세포의 크기를 나타낸 표이다.
도 30은 EGF의 첨가시기에 따른 영향을 관찰하기 위한 실험조건이 나타나 있는 표이다.
도 31은 도 30에 따른 실험결과가 나타나 있는 그래프이다.
FIGS. 1 and 2 are tables showing the results of experiments on the effect of hypoxic conditions on stem cell culture.
FIG. 3 is a photomicrograph of a stem cell subcultured through the experiment shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a schematic flow chart of a method for culturing adipose-derived stem cells according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a composition table of the culture medium in which the effect of visible light on plasma and platelet-rich plasma when the cell culture was tested (hereinafter referred to as "visible light effect test").
6 is a table showing the results of the visible light effect test.
FIG. 7 and FIG. 8 are electron micrographs showing the size of the cultured cells according to whether or not they were irradiated with visible light.
9 is a photomicrograph showing the result of a culture experiment according to the concentration condition of the additive.
10 is a composition table of mediums 1 to 3 used in the primary culture experiment.
FIG. 11 is a table showing the conditions of the first culture experiment using the media shown in FIG. 10; FIG.
12 is a table showing the results of the primary culture experiment.
FIGS. 13 and 14 are graphs showing cell culture results of JOO cells and VAN cells, respectively.
15 is a table showing the size of primary cultured cells.
FIGS. 16 and 17 are tables and graphs showing the results of measurement of TGF in a stem cell culture after completion of stem cell culture. FIG.
18 is a composition table of Medium 1 to 4 used in the subculture experiment.
FIG. 19 is a table showing experimental conditions for subculturing using the media shown in FIG. 18; FIG.
20 is a table showing the results of subculture experiments using the media shown in Fig.
21 and 22 are graphs showing cell culture results of TIEN cells and NHJ cells, respectively.
23 is a table showing the size of subcultured cells.
24 is a composition table of mediums 1 to 5 used in the subculture experiment using the second culture medium containing the reusing medium.
25 is a table showing the experimental conditions for subculturing using the media shown in Fig.
26 is a table showing the results of subculture experiments using the media shown in Fig.
FIGS. 27 and 28 are graphs showing cell culture results of JOO cells and VAN cells, respectively.
29 is a table showing the size of subcultured cells.
FIG. 30 is a table showing experimental conditions for observing the influence of the addition timing of EGF.
31 is a graph showing the experimental result according to FIG.

본 발명은 지방유래 줄기세포, 특히 인체의 지방조직으로부터 분리된 지방유래 줄기세포를 배양하는 방법에 관한 것이다. 다만, 본 발명의 대상을 인체로부터 분리된 지방유래 줄기세포에만 제한하는 것은 아니며, 다른 동물의 지방조직으로부터 분리된 줄기세포도 포함한다. The present invention relates to a method for culturing adipose derived stem cells, particularly adipose derived stem cells isolated from adipose tissue of a human body. However, the subject of the present invention is not limited to adipose-derived stem cells isolated from the human body, but also includes stem cells isolated from adipose tissue of other animals.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지방유래 줄기세포 배양방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, a method for culturing adipose stem cells according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방유래 줄기세포 배양방법의 개략적 흐름도이다. FIG. 4 is a schematic flow chart of a method for culturing adipose-derived stem cells according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지방유래 줄기세포 배양방법은 크게 초대배양과 계대배양의 2가지 단계로 나누어진다. 물론 계대배양의 경우 동일한 방식으로 차수를 거듭하여 연속적으로 수행할 수 있다. Referring to FIG. 4, the method for culturing adipose stem cells according to an embodiment of the present invention is divided into two stages: primary culture and subculture. Of course, in the case of subculture, it is possible to perform successively in the same manner repeatedly.

초대배양 시기는 세포가 조직으로부터 분리되어 나와 체외에서 적응해야 하는 중요한 시기이다. 세포는 작고 약하기 때문에 세포가 안정적으로 배양될 수 있는 환경은 매우 중요하다. The primary culture period is an important time for cells to separate from tissues and adapt to the outside of the body. Since the cells are small and weak, the environment in which the cells can be stably cultured is very important.

본 발명에서 초대배양단계에서는 저산소 조건의 인큐베이터 내에 제1배양액이 담긴 플라스크에 줄기세포를 접종하여 줄기세포를 배양한다. In the present invention, stem cells are inoculated into a flask containing a first culture medium in an incubator under hypoxic conditions to cultivate stem cells.

저산소(hypoxia) 조건이란 대기 중의 산소의 농도(대략 21%)보다 낮은 산소 함량을 가지는 환경 조건을 말하며, 본 발명에서도 이러한 개념은 동일하게 적용된다. 그러나 좀 더 적극적인 관점에서, 본 발명에서 사용하는 저산소 조건은 인큐베이터 내 공기 중의 산소 농도가 1~5% 정도인 것을 의미한다. 또한 인큐베이터는 대략 37℃ 정도의 온도를 유지하며, 이산화탄소의 농도는 대략 5%를 유지한다.The hypoxia condition refers to an environmental condition having an oxygen content lower than the concentration of oxygen in the atmosphere (approximately 21%), and the same applies to the present invention in the present invention. However, from a more positive point of view, the hypoxic condition used in the present invention means that the oxygen concentration in the air in the incubator is about 1 to 5%. The incubator also maintains a temperature of approximately 37 ° C and maintains a concentration of carbon dioxide of approximately 5%.

그리고 제1배양액은 줄기세포가 안정적으로 증식하는데 필요한 영양소를 공급하기 위한 것으로서 본 발명에서는 줄기세포의 배양 속도를 증진시키고, 세포 크기를 작게 유지하기 위하여 최적의 제1배양액 조합을 만들어 냈다. The first culture solution is for supplying the nutrients necessary for stably growing the stem cells. In the present invention, an optimal first culture solution combination is prepared in order to increase the culture speed of the stem cells and to keep the cell size small.

제1배양액에는 글루코스를 포함하는 액상의 영양배지와 인체로부터 분리되는 혈장과 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장(PRP,Platet Rich Plasma) 및 제1첨가제가 포함된다. The first culture medium includes a liquid nutrient medium containing glucose, plasma separated from the human body, and platelet rich plasma (PRP) irradiating visible light and a first additive.

본 발명에서 글루코스를 포함하는 액상의 영양배지는 세포배양에 많이 사용되는 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Media)을 사용하였다. In the present invention, DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Media), which is widely used for cell culture, was used as a liquid nutrient medium containing glucose.

본 발명에 따르면, 초대배양에서 사용하는 제1배양액의 가장 핵심적인 2가지 요소는 인체로부터 분리된 혈장(plasma)과 혈소판 풍부 혈장(PRP, platet rich plasma)을 사용하였다는 점과, 혈장과 혈소판 풍부 혈장에 미리 가시광선을 조사한다는 점이다. According to the present invention, the two most important factors of the first culture used in the primary culture are plasma and platelet rich plasma (PRP) separated from the human body, and plasma and platelet rich plasma Rich plasma is irradiated beforehand with visible light.

일반적으로 동물세포를 증식하기 위한 배양액에는 소 혈청이 들어가는데, 소 혈청은 소가 가지는 질병이나 예상치 못한 면역반응의 영향을 배제할 수 없기 때문에, 사람(특히 환자라면 본인)의 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 사용하여 체내와 가장 유사한 조건을 형성함으로써 초대배양을 안전하게 안정적으로 수행할 수 있다.In general, the culture medium for the proliferation of animal cells contains bovine serum. Because bovine serum can not exclude the effects of bovine diseases or unexpected immune responses, the plasma of the person (especially the patient) and platelet-rich plasma By using the most similar conditions in the body, the primary culture can be performed safely and stably.

혈장과 혈소판 풍부 혈장은 사람의 혈액을 원심분리하여 얻어진다. 본 발명에서는 혈액을 원심분리하여 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 상호 분리해낸다. 혈소판에는 세포가 증식하는데 필요한 성장인자(growth foactor)와 사이토카인 등이 다량 함유되어 있다. Plasma and Platelet Rich Plasma is obtained by centrifuging human blood. In the present invention, blood is centrifuged to separate plasma and platelet-rich plasma from each other. Platelets contain large amounts of growth factors and cytokines that are necessary for cell proliferation.

제1배양액에서 혈장은 영양배지의 중량 대비 10~20 중량%의 비율로 혼합되며, 혈소판 풍부 혈장은 영양배지의 중량 대비 1~8 중량%의 비율로 혼합된다. Plasma in the first culture medium is mixed at a ratio of 10 to 20% by weight based on the weight of the nutrient medium, and the platelet-rich plasma is mixed at a ratio of 1 to 8% by weight based on the weight of the nutrient medium.

특히, 본 발명에서는 사람의 혈액으로부터 분리된 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 그대로 배양액에 첨가하여 사용하는 것이 아니라, 혈장과 혈소판 풍부 혈장에 가시광선을 조사하는 전처리를 수행하는데 특징이 있다. Particularly, in the present invention, plasma and platelet-rich plasma isolated from human blood are not used as they are in the culture medium, but are characterized in that pretreatment is performed to irradiate plasma and platelet-rich plasma with visible light.

본 연구진은 LED 광원으로부터 나온 가시광선을 혈장 및 혈소판 풍부 혈장에 조사하여 세포 성장에 미치는 효과를 실험하였다. We investigated the effect of visible light from an LED light source on plasma and platelet-rich plasma to affect cell growth.

도 5는 가시광선을 혈장과 혈소판 풍부 혈장에 조사한 경우 세포 배양에 미치는 영향을 실험(이하, '가시광선 영향 실험'이라 함)하는데 사용한 배양액의 조성표이며, 도 6은 가시광선 영향 실험의 결과가 나타나 있는 표이다. FIG. 5 is a composition table of the culture medium in which the influence of visible light on plasma and platelet-rich plasma was examined for the effect on cell culture (hereinafter referred to as "visible light effect test"). FIG. This is the table shown.

도 5를 참고하면, 실험은 3개의 그룹으로 나누어 진행하였는데, 그룹1 내지 그룹3은 모두 글루코스를 포함하는 영양배지를 공통으로 사용하였고, 그룹1에는 소 혈청을 첨가하였고, 그룹2에는 사람의 혈액으로부터 분리한 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 첨가하였고, 그룹3에는 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장을 첨가하였다. 5, the experiment was divided into three groups. In Group 1 to Group 3, nutrient medium containing glucose was commonly used, bovine serum was added to Group 1, and blood Platelet rich plasma was added to Group 3 and platelet rich plasma irradiated with visible light was added.

도 6의 실험 결과는 두 번의 실험(case1 및 case2)의 결과값인데, 소 혈청을 첨가한 그룹1은 두 번의 실험결과가 동일하였고, 그룹2와 그룹3에서는 두 번의 실험결과가 약간 차이를 보였다. 중요한 점은 소 혈청을 첨가한 그룹1에 비하여 사람 혈액의 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 첨가한 그룹2 및 그룹3에서 세포가 더욱 빠르게 자라나는 것을 확인할 수 있었다는 것이다. 다만, 그룹2와 그룹3의 세포 배양 결과를 보면, 가시광선을 조사 여부에 따라 세포 배양 속도가 큰 차이를 보이지 않았다. The experimental results in FIG. 6 are the results of two experiments (case 1 and case 2), in which the results of two experiments were the same in group 1 with bovine serum and in group 2 and 3 the results of two experiments were slightly different . Importantly, the cells were found to grow more rapidly in Group 2 and Group 3, supplemented with human blood plasma and platelet rich plasma, compared to Group 1 with bovine serum. However, the results of cell culture of Group 2 and Group 3 showed no significant difference in cell culture rate depending on the irradiation of visible light.

그러나, 가시광선 조사 여부에 따라 배양된 세포의 크기에서는 많은 차이가 나타난다는 것을 확인하였다. 도 7 및 도 8은 가시광선 조사 여부에 따라 배양된 세포의 크기를 관찰한 전자 현미경 사진이다. However, it was confirmed that there was a large difference in the size of the cultured cells depending on whether or not the irradiation was performed with visible light. FIG. 7 and FIG. 8 are electron micrographs showing the size of the cultured cells according to whether or not they were irradiated with visible light.

도 7은 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장을 사용하여 배양한 세포의 사진이며, 도 8은 가시광선을 조사하지 않은 경우이다. 도 7의 전자 현미경 사진에서는 세포의 평균 사이즈가 14μm인데 반하여, 도 8의 사진에서는 세포의 평균 사이즈가 19.4μm로서 훨씬 크게 나타났다. FIG. 7 is a photograph of cells cultured using platelet-rich plasma irradiated with visible light, and FIG. 8 shows a case where no visible light is irradiated. In the electron microscope photograph of FIG. 7, the average size of the cells was 14 .mu.m, whereas in the photograph of FIG. 8, the average size of the cells was 19.4 .mu.m.

실험 결과를 종합하면, 사람의 혈액으로부터 분리된 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 사용하여 세포를 배양하면 소 혈청을 사용하는 경우에 비하여 세포의 배양 속도가 크게 증가하며, 혈소판 풍부 혈장에 가시광선을 조사하는 경우 배양된 세포의 크기를 작게 유지할 수 있다는 것을 확인하였다. The results of the experiments show that culturing the cells using platelet-rich plasma and platelet-derived plasma from human blood greatly increases the incubation rate of cells compared with the case of using bovine serum, and irradiating the platelet-rich plasma with visible light It was confirmed that the size of the cultured cells can be kept small.

상기한 바와 같이, 저산소 조건에서 인체로부터 분리된 혈장과 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장을 사용하여 세포의 크기 유지 및 속도에서 일정 정도 진전을 보였으나, 조금 더 성장을 촉진시키기 위하여 제1첨가제를 사용하게 되었다. As described above, the platelet-rich plasma obtained from the human body and the platelet-rich plasma irradiated with visible light under the hypoxic conditions showed a certain degree of progression in terms of cell size and speed, but the first additive was used .

다만, 제1첨가제는 고농도, 고용량을 사용하여 너무 많은 기능을 하도록 유도하기 보다는 적은 양으로도 세포가 안정적으로 적응할 수 있도록 유도하였다. However, the first additive induces the cell to be stably adaptable even in a small amount, rather than inducing too much function using a high concentration and a high dose.

본 실시예에서 제1첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.2~0.6중량%의 범위로 상기 제1배양액에 혼합되며, 트랜스페린, 셀레늄, 트리요오드티로닌(T3), 오르니틴을 포함한다. In the present embodiment, the first additive is mixed with the first culture medium in a range of 0.2 to 0.6 wt.% Based on the weight of the nutrient medium, and includes transferrin, selenium, triiodothyronine (T3), and ornithine.

트랜스페린(Transferrin)은 세포외기질 철이온의 저장과 운송을 촉진하며, 중요한 산화방지제의 역할을 한다. 세포환경에서 철의 양을 조절한다. 철의 양이 모자라면 세포분열이 저해되고 사멸될 수 있다. 따라서, 초대배양에 트랜스페린의 역할은 세포가 사멸하는 것을 방지하고, 세포분열이 원활이 되도록 도와주는 역할을 한다. Transferrin promotes the storage and transport of extracellular matrix iron ions and plays a role as an important antioxidant. Control the amount of iron in the cell environment. If the amount of iron is insufficient, cell division may be inhibited and killed. Thus, the role of transferrin in primary culture prevents cell death and helps to facilitate cell division.

트리요오드티로닌(T3, 3,3′,5-Triiodo-L-thyronine sodium salt)은 단백질합성을 높이고, 단백질 발현을 조절한다. 초대배양에서 세포의 성장에 필수적인 것은 세포의 안정적인 적응이다. 이를 위해서는 세포막의 단백질의 발현이 필수적이다. 배양용기에 부착하는 세포막의 단백질의 역할은 중요하고, 또한 미네랄, 호르몬 등을 운반하는 수송단백질도 중요하기 때문에 T3는 일종의 자극제로서 필요하다. Triiodothyronine (T3, 3,3 ', 5-Triiodo-L-thyronine sodium salt) enhances protein synthesis and regulates protein expression. Essential to the growth of cells in primary culture is the stable adaptation of the cells. For this, the expression of the protein in the cell membrane is essential. T3 is necessary as a kind of stimulant because the role of protein in the cell membrane attached to the culture vessel is important and the transport protein that transports minerals and hormones is also important.

오르니틴(L-Ornithine)은 폴리아민(Polyamine)의 합성을 돕는 아미노산이다. 폴리아민은 거의 모든 세포의 분화와 성장에 관여하는 필수적인 물질로 세포의 발달과정에서 중추적을 역할을 한다. 초대배양에서 L-Ornithine을 첨가함으로서 폴리아민의 합성을 촉진하여 어린 줄기세포의 안정적인 적응과 성장효과를 보려고 한 것이다. Ornithine (L-Ornithine) is an amino acid that helps in the synthesis of polyamines (Polyamine). Polyamines are essential substances involved in the differentiation and growth of almost all cells and play a pivotal role in cell development. By adding L-Ornithine in the primary culture, the synthesis of polyamines was promoted and the stable adaptation and growth of young stem cells were observed.

셀레늄(Selenium)은 생체 내 정상세포의 성장을 위해 필요하다. 과산화물을 줄여 세포를 보호하는 항산화기능을 한다. 또한 glutathione 의 활성을 촉진하여 필수 영양소 하나로 여겨진다. 또한 셀레늄은 selenoprotein P(SeP)로 병합되고 SeP는 초기 셀레늄을 운송하고 단백질을 세포로 운반하는 역할을 한다. 세포막의 밖과 세포외기질과 결합하여 나타나며, 지방의 과산화작용에서 세포막을 보호한다. SeP는 사람의 혈장에서 총 셀레늄의 50%로 존재한다. 초대배양에서 세포의 안정화를 위해서는 세포막의 보호도 중요하고, 단백질의 운송도 중요하기 때문에 셀레늄의 역할은 중요하다. Selenium is required for normal cell growth in vivo. It has an antioxidant function that protects cells by reducing peroxides. It also promotes the activity of glutathione and is considered to be one of the essential nutrients. In addition, selenium is incorporated into selenoprotein P (SeP) and SeP carries the initial selenium and carries the protein to the cell. It appears outside the cell membrane and in association with the extracellular matrix, and protects the cell membrane from the peroxidation of the fat. SeP is present in human plasma at 50% of total selenium. The role of selenium is important because cell membrane protection is important for cell stabilization in primary culture and protein transport is also important.

본 발명에서는 초대 배양에서 소혈청 대신 사람의 혈장을 사용하였는데, 여기에 포함된 SeP 역시 셀레늄이 효소로 병합되는 것을 활성화시켜 초기배양되는 세포들의 세포막보호가 더욱 촉진될 것으로 기대한다.In the present invention, human plasma was used instead of bovine serum in the primary culture, and it is expected that the SeP contained therein also activates the incorporation of selenium into the enzyme, thereby further promoting cell membrane protection of cells cultured at the early stage.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서 제1첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.2~0.6중량%의 범위로 상기 제1배양액에 혼합되는데, 함량이 위 범위에 미달하면 첨가제로서의 원하는 효과를 얻을 수 없으며, 이 범위를 초과하는 경우에도 세포성장이 저해된다. 본 연구진의 첨가제의 적합한 농도를 찾기 위해 많은 실험을 수행하여, 상기한 범위의 농도를 찾아냈다. As described above, in the present embodiment, the first additive is mixed with the first culture solution in the range of 0.2 to 0.6% by weight based on the weight of the nutrient medium. If the content is less than the above range, the desired effect as an additive can not be obtained, Even if it exceeds this range, cell growth is inhibited. A number of experiments were conducted to find the appropriate concentration of the additive of the present inventor, and the concentration in the above range was found.

도 9는 첨가제의 농도 조건에 따른 배양 실험의 결과를 나타낸 현미경 사진이다. 배양용기 면적당 5,000개의 세포를 접종하고 4일이 경과한 시점에서 현미경 사진을 촬영하였다. (a)사진은 본 발명에 따른 범위 내에서 제1첨가제를 배합한 경우이며, (b)는 (a)에 비하여 4배 농도의 첨가제를 배합한 경우이다. 사진에 나타난 바와 같이, (b)가 (a)에 비하여 세포 수가 현저하게 작다는 것을 확인하였다. 9 is a photomicrograph showing the result of a culture experiment according to the concentration condition of the additive. 5,000 cells per culture container area were inoculated and photographed at 4 days. (a) The photograph shows the case where the first additive is blended within the range according to the present invention, and (b) the case where the additive having the concentration of four times the blend is added as compared with (a). As shown in the photograph, it was confirmed that the number of cells (b) was significantly smaller than that of (a).

상기한 바와 같이, 글루코스를 포함하는 영양배지, 인체로부터 분리되며 가시광선을 조사한 혈장 및 혈소판 풍부 혈장, 그리고 제1첨가제가 포함되어 있는 제1배양액을 배양용기에 담고, 인체의 지방조직으로부터 분리된 줄기세포를 접종한다. 그리고 배양용기를 저산소 조건의 인큐베이터에 넣고 배양을 진행한다. As described above, a culture medium containing a nutrient medium containing glucose, a plasma separated from a human body and irradiated with visible light, a platelet-rich plasma, and a first additive is placed in a culture container, Stem cells are inoculated. Then, the incubation container is placed in an incubator under hypoxic conditions and the incubation is continued.

그리고 배양을 시작한 후 2일 후, 즉 48~72 시간 내에 세포의 생산을 촉진하는 성장인자인로 알려진 EGF(Epidermal Growth Factor, 상피세포 성장인자)를 제1배양액에 첨가한다. 본 연구진의 실험에 따르면 배양을 시작할 때부터 EGF 단독으로 또는 FGF와 함께 EGF를 첨가하여도 세포배양 속도가 증진되지 않았으나, EGF를 세포배양 후 48 시간 이후에 첨가하는 경우 가장 효과적으로 세포 성장이 촉진되는 것을 발견하였다. EGF (Epidermal Growth Factor), known as a growth factor promoting the production of cells, is added to the first culture medium 2 days after the start of culture, that is, within 48 to 72 hours. According to our experiments, the cell growth rate did not increase even when EGF alone or FGF was added from the beginning of culture, but when EGF was added 48 hours after cell culture, cell growth was most effectively promoted .

본 연구진에서는 저산소 조건에서 제1배양액을 이용한 초대배양의 효과에 대하여 실험을 수행하였다. We studied the effects of primary cultures on hypoxic conditions in primary cultures.

초대배양 실험에서 배지(media)1~3의 세 가지 배지를 사용하였다. 배지1 내지 배지3의 조성이 도 10의 표에 나타나 있다. 도 10의 표를 참고하면, 배지1 내지 배지3 모두 공통으로 DMEM을 사용하였고, 비교예인 배지1의 경우 소 혈청(FBS)을 사용한 반면, 본 발명에 따른 배양액에 근거한 배지2와 배지3에서는 소 혈청을 대체하여 인체로부터 분리된 혈장과 혈소판 풍부 혈장을 사용하였다. 그리고 혈장과 혈소판 풍부 혈장은 LED 광원을 이용하여 green, blue, red 및 yellow 파장의 가시광선을 15분간 조사하는 전처리를 수행하였다. 배지2와 배지3은 오르니틴과 셀레늄을 첨가했는지 여부에서 차이가 있다. In the primary culture experiment, three mediums of media 1 to 3 were used. The compositions of medium 1 to medium 3 are shown in the table of FIG. 10, DMEM was commonly used for medium 1 to medium 3, while bovine serum (FBS) was used for medium 1, which is a comparative example, in medium 2 and medium 3 based on medium according to the present invention. Plasma separated from the human body and platelet - rich plasma were used instead of serum. Plasma and platelet - rich plasma were pretreated with visible light of green, blue, red and yellow wavelengths for 15 minutes using an LED light source. Medium 2 and medium 3 differ in whether ornithine and selenium are added.

초대배양 실험은 JOO 및 VAN으로 표시된 2명의 세포를 사용하여 재현성을 관찰였으며, 혈장은 A,B,C로 표시된 세 명의 혈액으로부터 분리된 혈장(및 혈소판 풍부 혈장)을 사용하였다. 그리고 저산소 조건과 일반조건에서 각각 다른 배지들을 사용하여 실험을 진행하였다. 초대배양 실험 조건에 대한 표가 도 11에 나타나 있다. In the primary culture experiment, the reproducibility was observed using two cells labeled JOO and VAN. Plasma (and platelet rich plasma) isolated from three blood plots labeled A, B and C was used. Experiments were carried out using different media under hypoxic conditions and normal conditions. A table for the conditions of the primary culture experiment is shown in Fig.

도 11을 참고하면 비교군(group1)에서는 모두 소 혈청을 첨가한 배지1을 사용하였고, 대조군1~3(group2~4)에서는 본 발명에 따른 배양액인 배지2 및 배지3을 사용하였다. 그리고 배지1에는 EGF를 첨가하지 않았고, 배지2 및 배지3에는 EGF를 첨가하였다. 11, medium 1 supplemented with bovine serum was used in all of the comparative groups (group 1), and medium 2 and medium 3, which are the culture media according to the present invention, were used in the control groups 1 to 3 (groups 2 to 4). EGF was not added to medium 1, and EGF was added to medium 2 and medium 3.

각각의 그룹은 T75 플라스크에 면적당 10,000개/Cm2가 되도록 세포를 접종하였다. 그리고 플라스크 내에 세포의 농도가 약 80~90% 정도로 자라게 되면 세포를 플라스크로부터 떼어내어 세포의 수, 생존률, 세포의 모양을 확인하였다. 세포의 수, 생존률은 'Logosbiosystems'의 'Luna'를 사용하여 측정하였다. Each group was inoculated with cells in a T75 flask at 10,000 cells / cm 2 per area. When the cell concentration in the flask grew to about 80 to 90%, the cells were detached from the flask to confirm the number of cells, survival rate, and cell shape. The number of cells and the survival rate were measured using 'Luna' of 'Logosbiosystems'.

초대배양 실험의 결과를 도면에 표시하였다. 도 12의 표는 배양 속도에 대한 결과이며, 도 13, 도 14의 그래프로 시각화하였다. 도 15는 배양된 세포의 크기를 나타낸 표이다. The results of the primary culture experiments are shown in the drawings. The table in Fig. 12 shows the results for the incubation rate, and is visualized in the graphs of Figs. 13 and 14. Fig. 15 is a table showing the sizes of the cultured cells.

실험 결과를 참고하면, 기존 배양방법에 비해 본 연구진에서 개발한 배양액으로 세포를 배양하였을 때 세포의 증식속도가 더 빠른 결과가 나타났으며, 저산소 조건에서는 일반 배양조건보다 더 빠른 것으로 나타났다. 특히 T3 성분이 0.5ng/ml 들어간 배지3을 이용한 그룹 4를 저산소 조건에서 세포를 배양하였을 때 일반 배양방법보다 2~3배 성장속도가 빠른 것을 확인할 수 있었다. The results of the experiment showed that the cell growth rate was faster than that of the conventional culture method and that the cell growth rate was faster than that of the conventional culturing method. In particular, when the cells were cultured under hypoxic condition in Group 4 using Medium 3 containing 0.5 ng / ml of T3, the growth rate was 2 to 3 times faster than that of the normal culture.

특히 JOO의 경우를 보면 일반 배양 조건에서 세포가 초기 배양세포(plating한 세포)와 큰 차이를 보이지 않는 것을 볼 수 있다. 사람세포는 초대배양을 시작하여 세포배양용기의 80~90% 농도가 되기까지 약 7일 정도가 소요된다. JOO의 경우는 6일 경과 후의 농도가 50%도 되지 않는데, 이 경우 세포배양용기에 세포를 채우기 위해서 상당히 많이 시간이 소요된다. 그러나 본 연구진에서 개발한 저산소 조건과 배양액을 이용한 방법을 사용하면 이러한 성장이 어려운 세포도 일반 세포의 경우처럼 빠른 성장을 유도할 수 있다. Especially, in JOO case, it can be seen that the cells do not show much difference from the initial cultured cells (plated cells) under the normal culture conditions. Human cells begin to be primary cultures and take about 7 days to reach 80-90% concentration in cell culture vessels. In case of JOO, the concentration after 6 days does not reach 50%. In this case, it takes considerable time to fill cells in the cell culture container. However, using the hypoxic conditions and culture medium developed by our team, it is possible to induce rapid growth as in the case of normal cells, even in such difficult growing cells.

참고로, 배지1을 사용한 저산소 조건에 대해서는 배지1을 사용한 일반 조건과 거의 차이가 없으므로 결과표에서 별도로 표시하지 않았다. For reference, hypoxic conditions using medium 1 were not marked differently in the result table since they were not substantially different from general conditions using medium 1.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배양방법을 사용하여 초대배양을 실시한 경우 기존의 배양방법(일반 산소 조건 및 보통의 배양액 사용)에 비하여 세포 성장 속도가 훨씬 빠르며, 세포의 크기도 작게 유지할 수 있다. As described above, when the primary culture is performed using the culture method according to the present invention, the cell growth rate is much faster than the conventional culture method (using the normal oxygen condition and the normal culture solution), and the cell size can be kept small have.

한편, 상기한 바와 같이, 초대배양이 완료되면 플라스크에서 줄기세포를 분리하여 다른 플라스크에 옮겨 계대배양을 실시한다. 계대배양도 초대배양과 마찬가지로 저산소 조건의 인큐베이터 내에서 실시하지만, 플라스크에 담기는 제2배양액이 초대배양시의 제1배양액과는 다른 조성으로 이루어진다는 점에서 차이가 있다. On the other hand, as described above, when the primary culture is completed, the stem cells are separated from the flask, transferred to another flask, and subcultured. The subculture is also carried out in an incubator under hypoxic conditions as in the case of the primary culture, but the addition of the second culture solution to the flask is different from that in the first culture solution in the primary culture.

계대배양 시기는 세포가 초대배양을 거치면서 체외에서 적응된 상태이다. 초기배양을 거쳐 안정적이고 건강한 세포들만이 새로운 배양용기로 옮겨져 있기 때문에 계대배양시에는 안정적인 배양환경을 유지하면서도 성장률을 높이는 것에 초점이 맞추어진다. 이에 본 발명에서는 세포의 성장에 적합한 조성의 제2배양액을 도출하였다. During the subculture, the cells have been adapted from outside the body through the primary culture. Since only stable and healthy cells are transferred to the new culture container after the initial culture, the focus is on increasing the growth rate while maintaining a stable culture environment in the subculture. Thus, in the present invention, a second culture medium having a composition suitable for cell growth was derived.

계대배양에서 사용하는 제2배양액은 초대배양에서 사용한 것과 동일한 영양배지와, 영양배지 중량 대비 1~5 중량%의 비율로 혼합되는 소 혈청 및 제2첨가제를 포함하여 이루어진다. 그리고 선택적이지만 리유스배양액을 제2배양액에 혼합하는 것이 바람직하다. The second culture medium used in the subculture comprises the same nutrient medium as used in the primary culture and the bovine serum and the second additive mixed at a ratio of 1 to 5 wt% based on the nutrient medium weight. Although it is optional, it is preferable that the reusing culture medium is mixed with the second culture solution.

초대배양에서는 소 혈청이 가지는 위험성으로 인하여 인체로부터 분리된 혈장을 사용하였지만 계대배양에서는 증대된 세포의 배양에 적합할 정도로 충분한 양의 혈액을 확보할 수 없으므로, 소 혈청(FBS)를 사용한다. 그러나, 소 혈청은 값이 비싸고 소가 가지는 질병으로부터의 영향이 있을 수 있는 위험성, 생산 LOT마다 활성도에 차이가 나타나는 단점이 있기 때문에 소 혈청의 사용을 줄이고자 하였다. 이에 본 발명에서는 소 혈청을 영양배지의 중량 대비 1~5중량%의 범위로만 배합한다. Bovine serum (FBS) is used because it can not obtain a sufficient amount of blood to be suitable for the cultivation of the expanded cells in the subculture although the plasma separated from the human body is used because of the risk of the bovine serum in the primary culture. However, bovine serum was sought to reduce the use of bovine serum because of the high cost, the risk from cow disease, and the disadvantage of varying activity per production LOT. Therefore, in the present invention, the bovine serum is blended only in the range of 1 to 5 wt% based on the weight of the nutrient medium.

소 혈청의 사용을 줄임으로써 결핍되는 많은 영양소는 제2첨가제를 효과적으로 사용함으로써 보충하고, 동시에 저산소 조건을 이용하여 줄기세포가 성장을 빠르고 안정적으로 할 수 있도록 하고자 하였다. Many nutrients deficient by reducing the use of bovine serum were supplemented by the effective use of the second additive, and at the same time, by using hypoxic conditions, the stem cells were able to grow quickly and stably.

상업적으로 줄기세포를 이용하는데 있어서 가장 큰 단점이 고가의 가격이기 때문에 본 연구진에서는 저혈청으로 줄기세포가 빠르게 성장하여 단시간에 대량의 세포를 얻을 수 있도록 하며, 또한 계대배양을 진행하면서 세포의 크기가 커지는 단점을 보완하는 방법을 제안한다. Because the most disadvantage of using commercially available stem cells is the high price, our researchers have been able to grow large numbers of stem cells in a short time with low serum, We propose a method to compensate for the drawbacks.

본 발명에서 사용하는 제2배양액에 첨가하는 제2첨가제는 영양배지 중량 대비 0.3~1.7 중량%의 비율로 상기 제2배양액에 혼합되며, 지질, 인슐린, 트랜스페린, 셀레늄, 에탄올아민 및 비타민E를 포함한다. 또한, 계대배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 EGF를 제2배양액에 첨가한다. EGF를 배양시작 후 2일 이후에 첨가하는 이유는 초대배양에서 설명한 바와 동일하다. The second additive to be added to the second culture medium used in the present invention is mixed with the second culture medium in a ratio of 0.3 to 1.7% by weight based on the weight of the nutrient medium and includes lipid, insulin, transferrin, selenium, ethanolamine and vitamin E do. In addition, EGF is added to the second culture medium within 48 to 72 hours after starting the subculture. The reason why EGF is added after 2 days from the start of culture is the same as that described in the primary culture.

지질은 생체막 합성 기능을 담당한다. 생존하는 세포들의 에너지원이며 구조를 구성하는 중요성분이다. 소 혈청 사용을 줄임으로써 결핍되는 지질성분을 보충해 줌으로서 체외배양시 세포가 풍부한 지질을 사용하여 성장할 수 있도록 한다.Lipids are responsible for biomembrane synthesis. It is an energy source of living cells and is an important component of the structure. By supplementing the deficient lipid component by reducing the use of bovine serum, the cells can be grown using an abundant lipid during in vitro culture.

인슐린은 Glucose와 아미노산의 세포 내로 섭취를 촉진하여 세포증식 촉진 효과를 낼 수 있다. 소 혈청이 부족한 배양액 상태에서는 생화학적인 활성도가 급격히 감소하기 때문에 첨가가 필요하다. Insulin promotes the uptake of glucose and amino acids into the cells, which can promote cell proliferation. In the culture medium lacking bovine serum, the addition of biochemical activity is necessary because of the rapid decrease of biochemical activity.

트랜스페린은 인슐린과 마찬가지로 소 혈청이 감소된 배양액 상태에서 세포의 성장을 촉진시킨다. Transferrin promotes the growth of cells in a culture medium with reduced serum as in insulin.

셀레늄은 종양억제 유전자 p53유전자의 활성을 유도, 암세포로 발달할 수 있는 비정상적인 세포가 스스로 사멸하도록 유도하거나 분열하는 과정을 차단한다. 또한 항산화 기능 및 세포막 보호의 역할뿐만 아니라 , 세포의 마이토콘드리아의 생체합성 신호를 촉진시키고 기능적인 역할을 강화함으로써세포의 성장을 촉진시킨다. Selenium induces the activity of the tumor suppressor gene p53, blocking the process of inducing or killing the abnormal cells that can develop into cancer cells themselves. It also promotes the growth of cells by promoting the biochemical signal of mitochondria in cells as well as enhancing antioxidative and cell membrane protection and enhancing the functional role.

에탄올아민(Ethanolamine)은 세포막 인지질의 성분이 된다. 세포의 성장촉진효과가 있다.Ethanolamine is a component of cell membrane phospholipids. There is a cell growth promotion effect.

비타민 E는 강력한 산화방지역할을 하여 산화 스트레스를 줄여 세포분열을 높인다. 즉 세포성장을 빠르게 하는 작용을 한다. Vitamin E acts as a powerful antioxidant to reduce oxidative stress and increase cell division. That is, it acts to speed up cell growth.

또한 제2첨가제에는 하이드로코티손(Hydrocortisone)을 포함하여 세포의 유착과 증식을 촉진하는 역할을 하며, T3가 포함되어 혈청이 줄어든 배양액 안에서 Insulin, hydrocortisone과 함께 세포의 성장을 촉진한다. In addition, the second additive includes hydrocortisone, which promotes cell adhesion and proliferation. T3 promotes cell growth along with insulin and hydrocortisone in a serum-reduced culture.

소혈청이 줄어든 배양액 상태에서, Insulin, Transferrin, Selenium은 중요하게 요구되는 성분이다. 이 필수 성분이 배양액에 첨가가 되었을 시 줄어든 소 혈청으로부터 결핍된 영양분을 대신하여 세포 성장이 촉진된다. Insulin, Transferrin, and Selenium are important components in the culture medium in which bovine serum is reduced. When this essential ingredient is added to the culture, cell growth is promoted in place of nutrients that are deficient from bovine serum.

또한 위에서 설명한 첨가제들은 아래에서 설명하는 바와 같이 상호 연관관계에 의해 그 역할이 증대된다. The additives described above are also increased in their role by interrelation as described below.

예컨대 Insulin이 한 가지만 배양액 내에 존재하는 것보다 ethanolamine이 존재할 때 더욱 glucose가 세포 내로 섭취되는 것이 더 활성화된다. 왜냐하면, ethanolamine은 glucose의 운송을 용이하게 하는 역할을 하기 때문이다. For example, when ethanolamine is present in the presence of only one insulin, it is further activated that glucose is ingested intracellularly. This is because ethanolamine facilitates the transport of glucose.

또한 Selenium은 항산화 역할을 하고 Vitamin E와 함께 결합하여 항산화의 역할을 더욱 촉진시킨다. 즉 세포의 스트레스를 효과적으로 줄여 세포의 성장을 돕는다.Selenium also acts as an antioxidant and binds with Vitamin E to further promote the role of antioxidants. In other words, it effectively reduces the stress of the cell and helps the growth of the cell.

지질과 에탄올아민도 상호 작용을 수행한다. 즉, 글라이세롤의 2개의 OH기에 지방산과 인산이 결합한 인지질 (Phospholipid)의 기본구조가 포함되어 있고, 인산기가 ethanolamine과 결합한 phosphatidyl ethanolamine이 있다. 이들은 세포막이나 미토콘드리아 막의 중요성분이 된다.Lipids and ethanolamine also interact. That is, the two OH groups of glycerol contain the basic structure of a phospholipid in which a fatty acid and phosphoric acid are bonded, and a phosphatidyl ethanolamine in which a phosphate group is bonded to ethanolamine. These are important parts of cell membranes and mitochondria membranes.

한편, 본 발명에서 사용하는 제2배양액에는 리유스배양액을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 리유스배양액은 줄기세포를 배양하는데 사용하였던 배양액, 즉 이미 사용한 배양액을 의미하는 것으로서 이를 농축한 후 제2배양액에 첨가할 수 있다. On the other hand, it is preferable to mix a reusing culture medium with the second culture solution used in the present invention. The reusing medium means a culture medium used for culturing the stem cells, that is, a culture medium already used, which can be concentrated and added to the second culture medium.

줄기세포를 배양하는데 사용된 배양액은 폐기물로 관리되어 처리되어야 하는데, 이 줄기세포 배양액에는 세포배양에 유익한 성분들이 다량 포함되어 있으므로, 이를 직접적으로 또는 농축한 후 첨가제 형태로 재사용할 수 있다. The culture medium used for culturing the stem cells must be treated as waste, and the stem cell culture fluid contains a large amount of components useful for cell culture, and can be directly or after being concentrated and reused in the form of an additive.

즉, 줄기세포를 배양하는 과정에서 줄기세포가 자연적으로 분비하는 사이토카인, 각종 성장인자 등이 포함된 배양액은 버리지 않고 농축하여 배양액의 첨가제로 다시 사용하였을 때, 인위적으로 만들어진 첨가제를 배양액에 섞지 않고도 줄기세포가 성장하는데 더욱 효과적일 수 있다는 아이디어를 접목시켰다. That is, when the culture medium containing the cytokines and growth factors naturally secreted by the stem cells in the course of culturing the stem cells is concentrated without being discarded and used again as a culture medium additive, Stem cells could be more effective for growth.

줄기세포가 분비하는 수많은 성장인자들 그리고 단백질 등은 수십 가지가 넘을 것으로 판단된다. 특히, 이들은 자연적인 것이고 자가분비한 인자들이기 때문에 안전하고 효과적인 것이 특징이다. 리유스배양액은 제2배양액에 함유된 영양배지 중량 대비 1~10 중량%의 범위로 첨가된다. 리유스배양액은 본 발명에 따른 제2배양액을 재사용하는 형태가 될 수도 있으며, 또는 일반 배양방법에서 사용하는 배양액이 될 수도 있다. 예컨대, 글루코스를 포함하는 기본배지와, 다양한 첨가제가 포함될 수 있으며, 소 혈청도 포함될 수 있다. 다만 소 혈청이 포함된 리유스배양액에서도, 소 혈청의 비율은 기본배지의 중량 대비 1~5 중량%의 범위로 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 특히 리유스배양액은 저산소 조건에서 세포를 배양할 때 사용된 배양액인 것이 더욱 바람직하다. It is believed that the number of growth factors and proteins secreted by stem cells is more than a dozen. In particular, they are safe and effective because they are natural and self-sustaining factors. The reusable culture medium is added in a range of 1 to 10% by weight based on the weight of the nutrient medium contained in the second culture medium. The reusable culture medium may be a form for reusing the second culture medium according to the present invention, or may be a culture medium for use in a general culture method. For example, a basic medium containing glucose and various additives may be included, and bovine serum may also be included. Even in the case of the culture medium containing the bovine serum, the bovine serum is preferably mixed in the range of 1 to 5% by weight based on the weight of the basic medium. More preferably, the reusing culture medium is a culture solution used for culturing the cells under hypoxic conditions.

저산소 상태에서 배양된 지방줄기세포의 배양액에서는 인슐리유사성장인자결합단백질(IGFBP-1) , 대식세포증식자극인자(M-CSF)와 그 수용기, 혈소판유도성장인자베타(IGFBP-β), 혈관내피세포성장인자(VEGF)가 확연히 증가한다. (IGFBP-1), macrophage proliferative factor (M-CSF) and its receptors, platelet-derived growth factor beta (IGFBP-β), and blood vessels in the culture medium of adipose- Endothelial cell growth factor (VEGF) is significantly increased.

도 15 및 도 16은 줄기세포 배양을 마친 후의 줄기세포 배양액에서 TGF를 측정한 결과가 나타나 있는 표와 그래프이다. 도 15 및 도 16의 측정 결과에 나타난 바와 같이, 실제 본 연구진에서 개발한 제2배양액의 조건에서도 세포 배양을 종료한 시점에서 배양액에 첨가하지 않았던 TGF가 검출되는 것을 확인하였다. 즉, 줄기세포 배양액에 TGF를 첨가하지 않았음에도 불구하고, 줄기세포 배양이 종료된 시점에서 1~4ng/ml까지 TGF가 검출 되었다. 도 15의 표에서 시료 1~7은 일반 산소 조건과 저산소 조건이 포함되어 있는데, 7번 시료는 저산소 조건에서 배양을 실시한 것인데 저산소 조건에서 배양한 후에 배양액 내에 TGF가 가장 많이 포함되어 있는 것을 확인하였다. FIGS. 15 and 16 are tables and graphs showing the results of measurement of TGF in a stem cell culture fluid after completion of stem cell culture. FIG. As shown in the measurement results of FIG. 15 and FIG. 16, it was confirmed that TGF which was not added to the culture was detected at the end of cell culture even under the condition of the second culture solution developed by the present inventors. That is, despite the fact that TGF was not added to the stem cell culture medium, TGF was detected at 1 to 4 ng / ml at the end of the stem cell culture. In the table of FIG. 15, Samples 1 to 7 contained general oxygen and hypoxic conditions. Sample No. 7 was cultured under hypoxic conditions. It was confirmed that TGF was contained most in the culture medium after hypoxic conditions .

본 연구진에서는 저산소 조건에서 제2배양액을 이용한 계대배양의 효과에 대하여 실험을 수행하였다. We conducted experiments on the effect of subculture using a second culture medium under hypoxic conditions.

도 18은 계대배양 실험에서 사용한 배지1~4의 조성표이다. 18 is a composition table of Medium 1 to 4 used in the subculture experiment.

도 18의 표를 참고하면, 배지1~5는 공통적으로 DMEM을 사용하였으며, 배지1,2는 소 혈청이 10~20%로 혼합되었고, 배지3,4는 1~5%로 낮게 혼합되었다. 그리고 배지2~4에서는 본 발명에 따른 제2첨가제가 영양배지 대비 0.33~1.62 중량%로 혼합되었다. Referring to the table of FIG. 18, medium 1 to 5 were commonly used in DMEM. Medium 1 and medium 2 were mixed with 10 to 20% bovine serum, and media 3 and 4 were mixed with low to 1 to 5%. In Medium 2 to Medium 4, the second additive according to the present invention was mixed at 0.33 to 1.62 wt% with respect to the nutrient medium.

계대배양 실험은 NHJ 및 TIEN으로 표시된 2명의 세포를 사용하여 재현성을 관찰였다. 그리고 저산소 조건과 일반조건에서 각각 다른 배지들을 사용하여 실험을 진행하였다. 계대배양 실험 조건에 대한 표가 도 19에 나타나 있다. 계대배양 실험에서 모든 그룹은 면적당 5000개의 세포를 배양용기에 넣고 4일간 배양하였다. Subculture experiments were performed using two cells labeled NHJ and TIEN. Experiments were carried out using different media under hypoxic conditions and normal conditions. A table for the subculture experiment conditions is shown in FIG. In the subculture experiment, 5000 cells per area were placed in a culture container and cultured for 4 days.

계대배양 실험결과는 도 20 내지 도 22에 나타나 있다. 도 20은 도 18에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험의 결과를 나타낸 표이며, 도 21 및 도 22는 각각 TIEN 세포와 NHJ 세포의 그룹별 세포배양 결과를 나타낸 그래프이다.The results of the subculture experiments are shown in Figs. 20 to 22. Fig. FIG. 20 is a table showing the results of subculture experiments using the media shown in FIG. 18, and FIGS. 21 and 22 are graphs showing cell culture results of groups of TIEN cells and NHJ cells, respectively.

실험결과를 참고하면, 기존 배양방법 (group 1, control)에 비해 본 연구진에서 개발한 배양액(Group 2,3,4)에서 자란 세포가 hypoxia 조건에서 더 많이 증식한 것을 확인할 수 있다. 생존율은 모든 그룹에서 99% 이상으로 나타났다. As a result of the experimental results, it can be seen that the cells grown in the culture medium (Group 2, 3, 4) developed by the present inventors were more proliferated under the hypoxia condition than the conventional culture method (group 1, control). Survival rate was more than 99% in all groups.

또한, 도 23의 표를 참고하면, 일반 산소 조건(CO2 Incubator)과 저산소조건(1% O2)에서 세포모양을 비교 하였을 때 저산소조건의 세포들은 일반조건의 세포보다 세포 사이즈가 작은 것을 관찰 할 수 있었다.Also, referring to the table in FIG. 23, when the cell shape was compared between the normal oxygen condition (CO 2 incubator) and the hypoxic condition (1% O 2 ), the hypoxic condition cells had smaller cell sizes Could.

또한, 본 연구진은 리유스배양액을 제2배양액에 첨가하여 저산소 조건에서 계대배양을 실시하였다. In addition, the researchers added subculture solution to the second culture medium and subcultured under hypoxic conditions.

도 24는 리유스배양액을 첨가한 배양액을 사용한 계대배양 실험에서 사용한 배지1~5의 조성표이다. 24 is a composition table of mediums 1 to 5 used in the subculture experiment using the culture medium supplemented with the reusing medium.

도 24의 표를 참고하면, 배지1~5는 공통적으로 DMEM을 사용하였으며, 배지1~3은 소 혈청이 10~20%로 혼합되었고, 배지4,5는 소 혈청이 1~5%로 낮게 혼합되었다. 그리고 배지2~5에서는 본 발명에 따른 제2첨가제가 영양배지 대비 0.33~1.62 중량%로 혼합되었다. 무엇보다도 배지2~4에서는 리유스배양액을 영양배지 중량 대비 1~10중량%의 범위로 배지에 혼합하였다. 배지2 및 배지4는 리유스배양액에 소 혈청이 포함되어 있으며, 배지3 및 배지5에는 소 혈청이 포함되어 있지 않다. 그리고 리유스배양액은 모두 줄기세포 배양에 사용된 배양액을 농축한 후 첨가하였다. Referring to the table of FIG. 24, medium 1 to 5 were commonly used DMEM, medium 1 to 3 contained 10 to 20% bovine serum, medium 4 and 5 contained bovine serum at 1 to 5% Mixed. In Medium 2 to Medium 5, the second additive according to the present invention was mixed at 0.33 to 1.62 wt% with respect to the nutrient medium. Above all, in culture mediums 2 to 4, the culture medium was mixed with the culture medium in the range of 1 to 10% by weight based on the nutrient medium weight. Medium 2 and medium 4 contained bovine serum in the medium, and medium 3 and medium 5 did not contain bovine serum. The culture medium used for culturing the stem cells was concentrated and added.

리유스배양액을 포함하는 배양액을 사용한 계대배양 실험은 JOO 및 VAN으로 표시된 2명의 세포를 사용하여 재현성을 관찰였다. 그리고 저산소 조건과 일반조건에서 각각 다른 배지들을 사용하여 실험을 진행하였다. 계대배양 실험 조건에 대한 표가 도 25에 나타나 있다. In the subculture experiment using the culture medium containing the reusing medium, the reproducibility was observed using two cells designated as JOO and VAN. Experiments were carried out using different media under hypoxic conditions and normal conditions. A table for the experimental conditions for subculture is shown in FIG.

계대배양 실험결과는 도 26 내지 도 28에 나타나 있다. 도 26은 도 24에 나타난 배지들을 사용한 계대배양 실험의 결과를 나타낸 표이며, 도 27 및 도 28은 각각 JOO 세포와 VAN 세포의 그룹별 세포배양 결과를 나타낸 그래프이다.The results of the subculture experiments are shown in FIG. 26 to FIG. FIG. 26 is a table showing the results of subculture experiments using the media shown in FIG. 24, and FIGS. 27 and 28 are graphs showing cell culture results of JOO cells and VAN cells, respectively.

리유스배양액을 사용하지 않은 배양액을 이용한 실험결과에서는 저산소 조건에서 본 연구진이 개발한 배양액을 사용하였을 때 세포의 성장이 빠르긴 하였지만, 소혈청이 10%, 5%, 3%로 낮아질수록 성장률의 성장이 두드러지게 나타나지는 않았다. 그러나 본 실험에서와 같이 저산소조건에서 리유스배양액을 배양액에 추가하여 넣어주는 조건에서는 소 혈청 농도가 줄어들수록 더 높은 성장률을 보였다. 그리고 세포의 성장속도는 JOO와 VAN 세포에서 모두 4배 이상으로 획기적으로 증가하였다. 즉, 세포성장에 있어서 위험요소를 많이 내포하고 있으며 비경제적인 소 혈청을 소량만 사용하고, 리유스배양액을 사용함으로써 세포의 성장속도를 증진시킬 수 있다는 결과를 도출하였다. The results of the experiment using the culture medium without the reusing medium showed that the cell growth was faster when the culture solution developed by the present inventors under the hypoxic condition was used, but as the bovine serum decreased to 10%, 5% and 3% Growth did not appear prominently. However, as shown in this experiment, in the hypoxic condition, the growth rate was higher as the bovine serum concentration was decreased under the condition that the culture medium was added to the culture medium. And the growth rate of cell was remarkably increased 4 times or more in both JOO and VAN cells. In other words, it is found that the growth rate of cells is increased by using only a small amount of non - economic bovine serum, and using the culture medium of reusing.

세포가 성장하면서 분비하는 수많은 사이토카인, 성장인자들로 인해 배양액을 농축하여 첨가제로 사용한 것 고농도의 성장촉진제를 넣어준 것과 같다. 배양액에 결핍되어 있는 성장촉진 물질이 들어감으로 인해 줄기세포의 성장이 촉진된 것이라고 볼 수 있다. A number of cytokines secreted during cell growth, such as growth factors, are used to concentrate the culture and add high growth promoters. It is thought that stem cell growth has been promoted because growth promoting substance lacking in the culture fluid enters.

또한 세포의 크기에 있어서도, 도 29의 표에 나타난 바와 같이, 리유스배양액을 사용한 경우에도 본 발명에 따른 배양액과 방법을 사용한 경우가 일반 배양 방법을 사용한 경우에 비하여 작게 유지되는 것을 확인하였다. Also, as shown in the table of FIG. 29, it was confirmed that the size of the cells was also kept small when the culture medium and method according to the present invention were used, even when the culture medium was used, as compared with the case using the general culture method.

본 연구진에 의하여 개발된 초대배양 및 계대배양의 효과를 정리하면 아래와 같다.The effects of primary culture and subculture culture developed by our team are summarized below.

초대배양은 본 연구진에서 개발한 제1배양액을 사용하여 저산소 조건에서 배양시 세포의 성장속도를 증진시킬 수 있었다. 또한, 세포의 크기도 작게 유지할 수 있었다.In the first culture, the growth rate of the cells was increased when cultured under the hypoxic condition using the first culture solution developed by the present inventor. Also, the size of the cells could be kept small.

계대배양은 상기한 바와 같이 사람의 혈청을 이용하여 배양하는데 한계가 있기 때문에 소 혈청을 사용하되, 소혈청 사용은 안정성 문제가 있기 때문에 최대한 사용량을 줄이고자 하는 것을 목표로 하였다. 첫 번째 실험결과 본 연구진에서 개발한 제2배양액에 소혈청을 10%, 5%, 3%로 넣고 배양하였을 때, 저산소 조건에서는 모두 일반배양 방법보다 증식률이 높았다. 그러나 혈청의 농도가 낮아질수록 증식률이 두드러지게 증가하지는 않았다. As described above, since the subculture has a limitation in culturing using human serum, the use of bovine serum is desired, but the use of bovine serum is a problem of stability. As a result of the first experiment, when the bovine serum was supplemented with 10%, 5%, and 3% of the second culture solution developed by the present inventor, the growth rate was higher than that of the general culture method under hypoxic condition. However, the lower the concentration of serum, the greater the proliferation rate did not increase.

이에 추가적으로 세포를 배양하는데 기 사용된 리유스배양액을 농축하여 첨가해 주었을 때 소 혈청의 농도가 낮아져도 증식률이 높아지는 것을 확인하였으며, 더욱이 세포의 증식률을 일반 배양방법에 비하여 4배 이상 높일 수 있었다. In addition, it was confirmed that the concentration of bovine serum increased as the concentration of leucine supplemented to the cell culture increased, and the cell proliferation rate could be increased more than 4 times as compared with the general culture method.

이 결과는 줄기세포가 상업적으로 활용되는 것에 기반이 되고, 현재 질병치료를 위하여 대량생산해야 하는 줄기세포 배양 시스템에 많은 도움을 줄 것으로 사료된다. 더 나아가서 사람에게 적용되어야 하는 줄기세포 배양 시스템에 저농도소혈청을 사용함으로써 안전성을 높여주는 중요한 기반이 된다고 판단된다. This result is based on the commercial use of stem cells and it will be very helpful for the stem cell culture system which has to be mass - produced for the current treatment. Furthermore, the use of low - concentration bovine serum for stem cell culture system, which should be applied to humans, is considered to be an important basis for enhancing safety.

한편, 본 연구진은 초대배양 및 계대배양시 EGF를 제1배양액 및 제2배양액에 처음부터 첨가하지 않고, 배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 첨가하는 방법을 제시하였다. In the meantime, the present inventors proposed a method in which EGF is added to the first culture medium and the second culture medium in the first culture and the second culture medium within 48 to 72 hours after the start of the culture.

도 30은 EGF의 첨가시기에 따른 영향을 관찰하기 위한 실험조건이 나타나 있는 표이고, 도 31은 도 30에 따른 실험결과가 나타나 있는 그래프이다. FIG. 30 is a table showing experimental conditions for observing the influence of the addition timing of EGF, and FIG. 31 is a graph showing experimental results according to FIG.

도 30의 표를 참고하면, 배양액 시료들은 모두 DMEM을 기본 배지로 하여 제조되었으며, FGF 단독으로 초기부터 배양액에 첨가한 경우(control), EGF만 단독으로 초기에 첨가한 경우(EGF only), EGF는 초기에 FGF는 2일 후에 첨가한 경우(EGF+2day FGF), FGF와 EGF를 함께 초기에 배양액에 첨가한 경우(FGF+EGF) 및 FGF는 초기에 EGF는 2일 후에 첨가한 경우(FGF+2day EGF)로 나누어 실험하였다.30, all of the culture samples were prepared using DMEM as the basic medium. When the FGF alone was added to the culture medium from the beginning (control), when EGF alone was added at the initial stage (EGF only), when EGF (FGF + EGF) and FGF were added to the culture medium in the early stage when FGF and EGF were added to the culture medium at the early stage (FGF and 2day FGF) + 2day EGF).

도 31의 그래프를 참고하면, JOO와 VAN 세포에서 모두 EGF를 2일 후에 첨가한 케이스에서 배양속도가 가장 빠르게 나타나는 것을 확인하였다. Referring to the graph of FIG. 31, it was confirmed that the culture speed was the fastest in cases where EGF was added after 2 days in both JOO and VAN cells.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 초대배양에서 인체로부터 혈장 및 혈소판 풍부 혈장을 분리하여 가시광선을 조사하는 전처리를 수행하며, 독특한 조성과 배합비를 가지는 제1첨가제를 혼합하여 제1배양액을 조성한다. 세포를 제1배양액에 접종하여 저산소 조건에서 배양함으로써 세포의 성장속도를 증진시키고 세포의 크기를 작게 유지할 수 있다. As described above, in the present invention, the plasma and the platelet-rich plasma are separated from the human body in the primary culture to perform pretreatment for irradiating visible light, and a first culture medium is prepared by mixing a first additive having a unique composition and a blending ratio . Cells are inoculated in a first culture medium and cultured under hypoxic conditions, thereby increasing the growth rate of the cells and keeping the size of the cells small.

그리고 계대배양에서는 위험성이 상존하는 소 혈청을 최소한으로 유지한 채 제2첨가제를 혼합하고, 바람직하게는 리유스배양액을 혼합하여 제2배양액을 조성함으로써 세포의 배양속도를 증대시키고 세포의 크기를 유지할 수 있다. In the subculture, a second culture medium is prepared by mixing the second additive while maintaining the minimum amount of bovine serum with the risk, and preferably by mixing the reusing medium, the culture speed of the cell is increased and the size of the cell is maintained .

즉 본 발명에 따른 배양방법을 이용하여 초대배양 및 계대배양을 연속적으로 수행하는 경우, 일반 배양방법에 비하여 적어도 4배 이상으로 세포의 성장속도를 증진시킬 수 있어 줄기세포를 대량 배양 가능하다. 이를 통해 줄기세포의 산업적 이용이 활발하게 이루어질 수 있는 계기가 마련될 것으로 기대된다. 더욱이 세포의 크기를 작게 유지할 수 있으므로 줄기세포를 치료의 목적이나 미용의 목적으로 사용하는 경우에 있어서 보다 안전하고 효율적인 사용이 가능할 것으로 기대된다. That is, when the primary culture and the subculture are continuously performed using the culture method according to the present invention, the growth rate of the cells can be increased to at least 4 times as compared with the general culture method, and the stem cells can be cultured in a large amount. It is anticipated that this will provide an opportunity for industrial use of stem cells. Furthermore, since the size of the cells can be kept small, it is expected that the stem cells can be used more safely and effectively in the case of using them for therapeutic purposes or cosmetic purposes.

참고로 도면의 도표에 나타난 E+06, E+07과 같이 E+아라비아숫자 표시에서 E는 10을 의미하고, 아라비아 숫자는 몇 승을 의미한다. 즉 E+06은 106을 E+07은 107을 의미한다. For reference, in the E + Arabic numerals such as E + 06 and E + 07 shown in the diagram of the drawing, E means 10, and Arabic numbers mean several power. That is, E + 06 means 10 6 and E + 07 means 10 7 .

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (12)

대기 조건보다 산소 함량이 낮은 저산소(hypoxia) 조건에서 인체의 지방조직으로부터 분리된 지방유래 줄기세포를 초대배양단계 및 계대배양단계를 거쳐 배양하기 위한 방법으로서,
상기 초대배양단계는, 상기 제1배양액은 글루코스를 포함하는 액상의 영양배지와, 인체로부터 분리되는 혈장과 가시광선을 조사한 혈소판 풍부 혈장(PRP,Platet Rich Plasma) 및 제1첨가제를 포함하여 이루어지는 제1배양액에 줄기세포를 접종하여 배양하며,
상기 계대배양단계는, 상기 영양배지와, 상기 영양배지 중량 대비 1~5 중량%의 비율로 혼합되는 소 혈청 및 제2첨가제를 포함하여 이루어지는 제2배양액에 상기 초대배양단계를 거친 줄기세포를 접종하여 배양하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
A method for culturing adipose derived stem cells isolated from adipose tissue of a human body through a primary culture step and a subculture step in a hypoxia condition having a lower oxygen content than an atmospheric condition,
Wherein the first culture medium comprises a nutrient medium in the form of a liquid containing glucose, a plasma separated from the human body, a platelet rich plasma (PRP) irradiating visible light, and a first additive 1 < / RTI > culture medium,
Wherein the subculturing step comprises inoculating the first culture medium with the nutrient medium and a second culture medium containing bovine serum and a second additive mixed at a ratio of 1 to 5 wt% And culturing the stem cells.
제1항에 있어서,
상기 제1첨가제는 트랜스페린, 셀레늄, 트리요오드티로닌(T3), 오르니틴을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first additive comprises transferrin, selenium, triiodothyronine (T3), and ornithine.
제2항에 있어서,
상기 제1첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.2~0.6중량%의 범위로 상기 제1배양액에 혼합되는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the first additive is mixed with the first culture medium in a range of 0.2 to 0.6 wt% based on the weight of the nutrient medium.
상기 초대배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 EGF(Epidermal Growth Factor)를 상기 제1배양액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법. Wherein the EGF (Epidermal Growth Factor) is added to the first culture medium within 48 to 72 hours after the start of the primary culture. 제1항에 있어서,
상기 가시광선이 조사된 혈소판 풍부 혈장은 상기 영양배지 중량 대비 1~8 중량%의 비율로 상기 제1배양액에 혼합되는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
Wherein the platelet-rich plasma irradiated with the visible light is mixed with the first culture medium at a ratio of 1 to 8% by weight based on the weight of the nutrient medium.
제1항에 있어서,
상기 제1배양액의 혈장은 가시광선을 조사한 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
Wherein the plasma of the first culture medium is irradiated with visible light.
제1항에 있어서,
상기 제2배양액은 줄기세포를 배양하는데 배양액으로 이미 사용되었던 리유스배양액을 포함하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second culture liquid comprises a reusing culture medium which has been used as a culture medium for culturing stem cells.
제7항에 있어서,
상기 리유스배양액은 상기 제2배양액에 함유된 상기 영양배지 중량 대비 1~10 중량%의 범위로 상기 제2배양액에 포함되는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the reusing culture medium is contained in the second culture medium in a range of 1 to 10% by weight based on the weight of the nutrient medium contained in the second culture medium.
제7항에 있어서,
상기 리유스배양액은 글루코스를 포함하는 기본배지와, 첨가제를 포함하며, 선택적으로 상기 기본배지 중량 대비 1~5 중량%의 비율로 소 혈청이 혼합되는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the reusing medium comprises a basic medium containing glucose and an additive and optionally bovine serum is mixed at a ratio of 1 to 5% by weight based on the weight of the basic medium.
제1항에 있어서,
상기 제2첨가제는 상기 영양배지 중량 대비 0.3~1.7 중량%의 비율로 상기 제2배양액에 혼합되며,
상기 제2첨가제는 인슐린, 트랜스페린 및 셀레늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
The second additive is mixed with the second culture medium in a proportion of 0.3 to 1.7% by weight based on the weight of the nutrient medium,
Wherein the second additive comprises insulin, transferrin, and selenium.
제10항에 있어서,
상기 제2첨가제는 에탄올아민 및 비타민E를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the second additive further comprises ethanolamine and vitamin E. 2. The method according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 계대배양을 시작한 후 48~72 시간 내에 EGF(Epidermal Growth Factor)를 상기 제2배양액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방유래 줄기세포 배양방법.
The method according to claim 1,
Wherein the EGF (Epidermal Growth Factor) is added to the second culture medium within 48 to 72 hours after the passage of the subculture.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100007113A (en) * 2008-07-11 2010-01-22 김민 Implant composition derived from photomodulated adipose cells
KR100955212B1 (en) * 2006-01-27 2010-04-29 (주)프로스테믹스 Mass producing method of growth factor using adipose derived adult stem cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955212B1 (en) * 2006-01-27 2010-04-29 (주)프로스테믹스 Mass producing method of growth factor using adipose derived adult stem cells
KR20100007113A (en) * 2008-07-11 2010-01-22 김민 Implant composition derived from photomodulated adipose cells

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Stem Cell Res Ther. 2013 Aug 1;4(4):91 *
Stem Cells Int. 2013:387324(2013.10.21.) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117018295A (en) * 2023-08-25 2023-11-10 苏州邦伊医疗科技有限公司 Autologous fat transplantation method with high survival rate

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