KR20160041200A - 줄기세포의 노화 억제 활성을 갖는 rg108의 신규 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 노화 억제용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 RG108은 줄기세포 내에서 항노화 물질 및 세포자양인자의 발현은 증가시키고 반면 노화물질의 발현은 감소시키면서 세포 보호 효과를 가질뿐만 아니라, 세포 이동 능력이 우수하여 줄기세포 배양 시 상기 물질을 사용하면 분화능과 세포 재생 능력을 그대로 유지한 줄기세포를 오래 유지할 수 있어 세포치료제 혹은 연구용으로 사용할 수 있는 세포를 더욱 많이 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

줄기세포의 노화 억제 활성을 갖는 RG108의 신규 용도{Use of RG108 having anti-ageing effects in mesemchymal stem cells}

본 발명은 줄기세포의 증식 과정에서 발생하는 활성 억제 및 세포 노화현상을 제어할 수 있는 RG108의 새로운 용도에 관한 것이다.

줄기세포(stem cell)란 조직을 구성하는 각 세포로 분화되기 전단계의 세포로서, 미분화 상태에서 무한 증식이 가능한 자가증식능과 특정 분화 자극에 의해 다양한 조직의 세포로 분화될 수 있는 잠재적 가능성인 다분화능을 가진 세포를 말한다. 즉, 배양을 계속하여도 자가증식 능력이 떨어지지 않고 유지되며, 여러 종류의 세포로 분화가 가능해야 한다.

줄기세포는 분화 가능성에 따라 크게 배아 줄기세포(embryonic stem cell; ES cell)와 성체 줄기세포(adult stem cells)로 나뉜다. 정자와 난자가 만나 수정된 후 발생과정이 일어나고 형태형성을 하게 되는데 이때 세포는 증식, 이동, 분화 과정을 겪게 된다. 배아 줄기세포는 수정란이 형성된 후 자궁내막에 착상하기 전의 매우 초기 단계인 포배기(blastocyst) 배아 중 태아로 발생할 세포괴(inner cell mass; ICM)로부터 분리해낸 줄기세포로서, 내배엽, 외배엽 및 중배엽의 3개의 배엽(embryonic germ layer)에 의해 생성되는 모든 조직의 세포로 분화될 수 있는 잠재력이 있는(pluripotent) 세포이다.

반면, 성체 줄기세포는 발생과정이 끝난 성인 또는 배아 발생 과정이 진행되어 배아의 각 장기가 형성되는 단계에 태반에서 얻어지는, 각 장기에 특이적인 줄기세포로서, 그 분화능이 일반적으로 그 조직을 구성하는 세포로만 한정되게(multipotent) 된다. 이러한 성체 줄기세포는 성인이 된 후에도 대부분의 장기에 남아 정상적으로 혹은 병리적으로 발생하는 세포의 손실을 보충하는 역할을 한다. 대표적인 성체 줄기세포로는 골수(bone marrow)에 존재하는 조혈 줄기세포(hematopoietic stem cell)와 혈구 세포 이외의 결합조직(connective tissue) 세포로 분화되는 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell)가 있다. 조혈 줄기세포는 적혈구, 백혈구 등 각종 혈구 세포로 분화되고, 중간엽 줄기세포는 골아세포(osteoblast), 연골아세포(chondroblast), 지방 세포(adipocyte) 및 근아세포(myoblast) 등으로 분화된다.

최근에는 인간으로부터의 배아 줄기세포 분리가 성공한 이후, 그 임상적 적용에 관심이 고조되고 있다. 줄기세포의 적용분야로서 가장 주목받고 있는 것은 세포 대체 요법(cell replacement therapy)을 위한 완벽한 세포 공급원으로서의 이용이다. 난치병으로 알려진 파킨슨씨병, 알쯔하이머와 같은 신경퇴행성 질환, 척추 손상에 의한 사지마비, 백혈병, 중풍, 소아당뇨병, 심근경색, 간경화 등의 질환은 조직을 구성하는 세포의 파괴 및 영구적 기능 장애에 의해 초래되는데, 이들 질환에 의해 파괴되어 부족한 세포를 외부로부터 공급해주는 세포 대체 요법이 효과적인 치료법으로 제시되고 있다.

한편, 이러한 줄기세포는 다른 인체 초대배양 세포와 유사하게, 체외(in vitro) 배양시 텔로미어 소실(telomere shortening)과 무관한 노화(senescence) 기전에 의해 세포의 분열이 급격히 감소하는 것으로 알려져 있다(Shibata, K.R. etal.Stemcells, 25; 2371-2382, 2007). 이러한 노화 현상은, 그 기전이 아직 명확히 밝혀진 것은 아니나, 장기간의 체외 배양에 의한 환경적 스트레스의 축적으로 세포의 성장을 담당하는 단백질의 활성이 억제되는 현상이 주요 원인으로 지적되고 있으나, 이를 개선할 수 있는 특별한 개선책이 현재 마련되어 있지 못하다.

따라서 세포치료제의 효율성을 제고하기 위해 줄기세포를 배양 및 보관하는 과정에서 줄기세포의 노화를 억제하는 기술의 개발이 필요한 실정이라고 하겠다.

한국특허출원 2011-0029908A

따라서 본 발명의 목적은 중간엽 줄기세포의 노화를 억제할 수 있는 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포 노화 억제용 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 RG108을 이용한 줄기세포의 증식 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서,

본 발명은 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 노화 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 줄기세포는 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 RG108은 조성물에 1~20uM의 농도로 함유되어 있을 수 있다.

또한 본 발명은 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 활성 유지 및 활성 촉진용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 RG108을 함유하는 배양액을 이용하여 노화가 억제되고 활성이 유지되는 줄기세포를 배양 및 증식하는 방법을 제공한다.

본 발명은 줄기세포의 노화를 효과적으로 억제하여 세포치료제의 주요 원료인 중간엽 줄기세포를 효율적으로 수득할 수 있는 방법으로서, RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포 노화 억제용 조성물 및 RG108을 이용한 줄기세포의 증식 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 RG108은 줄기세포 내에서 항노화 물질 및 세포자양인자의 발현은 증가시키고 반면 노화물질의 발현은 감소시키면서 세포 보호 효과를 가질뿐만 아니라, 세포 이동 능력이 우수하여 줄기세포 배양 시 상기 물질을 사용하면 분화능과 세포 재생 능력을 그대로 유지한 줄기세포를 오래 유지할 수 있어 세포치료제 혹은 연구용으로 사용할 수 있는 세포를 더욱 많이 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 골수 유래 중간엽줄기세포에 RG108을 처리한 후, TERT 및 bFGF의 발현 정도를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 골수 유래 중간엽줄기세포에 RG108을 처리한 후, TERT, bFGF, VEGF, ANG, ATM, p21 및 p53의 발현 정도를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 RG108의 노화 관련 인자의 발현 억제 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 RG108의 세포 이동력 증진활성을 골수 유래 중간엽줄기세포를 대상으로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 RG108을 골수 유래 중간엽줄기세포에 처리한 후, 세포보호 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 RG108의 골수 유래 중간엽줄기세포에서 TERT 유전자의 프로모터 영역에서 탈메틸화 유도활성을 분석한 결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 줄기세포의 노화를 억제하고 동시에 줄기세포의 활성을 유지 및 증진시킬 수 있는 RG108의 신규 용도를 제공함에 그 특징이 있다.

구체적으로 본 발명은 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 노화 억제용 조성물을 제공하며, 상기 줄기세포는 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포일 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 RG108의 처리 범위는 조성물에 1~20uM의 농도로 함유되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 활성 유지 및 활성 촉진용 조성물을 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 줄기세포의 한 특징이라고 볼 수 있는 세포이동력을 측정한 결과 RG108을 처리한 군이 처리하지 않는 군에 비해 줄기세포의 이동력을 증진시키는 효과가 있음을 알 수 있었다.

나아가 본 발명은 RG108을 함유하는 배양액을 이용하여 노화가 억제되고 활성이 유지되는 줄기세포를 배양 및 증식하는 방법을 제공할 수 있다.

상기 배양액은 줄기세포를 배양하는데 사용하는 일반적인 배양액 일 수 있고 바람직하게는 인간 골수 유래 중간엽줄기세포를 배양하는데 사용되는 배양액이라면 모두 사용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

RG108 에 의한 항노화 관련 인자들의 발현촉진 유도활성 분석

본 발명자들은 RG108이 줄기세포의 항노화 활성이 있는지 확인하기 위해 줄기세포에 RG108을 처리한 후, 세포자양인자들과 항노화 관련 인자들의 발현에 미치는 영향을 분석하였다.

분석 결과, RG108 처리에 의해 세포자양인자들인 TERT, bFGF, VEGF 및 ANG의 발현은 증가되는 것으로 나타났고, 반면 노화 관련 인자인 ATM, p21, p53의 발현은 감소되는 것으로 나타났다.

따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 RG108이 노화관련 인자들의 발현을 조절함으로써 특히 항노화 관련 인자의 발현은 증가시키고 노화 촉진 인자들의 발현은 감소시켜 줄기세포의 노화를 억제시킬 수 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 2>

RG108 에 의한 줄기세포의 세포 이동 증진 효과분석

RG108을 처리한 중간엽 줄기세포를 대상으로 줄기세포 세포 이동력을 분석하였다. 줄기세포의 세포 이동능력은 줄기세포가 갖는 특징 중 하나이다. 따라서 본 발명자들은 RG108이 줄기세포의 세포 이동능력을 촉진시킬 수 있는지 확인하기 위해 줄기세포를 배양하는 플레이트에 스크래치하여 세포를 분리시킨 후, RG108을 처리한 다음 세포 이동력을 측정하였다. 분석 결과, RG108을 처리한 군이 처리하지 않은 군에 비해 줄기세포의 세포 이동력이 증가한 것으로 나타났다.

따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 RG108이 줄기세포의 특징인 세포이동력을 증진시킬 수 있어 줄기세포의 활성화 촉진에 유용하게 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 3>

RG108 에 의한 세포보호 효과확인

또한, 본 발명자들은 RG108이 줄기세포에 대해 세포 독성이 있는지 없는지 확인하는 실험을 수행하였다. 이를 위해 인간 골수유래 줄기세포를 대상으로 RG108을 처리한 후, 세포 독성을 유발하는 과산화수소에 세포를 노출시킨 다음, 48시간 동안 배양 후, MTT 분석을 수행하였다.

분석 결과, RG108은 세포에 독성을 유도하지 않는 것을 알 수 있었고, 특히 저농도의 RG108을 처리할 경우에는 오히려 세포 손상으로부터 세포를 보호하는 활성이 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 4>

RG108 에 의한 TERT 유전자 프로모터 영역에서의 탈메틸화 유도효과 분석

앞서 실험결과를 통해 본 발명자들은 RG108가 항노화 관련 인자의 발현을 촉진시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 이에 RG108의 항노화 인자 중, TERT의 발현 유도가 프로모터 영역의 메틸화를 억제하는 활성을 통해 이루어지는 것인지 확인하기 위해 메틸화 특이적 PCR을 수행하였다.

분석 결과, RG108를 처리한 군의 경우 처리하지 않은 군에 비해 TERT 유전자의 프로모터 부분에서 메틸화가 일어나지 않는 경향이 강한 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 RG108이 항노화와 관련된 유전자들의 메틸화를 억제하여 유전자의 발현이 진행될 수 있도록 작용한 것을 알 수 있었다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 노화 억제용 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 줄기세포는 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포인 것을 특징으로 하는 조성물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 RG108은 조성물에 1~20uM의 농도로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
4. RG108을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 활성 유지 및 활성 촉진용 조성물.
5. RG108을 함유하는 배양액을 이용하여 노화가 억제되고 활성이 유지되는 줄기세포를 배양 및 증식하는 방법.

Images