KR20150062817A - Method of inducing differentiation of mesenchymal stem cell derived from chorion or warthon's jelly isolated from human term placenta into neuron and hair cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인간 태반(placenta)의 융모막(chorion) 또는 와튼제대교질(warthon's jelly)로부터 분리한 줄기세포를 분화시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게, 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 분리한 줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체, 유모세포(hair cell), 신경세포로 분화시키는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 분화된 신경계 세포 전구체, 유모세포, 신경세포를 유효성분으로 포함하는 난청의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method of differentiating stem cells isolated from a chorion or warthon's jelly of a human placenta, and more particularly, to a method of differentiating stem cells isolated from a chorion or warthon's jelly of a human placenta, The present invention relates to a method for differentiating chorionic villi or whiteness cord-derived stem cells into neural cell precursors, hair cells, and neurons, comprising culturing the cells in a medium containing a nerve growth factor. The present invention also relates to a composition for preventing or treating hearing loss comprising the differentiated neural precursor cell, hair cell, and nerve cell as an active ingredient.
종래 인간의 난치병 치료를 위해 장기이식이나 유전자 치료 등이 제시되었으나, 면역거부와 공급 장기 부족, 벡터개발이나 질환유전자에 대한 지식부족으로 효율적인 실용화가 미진하였다.Conventionally, organ transplantation and gene therapy have been proposed for the treatment of human intractable diseases, but there has been little practical application due to lack of immunity, lack of supply or lack of knowledge about vector development or disease genes.
이에 줄기세포연구에 대한 관심이 고조되어, 증식과 분화를 통해 모든 기관을 형성할 능력을 가진 만능 줄기세포가 대부분의 질병 치료는 물론 장기 훼손을 근원적으로 해결할 수 있는 것으로 인식되었다. 또한, 많은 과학 자들이 인체의 거의 모든 장기 재생은 물론 난치병이었던 파킨슨병, 각종 암, 당뇨병과 척수손상 등의 치료에 이르기까지 다양하게 줄기세포의 적용 가능성을 제시해 왔다.Thus, interest in stem cell research has been heightened, and it has been recognized that all stem cells capable of forming all organs through proliferation and differentiation can solve root diseases as well as treatment of most diseases. In addition, many scientists have suggested the possibility of applying stem cells in various ways, ranging from almost all the long-term regeneration of the human body to treatment of intractable Parkinson's disease, various cancers, diabetes and spinal cord injury.
또한, 최근 들어 질환에 의해 세포가 파괴되거나 손상 받았을 경우, 세포를 외부로부터 공급해주는 세포 대체 요법(cell replacement therapy)이 효과적인 치료법으로 제시되고 있으며, 특히 재생이 필요한 조직으로 증식 및 분화가 가능한 줄기세포(stem cell)가 각광을 받고 있다. In addition, in recent years, when cells are destroyed or damaged by diseases, cell replacement therapy that supplies cells from the outside has been suggested as an effective treatment method. In particular, stem cells capable of proliferation and differentiation, (stem cells) are in the limelight.
이렇게 다양한 기능을 갖는 줄기세포란 조직을 구성하는 각 세포로 분화되기 전 단계의 세포로서, 미분화 상태에서 무한 증식이 가능하며 특정 분화 자극에 의해 다양한 조직의 세포로 분화될 수 있는 잠재적 가능성을 가진 세포를 말한다. 신경 줄기세포 역시 자기복제능력을 가지고 있으며, 뉴론(neuron) 또는 글리아(glia), 예컨대, 성상세포(astrocyte), 희돌기교세포(oligodendrocyte) 또는 슈반세포(Schwann cell) 등으로 분화할 수 있는 다분화 능력을 가진 미분화 세포이며, 신경 줄기세포는 특정한 신경계 세포를 만들어내는 신경전구세포나 글리아전구세포의 단계를 거쳐서 신경세포(neural cell), 예를 들면 뉴론이나 글리아로 분화하게 된다.Stem cells with various functions are cells that are differentiated into cells that constitute the tissue. They are capable of infinite proliferation in undifferentiated state, and are capable of differentiating into cells of various tissues by specific differentiation stimulation. . Neural stem cells also have the ability to self-replicate and can differentiate into neurons or glia, such as astrocyte, oligodendrocyte, or Schwann cell. Neural stem cells are differentiated into neural cells, such as neurons or glias, through the stages of neural progenitor cells or glioma precursor cells that produce specific neural cells.
한편, 간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC)는 골, 연골, 지방조직, 근육, 건, 인대, 신경조직 등으로 분화할 수 있어 세포 치료요법에 적합한 세포로 주목받고 있다. 현재 간엽 줄기세포를 얻을 수 있는 가장 대표적 기원 조직으로 골수 (bone marrow)를 들 수 있다. 그러나 골수에 존재하는 간엽 줄기세포는 제한적인 분화능과 증식능력으로 인해 그 응용범위가 한정적일 수밖에 없으며, 골수로부터 유래하는 한계로 인해 여러 단계의 시술이 필요하고, 시술 과정이 복잡하여 채취 대상자에게 시간적, 정신적 및 육체적 고통을 수반하는 것이 보통이다. 또한, 골수 이식을 위해서는 조직적합항원 비교를 통해 항원 표현형이 일치하여 이식편대 숙주반응을 보이지 않는 공여자를 찾아야 한다는 문제점이 있다.Meanwhile, mesenchymal stem cells (MSCs) can be differentiated into bone, cartilage, adipose tissue, muscles, tendons, ligaments, nerve tissue, etc., and are attracting attention as cells suitable for cell therapy. At present, bone marrow is one of the most representative origins of mesenchymal stem cells. However, the mesenchymal stem cells present in the bone marrow are limited in their application range due to their limited differentiation and proliferative capacity, and because of the limitation derived from the bone marrow, several steps are required and the procedure is complicated, , Accompanied by mental and physical pain. In addition, for bone marrow transplantation, there is a problem that a donor that does not show a graft-versus-host response due to the coincidence of antigenic phenotype through comparison of histologically compatible antigens is a problem.
따라서 최근에는 많은 양의 줄기세포가 제대혈(Umblical cord blood, UCB)에 존재한다는 사실이 알려지면서 제대혈을 이용한 세포 치료 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 임상적으로 제대혈 이식을 통해 혈액관련 질환을 치료하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있으며, 자가이식 치료를 위하여 제대혈을 냉동시켜 수년 후 사용가능한 상태로 보존하는 제대혈 은행이 국내에서도 활성화되고 있다.Therefore, recently, it has been known that a large amount of stem cells are present in umbilical cord blood (UCB), and cell therapy using cord blood is being actively studied. In particular, attempts have been made to treat blood related diseases clinically through cord blood transplantation, and cord blood banks, which freeze cord blood for autotransplantation therapy and preserve it in a usable state after a few years, have been activated in Korea.
또한, 최근에는 태아 조직(fetal tissue)에서 중간엽 줄기세포의 분리를 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데 그 결과, 풍부한 중간엽 줄기세포가 있음이 밝혀졌으나, 세포치료제를 목적으로 한 태아 조직의 사용은 윤리적으로 제한이 있기 때문에 세포치료제로 사용하기 위한 한계가 있었다. 태아 중간엽 줄기세포(fetal MSC)에 대한 소스로서 제대혈에서도 중간엽 줄기세포를 분리하였지만, 그 수가 매우 적으며 증식이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. 따라서 세포치료제로서 증식이 용이하고 배량 배양이 가능한 줄기세포의 분리 및 배양 방법에 대한 새로운 개발이 필요한 실정이다. Recently, studies on the isolation of mesenchymal stem cells from fetal tissues have been actively conducted. As a result, it has been found that there are abundant mesenchymal stem cells, but the use of fetal tissue for cell therapy Because of the ethical limitations, there was a limit to use as a cell therapy agent. Although mesenchymal stem cells were isolated from umbilical cord blood as a source of fetal MSCs, the number of the mesenchymal stem cells was very small and the proliferation was not good. Therefore, there is a need for a new method for separating and culturing stem cells, which is easy to proliferate and can be cultured as a cell therapy agent.
한편, 인체 감각의 하나인 청각이 소실될 경우, 개인적으로는 일상생활에 장애를 초래하며 사회 경제적으로는 막대한 손실을 초래한다. 난청은 청각장애만을 유발하는 것이 아니라, 언어습득 전에 심각한 난청이 발생할 경우에는 정상적인 언어발달에 지장을 받아 언어장애가 동반되어 문제가 된다. 또한, 최근에는 노인성 인구가 기하급수적으로 증가하면서 노인성 난청 환자들이 급속히 증가하고 있는데 노인성 난청은 고혈압 및 퇴행성 관절염과 함께 3대 노인성 질환 중 하나로서(Cruickshanks et al, 1998) 65세 이상 인구의 25~40%에서 발견되는 질환으로 알려져 있고(Gates et al, 1990), 노인성 난청의 대부분은 청각유모세포와 신경세포(spiral ganglion)의 퇴행성 변화로 유발되는 감각중추(sensory)형과 신경계(neural)형으로 알려져 있다.On the other hand, if the hearing loss, which is one of the human senses, is lost, personally, it causes obstacles in daily life and causes a great loss in socioeconomic environment. Hearing loss is not caused only by hearing impairment, but when serious hearing loss occurs before language acquisition, normal language development is disturbed and speech disorder accompanies problems. In addition, recently, the number of elderly people with hearing loss has increased rapidly as the number of elderly people increases exponentially. Cruel hearing loss is one of the three major geriatric diseases with hypertension and degenerative arthritis (Cruickshanks et al, 1998) (Gates et al., 1990). Most of the senile hearing loss is sensory and neural, which is caused by degenerative changes of auditory hair cells and spiral ganglia .
일반적으로 포유동물에서의 내이는 이미 손상되었거나 죽은 내이의 감각 유모세포가 재생되지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 감각 유모 세포의 사멸 또는 약화로 인한 청력 이상은 전형적으로 영구 청력 장애를 일으킨다. 또한, 감각뉴론성 난청은 노화-관련 손실(노인성 난청), 소음 노출, 약물 노출(예를 들어, 항생제 및 항-암 치료),감염, 유전적 돌연변이(증후군성 및 비-증후군성) 및 자가면역 질환을 포함하는 다수의 요인들에 의해 야기될 수 있다.In general, it is known that the dermis in mammals does not regenerate sensory hair cells of damaged or dead inner ear. Thus, hearing loss due to the death or weakening of sensory hair cells typically results in permanent hearing impairment. In addition, sensory neural deafness can also be associated with aging-related loss (senile hearing loss), noise exposure, drug exposure (e.g., antibiotic and anti-cancer therapy), infection, genetic mutations (syndromic and non- And may be caused by a number of factors including immune disorders.
현재, 감각뉴론성 난청을 위한 치료로 외부 보청기의 사용 및 와우각 이식이 사용되고 있는데, 두 가지 방법 모두는 다소 제한된 치료적 가능성만을 가진다. 또한, 최근에는 감각 내이 유모세포를 재생하는 방법이 개발되었는데, 국제특허출원 PCT/US99/24829에는 감각 유모세포를 포함하는 내이세포의 재생을 자극하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 기술은 내이세포의 재생을 자극할 수 있도록 전사 인자를 암호화하는 내이세포 핵산 분자를 도입하는 단계를 포함하는 등 매우 복잡한 과정 및 오랜 시간이 필요하다. 따라서 신경세포 및 유모세포를 효과적으로 재생하여 난청을 치료할 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.Currently, the use of external hearing aids and doorframes are used as treatments for sensory neuronal hearing loss, both of which have only a limited therapeutic potential. In addition, recently, a method for regenerating sensory innate hair cells has been developed. International Patent Application PCT / US99 / 24829 discloses a method for stimulating regeneration of inner ear cells containing sensory hair cells. However, this technique requires a very complicated process and a long time, including the step of introducing the inner cell nucleic acid molecule encoding the transcription factor so as to stimulate regeneration of the inner cell. Therefore, there is a demand for a new technique for effectively regenerating nerve cells and hair cells to treat hearing loss.
그러나 지금까지 난청의 치료를 위해 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 신경세포 및 유모세포를 분화 및 증식시켜 세포치료제로 사용한 예가 없다.However, until now, there have been no examples in which neural cells and hair cells are differentiated and proliferated from the chorion of the placenta or stem cells derived from Warton umbilical cord as a cell therapy agent for the treatment of hearing loss.
이러한 배경 하에, 본 발명자들은 유모세포의 재생을 통해 효과적으로 난청을 치료할 수 있는 방법을 연구하던 중, 난청의 치료에 있어서 중요한 신경계 세포 전구체, 신경세포, 유모세포를 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Under these circumstances, the present inventors have studied how to effectively treat deafness through the regeneration of hair cells. In the treatment of deafness, the neural precursor, nerve cell, and hair cell which are important in the treatment of hearing loss are transferred to the placental chorionic membrane or the umbilical cord- The present inventors have completed the present invention by confirming that they can differentiate from stem cells.
본 발명의 목적은 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 분리한 줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체, 유모세포 및 신경세포로 이루어진 군에서 선택된 하나로 분화시키는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for culturing a chorionic membrane or a whitened cord-derived stem cell derived from a chorionic membrane of a human placenta or a stem cell from a whitish umbilical cord colony in a medium containing a nerve growth factor, Neuronal cells, and the like.
본 발명의 또 하나의 목적은 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 분화된 신경계 세포 전구체, 유모세포 및 신경세포로 이루어진 군에서 선택된 하나를 유효성분으로 포함하는, 난청의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for preventing or treating hearing loss, which comprises, as an active ingredient, one selected from the group consisting of a neural precursor cell, a hair cell and a neuron cell differentiated from a chorionic membrane of a human placenta or stem cell derived from a whitish umbilical cord To provide a composition.
상기목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 분리한 줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지에서 배양하는 단계를 포함하는, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체, 유모세포 및 신경세포로 이루어진 군에서 선택된 하나로 분화시키는 방법에 관한 것이다.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a method for culturing a chorionic membrane or a whitening cord-derived stem, comprising culturing a stem cell isolated from a chorionic membrane of a human placenta or a whitish umbilical cord colloid in a medium containing a nerve growth factor The present invention relates to a method of differentiating a cell into one selected from the group consisting of a neural cell precursor, a hair cell, and a neuron cell.
바람직하게, 상기 신경성장인자는 상피세포 성장인자(Epidermal Growth Factor, EGF), 섬유아세포 성장인자(basic fibroblast growth factor, bFGF), 교아세포유래 신경성장인자(Grial-derived neurotprophin factor, GDNF), 뇌유래 신경영양인자(Brain-derived neutrophin factor, BDNF) 및 뉴로트로핀-3(Neurotrophin-3, NT-3)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.Preferably, the nerve growth factor is selected from the group consisting of Epidermal Growth Factor (EGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), glioblast-derived neurotrophin factor (GDNF) A neurotrophin-3, and a neurotrophin-3 (NT-3) may be selected from the group consisting of Brain-derived neurotrophin (BDNF) and Neurotrophin-3.
또한 바람직하게, 상기 배지는 B-27 첨가물(B-27 supplement) 1 내지 3 중량%(v/v), L-글루타민 1 내지 3mM 및 항생제 0.5 내지 2중량%(v/v)를 추가로 포함하는 것일 수 있다.Also preferably, the medium further comprises 1-3% (v / v) B-27 supplement (B-27 supplement), 1-3 mM L-glutamine and 0.5-2% (v / v) antibiotic .
또한 바람직하게, 상기 배양하는 단계는 15 내지 26일 동안 배양되는 것일 수 있다.Also preferably, the step of culturing may be performed for 15 to 26 days.
또한 바람직하게, 상기 신경성장인자는 상피세포 성장인자 또는 섬유아세포 성장인자이고, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체로 분화시키는 것일 수 있다.Also preferably, the nerve growth factor is an epithelial cell growth factor or fibroblast growth factor, and may be to differentiate chorionic villus or whitish cord-derived stem cells into neural cell precursors.
보다 바람직하게, 상기 상피세포 성장인자는 배지에 5 내지 15 ng/㎖, 상기 섬유아세포 성장인자는 배지에 15 내지 25 ng/㎖ 포함되는 것일 수 있다.More preferably, the epithelial growth factor is contained in the medium in an amount of 5 to 15 ng / ml, and the fibroblast growth factor is contained in the medium in an amount of 15 to 25 ng / ml.
또한 바람직하게, 상기 신경성장인자는 교아세포유래 신경성장인자, 뇌유래 신경영양인자 및 뉴로트로핀-3으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상이고, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 유모세포 또는 신경세포로 분화시키는 것일 수 있다.Preferably, the nerve growth factor is at least one selected from the group consisting of neurotrophic factor derived from myoblast-derived neurotrophic factor, neurotrophin and neurotrophin-3, and the stem cell derived from chorionic villus or whitish cord is referred to as a hair cell or a neuron It may be to differentiate.
보다 바람직하게, 상기 교아세포유래 신경성장인자는 배지에 5 내지 15 ng/㎖, 상기 뇌유래 신경영양인자는 배지에 5 내지 15 ng/㎖, 상기 뉴로트로핀-3는 배지에 5 내지 15 ng/㎖ 포함되는 것일 수 있다.More preferably, the neurotrophin-3 is added to the medium in an amount of 5 to 15 ng / ml, the neurotrophic factor in the medium is 5 to 15 ng / ml in the medium, Ml. ≪ / RTI >
또 하나의 양태로서 본 발명은, 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 분화된 신경계 세포 전구체, 유모세포 및 신경세포로 이루어진 군에서 선택된 하나를 유효성분으로 포함하는, 난청의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a method for preventing or treating deafness, comprising an effective ingredient selected from the group consisting of a neural precursor cell, a hair cell, and a neuron cell differentiated from a chorionic membrane of a human placenta or a stem cell derived from a whitish cord colony ≪ / RTI >
바람직하게, 상기 신경계 세포 전구체는 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 상피세포 성장인자 또는 섬유아세포 성장인자가 포함된 배지에서 배양됨으로써 분화된 것일 수 있다.Preferably, the neural progenitor cell precursor may be differentiated by culturing human placental chorionic villi or whitish cord colony-derived stem cells in a medium containing an epithelial cell growth factor or fibroblast growth factor.
또한 바람직하게, 상기 유모세포 또는 상기 신경세포는 인간 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 교아세포유래 신경성장인자, 뇌유래 신경영양인자 및 뉴로트로핀-3으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 신경성장인자가 포함된 배지에서 배양됨으로써 분화된 것일 수 있다.
Preferably, the hair cell or the neuron cell further comprises at least one nerve growth factor selected from the group consisting of neuroblastoma derived neurotrophic factor, brain-derived neurotrophin and neurotrophin-3, It may be differentiated by culturing in a medium containing the factor.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 태반의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 유래된 간엽줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지(medium)에서 배양하는 단계를 포함하는, 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 신경세포 및 유모세포로 분화시키는 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for culturing mesenchymal stem cells derived from a placenta chorionic membrane or a whitish umbilical cord colloid in a medium containing a nerve growth factor, And to provide a method of differentiating into a hair cell.
태반은 임신 중에 태아를 위해 만들어지는 것으로 무게 500g, 지름 15~20cm, 두께 2~3cm 정도의 원반 형태로 되어있다. 태반의 한쪽은 모체와 닿아 있고 다른 한쪽은 태아와 맞닿아 있으며 그 사이 공간에 모체의 혈액이 담겨 있어 태아에게 영양분을 공급하게 된다. 태반은 양막, 융모막, 탈락막의 3층으로 구성되어 있으며, 융모막은 양막과 탈락막 사이에 있는 얇은 막이고, 와튼제대교질은 제대(태아와 태반을 연결하는 끈 모양의 구조물, 탯줄)를 구성하는 주요성분이다.The placenta is made for the fetus during pregnancy. It is 500g in weight, 15-20cm in diameter, and 2 ~ 3cm thick. One side of the placenta touches the mother and the other side of the placenta touches the fetus. The placenta consists of three layers of amniotic membrane, chorionic membrane and decidual membrane. The chorionic membrane is a thin membrane between the amniotic membrane and the decidual membrane. The whiteness colloid constitutes the umbilical cord (a cord-like structure connecting the placenta and the placenta) It is the main ingredient.
한편, 본 발명에서는 태반을 이루고 있는 구성 중, 특히 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 분리(실시예 1)하였고, 이를 특정 성장인자가 함유된 배지에서의 배양을 통해 신경세포 및 유모세포의 분화 조건을 확립하였다(실시예 3).In the present invention, stem cells are separated from the placenta constituting the chorionic membrane or the whitish umbilical colloid (Example 1), and then cultured in a culture medium containing a specific growth factor to differentiate neurons and hair cells (Example 3).
또한, 본 발명자들은 난청과 같은 청각 장애 질환을 치료하기 위한 목적으로, 지금까지 시도된 바 없는 태반의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 이용하여 이로부터 신경세포 및 내이 감각세포인 유모세포로의 분화를 시도하였고, 분화 조건을 확립하여 태반조직의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 분리하였고, 상기 간엽줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지에 배양하였을 경우, 신경세포 및 유모세포로 분화 유도됨을 확인할 수 있었다(실시예 4 및 5). In addition, the present inventors have developed a method for treating a hearing-impaired disease such as hearing loss by using a placental chorionic membrane or a whitish umbilical cord-derived mesenchymal stem cell, which has not been tried so far, And differentiation conditions were established to separate stem cells from chorionic villi or whitish umbilical cord colloid of placenta tissue. When the mesenchymal stem cells were cultured in a medium containing nerve growth factor, they were differentiated into nerve cells and hair cells (Examples 4 and 5).
그러므로 본 발명은 태반조직의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경세포 및 유모세포로 분화시키는 방법을 제공할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 인간 태반조직의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경세포 및 유모세포로 분화시키는 방법을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a method for differentiating chorionic villi of a placental tissue or a stem cell of a whitish cord colloid into a neuron and a hair cell, and more particularly, to a method for differentiating a chorion of a human placental tissue, A method for differentiating chorionic villi or whitened umbilical cord-derived stem cells into neuronal cells and hairy cells comprising culturing in a medium containing growth factors can be provided.
또한, 본 발명에 따른 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경세포 및 유모세포로 분화시키는 방법은, 먼저, 태반으로부터 융모막 또는 와튼제대교질을 분리하고 분리된 융모막 또는 와튼제대교질로부터 간엽줄기세포를 분리시킨 다음, 분리된 간엽줄기세포를 세포가 자라는 배양배지에 신경성장인자를 처리함으로써 신경세포 또는 유모세포로 각각 분화시킬 수 있다.The method for differentiating chorionic villus or whitening cord-derived stem cells according to the present invention into neurons and hair cells comprises first separating chorionic villus or whitish umbilical cord from the placenta and extracting mesenchymal stem cells from the separated chorion or whitish umbilical cord colony And the isolated mesenchymal stem cells can be differentiated into neurons or hair cells by treating nerve growth factor in the culture medium in which the cells grow.
상기 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 수득하는 방법은 먼저 태반 조직으로부터 융모막 또는 와튼제대교질을 분리한 다음, 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 수득할 수 있는데, 이러한 방법은 당업계에 공지된 방법이라면 모두 사용가능하며, 예를 들어, 인간 태반 조직샘플로부터 융모막 또는 와튼제대교질을 분리하고 Hanks' balanced salt 용액으로 세척하여 혈액을 제거한 다음, 0.05% 트립신 용액에서 화학적 분해 작업을 수행한 후, 트립신 처리한 용액을 모은 뒤, EGF가 함유된 배지에서 배양하여 인간 태반에서 분리한 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포액을 수득할 수 있다. 또한, 수득한 줄기세포는 상기 줄기세포가 충분히 증폭될 때까지 계대배양을 반복할 수 있다.The method of obtaining stem cells from the chorionic membrane or the whitetecontaining colloid may first be to isolate the chorion or whitish umbilical colloid from the placental tissue and then obtain the stem cells from the chorion or whitish umbilical colloid, For example, the chorioamnion or whitening umbilical colloid is separated from a human placenta tissue sample, washed with Hanks' balanced salt solution to remove blood, subjected to chemical decomposition in 0.05% trypsin solution, After collecting the trypsin-treated solution, it is cultured in a medium containing EGF to obtain a chorionic membrane or a stem cell solution derived from a whitish umbilical cord isolated from a human placenta. In addition, the obtained stem cells can be repeatedly subcultured until the stem cells are sufficiently amplified.
상기와 같은 방법으로 수득한 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포는 이후 세포가 자라는 배양배지에 신경성장인자를 처리하고 배양함으로써 신경세포 또는 유모세포로 각각 분화시킬 수 있다.The chorionic villi or the stem cell derived from the whitetecritic cord obtained by the above method can be differentiated into neurons or hair cells by treating and culturing the nerve growth factor in the culture medium in which the cells grow.
상기에서 배양배지는 통상적으로 사용하는 동물세포 배양용 배지라면 모두 사용가능하며, 이에 제한되지는 않으나, DMEM, 알파-DMEM, 이글스 기본 배지(Eagle's basal mediu,), RPMI 1640 배지, NPBM(Neural progenitor cell basal medium: SClonetics)등을 사용할 수 있다. The culture medium may be any conventional culture medium for animal cell culture, including, but not limited to, DMEM, alpha-DMEM, Eagle's basal medium, RPMI 1640 medium, NPBM (Neural progenitor cell basal medium: SClonetics).
또한, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 신경세포 또는 유모세포로 분화시키기 위해 본 발명에서 사용한 신경성장인자로는, 교아세포유래 신경성장인자, 뇌유래 신경영양인자 및 뉴로트로핀-3으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 배양배지의 총 부피에 대하여 상기 각 신경성장인자는 5ng/ml 내지 15ng/ml의 농도로 포함될 수 있다. In addition, the nerve growth factors used in the present invention for differentiating into mesenchymal stem cells from chorionic villi or whitetum cord derived mesenchymal stem cells include neurotrophic factors derived from myoblast-derived nerve growth factor, brain derived neurotrophin and neurotrophin-3 One or more selected from the group can be used, and each nerve growth factor may be included at a concentration of 5 ng / ml to 15 ng / ml based on the total volume of the culture medium.
또한, 상기 배양은 15일 내지 26일 동안 36 내지 38℃의 온도 및 4 내지 6% 이산화탄소 조건에서 수행할 수 있다.Further, the culturing can be carried out at a temperature of 36 to 38 ° C and 4 to 6% carbon dioxide condition for 15 days to 26 days.
또한, 상기 배지는 배지 총 부피에 대하여, B-27 첨가물 1 내지 3 중량%(v/v), L-글루타민 1 내지 3mM, 및 항생제-항진균제(예를 들어, 페니실린-스트렙토마이신) 0.5 내지 2 중량%(v/v)을 추가로 첨가하여 포함할 수 있다. In addition, the culture medium may contain 1 to 3% by weight (v / v) of a B-27 additive, 1 to 3 mM of L-glutamine, and 0.5 to 2% of an antibiotic-antifungal agent (e.g. penicillin-streptomycin) (V / v). ≪ / RTI >
한편, 상기 신경성장인자들 중에서, 뇌유래 신경영양인자는 뇌에 가장 풍부하게 분포되어 있는 뉴로트로핀(neurotrophin)으로 신경원의 성장을 촉진하는 작용을 하고, 신경전달 물질의 합성, 대사, 유리 및 신경원의 활성을 조절하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다.Among the above-mentioned nerve growth factors, brain-derived neurotrophic factor is neurotrophin, which is most abundantly distributed in the brain, and acts to promote the growth of neurons. Neurotrophin synthesis, metabolism, And the like.
또한, 상기 교아세포유래 신경성장인자 및 뉴로트로핀-3는 아교세포(Glial cells)와 별아교세포 및 신경세포의 성장을 촉진시키는 작용을 한다고 알려져 있다.In addition, neurotrophin-3 and neurotrophin-3 derived from glioblastoma are known to act to promote the growth of glial cells, astrocytes and neurons.
한편, 본 발명자들은 상기 기술된 본 발명의 방법에 따라 인간 태반조직의 융모막 또는 와튼제대교질로부터 분리된 줄기세포를 특정 성장인자가 함유된 배지에서 배양함으로써 신경세포 및 유모세포로 분화되었는지 조사한 결과, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 신경계 세포 전구체와 신경세포 및 유모세포가 잘 분화되는 것을 확인할 수 있었다.Meanwhile, the present inventors investigated whether the stem cells isolated from the chorionic villi of the human placenta tissue or the whitish umbilical cord colony differentiated into neurons and hair cells by culturing in a medium containing specific growth factors according to the above-described method of the present invention. As a result, It was confirmed that neural precursor cells, nerve cells and hair cells were well differentiated from stem cells of chorionic villus or whitum umbilical cord.
보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, GDNF, BDNF 및 NT-3의 신경성장인자가 포함된 배지에서 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 배양함으로써 신경세포 및 유모세포의 분화를 유도하였고, 상기 신경세포 및 유모세포의 분화를 확인하기 위해 특정 분열증식을 확인할 수 있는 Brud5로 세포들을 1차 염색한 다음, 이후 각 특징적으로 분화된 세포 확인을 위해, 아교세포 표지자로 GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein), S-100 및 MBP(Myelin basic protein)를, 신경세포 표지자로서 베타 Ⅲ-튜불린(βⅢ-tubulin), NF(Neurofilamen) 및 MAP2(Microtubul-Associated Protein2)를, 신경계원종 표지자로 네스틴(nestin)을, 유모세포의 표지자로 미오신(myosin) ⅦA 및 TRPA1(Transient receptor potential cation channel)을 사용하여 이중 염색을 통한 형광면역분석법을 수행하였다.More specifically, according to one embodiment of the present invention, differentiation of neurons and hair cells was induced by culturing chorionic villus or whitish cord-derived stem cells in a medium containing nerve growth factor of GDNF, BDNF and NT-3 To confirm the differentiation of the neurons and hair cells, the cells were firstly stained with Brud5, which is capable of confirming specific proliferation. Then, for identification of differentiated cells, GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein), S-100 and MBP (Myelin basic protein), beta III-tubulin, NF (Neurofilamen) and MAP2 (Microtubul-Associated Protein 2) as neuronal markers, (myosin) VIIA and TRPA1 (transient receptor potential cation channel) as markers of hairy cells were used for the fluorescence immunoassay using double staining.
그런 뒤, 염색된 각 세포들을 현미경을 통해 확인한 결과, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화된 신경계 세포 전구체의 경우, 신경전구세포로의 분화를 유도함에 따라 점차 구형의 형상을 띠는 것으로 나타났고(도 2), 세포 분열 시 증식하는 세포의 표지자인 BrdU에 대하여 염색이 이루어져 스스로 증식이 가능한 세포임을 확인하였고, 유모세포의 표지자인 myosin Ⅶ 및 TRPA도 발현되고 있는 것으로 나타났으며(도 5), 신경세포 표지자인 NF 및 βⅢ-tubulin과 Glial 세포 표지자인 MBP 및 S-100도 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 6 및 도 7).Then, each of the stained cells was examined by a microscope. As a result, in the case of the neural progenitor cells differentiated from the chorionic villi or the mesenchymal stem cells derived from the whitish cord, they gradually become spherical in shape as they induce differentiation into neural progenitor cells (Fig. 2). It was confirmed that BrdU, which is a marker of cell proliferating during cell division, is a cell capable of proliferation by itself, and myosin VII and TRPA, which are markers of hair cell, are also expressed 5), neural cell markers NF and βIII-tubulin, and glial cell markers MBP and S-100 were also expressed (FIGS. 6 and 7).
또한 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, GDNF, BDNF 및 NT-3의 신경성장인자가 포함된 배지에서 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 신경세포 및 유모세포의 분화를 유도한 후, 각 특정 세포를 인식하는 표지자에 해당하는 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머를 사용하여 RT-PCR을 수행함으로써 신경세포 및 유모세포의 분화 및 발현 정도를 조사하였다. According to another embodiment of the present invention, the differentiation of neurons and hair cells from chorionic villi or whitened cord-derived stem cells is induced in a medium containing nerve growth factor of GDNF, BDNF and NT-3, RT-PCR was performed using a primer capable of amplifying a gene corresponding to a marker recognizing a cell, and the degree of differentiation and expression of neuron and hair cell were examined.
그 결과, 줄기세포의 표지자인 네스틴(nestin)의 유전자가 발현되는 것으로 나타났고, 내이(inner ear) 발달 표지자인 BMP4 및 BMP7도 유전자의 발현이 확인되었으며, 유모세포의 표지자인 Myosin ⅦA 및 TRPA1과 신경세포 표지자인 βⅢ-tubulin, MAP2,S-100 및 GFAP 유전자 또한 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 9). As a result, the gene of nestin, which is a marker of stem cells, was expressed, and the expression of genes of inner ear development markers BMP4 and BMP7 was also confirmed, and markers of hair cell myosin VIIA and TRPA1 And neural cell markers such as? III-tubulin, MAP2, S-100 and GFAP genes were also expressed (FIG. 9).
따라서 본 발명자들은 상기 결과를 통해 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 신경성장인자가 포함된 배지, 즉, GDNF, BDNF 또는 NT-3가 포함된 배지에서 배양할 경우, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 신경세포 및 유모세포를 분화시킬 수 있음을 알 수 있었다. Therefore, the present inventors have found that when the chorionic villus or the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cultured in a medium containing nerve growth factor, that is, a medium containing GDNF, BDNF or NT-3, It was found that the mesenchymal stem cells can differentiate into neurons and hair cells.
나아가 본 발명자들은 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 신경계 세포 전구체의 분화를 유도하였다. 구체적으로, 상기 신경계 세포 전구체로의 분화는 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 상기 세포를 배양하는 배지에 상피세포 성장인자인 EGF 및 기질섬유세포 성장인자인 bFGF를 첨가하고 배양시킴으로써 분화를 유도하였다. Furthermore, the present inventors induced the differentiation of neural cell precursors from chorionic villus or umbilical cord-derived mesenchymal stem cells. Specifically, the differentiation into the neural precursor cells can be carried out by introducing EGF, which is an epithelial cell growth factor, and bFGF, a fibroblast growth factor, into the culture medium for culturing the chorionic villus or whitening cord-derived mesenchymal stem cells, Respectively.
상기 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 신경계 세포 전구체의 분화를 유도하기 위하여 사용한 성장인자인 상피세포 성장인자는 턱밑샘(submaxillary glands)과 브루너선(brunner's gland)에서 유래된 것으로서, 간엽줄기세포와 아교세포 등의 분화를 증진시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 인체 내의 대부분에서 얻을 수 있는 기질섬유세포 성장인자인 bFGF는 상처 치유와 세포의 분화를 증진시키는 것으로 알려져 있다.The epithelial growth factor, which is a growth factor used to induce the differentiation of neural cell precursors from the chorionic villi or whiteness cord-derived mesenchymal stem cells, is derived from submaxillary glands and brunner's glands, And it is known to promote differentiation of glial cells and the like. In addition, bFGF, which is a fibroblast growth factor that can be obtained in most of the human body, is known to promote wound healing and cell differentiation.
본 발명의 일실시예에 따르면, 통상의 동물세포 배지로 사용되는 DMEM 배지에 10ng/ml의 EGF 및 20ng/ml bFGF를 첨가하여 배양한 다음, 분화된 신경계 세포 전구체를 신경계 원종표지자인 네스틴을 사용하여 면역형광분석을 수행한 결과, 대부분이 네스틴이 발현되어 염색된 것으로 나타났고, 또한, 신경줄기세포 표지자인 네스틴, BMP4 및 BMP7의 유전자를 증폭시킬 수 있는 프라이머를 사용한 RT-PCT 실험을 통해서도 상기 표지자의 유전자들이 분화된 신경계 세포 전구체에서 모두 발현되는 것을 확인할 수 있었다(도 9). According to one embodiment of the present invention, 10 ng / ml of EGF and 20 ng / ml bFGF are added to DMEM medium used as an ordinary animal cell culture medium, and then the differentiated neural cell precursor is added to nerve system marker nestin Immunofluorescence analysis revealed that nestin was mostly expressed and stained. RT-PCT experiments using primers capable of amplifying the genes of nestin, BMP4 and BMP7, which are neural stem cell markers, It was confirmed that the genes of the markers were all expressed in differentiated neural precursor cells (FIG. 9).
따라서 상기와 같은 결과를 통해, 본 발명자들은 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 EGF 또는 bFGF이 첨가된 배지에서 배양할 경우, 신경계 세포 전구체로 분화되는 것을 알 수 있었고, 반면, GDNF, BDNF 또는 NT-3가 첨가된 배지에서 배양할 경우에는 신경세포 및 유모세포로 분화되는 것을 알 수 있었다.Therefore, the present inventors have found that mesenchymal stem cells derived from chorionic villus or whitish cord are differentiated into neural cell precursors when cultured in a medium supplemented with EGF or bFGF, whereas GDNF, BDNF or When cultured in medium supplemented with NT-3, it was differentiated into neurons and hair cells.
한편, 난청은 전 세계적으로 가장 흔한 질환으로서 65세 이후의 노인의 경우, 약 30% 정도는 이러한 난청으로 일상생활에서 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 난청이 발생하게 되면 구심로의 차단에 따른 말초감각신경세포인 유모세포가 소실되고 이와 더불어 청각신경세포와 와우신경절의 세포들도 시간 경과에 따라 소실되는 현상이 나타난다. 이에 난청을 개선 및 치료하기 위해 현재 사용되고 있는 방법으로는 난청환자에 대해 보청기를 착용하게 하거나 또는 인공와우이식 수술을 통해 환자들로 하여금 도움을 주고 있으나 인공와우이식 대상자 중에서도 와우신경절의 신경원세포의 발달이 저하되어 있거나 장기간의 난청으로 퇴화되어 있는 경우 인공와우이식술을 시행하여도 청력이 완전히 회복되기에는 한계가 있다. On the other hand, hearing loss is the most common disease worldwide, and about 30% of elderly people after age 65 suffer from many difficulties in their everyday lives. When such hearing loss occurs, the peripheral nervous cells, which are peripheral sensory nerve cells due to the blockage of the central nervous system, are lost, and the auditory nerve cells and the cells of the womb ganglia are also lost over time. The current methods used to improve and treat hearing loss include helping patients with hearing loss by wearing a hearing aid or cochlear implants, but the development of neuronal cells in the ganglion ganglia And the degeneration of long-term hearing loss, the cochlear implantation of the cochlear implants is limited.
따라서 이러한 한계를 극복하기 위해서 청력 회복을 위한 신경세포 치료 개념이 대두되고 있는데, 특히 난청의 원인이 되는 말초감각신경세포인 유모세포를 재생할 수 있다면 난청을 보다 근원적으로 치료할 수 있다.To overcome these limitations, the concept of nerve cell therapy for hearing recovery is emerging. In particular, if we can regenerate the peripheral nerve cell, which is the cause of deafness, we can treat the deafness more fundamentally.
본 발명에 따른 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 신경세포 및 유모세포로 분화시키는 방법은 난청의 원인이 되는 청각 감각세포인 유모세포를 분화 및 재생시키는 효과가 있으므로 난청을 예방 또는 치료할 수 있는 특징이 있다.The method for differentiating mesenchymal stem cells from chorionic villus or whitetum cord-derived mesenchymal stem cells into neurons and hair cells according to the present invention has the effect of differentiating and regenerating hair cells, which are auditory sensory cells responsible for deafness, Feature.
그러므로 본 발명은 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화된 신경세포 및 유모세포를 유효성분으로 포함하는 난청의 예방 또는 치료용 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a composition for preventing or treating hearing loss comprising neuron and hair cell differentiated from chorionic villus or whitish cord-derived mesenchymal stem cells as an effective ingredient.
또한, 상기 본 발명의 조성물은 난청의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물로 사용될 수 있다. In addition, the composition of the present invention can be used as a pharmaceutical composition for prevention or treatment of deafness.
본 발명에서 상기 "난청"은 청각기관의 장애로 인해 청력이 저하 또는 소실된 상태를 말하는 것으로서, 크게 증후군(syndromic) 및 비증후군(nonsyndromic) 형태를 모두 포함할 수 있다. 상기 증후군 형태는 다시 3 가지로 더 세분화 할 수 있는데, 즉, 1) 청각장애와 관련된 감각신경 성분을 갖거나 갖지 않는 중이 및 외이 결함으로 인한 전음성 난청, 2) 청각장애와 관련된 감각신경 성분을 갖거나 갖지 않는 중이 결함으로 인한 전음성 난청, 및 3) 와우(cochlear) 또는 후미로(retrocochlear) 결함으로 인한 감각신경성 난청으로 나눌 수 있다. 또한, 상기 비증후군은 유전성 난청을 의미하는 것으로서 그들의 유전 양식에 따라 DFN, DFNA 및 DFNB로 분류될 수 있으며, 이들은 각각 X 염색체-연관, 상염색체 우성 및 상염색체 열성 전달 양식을 의미한다. In the present invention, the term "hearing loss" refers to a state of hearing loss or loss due to a disorder of the auditory organ, and may include both syndromic and nonsyndromic forms. The syndrome pattern can be further subdivided into three categories: 1) full-tone hearing loss due to middle and outer ear defects with or without sensory neurons associated with hearing impairment, 2) sensory neurons associated with hearing impairment And 3) sensory nerve impairment due to cochlear or retrocochlear defects. In addition, the non-syndrome refers to hereditary deafness and can be classified into DFN, DFNA, and DFNB depending on their genetic form, and these mean X chromosome-associated, autosomal dominant and autosomal recessive transmission patterns, respectively.
본 발명에 따른 난청의 예방 또는 치료용 조성물은 약학적으로 유효한 양의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화된 신경세포 및 유모세포를 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 난청을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말한다.The composition for preventing or treating hearing loss according to the present invention may comprise a naturally occurring cell or a hair cell differentiated from a pharmacologically effective chorionic membrane or a mesenchymal stem cell derived from a whitish cord colony alone or in combination with one or more pharmaceutically acceptable carriers, Or a diluent. A pharmaceutically effective amount as used herein refers to an amount sufficient to prevent, ameliorate, and treat hearing loss.
본 발명에 따른 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화된 신경세포 및 유모세포의 약학적으로 유효한 양은 0.5 ~ 100 mg/day/체중kg, 바람직하게는 0.5 ~ 5 mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 난청의 증상 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.The pharmacologically effective amount of neuron and hair cell differentiated from the chorioamnion or whitening cord-derived mesenchymal stem cells according to the present invention is 0.5 to 100 mg / day / body weight kg, preferably 0.5 to 5 mg / day / body weight kg . However, the pharmaceutically effective amount may be appropriately changed depending on the symptom of the hearing loss, the patient's age, body weight, health condition, sex, administration route and treatment period.
상기 본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증 등과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예를 들면, 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등과 같은 경구 투여용 담체 및 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등과 같은 비경구 투여용 담체 등이 있으며 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르 브산과 같은 항산화제가있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). 본 발명에 따른 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 적합한 형태로 제형화 될 수 있다. 즉, 본 발명의 약학적 조성물은 공지의 방법에 따라 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있으며, 비경구 투여용 제형의 대표적인 것으로는 주사용 제형으로 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하다. 주사용 제형은 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 성분을 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제형화될 수 있다. 또한, 경구 투여용 제형으로는, 이에 한정되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 환약 및 캡슐 등이 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable" as used herein refers to a composition that is physiologically acceptable and does not normally cause an allergic reaction such as gastrointestinal disorder, dizziness, or the like when administered to humans. Pharmaceutically acceptable carriers include, for example, carriers for oral administration such as lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate, stearic acid and the like, water for parenteral administration such as water, suitable oils, saline, aqueous glucose and glycols And may further contain stabilizers and preservatives. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-paraben and chlorobutanol. Other pharmaceutically acceptable carriers can be found in Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1995). The pharmaceutical composition according to the present invention, together with a pharmaceutically acceptable carrier as described above, may be formulated into a suitable form according to a method known in the art. That is, the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various parenteral or oral administration forms according to known methods, and isotonic aqueous solutions or suspensions are preferred for injection formulations typical of parenteral administration formulations. The injectable formulations may be prepared according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents and suspending agents. For example, each component may be formulated for injection by dissolving in saline or buffer. In addition, formulations for oral administration include, but are not limited to, powders, granules, tablets, pills, and capsules.
상기와 같은 방법으로 제형화된 약학적 조성물은 유효량으로 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 상기에서 '유효량' 이란 환자에게 투여하였을 때, 예방 또는 치료 효과를 나타내는 양을 말한다. 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 투여 경로, 투여 대상, 연령, 성별 체중, 개인차 및 질병 상태에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있으나, 바람직하게는 1~10000㎍/체중kg/day, 더욱 바람직하게는 10~1000㎎/체중kg/day의 유효용량으로 하루에 수회 반복 투여될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 난청의 예방 또는 치료용 조성물은 난청을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수도 있다.The pharmaceutical composition formulated as described above may be administered in an effective amount through various routes including oral, transdermal, subcutaneous, intravenous, or muscular. The term " effective amount " as used herein refers to an amount that shows a preventive or therapeutic effect when administered to a patient. The dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention can be appropriately selected depending on the route of administration, subject to be administered, age, gender, individual difference, and disease state. Preferably, the pharmaceutical composition of the present invention may contain the active ingredient in an amount of 1 to 10000 μg / kg body weight / day, more preferably 10 to 1000 mg / kg body weight, / day, which may be repeated several times a day. The composition for preventing or treating hearing loss according to the present invention may also be administered in combination with a known compound having an effect of preventing, ameliorating or treating hearing loss.
따라서 본 발명은 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 분화된 신경계 세포 전구체, 신경세포 및 유모세포를 유효성분으로 포함하는 난청의 예방 및 치료용 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a composition for preventing and treating deafness, which comprises neural cell precursor, neuron and hair cell differentiated from chorionic villi or whitetum colony-derived stem cells as an effective ingredient.
본 발명은 인간 태반조직의 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 신경계 세포 전구체, 신경세포 및/또는 유모세포로 분화시키는 방법 및 상기 분화된 신경계 세포 전구체, 신경세포 및/또는 유모세포를 포함하는 난청의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하며, 유모세포의 손상으로 야기되는 난청을 치료하기 위한 세포 대체 요법 및 재생의학 분야에 우수하게 활용이 가능하고, 난청 치료를 위한 신약개발의 소재로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 난청 치료와 관련된 기초 연구 분야에서도 널리 사용될 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for differentiating into a neural cell precursor, a neural cell and / or a hair cell from a chorionic membrane or a whitened umbilical cord-derived stem cell of a human placenta tissue, and a method for differentiating the precursor of the neural precursor, the neural cell and / The present invention provides a composition for the prevention or treatment of hair loss, which can be used for cell replacement therapy and regenerative medicine to treat hearing loss caused by hair cell damage, and can be used as a material for development of new drugs for hearing loss treatment In addition, there is an effect that can be widely used in basic research fields related to hearing loss treatment.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 분리한 후, 이를 계대 배양하면서 세포의 모양을 현미경으로 관찰한 사진을 나타낸다. "A" 및 "C"는 융모막 유래 줄기세포의 배양 5일때의 사진, "B" 및 "D"는 와튼제대교질 유래 줄기세포의 배양 5일 때의 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 분화를 유도한 기간에 따른 세포의 모양을 현미경으로 관찰한 사진을 나타낸다.
도 3은 세포 표면의 특정 표지자들을 이용한 FACS 분석법을 통하여 태반의 융모막으로부터 분리된 세포가 줄기세포인지를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4은 세포 표면의 특정 표지자들을 이용한 FACS 분석법을 통하여 태반의 와튼제대교질로부터 분리된 세포가 줄기세포인지를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 유모세포로의 분화 여부를 확인하기 위해 미오신 VIIA와 TRPA1의 표지자를 이용하여 이중-표지 면역형광법을 수행한 결과를 나타낸다.
도 6는 신경세포로의 분화 여부를 확인하기 위해 NF와 βⅢ--tubulin의 표지자를 이용하여 이중-표지 면역형광법을 수행한 결과를 나타낸다.
도 7는 아교세포로의 분화 여부를 확인하기 위해 s100와 MBP의 표지자를 이용하여 이중-표지 면역형광법을 수행한 결과를 나타낸다.
도 8은 분화 전 상태의 형광 이미지를 나타낸다. 윗줄은 와튼제대교질로부터 유래된 줄기세포가 분화되기 전의 상태이고, 아랫줄은 융모막으로부터 유래된 줄기세포가 분화되기 전의 상태이다. 파란색은 DAPI로 핵을 대비염색, 녹색은 brdU로 proliferation 마커를 염색한 것을 나타낸다.
도 9는 융모막 또는 와튼제대교질 줄기세포로부터 신경세포 및 유모세포와 신경계 세포 전구체의 분화 및 발현을 RT-PCR 방법을 수행하여 확인한 결과를 나타낸다. "Undifferentiated cells"는 융모막 또는 와튼제대교질로부터 유래된 줄기세포의 분화 전 결과, "Chorion MCSs"는 융모막으로부터 유래된 줄기세포가 본 발명의 방법에 따라 분화된 후의 결과, "Wharton's jelly"는 와튼제대교질로부터 유래된 줄기세포가 본 발명의 방법에 따라 분화된 후의 결과를 나타낸다.
도 10은 분화 유도된 유모세포의 기능적 분석 결과를 나타낸다.FIG. 1 is a photograph showing a microscopic observation of the morphology of cells after separating stem cells from chorionic villus or whitecostatic colony according to an embodiment of the present invention. "A" and "C" are photographs at 5 days of cultivation of chorionic villus stem cells, and "B" and "D" are photographs at 5 days of culture of stem cells derived from whiteness cord.
FIG. 2 is a photograph showing a microscopic observation of the shape of a cell according to a period of inducing differentiation of a stem cell from a chorionic membrane or a whitish umbilical cord according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the results of FACS analysis using specific markers on the cell surface to determine whether the cells isolated from the chorion of the placenta were stem cells.
FIG. 4 shows the results of FACS analysis using specific markers on the cell surface to determine whether the cells isolated from the placenta's umbellate colony were stem cells.
FIG. 5 shows the result of performing double-labeled immunofluorescence using markers of myosin VIIA and TRPA1 to confirm the differentiation into hair cells.
FIG. 6 shows the result of performing double-labeled immunofluorescence using NF and? III-tubulin markers to confirm the differentiation into neurons.
FIG. 7 shows the result of performing double-label immunofluorescence using s100 and MBP markers to confirm the differentiation into glial cells.
8 shows a fluorescence image in a state before differentiation. The upper line shows the state before the stem cells derived from the whitening umbilical cord are differentiated, and the lower line shows the state before the stem cells derived from the chorion are differentiated. Blue indicates DAPI staining for nuclei, and green indicates staining of proliferation markers with brdU.
FIG. 9 shows the results obtained by performing RT-PCR on the differentiation and expression of neurons, hair cells, and neural precursor cells from chorionic villus or whitish umbilical cord colony-forming stem cells. &Quot; Undifferentiated cells "is a result of differentiation of stem cells derived from chorionic villi or whitish umbilical cord." Chorion MCSs " is a result of differentiation of stem cells derived from chorionic villus according to the method of the present invention. "Wharton's jelly " And the result after the stem cells derived from the colloid are differentiated according to the method of the present invention.
Fig. 10 shows the functional analysis results of differentiation-induced hair cells.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example 1. 사람의 태반 융모막 또는 1. Human placental chorion or 와튼제대교질Warton umbilical colloid 줄기세포의 분리 및 배양 Isolation and culture of stem cells
본 발명에서 수행한 하기의 실험들은 IRB의 승인(임상 연구 관리의 규정 KC08CIMI0344)을 준수하여 수행하였으며, 태반으로부터 융모막 또는 와튼제대교질의 분리를 위해 먼저 산모의 동의하에 채취된 태반으로부터 융모막 또는 와튼제대교질과 태반을 분리하고 혈액을 제거하기 위해 Hanks' balanced salt soultion 으로 세척하였다. 이후 융모막 또는 와튼제대교질로부터 줄기세포를 분리하기 위해 융모막 또는 와튼제대교질을 PBS로 두 번 세척 후 잘게 잘랐다.The following experiments conducted in accordance with the present invention were conducted in accordance with the approval of IRB (Regulation of Clinical Research Management, KC08CIMI0344). In order to separate the chorion or farontal umbilical cord from the placenta, the placenta was first obtained from the placenta under the consent of the mother, The colloid and placenta were separated and washed with Hanks' balanced salt soultion to remove blood. The chorion or urethral colloid was then washed twice with PBS and then chopped to separate the stem cells from the chorion or whitish umbilical colloid.
이후 0.25% 트립신 EDTA에 담가 37℃에서 100rpm으로 water bath 에서 1시간 동안 배양하였다. 이후 EDTA의 저해제(inhibitor)인 FBS가 포함된 배양배지를 10ml넣고 파이펫팅을 20회 가량 하고 1000rpm에서 5분간 원심분리 이후 줄기세포의 배양을 위해 10ng/ml의 EGF가 포함된 배양배지에서 분리된 세포를 배양하였다. 5일간의 배양 후 배양액 내의 세포들은 계대배양과 분화 유도를 위해 트립신을 이용하여 다시 세포 분리 과정을 시행하여 융모막 또는 와튼제대교질 유래의 줄기세포를 수득하였다
Then, the cells were immersed in 0.25% trypsin EDTA and cultured in a water bath at 37 ° C and 100 rpm for 1 hour. Then, 10 ml of a culture medium containing FBS, which is an inhibitor of EDTA, was added. After 20 minutes of pipetting and centrifugation at 1000 rpm for 5 minutes, the cells were cultured in a culture medium containing 10 ng / ml of EGF for culture of stem cells Cells were cultured. After 5 days of culture, the cells in the culture broth were subjected to cell separation using trypsin to induce subculture and differentiation to obtain stem cells derived from chorionic villus or whitish umbilical cord
실시예Example 2. 분리한 융모막 또는 2. Isolated chorionic villus or 와튼제대교질Warton umbilical colloid 유래의 Derived 성체줄기세포Adult stem cells 확인 Confirm
상기 실시예 1에서 수득한 태반 융모막 또는 와튼제대교질 유래의 세포가 성체줄기세포임을 확인하기 위하여 줄기세포의 표면 표지자(cell surface maker)를 사용하였다. 이를 위해 CD 34, CD45, CD73, CD90, CD146, CD103, CD105 및 HLA-DR(조직적합성 표지자) 항체를 유세포 분석기 (FACS Caliber, Becton Dickson, San Diego, CA) 장비를 이용하여 확인하였다.In order to confirm that the cells derived from the placenta chorionic membrane or the whitish umbilical cord obtained in Example 1 were adult stem cells, a cell surface maker of stem cells was used. For this purpose, CD34, CD45, CD73, CD90, CD146, CD103, CD105 and HLA-DR (histocompatibility marker) antibodies were identified using a flow cytometer (FACS Caliber, Becton Dickson, San Diego, CA).
그 결과, 융모막 또는 와튼제대교질 유래의 세포가 줄기세포임을 확인할 수 있었다(도 2 및 도 3). 뿐만 아니라, 융모막 또는 와튼제대교질로부터 분리한 단핵세포의 계배 배양 시 계대 배양 횟수의 증가에 따른 세포 모양을 현미경으로 관찰한 결과, 계대 배양의 횟수가 증가할수록 세포의 모양은 길어져 섬유 모양의 세포(fibroblast like cell) 형태로 변화되는 것을 확인할 수 있었다.
As a result, it was confirmed that the cells derived from the chorionic villus or the whitish umbilical cord were stem cells (FIGS. 2 and 3). In addition, the morphology of mononuclear cells isolated from chorionic villus or whitecellular colony was observed with increasing number of subcultures. As the number of subcultures increased, fibroblast like cell).
실시예Example 3. 사람의 융모막 또는 3. Human chorionic villus or 와튼제대교질Warton umbilical colloid 유래의 줄기세포로부터 신경계 세포 전구체와 유모세포 및 신경세포로의 분화 Differentiation of derived stem cells into neuronal cell precursors, hair cells and neurons
상기 실시예 1에서 분리 및 배양한 융모막 또는 와튼제대교질 유래의 간엽줄기세포는 하기와 같은 방법으로 신경계 세포 전구체와 유모세포 및 신경세포로 분화시켰다.
The mesenchymal stem cells of the chorionic villus or the whitetum cord isolated and cultured in Example 1 were differentiated into neural precursor cells, hair cells and neurons by the following method.
3-1. 신경계 세포 전구체로의 분화3-1. Differentiation into neural cell precursors
융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체로 분화시키기 위해 상기 줄기세포의 배양 배지에 신경성장인자를 처리함으로써 신경계 세포전구체로 분화를 유도하였으며, 이때 신경계 세포전구체로의 분화를 위해 상기 배양배지에 20ng/㎖의 EGF(Invitrogen) 및 10ng/㎖의 bFGF(basic fibroblast growth factor; Invitrogen사)를 처리하였고, 상기 인자들이 포함된 배지에서 21일 동안 배양하였으며, 3일 간격으로 10ng/㎖의 bFGF를 배양액에 3회 첨가하여 배앙하였다. 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 신경계 세포 전구체로의 분화를 위한 배지의 조성은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.In order to differentiate chorionic villus or whiteness cord-derived stem cells into neural cell precursors, differentiation into neural cell precursors was induced by treating nerve growth factor in the culture medium of the stem cells. In order to differentiate into neural cell precursors, Were treated with 20ng / ml EGF (Invitrogen) and 10ng / ml bFGF (basic fibroblast growth factor; Invitrogen), cultured for 21 days in the medium containing the above factors, and 10ng / ml bFGF Was added to the culture solution three times and cultured. The composition of the medium for differentiation from chorionic villus or whitened cord colony-derived stem cells to neural precursor cells is as shown in Table 1 below.
3-2. 유모세포와 신경세포로의 분화 3-2. Differentiation into hair cells and neurons
융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포를 유모세포와 신경세포의 분화로 분화시키기 위해 상기 신경계 세포전구체 배양배지와는 다르게 조성을 바꾸어 유도하였다. 기본 배지는 신경세포 배양배지(neurobasal medium)를 사용하였고, 신경성장인자로는 교아세포유래 신경성장인자(Invitrogen사), 뇌유래 신경영양인자(Invitrogen사) 및 뉴로트로핀-3(Invitrogen사)의 신경계통 성장인자들을 사용하였으며, 유모세포와 신경세포의 분화를 위해 사용된 배지의 조성은 하기 표 2에 기재된 바와 같다.In order to differentiate mesenchymal stem cells from chorionic villus or whitum umbilical cord by differentiation of hair cells and neurons, the compositions were changed by differentiating them from those of the neural precursor culture medium. Neurobasal medium was used as a primary culture medium, and nerve growth factors derived from glioblast-derived nerve growth factor (Invitrogen), brain-derived neurotrophic factor (Invitrogen) and neurotrophin-3 (Invitrogen) Neuronal growth factors were used, and the composition of the media used for differentiation of hair cells and neurons was as shown in Table 2 below.
실시예Example 4. 4. 면역형광염색법을Immunofluorescent staining 이용한 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 발현 분석 Expression of Neuronal Cell Precursor and Hair Cells into Neurons
상기 실시예 3의 방법으로 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화시켜 수득한 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포를 대상으로 각각 면역형광염색법을 수행하여 분화된 세포가 신경계 세포 전구체와 유모세포 및 신경세포인지를 확인하였다.The neuronal cell precursors, hair cells and nerve cells obtained by differentiating from mesenchymal stem cells of the chorionic villus or whitish cord from the mesenchymal stem cells of the Example 3 were subjected to immunofluorescence staining to differentiate into neuronal cell precursors and hair cells And neuronal cells.
먼저 특정 분열증식을 확인하기 위하여 증식하는 세포의 표지자로 알려진 BrdU(5-Bromo-2'-deoxy-uridine Labeling and Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN)를 사용하여 24시간 동안 BrdU를 세포에 표지(labeling) 하였다. 이후 특정세포로의 분화를 알아보기 위해 아교세포 표지자인 GFAP, S-100, MBP, 신경세포의 표지자인 βⅢ-tubulin, NF, MAP2, 신경계원종 표지자인 nestin, 유모세포의 표지자인 myosin ⅦA, TRPA1를 사용하여 이중염색을 시행하였다. 또한, 유모세포의 기능적 분석을 동시에 시행하기 위해 ctbp2의 발현을 확인하였다. 핵 염색을 위하여 DAPI를 사용하였으며, 발현은 Fluorescence Attached Microscope 을 이용하여 세포를 확인하고 전체 세포수 당 발현된 세포수로 계수하였다.In order to confirm specific proliferation, BrdU was labeled on the cells for 24 hours using a BrdU (5-Bromo-2'-deoxy-uridine Labeling and Detection Kit, Roche, Indianapolis, IN) labeling. In order to investigate the differentiation into specific cells, we used glial cell markers such as GFAP, S-100, MBP, βIII-tubulin, NF, MAP2, nestin as neuronal marker, myosin VIIA, TRPA1 Were used for double staining. In addition, the expression of ctbp2 was confirmed in order to simultaneously perform functional analysis of hair cell lines. For nuclear staining, DAPI was used. Expression was counted by counting the number of cells expressed per total cell number using a fluorescence-attached microscope.
그 결과, 염색된 각 세포들을 현미경을 통해 확인한 결과, 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 분화된 신경계 세포 전구체의 경우, 신경전구세포로의 분화를 유도함에 따라 점차 구형의 형상을 띠는 것으로 나타났고(도 2), 세포 분열 시 증식하는 세포의 표지자인 BrdU에 대하여 염색이 이루어져 스스로 증식이 가능한 세포임을 확인하였고, 유모세포의 표지자인 myosin Ⅶ 및 TRPA도 발현되고 있는 것으로 나타났으며(도 5), 신경세포 표지자인 NF 및 βⅢ-tubulin과 Glial 세포 표지자인 MBP 및 S-100도 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 6 및 도 7).As a result, each of the stained cells was observed under a microscope. As a result, in the case of neural cell precursor differentiated from chorion or whitish umbilical cord mesenchymal stem cell, the morphology of the neural progenitor cell gradually became spherical (Fig. 2). It was confirmed that BrdU, which is a marker of cell proliferating during cell division, is a cell capable of proliferation by itself, and myosin VII and TRPA, which are markers of hair cell, are also expressed 5), neural cell markers NF and βIII-tubulin, and glial cell markers MBP and S-100 were also expressed (FIGS. 6 and 7).
따라서 상기와 같은 결과를 통해 본 발명에 따른 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포는 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로 모두 잘 분화된 것을 알 수 있었다.
Therefore, it was revealed that the chorionic villus or whitet cord-derived stem-derived stem cells according to the present invention were well differentiated into nerve cell precursors, hair cells and nerve cells.
실시예Example 5. 5. RTRT -- PCRPCR 을 이용한 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 발현 확인Expression of neuronal cell precursors into hair cells and nerve cells using
상기 실시예 3에서 융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포로부터 분화시킨 신경계 세포 전구체와 유모세포 및 신경세포를 대상으로 RT-PCR을 통해 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포로의 발현을 확인하였다. 즉, 이를 위해 분화 후 세포들 각각으로부터 RNA를 추출하고 역전사(Reverse Transcription) 과정을 거쳐 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하였다. 합성된 cDNA는 BMP4 (Bone Morphology Protein 4), BMP7을 포함하여 상기 면역형광 염색법에 사용한 유전자의 primer를 사용하여 94℃에서 5분간 DNA를 변성시키고 각각의 유전자의 결합온도에서 30초간 반응시키고, 72℃에서 5분간 DNA의 합성과 신장반응을 시행하였다. House keeping 유전자로 GAPDH(GlycerAldehyde-3-Phosphate DeHydrogenase)를 사용하며, 이후 2%의 agarose gel을 이용하여 발현을 확인하였다. 발현된 유전자는 Image Analysis System (Bio-Rad, Herculesus, CA)를 이용하여 밴드 확인하였다.In Example 3, neuronal cell precursors, hair cells, and nerve cells differentiated from chorionic villi or whitened cord-derived stem cells were examined for their expression into nerve cell precursors, hair cells, and neurons by RT-PCR. For this purpose, RNA was extracted from each cell after differentiation and subjected to reverse transcription (PCR). The synthesized cDNA was denatured at 94 ° C for 5 minutes using primers of BMP4 (Bone Morphology Protein 4), BMP7, and the gene used in the immunofluorescent staining method. The DNA was reacted for 30 seconds at the binding temperature of each gene, And DNA synthesis and elongation reaction were performed for 5 minutes. GAPDH (Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase) was used as a house keeping gene, and expression was confirmed using 2% agarose gel. The expressed genes were identified using the Image Analysis System (Bio-Rad, Hercules, Calif.).
그 결과, 줄기세포의 표지자인 네스틴의 유전자가 발현되는 것으로 나타났고, 내이 발달 표지자인 BMP4 및 BMP7도 유전자의 발현이 확인되었으며, 유모세포의 표지자인 Myosin ⅦA 및 TRPA1과 신경세포 표지자인 βⅢ-tubulin, MAP2, MBP, S-100 및 GFAP 유전자 또한 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 9). As a result, the expression of the gene for nestin, which is a marker of stem cell, was expressed, and the expression of genes for BMP4 and BMP7, which are inner development markers, was also confirmed. Myosin VIIA and TRPA1, which are markers of hair cell, tubulin, MAP2, MBP, S-100 and GFAP genes were also expressed (Fig. 9).
따라서 상기 결과를 통해 본 발명자들은 융모막 또는 와튼제대교질 유래 간엽줄기세포로부터 신경계 세포전구체와 유모세포 및 신경세포가 모두 잘 분화된 것을 알 수 있었다.
Therefore, the present inventors have found that the neural precursor cells, hair cells, and neurons are well differentiated from mesenchymal stem cells of chorionic villus or whitum cord.
실시예Example 6. 분화 유도된 유모세포의 기능적 분석(도 10) 6. Functional analysis of differentiated hair cells (FIG. 10)
Claims (11)
융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체, 유모세포 및 신경세포로 이루어진 군에서 선택된 하나로 분화시키는 방법.
Comprising culturing a stem cell isolated from a human placenta chorion or warthon ' s jelly in a medium containing a nerve growth factor,
A method for differentiating a chorionic membrane or a whitened umbilical cord-derived stem cell into one selected from the group consisting of neural cell precursors, hair cells, and neurons.
2. The method of claim 1, wherein the nerve growth factor is selected from the group consisting of Epidermal Growth Factor (EGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), Grial-derived neurotrophin factor (GDNF) Brain-derived neutrophin factor (BDNF), and neurotrophin-3 (NT-3).
The method according to claim 1, wherein the medium further comprises 1 to 3% (v / v) of B-27 supplement (B-27 supplement), 1-3 mM of L-glutamine and 0.5 to 2% ≪ / RTI >
2. The method of claim 1, wherein said culturing is performed for 15 to 26 days.
융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 신경계 세포 전구체로 분화시키는 것인 방법.
2. The method of claim 1, wherein the nerve growth factor is an epithelial growth factor or a fibroblast growth factor,
Wherein the chorionic villus or whitum umbilical cord-derived stem cells are differentiated into neural cell precursors.
6. The method according to claim 5, wherein the epithelial growth factor is contained in the medium in an amount of 5 to 15 ng / ml, and the fibroblast growth factor is contained in the medium in an amount of 15 to 25 ng / ml.
융모막 또는 와튼제대교질 유래 줄기세포를 유모세포 또는 신경세포로 분화시키는 것인 방법.
2. The method according to claim 1, wherein the nerve growth factor is at least one selected from the group consisting of neurotrophic factors derived from an adventitia-derived nerve growth factor, brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-
Wherein the chorionic villus or whitum umbilical cord-derived stem cells are differentiated into hair cells or neurons.
The neurotrophin-3 is added to the medium in an amount of 5 to 15 ng / ml, the neurotrophic factor in the medium is 5 to 15 ng / ml in the medium, and the neurotrophin- ng / ml. < / RTI >
난청의 예방 또는 치료용 조성물.
A neural cell precursor differentiated from a chorionic membrane of a human placenta or a stem cell derived from a whitish umbilical cord colony, a hair cell, and a neuron,
A composition for preventing or treating hearing loss.
난청의 예방 또는 치료용 조성물.
[Claim 11] The method according to claim 9, wherein the neural precursor cells are differentiated by culturing human placental chorionic villi or whitish cord colony-derived stem cells in a medium containing an epithelial cell growth factor or a fibroblast growth factor.
A composition for preventing or treating hearing loss.
난청의 예방 또는 치료용 조성물.
[Claim 11] The method according to claim 9, wherein the hair cell or the neuron is selected from the group consisting of a human placenta chorionic membrane or a haematopoietic stem cell derived from at least one selected from the group consisting of a neural growth factor derived from a glioblastoma, a neurotrophin derived from a brain, Lt; RTI ID = 0.0 > nerve growth factor < / RTI >
A composition for preventing or treating hearing loss.
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