KR20170078460A - An method for decellularizing a brain tissue and an method for culturing a brain tissue - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌 조직의 탈세포 방법 및 배양 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈세포화 대상이 되는 뇌 조직을 구비하는 단계, 제1 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 조직의 세포를 제거하는 제1 세포 제거단계, DNA 분해 효소가 포함된 용액을 이용하여 상기 제1 세포 제거단계에서 처리된 조직의 DNA를 분해하는 DNA 분해 단계 및 제2 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 DNA 분해 단계에서 처리된 조직의 세포를 제거하는 제2 세포 제거단계를 포함하는 뇌 조직 탈세포 방법 및 이를 이용한 뇌 조직 배양 방법을 제공한다.The present invention relates to a method of decellularizing brain tissue and a method of culturing brain tissue, and more particularly, to a method of decellularizing brain tissue, A step of removing the cells of the first cell, a step of removing the DNA of the tissue treated in the step of removing the first cell using a solution containing the DNA-degrading enzyme, and a step of using a solution containing the second surfactant And a second cell removing step of removing the cells of the tissue treated in the DNA degrading step at a temperature not higher than room temperature, and a method of culturing brain tissue using the same.

Description

뇌 조직 탈세포 방법 및 뇌 조직 배양 방법 {An method for decellularizing a brain tissue and an method for culturing a brain tissue}[0001] The present invention relates to a method of decellularizing brain tissue and a method of culturing brain tissue,

본 발명은 생체 조직의 탈세포 방법 및 배양 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌 조직의 탈세포 방법 및 배양 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decellularization method and a culture method of biological tissue, and more particularly, to a decellularization method and a culture method of brain tissue.

체내 조직에서 유래한 세포를 배양 접시에 부착시키고, 단일층(monolayer)의 2차원 형태로 배양하는 방식은 전통적으로 널리 사용되는 체외 배양 방법이다. 그러나 2차원적 배양은 체내 조직의 3차원적 배열 구조의 구조적인 특징 및 물리/기계학적 물성을 재현할 수 없는 단점이 있다. 따라서 기존의 체외 배양 환경과 체내 환경 사이의 차이를 극복하기 위하여, 세포 구체를 형성하여 배양하는 방법, 콜라겐(collagen) 등의 하이드로겔에 세포를 봉입하어 배양하는 방법 등과 같은 3차원 배양 방법이 개발되어 왔으며, 이러한 기술은 특허공개공보 제2004-0016984호에서도 기재되어 있다.The method of attaching cells derived from body tissues to a culture dish and culturing them in a two-dimensional form of a monolayer is a conventionally widely used in vitro culture method. However, the two - dimensional culture has a disadvantage that it can not reproduce the structural and physico - mechanical properties of the three - dimensional arrangement of the body tissue. Therefore, in order to overcome the difference between the conventional in vitro culture environment and the in-vivo environment, a three-dimensional culture method such as a method of forming a cell sphere and culturing it, a method of encapsulating a cell in a hydrogel such as collagen And these techniques are described in Patent Publication No. 2004-0016984.

3차원 세포 배양 방법은 세포의 주변 환경 감지 및 반응, 세포의 이동, 세포의 성장과 분화 측면에서, 기존의 2차원 배양 방법에 비해 체내 조직과 유사한 발현을 보였다. 특히, 3차원 배양 방법을 이용한 악성 종양의 체외 배양 모델은 2차원 배양 방법에 비해 약물 저항성이 높기 때문에 체내 종양 조직의 반응을 예측하는데 활용될 수 있다.The three - dimensional cell culture method showed similar expression to the body tissue as compared with the conventional two - dimensional culture method in terms of cell perception and reaction, cell migration, cell growth and differentiation. In particular, the in vitro culture model of malignant tumor using 3 - D culture method can be used for predicting the response of tumor tissue in the body because it has higher drug resistance than 2 - dimensional culture method.

그러나, 종전의 3차원 종양 세포 배양 방식은 원래 종양이 발병한 조직의 특이적인 구조, 기계적 물성, 생화학적 구성 성분, 종양 조직을 이루는 다양한 세포들 간의 상호 작용 등과 같은 특성들을 재현할 수 없는 단점이 있다. However, the conventional 3-D tumor cell culture method has the disadvantage that it can not reproduce the characteristics such as the specific structure of the tumor-derived tissue, the mechanical properties, the biochemical constituents, the interaction between the various cells constituting the tumor tissue have.

특허공개공보 제2004-0016984호Patent Publication No. 2004-0016984

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종양 조직 배양시 원래 조직의 특성을 재현할 수 있는 배양 방법 및 이를 위한 탈세포 방법을 제공하기 위함이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a culture method and a decellularization method for culturing tumor tissue which can reproduce the characteristics of original tissue.

특히, 뇌종양 조직 배양시 세포 밀도가 높은 뇌 조직을 탈세포 시킴에 있어, 세포의 제거는 극대화하고 세포외기질의 손상은 최소화할 수 있는 탈세포 방법을 제공하기 위함이다.In particular, to provide a decellularization method capable of maximizing cell removal and minimizing damage to extracellular matrix in decellularizing brain tissue with high cell density during brain tumor tissue culture.

본 발명은 상기한 목적을 달성할 수 있도록, 뇌 조직의 탈세포 공정을 통해 얻어진 뇌 유래 세포외기질을 이용하여 뇌 조직을 배양하는 배양 방법을 제공한다.The present invention provides a method for culturing brain tissue using brain-derived extracellular matrix obtained through decellularization of brain tissue so as to achieve the above objects.

여기서, 뇌 조직의 탈세포 방법은, 탈세포화 대상이 되는 뇌 조직을 구비하는 단계, 제1 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 조직의 세포를 제거하는 제1 세포 제거단계, DNA 분해 효소가 포함된 용액을 이용하여 상기 제1 세포 제거단계에서 처리된 조직의 DNA를 분해하는 DNA 분해 단계 및 제2 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 DNA 분해 단계에서 처리된 조직의 세포를 제거하는 제2 세포 제거단계를 포함할 수 있다.Here, the decellularizing method of brain tissue includes a step of providing a brain tissue to be de-fatigued, a first cell removing step of removing cells of the tissue at a temperature below room temperature using a solution containing the first surfactant , A DNA degradation step of decomposing DNA of the tissue treated in the first cell removal step using a solution containing the DNA degrading enzyme and a step of performing the DNA decomposition step at a temperature below room temperature using a solution containing the second surfactant And removing the cells of the treated tissue from the second cell.

여기서, 상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 섭씨 10도 이하의 온도에서 이루어지며, 보다 상세하게는 상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 섭씨 2도 이상 섭씨 7도 이하의 온도에서 이루어 질 수 있다.Here, the first cell removing step and the second cell removing step are performed at a temperature of 10 degrees Celsius or less, and more particularly, the first cell removing step and the second cell removing step are performed at a temperature of not less than 2 degrees Celsius Lt; / RTI > or less.

그리고, 제1 계면 활성제는 음이온 계면 활성제이며, 제2 계면 활성제는 비이온 계면 활성제를 이용할 수 있다.The first surfactant may be an anionic surfactant, and the second surfactant may be a nonionic surfactant.

구체적으로, 상기 제1 세포 제거 단계는 도데실황산나트륨(sodium dedecylsulfate)을 제1 계면 활성제로 이용하며, 섭씨 2도 내지 7도 이하의 온도에서 18시간 이상의 시간동안 수행될 수 있다. 그리고, 상기 제2 세포 제거 단계는 트리톤 X-100 (triton x-100)을 상기 제2 계면 활성제로 이용하며, 섭씨 2도 내지 7도 이하의 온도에서 18시간 이상의 시간동안 수행될 수 있다.Specifically, the first cell removing step may use sodium dedecylsulfate as a first surfactant and may be performed at a temperature of 2 to 7 degrees Celsius for 18 hours or more. The second cell removal step may be performed using Triton X-100 (triton x-100) as the second surfactant for a time of 18 hours or more at a temperature of 2 to 7 degrees Celsius.

이때, 상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 10~20rpm의 회전 속도로 회전하는 상태에서 진행될 수 있다.At this time, the first cell removing step and the second cell removing step may be performed while rotating at a rotating speed of 10 to 20 rpm.

한편, 상기 뇌 조직을 구비하는 단계는 돼지에서 추출된 뇌 조직을 분리하여 10시간 이상 동결시킨 후, 동결된 뇌 조직을 절개하여 세분화시는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the step of providing the brain tissue, the brain tissue extracted from the pig may be separated and frozen for more than 10 hours, and then the frozen brain tissue may be incised and broken down.

그리고, 각 단계의 전후에는 각각 조직 세척 단계가 수행되며, 상기 조직 세척 단계는 이차 증류수(double distilled water)를 용매에 항생제가 용해된 용액을 이용하여 상기 조직을 세척할 수 있다.The tissue washing step is performed before and after each step, and the tissue washing step can wash the tissue using a solution in which antibiotics are dissolved in a solvent of double distilled water.

나아가, 상기 제2 세포 제거 단계 후 과초산 및 에탄올을 포함하는 용액을 이용하여 세포가 제거된 조직을 살균 소독 하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, after the step of removing the second cells, the method may further include a step of sterilizing the tissue from which cells have been removed using a solution containing acetic acid and ethanol.

본 발명에 의할 경우, 세포 보유량이 많은 뇌 조직을 탈세포화 하면서도 손상이 최소화된 세포외기질을 얻을 수 있고, 이를 이용하여 뇌종양과 같은 뇌 조직을 배양함으로써 원래 조직과 유사한 특성을 재현하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to obtain an extracellular matrix with minimal cell damage while depleting brain tissue with a large cell retention amount, and to reproduce characteristics similar to the original tissue by culturing brain tissue such as brain tumor Do.

특히, 본 발명에 의한 뇌종양 조직을 배양시, 악성 형질 발현 특성 및 주변 조직 침투 특성과 같은 뇌종양의 주요 특징을 유사하게 재현할 수 있어, 향후 신약 개발 및 환자 맞춤형 종양 모델 개발 분야에 연구 개발에 효과적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.In particular, when the brain tumor tissue according to the present invention is cultured, it is possible to similarly reproduce the main features of brain tumor such as malignant trait expression characteristics and peripheral tissue penetration characteristics, so that it can be effectively applied to the development of new drugs and patient- There are advantages to be able to use.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 조직 탈세포 방법의 순서를 도시한 순서도,
도 2는 도 1에 의한 탈세포 방법에 의해 처리된 뇌 조직의 전후 성분 변화를 분석한 그래프,
도 3은 세포외기질을 이용하여 뇌 조직을 배양하는 순서를 도시한 순서도,
도 4는 도3의 주요 단계를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 두 대조군 간의 악성 형질 발현 정도를 나타내는 그래프이고,
도 6은 배양되는 교모세포종의 침투 양상을 촬영한 사진이다.
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a brain tissue decoltaging method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing changes in the components of the brain tissue treated by the decellularizing method according to FIG. 1,
FIG. 3 is a flow chart showing a procedure for culturing brain tissue using an extracellular matrix,
Figure 4 schematically shows the main steps of Figure 3,
FIG. 5 is a graph showing the degree of malignant expression between two control groups,
Fig. 6 is a photograph showing the penetration pattern of the glioblastoma to be cultured.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 뇌 조직의 탈세포 방법 및 뇌 조직의 배양 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a method of decoltizing brain tissue and a method of culturing brain tissue according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the positional relationship of each component is principally described based on the drawings. The drawings may be simplified for simplicity of the description or exaggerated when necessary. Therefore, the present invention is not limited thereto, and it is needless to say that various devices may be added, changed or omitted.

한편, 본 실시예에서는 뇌 조직을 탈세포시키고, 이를 이용하여 뇌종양 조직을 배양하는 방법을 중심으로 설명한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 뇌조직 이외에도 다양한 생체 조직을 탈세포시키고, 조직을 배양하는데 적용될 수 있음을 밝혀둔다.Meanwhile, in this embodiment, the method of decellularizing brain tissue and culturing brain tumor tissue using the same will be described. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, but can be applied to decellularization of various biological tissues other than brain tissue and culturing of tissues.

본 실시예에서는 뇌종양 조직을 배양함에 있어, 뇌 조직에서 유래된 세포외기질 하이드로겔(Brain derived extracellular matrix)을 이용한다. 이 경우, 종래의 콜라겐과 같은 하이드로겔만을 이용하여 조직을 배양하는 것에 비해, 뇌종양 조직의 특성을 보다 유사하게 재현할 수 있는 장점이 있다.In this embodiment, a brain-derived extracellular matrix derived from brain tissue is used for culturing brain tumor tissue. In this case, there is an advantage that the characteristics of the brain tumor tissue can be reproduced more similarly as compared with culturing the tissue using only the hydrogel such as the conventional collagen.

그런데 뇌 조직은 다른 체내 조직에 비해 세포 밀도가 높고, 조직의 기계적 강도가 연한 특성을 갖기에, 일반적인 탈세포 방법을 이용하여 세포를 제거할 경우 세포외기질이 손상되기 쉽다. 이에, 뇌 조직에 적합한 탈세포 방법을 찾아 위해, 처리 물질, 처리 농도, 처리 온도, 처리 시간 등의 각종 변수들을 변화시켜 실험을 수행하여 현저히 효과가 개선된 조합을 발견하였으며, 이하에서는 세포외기질이 손상되는 것을 최소화하면서 세포를 제거할 수 있는 뇌 조직 탈세포 방법을 구체적으로 설명한다.However, since brain tissue has higher cell density and mechanical strength of tissues than other body tissues, extracellular matrix is likely to be damaged when cells are removed using a general decellularization method. Thus, in order to find a decellularization method suitable for brain tissue, experiments were conducted by changing various parameters such as treatment substance, treatment concentration, treatment temperature and treatment time, and found a combination in which the effect was remarkably improved. Hereinafter, Desc / Clms Page number 2 > cell disintegration method capable of removing cells while minimizing damage to the cells.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 조직 탈세포 방법의 순서를 도시한 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탈세포 방법은 조직 준비 단계, 1차 세포 제거 단계, DNA 분해 단계, 2차 세포 제거 단계 및 살균 소독 단계를 포함하며, 이하에서는 각 단계를 구체적으로 설명한다.1 is a flowchart illustrating a procedure of a brain tissue decoltaging method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the decolletage method according to the present embodiment includes a tissue preparation step, a primary cell removal step, a DNA degradation step, a secondary cell removal step, and a disinfection step. .

우선, 뇌 조직을 준비하는 단계(S10)는 실제 뇌 조직으로부터 탈세포 대상이 되는 조직을 획득하고, 조직을 저온에서 동결하고, 조직을 작은 사이즈로 세분화 하는 방식으로 진행된다.First, the step of preparing the brain tissue (S10) proceeds in such a manner that tissues to be decellularized from the actual brain tissue are obtained, the tissue is frozen at a low temperature, and the tissue is subdivided into small sizes.

구체적으로, 탈세포시키기 위한 뇌 조직은 돼지의 뇌 조직으로부터 획득한다. 수급이 용이한 야생형 돼지의 뇌 조직을 이용하며, 돼지의 두개골로부터 뇌 조직의 반을 절개하여 조직을 획득한다. 본 단계는 섭씨 10도 이하의 저온 환경에서 수행될 수 있다.Specifically, brain tissue for decellularization is obtained from the brain tissue of the pig. Utilizing wild type pig brain tissue that is easy to supply and receive, tissues are obtained by incising half of the brain tissue from the pig skull. This step can be performed in a low-temperature environment of 10 degrees Celsius or less.

획득된 뇌 조직은 섭씨 영하 80도 이하의 온도에서 12시간 이상 동결한다. 그리고, 동결된 뇌 조직을 탈세포 공정을 수행할 수 있을 정도의 작은 사이즈로 세분화시키며, 본 실시예에서는 일 예로 상온에서 상기 동결된 뇌 조직을 1mmㅧ10mm 정도의 사이즈로 절개한다.The obtained brain tissue is frozen for at least 12 hours at a temperature of minus 80 degrees Celsius. Then, the frozen brain tissue is subdivided into a size small enough to perform the decellularization process. In this embodiment, the frozen brain tissue is cut at a size of about 1 mm to 10 mm, for example, at room temperature.

위 단계를 통해 조직이 준비되면, 세분화된 조직을 세척하는 단계를 수행한다(S20). 세척 단계는 이차 증류수(double distilled water)를 세척수로 이용한다. 여기서 이차 증류수는 세포질에 비해 삼투압이 낮기 때문에 세포의 용혈 현상을 유도할 수 있다. 그리고 돼지의 뇌 조직을 원재료로 사용하므로 세척수는 살균과 소독을 위해 항생제가 포함될 수 있으며, 일 예로서 본 실시예에서 항생제인 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)이 1%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 세척 단계는 대략 1시간 이내로 수행될 수 있다.When the tissue is prepared through the above steps, a step of washing the tissue is performed (S20). The washing step uses double distilled water as wash water. Here, the secondary distilled water has a lower osmotic pressure than the cytoplasm, which can lead to hemolysis of the cells. Since the brain tissue of the pig is used as a raw material, the washing water may contain an antibiotic for sterilization and disinfection. For example, penicillin / streptomycin, which is an antibiotic in this embodiment, may be contained at a concentration of 1% . Such a washing step can be carried out within about one hour.

준비된 뇌 조직에 대한 세척이 이루어지면, 1차 세포 제거 단계(S30), DNA 분해 단계(S50) 및 2차 세포 제거 단계(S60) 등의 각 단계가 수행된다. When the prepared brain tissue is cleaned, steps such as a primary cell removal step (S30), a DNA degradation step (S50), and a secondary cell removal step (S60) are performed.

이 중, 제1 및 제2 세포 제거 단계는 세척제(detergent)로서 계면 활성제를 포함하는 세포 제거 용액을 이용하여 수행된다. 계면 활성제는 양친성을 갖기 때문에 조직의 세포막과 핵막을 용해하여 세포를 제거할 수 있다.Among them, the first and second cell removal steps are performed using a cell removal solution containing a surfactant as a detergent. Since the surfactant has amphiphilic properties, it can dissolve cell membranes and nuclear membranes of tissues and remove cells.

다만, 뇌 조직의 경우 다른 조직과 비교하여 높은 세포 밀도를 갖고 있기 때문에 계면 활성제 등을 일반적인 방식으로 이용하면, 세포를 충분히 제거하기 곤란하다. 반면, 세포를 충분히 제거할 수 있도록 계면 활성제의 농도를 높이게 되면 세포외기질이 손상되어 원래 특성을 재현할 수 없다.However, since brain tissue has a higher cell density than other tissues, it is difficult to sufficiently remove cells by using a surfactant or the like in a general manner. On the other hand, if the concentration of the surfactant is increased so as to sufficiently remove the cells, the extracellular matrix is damaged and the original characteristics can not be reproduced.

따라서, 본 실시예에서는 상온에서 세포 제거 단계를 수행하는 것이 아니라, 저온 환경에서 세포 제거 단계를 수행한다. 그리고, 종래의 탈세포 공정에 비해, 낮은 농도의 계면 활성제 용액을 이용할 수 있다. 이처럼, 온도와 농도를 조합하여 용액 내의 계면 활성제의 작용성이 제한되는 환경을 유지한 상태로, 충분한 시간 동안 처리하는 방식으로 본 단계를 진행할 수 있다. 종전과 같이 계면 활성제의 작용성이 활발한 조건에서는 조직 덩어리의 내측 부분에서는 세포가 미처 충분히 제거되지 않은 상태에서 조직 외측 부분 세포외 기질의 손상이 지속적으로 발생하는 것에 비해, 계면 활성제의 작용성이 제한되는 조건에서는 내측 부분의 세포가 충분히 제거되는 동안 외측 부분의 세포외기질이 손상되는 것을 최소화 할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the cell removal step is performed at room temperature, but the cell removal step is performed in a low temperature environment. In addition, a lower concentration of the surfactant solution can be used than in the conventional decolorization process. Thus, the present step can be carried out in such a manner that the temperature and the concentration are combined to maintain the environment in which the functionality of the surfactant in the solution is limited, for a sufficient time. In the case where the surfactant is actively active as in the past, the outer portion of the extracellular matrix is continuously damaged in the inner portion of the tissue mass in a state where the cells are not sufficiently removed, It is possible to minimize the damage of the extracellular matrix of the outer portion while the cells of the inner portion are sufficiently removed.

우선, 도 1의 제1 세포 제거 단계를 설명한다. 제1 세포 제거 단계는 제1 계면활성제가 포함된 제1 세포 제거 용액 내에 전술한 세척 단계(S20)에서 세척된 뇌 조직을 투입하여 세포 조직을 제거한다. First, the first cell removing step of FIG. 1 will be described. In the first cell removing step, the brain tissue washed in the washing step (S20) described above is put into the first cell removing solution containing the first surfactant to remove the cell tissue.

전술한 바와 같이, 제1 세포 제거 단계는 상온 이하의 저온 환경에서 수행될 수 있다. 다양한 온도에서 수행한 결과, 뇌 조직의 세포 제거 단계의 경우 섭씨 10도 이하의 저온 환경에서 수행되는 경우가 양호한 결과를 나타냈으며, 특히 섭씨 2도 이상 7도 이하의 온도에서 세포 제거단계를 수행하여 획득된 세포외기질을 이용하여 뇌종양 조직을 배양하는 경우, 배양된 종양 조직의 재현성이 보다 우수한 것으로 나타났다.As described above, the first cell removing step can be performed in a low-temperature environment below room temperature. As a result of performing at various temperatures, the cell removal step of brain tissue showed good results in a low temperature environment of 10 ° C. or less, and in particular, the cell removal step was performed at a temperature of 2 ° C. to 7 ° C. When the brain tumor tissue was cultured using the obtained extracellular matrix, the reproducibility of the cultured tumor tissue was better.

제1 계면 활성제는 음이온 계면 활성제를 이용할 수 있다. 이온 계열 계면 활성제는 친수성기에 양이온 혹은 음이온을 띄는 작용기를 가지고 있어, 비이온 계면 활성제에 비해 강한 계면 활성 작용을 할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 계면 활성제로서 도데실황산나트륨(sodium dodecylsulfate)을 이용하며, 본 단계에서 사용되는 제1 세포 제거 용액은 이차 증류수 용매에 도데실황산나트륨이 포함된 용액일 수 있다. 이때, 도데실황산나트륨이 1% 이하의 낮은 농도로 포함된 용액일 수 있으며, 보다 구체적으로는 대략 0.5%의 농도를 갖는 용액일 수 있다. 나아가, 제1 세포 제거 용액은 살균 소독을 위해 1%의 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)을 더 포함하여 사용될 수 있다.The first surfactant may be an anionic surfactant. Ionic surfactants have a functional group having a cationic or anionic group in the hydrophilic group, and thus can have a stronger surfactant action than the nonionic surfactant. In this embodiment, sodium dodecylsulfate is used as a first surfactant, and the first cell removing solution used in this step may be a solution containing sodium dodecyl sulfate as a secondary distilled water solvent. At this time, sodium dodecyl sulfate may be a solution containing a low concentration of 1% or less, more specifically, a solution having a concentration of about 0.5%. Furthermore, the first cell removal solution can be used further comprising 1% penicillin / streptomycin for sterilization.

본 단계는 제1 세포 제거 용액에 뇌 조직을 투입하고 교반기 등의 장치를 이용하여 30rpm 이내로 교반시키면서 진행된다. 이러한 과정은, 제1 계면 활성제의 작용성이 제한되는 저온/저농도 환경에서 충분한 세포 제거가 이루어지도록, 적어도 18시간 이상 수행되며, 보다 구체적으로는 20시간 이상 30시간 이하의 시간동안 수행될 수 있다.In this step, the brain tissue is put into the first cell removing solution, and the process is performed while stirring at 30 rpm using a device such as a stirrer. This process may be carried out for at least 18 hours or more, and more particularly for a period of from 20 hours to 30 hours, so that sufficient cell clearance is achieved in a low temperature / low concentration environment where the functionality of the first surfactant is limited .

제1 세포 제거 단계를 통해 조직이 처리되면, 처리된 조직을 세척하는 단계를 수행한다(S40). 본 단계는 1%의 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)이 포함된 이차증류수 용액을 이용하며, 상기 용액에 처리된 조직을 투입한 상태에서 교반기를 이용하여 교반시키면서 세척을 진행한다. 본 세척 단계가 진행되는 온도 환경 및 교반 환경은 제1 세포 제거 단계와 상응하도록, 섭씨 2도 이상 7도 이하의 온도에서 30rpm 이내의 속도로 교반하도록 진행된다. 본 단계는 30분 이내의 시간동안 진행될 수 있다. 이러한 세척 단계는 동일한 조건으로 2회에 걸쳐 수행될 수 있다.When the tissue is treated through the first cell removing step, a step of washing the treated tissue is performed (S40). This step uses a secondary distilled water solution containing penicillin / streptomycin of 1% penicillin and streptomycin. After the treated tissue is put in the solution, washing is carried out while stirring with a stirrer. The temperature environment and the stirring environment in which the present cleaning step proceeds are performed so as to be stirred at a rate of 30 rpm or less at a temperature of 2 to 7 degrees centigrade so as to correspond to the first cell removal step. This step can be carried out for a period of not more than 30 minutes. This washing step can be carried out twice under the same conditions.

세척 단계(S40)가 완료되면, 세척된 조직의 DNA를 분해하는 단계를 수행한다(S50). 본 단계에서는 DNA 분해효소가 포함된 용액을 이용하여, 면역 반응을 유발하는 항원으로 작용할 수 있는 세포 내 DNA를 제거한다. 구체적으로, DNA 분해 용액은 이차 증류수에 20U/ml의 DNase 및 1M의 염화나트륨(NaCl)이 포함되는 용액을 이용할 수 있다. 나아가, 살균 소독을 위해 1%의 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)을 더 포함할 수 있다.When the washing step S40 is completed, a step of decomposing the DNA of the washed tissue is performed (S50). In this step, the solution containing the DNA-degrading enzyme is used to remove the intracellular DNA which can act as an antigen that induces an immune response. Specifically, the DNA degradation solution can be a solution containing 20 U / ml DNase and 1 M sodium chloride (NaCl) in the secondary distilled water. Further, penicillin / streptomycin may be further added to 1% penicillin for sterilization.

본 단계는 DNA 분해 용액에, 상기 세척 단계(S40)에서 세척된 조직을 투입하고, 교반기를 이용하여 교반시키면서 조직 내 DNA 조직을 분해한다. 여기서, 교반기의 회전속도는 30rpm 이내로 수행될 수 있다. 본 단계는 DNA 분해효소의 반응성을 고려하여 상온에서 진행하며, 10시간 이상 15시간 이하의 시간 동안 진행된다.In this step, the tissue washed in the washing step (S40) is put into the DNA degradation solution, and the DNA tissue in the tissue is decomposed by stirring with a stirrer. Here, the rotation speed of the stirrer can be performed within 30 rpm. This step proceeds at room temperature in consideration of the reactivity of the DNA degrading enzyme, and proceeds for 10 hours to 15 hours.

DNA 분해 단계가 완료되면, 상기 단계를 통해 처리된 조직에 대해 2차 세포 제거 단계를 수행한다(S60). 2차 세포 제거 단계는 제2 계면 활성제가 포함된 제2 세포 제거 용액을 이용할 수 있다. When the DNA degradation step is completed, a secondary cell removal step is performed on the treated tissue through the above step (S60). The second cell removal step may use a second cell removal solution containing a second surfactant.

전술한 제1 세포 제거 단계는 음이온 계면 활성제를 이용한 것에 비해, 본 단계는 비이온 계면 활성제를 이용한다. 이에 의해, 1차 세포 제거 단계 및 DNA 분해 단계가 진행된 상태에서 세포외기질의 다양한 단백질과 당단백질 및 글리칸 등의 손상을 최소화시킬 수 있다. 본 실시예에서는 일 예로서, 트리톤 X-100 (triton X-100)을 제2 계면 활성제로서 이용할 수 있다.The above-described first cell removing step uses an anionic surfactant, while the present step uses a nonionic surfactant. Thus, damage to various proteins, glycoproteins, glycans and the like of the extracellular matrix can be minimized while the primary cell removal step and the DNA degradation step proceed. In this embodiment, as an example, Triton X-100 (triton X-100) can be used as the second surfactant.

이때, 제2 세포 제거 용액은 제1 세포 제거 용액과 마찬가지로 제2 계면활성제가 낮은 농도로 포함된 용액일 수 있으며, 이차 증류수 용매에 제2 계면활성제인 트리톤 X-100 (triton X-100)가 1% 이하의 농도로 포함된 용액을 이용하며, 보다 구체적으로는 0.5%의 농도를 갖는 용액일 수 있다. 또한, 제2 세포 제거 용액은 살균 소독을 위해 1%의 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)을 더 포함하여 사용될 수 있다.In this case, the second cell removing solution may be a solution containing a low concentration of the second surfactant as in the case of the first cell removing solution, and a second surfactant, Triton X-100, may be added to the second distilled water solvent A solution containing a concentration of 1% or less may be used, more specifically, a solution having a concentration of 0.5%. In addition, the second cell removal solution may further comprise 1% penicillin / streptomycin for sterilization.

본 단계는 제2 세포 제거 용액에 DNA 분해 처리된 조직을 투입한 상태에서, 교반기를 이용하여 교반시키는 방식으로 세포를 제거한다. 본 단계가 진행되는 온도 환경, 교반 환경 및 진행되는 시간은 전술한 제1 세포 제거 단계와 상응하도록 설계될 수 있다. 따라서, 본 단계는 섭씨 10도 이하의 저온 환경, 특히 섭씨 2도 이상 7도 이하의 온도 환경에서 진행되며, 30rpm 이하의 회전속도로 교반되며, 적어도 18시간 이상, 보다 구체적으로는 20시간 이상 30시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 이처럼, 제2 세포 제거 단계 또한 제2 계면활성제의 작용성이 제한되는 저온/저농도의 환경에서 상대적으로 긴 시간 동안 진행됨에 따라, 세포외기질이 손상되는 것을 최소화시킬 수 있다. In this step, the cells are removed by a method in which a tissue subjected to DNA degradation treatment is added to the second cell removal solution and stirred using a stirrer. The temperature environment, the stirring environment, and the time in which the present step proceeds may be designed to correspond to the first cell removal step described above. Therefore, this step is carried out in a low-temperature environment of 10 degrees Celsius or less, particularly in a temperature environment of 2 to 7 degrees Celsius, stirring at a rotation speed of 30 rpm or less, at least 18 hours, more specifically, Or less. As such, the second cell removal step can also minimize damage to the extracellular matrix as it proceeds for a relatively long time in a low / low concentration environment where the functionality of the second surfactant is limited.

전술한 단계에 의해 뇌 조직이 탈세포화 처리되면, 처리된 조직을 세척하는 단계를 수행한다(S70). 본 단계는 전술한 S40의 세척 단계와 동일한 방식으로 진행되며, 세포가 제거된 조직을 세척액과 교반하면서 세척한다. 본 단계는 동일한 조건으로 2회에 걸쳐 수행될 수 있다.When the brain tissue is de-saturatedized by the above-described steps, the treated tissue is washed (S70). This step proceeds in the same manner as the S40 washing step described above, and the tissue from which the cells have been removed is washed while stirring with the washing solution. This step can be carried out twice under the same conditions.

그리고, 세척된 조직에 대해서 살균 및 소독을 진행한다(S80). 본 단계는 살균소독액을 이용하여 진행되며, 소독액은 미생물의 세포막을 파괴하는 효과가 있는 과초산(peracetic acide) 및 에탄올(ethanol)을 포함한 용액일 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 소독액은 4%의 에탄올에 0.1%의 과초산이 포함된 용액일 수 있다. 이러한 소독액에 이전 단계에서 세척된 조직을 투입한 후, 교반기를 이용하여 30rpm 이하의 회전속도로 교반시키는 방식으로 살균 및 소독을 수행한다. 본 단계는 섭씨 10도 이하의 저온 환경에서 수행될 수 있으며, 1시간 이상의 시간동안 수행될 수 있다.Then, the washed tissue is sterilized and disinfected (S80). This step is performed using a disinfectant solution, and the disinfectant solution may be a solution containing peracetic acid and ethanol, which are effective to destroy the cell membrane of the microorganism. Specifically, the disinfecting solution of this embodiment may be a solution containing 0.1% of peracetic acid in 4% ethanol. Sterilization and disinfection are performed in such a manner that the tissues washed in the previous step are put into the disinfecting solution and then stirred at a rotational speed of 30 rpm or less using a stirrer. This step may be performed in a low temperature environment of 10 degrees Celsius or less and may be performed for a time of 1 hour or more.

상기 단계를 통해 살균 소독된 조직은 다시 세척액을 이용하여 세척하는 단계를 수행할 수 있다(S90). 세척 단계는 무균 이차 증류수(sterile DDW)를 세척액에 탈세포화된 조직을 투입하여, 교반기를 통해 교반하는 방식으로 진행될 수 있다.The tissue sterilized through the above step may be washed again using a washing solution (S90). The washing step may be carried out by introducing sterilized secondary sterile distilled water (sterile DDW) into the washing solution and agitating through a stirrer.

본 실시예에서는, 무균 이차 증류수 용매에 페니실린 스트랩토마이신(penicillin/streptomycin)이 1% 농도로 포함된 세척액을 이용하여, 교반기를 이용하여 30rpm 이하의 회전속도로 교반시키면서 1차 세척을 진행할 수 있다. 1차 세척 단계는 섭씨 10도 이하의 저온 환경에서 수행되며, 10시간 이상 15시간 이하의 시간동안 수행될 수 있다. 그리고, 별도의 항생제가 포함되지 않은 무균 이차 증류수를 세척액으로 이용하여, 교반기를 이용하여 30rpm 이하의 회전속도로 교반시키면서 2차 세척을 진행할 수 있다. 2차 세척 단계는 또한 섭씨 10도 이하의 저온 환경에서 수행되며, 30분 이하의 시간동안 수행될 수 있다. 이러한, 2차 세척 단계는 동일한 환경에서 2회에 걸쳐 수행될 수 있다.In the present embodiment, primary washing can be carried out by using a washing liquid containing penicillin / streptomycin at a concentration of 1% in a sterile secondary distilled water solvent with stirring at a rotational speed of 30 rpm or less using a stirrer . The primary cleaning step is performed in a low-temperature environment of 10 degrees Celsius or less, and may be performed for a period of 10 hours to 15 hours or less. The sterilized secondary distilled water not containing any antibiotic may be used as a washing solution and the secondary washing may be performed while stirring at a rotational speed of 30 rpm or less using a stirrer. The secondary washing step is also performed in a low temperature environment of 10 degrees Celsius or less and can be performed for a time of 30 minutes or less. This secondary washing step can be carried out twice in the same environment.

이상에서 설명한 단계를 통해 뇌 조직은 탈세포화되며, 이를 통해 뇌 유래 세포화기질을 획득될 수 있다. 도 2는 도 1에 의한 탈세포 방법에 의해 처리된 뇌 조직의 전후 성분 변화를 분석한 그래프이다.Through the steps described above, the brain tissue is degenerated and the brain-derived cellularization substrate can be obtained. FIG. 2 is a graph showing changes in the component of the brain tissue treated by the decellularization method according to FIG. 1; FIG.

본 실시예에 따른 탈세포 방법에 의해 처리된 조직을 분석한 결과, 세포성 잔여 물질인 DNA의 경우 원래 뇌 조직과 비교하여 대략 98%의 DNA가 제거된 것으로 나타났다. 그리고, 뇌 조직의 주요 세포외기질 성분인 글리코사미노글리칸(GAG, glycosaminoglycan)과 하이알루론산(HA, hyaluronic acide)은 각각 대략 140%와 70%가 각각 잔여하는 것으로 나타났다(GAG가 원래 뇌 조직보다 증가하게 된 이유는 세포 제거로 인해 단위 질량당 GAG의 비율이 증가하였기 때문이다). As a result of analyzing the tissues treated by the decellularization method according to the present embodiment, it was found that about 98% of the DNA was removed in the case of DNA as a cellular residual material as compared with the original brain tissue. (GAG, glycosaminoglycan) and hyaluronic acid (HA) remained approximately 140% and 70%, respectively, in the brain tissue Because of the increase in the ratio of GAG per unit mass due to cell depletion).

이처럼, 전술한 탈세포 방법에 의할 경우, 원래의 뇌 조직에서 세포를 효과적으로 제거하고 세포외기질의 손상을 최소화시켜 잔류시키는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이와 같이 얻어진 세포외기질을 이용하여 뇌세포를 배양할 경우, 원래 환경과 유사한 환경에서 배양되므로 실제 뇌 조직과 유사한 특성을 갖는 조직을 배양할 수 있다.As described above, in the decellularization method described above, it can be confirmed that the cells are effectively removed from the original brain tissue and the damage of the extracellular matrix is minimized and remained. Therefore, when the brain cells are cultured using the extracellular matrix thus obtained, they are cultured in an environment similar to the original environment, so that tissues having characteristics similar to those of actual brain tissues can be cultured.

이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 전술한 방식으로 탈세포화된 세포외기질을 이용하여 뇌 조직을 배양하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3은 세포외기질을 이용하여 뇌 조직을 배양하는 순서를 도시한 순서도이고, 도 4는 도3의 주요 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.Hereinafter, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, a method of culturing brain tissue using an extracellular matrix deteriorated in the above-described manner will be described in detail. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for culturing brain tissue using an extracellular matrix, and FIG. 4 is a view schematically showing a main step of FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 우선 세포외기질을 준비하는 단계를 수행한다(S110). 세포외기질은 뇌 유래 세포외기질이며, 앞서 설명한 탈세포 방법을 통해 탈세포 처리된 것을 이용할 수 있다. 여기서, 세포외기질은 탈세포 처리되어 세척이 완료된 상태에서, 동결 건조된 것을 이용할 수 있다(도 4의 a 참조).As shown in FIG. 3, first, a step of preparing an extracellular matrix is performed (S110). The extracellular matrix is an extracellular matrix derived from the brain, and the one obtained by decellularization through the above-described decellularization method can be used. Here, the extracellular matrix can be lyophilized in a state where the cell is decellularized and washed (see Fig. 4 (a)).

세포외기질이 준비되면, 이를 이용하여 세포외기질 용액(solution)을 제작하는 단계를 수행한다(S120). 세포외기질 용액은 세포외기질을 펩신의 소화 작용을 이용하여 용해시키는 방식으로 진행된다(도 4의 b 참조).When the extracellular matrix is prepared, a step of preparing an extracellular matrix solution is performed (S120). The extracellular matrix solution proceeds by dissolving the extracellular matrix using the digestion of pepsin (see FIG. 4 b).

우선, 멸균된 용기에 원하는 양과 최종 농도를 고려하여, 전체 양의 80% 부피비를 갖는 0.01N HCl에 동결 건조된 세포외기질을 정량하여 첨가한다. 그리고, 세포외기질이 첨가된 HCl 용액에 대략 10% 중량비의 펩신을 추가한다. 그리고, 상온에서 멸균 마그네틱바 등을 이용하여 3일 내지 5일간 보관한다. 이 기간 동안 펩신은 산성 환경에서 작용하여 첨가된 세포외기질을 용해시킨다.First, the lyophilized extracellular matrix in 0.01 N HCl with an 80% volume ratio of total volume is quantitatively added to the sterilized container taking into account the desired amount and final concentration. Then, approximately 10% by weight of pepsin is added to the HCl solution containing the extracellular matrix. Then, it is stored at room temperature for 3 days to 5 days using a sterilizing magnetic bar or the like. During this period pepsin acts in an acidic environment to dissolve the added extracellular matrix.

이와 같이 세포외 기질이 용해된 HCl 용액을 저온(예를 들어, 섭씨 2도 내지 7도)으로 냉각시킨 후, 이에 전체 양의 10% 볼륨비를 갖는 인산완충 식염수(Phosphate buffer saline, PBS) 용액을 첨가하여 배양되는 세포와의 삼투압을 조절한다. 그리고, 세포외 기질이 용해된 용액을 pH 7.0 내지 7.4 정도로 중성화시킬 수 있도록 NaOH 용액을 추가한다. 여기서, 대략 이전에 첨가된 0.01N HCl 양의 10% 중량비를 갖는 0.1N NaOH 용액을 추가하며, 필요시 HCl 용액 또는 NaOH를 추가하여 pH를 조절할 수 있다. 이후, 증류수(distilled water)를 추가하여 세포외기질 용액의 부피를 조절하는 방식으로 제조된다.After cooling the HCl solution in which the extracellular matrix is dissolved at a low temperature (for example, 2 to 7 degrees Celsius), phosphate buffered saline (PBS) solution having a volume ratio of 10% To control osmotic pressure with the cultured cells. Then, NaOH solution is added so that the solution in which the extracellular matrix is dissolved can be neutralized to about pH 7.0 to 7.4. Here, a 0.1N NaOH solution having a 10% weight ratio of the previously added 0.01N HCl amount is added, and the pH can be adjusted by adding HCl solution or NaOH, if necessary. Thereafter, distilled water is added to adjust the volume of the extracellular matrix solution.

세포외기질 용액이 제작되면, 해당 용액에 배양하고자 하는 세포를 이식한다(S130). 이식되는 세포는 뇌세포일 수 있으며, 본 실시예에서는 악성 뇌종양 조직을 배양할 수 있도록, 악성 뇌종양 세포를 이식한다. 이식된 세포는 세포외기질 용액 내에서 균일하게 분포하여, 저온 환경에서 액상을 유지할 수 있다.After the extracellular matrix solution is prepared, cells to be cultured are transplanted into the solution (S130). The transplanted cells may be brain cells. In this embodiment, the malignant brain tumor cells are transplanted so that the malignant brain tumor tissue can be cultured. The transplanted cells are uniformly distributed in the extracellular matrix solution and can maintain the liquid phase in a low temperature environment.

이후, 세포가 이식된 용액을 이용하여 조직을 배양하는 단계를 진행한다(S140). 조직 배양을 진행하기 위해, 세포가 이식된 세포외기질 용액을 배양 위치에 배치한다. 이때, 이식되는 용액은 저온에서 액상을 유지하므로, 각종 형상의 배양 몰드에 주입하거나, 노즐로 분사하여 프린팅하는 등 다양한 3차원 배양 방식에 적용될 수 있다(도 4의 d 참조). 그리고, 세포가 이식된 세포외기질 용액은 하이드로젤로서 온도 감응성이 있으므로, 배양 위치에 용액을 위치시킨 상태에서 용액을 체온과 인접한 온도까지 상승시켜 졸-겔 전이에 의해 경화시켜 배양을 진행한다.Thereafter, the step of culturing the tissue using the cell-implanted solution is performed (S140). To proceed with tissue culture, the cell-implanted extracellular matrix solution is placed at the culture location. At this time, since the solution to be implanted maintains a liquid state at a low temperature, it can be applied to various three-dimensional culture methods such as injection into a culture mold of various shapes, printing by spraying with a nozzle, and the like. In addition, since the extracellular matrix solution into which the cells have been transplanted is thermosensitive as a hydrogel, the solution is allowed to rise to a temperature close to the body temperature while the solution is positioned at the culture site, and the culture is performed by curing by sol-gel transfer.

이와 같이, 뇌유래 탈세포화된 세포외기질 하이드로겔(BdECM, brain derived extracellular matrix hydrogel)을 이용하는 배양 방식은, 저온의 액상에 세포외기질 및 세포를 균일하게 분포시킴으로서 위치에 따른 균일한 배양이 가능하며, 다양한 배양 방식에 적용될 수 있는 장점이 있다. 또한, 졸-겔 전이 특성을 이용하여 경화되므로, 세포에 독성을 미칠 우려가 잇는 경화제 등이 추가로 필요하지 않은 장점이 있다.As described above, the culture method using the brain-derived dextrinized extracellular matrix hydrogel (BdECM) can uniformly culture the cells by uniformly distributing the extracellular matrix and cells in a low-temperature liquid phase. And can be applied to various culture methods. Further, since it is cured using the sol-gel transfer property, there is an advantage that a curing agent or the like, which may be toxic to cells, is not further required.

이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 뇌 조직 배양 방식의 효과를 구체적으로 설명하도로 한다. 하나는 전술한 방식으로 제작된 세포외기질 하이드로겔에 교모세포종 세포 스페로이드(Glioblastoma cell spheroid)를 이식하여 배양하였고, 비교 대조군으로는 3차원 배양에 널리 사용되는 콜라겐에 동일한 세포를 이식하여 배양하였다.Hereinafter, the effect of the brain tissue culture method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 and FIG. One was cultured by transplanting a glioblastoma cell spheroid into an extracellular matrix hydrogel prepared in the above-mentioned manner, and the same cells were transplanted into collagen widely used for three-dimensional culture as a comparative control .

도 5는 두 대조군 간의 악성 형질 발현 정도를 나타내는 그래프이다. 도 5의 a와 같이 세포내 미토콘드리아의 대사 활성도(mitochondrial metabolic activity)를 측정한 결과 본 발명에 따른 세포외기질 하이드로겔을 이용한 배양 방식이 활성도가 더 높은 것으로 나타났다. 또한, 도 5의 b와 같이 종양 형성 유전자(oncogene) 발현을 측정한 실험에서도, 본 발명에 따른 세포외기질 하이드로겔을 이용한 배양 방식이 유전자 발현 정도가 더 높은 것으로 나타났다. 즉, 세포외기질 하이드로겔에서 교모세포종 세포가 더 활발하게 대사 활동을 하고, 악성 종양으로 발전할 수 있는 유전자 발현이 더 증가하는 것을 확인할 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the degree of malignant expression between two control groups. As shown in FIG. 5 (a), the mitochondrial metabolic activity of intracellular mitochondria was measured. As a result, the culture system using the extracellular matrix hydrogel according to the present invention showed higher activity. In addition, as shown in FIG. 5 (b), in the experiment in which oncogene expression was measured, the culture method using the extracellular matrix hydrogel according to the present invention showed a higher degree of gene expression. In other words, it can be confirmed that the glioblastoma cell is metabolized more actively in the extracellular matrix hydrogel, and the gene expression that can develop into malignant tumor is further increased.

또한, 도 6은 배양되는 교모세포종의 침투 양상을 촬영한 사진이다. 교모 세포종의 주요 특징 중 하나인 주변 조직으로의 침투(invasion) 작용을 관찰한 결과, 콜라겐 배양 방식과 비교하여, 세포외기질 하이드로겔에서 배양되는 경우 더 길고 넓은 면적으로 침투하는 양상을 보였다. 따라서, 교모세포종은 세포외기질 하이드로겔 내에 있을 때, 원래 뇌종양과 유사한 행동을 하게 되는 것을 확인할 수 있다.Fig. 6 is a photograph showing the penetration pattern of the glioblastoma to be cultured. As a result of observing the invasion of surrounding tissues, one of the major features of the glioblastoma multiforme, it showed a penetration into a longer and wider area when cultured in extracellular matrix hydrogels as compared with the collagen culture method. Thus, it can be seen that when the glioblastoma is in the extracellular matrix hydrogel, it behaves like a brain tumor originally.

이처럼 본 발명은, 저온 환경에서 저농도의 세포 제거 용액을 이용하여 장시간에 걸쳐 탈세포 공정을 수행함으로서, 세포 개체수가 많은 뇌 조직을 탈세포화 하면서도 고유의 특성을 유지하는 세포외기질을 획득할 수 있다. 그리고, 이러한 세포외기질을 이용하여 하이드로겔을 제작하여 뇌종양 세포를 이식하고 배양함으로서, 실제 뇌종양과 유사한 종양 조직을 제작할 수 있는바, 향후 신약 개발, 환자 맞춤형 종양 모델 개발 분야에 보다 효과적인 재료로 활용될 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention can obtain an extracellular matrix that degenerates brain tissue having a large number of cell populations while maintaining intrinsic characteristics by performing a decellularization process using a low concentration cell-removing solution in a low temperature environment for a long period of time . In addition, since the hydrogel is prepared using such an extracellular matrix and the brain tumor cell is transplanted and cultured, a tumor tissue similar to that of a real brain tumor can be produced. As a result, it can be used as a more effective material for the development of new drugs and patient- There is an advantage that can be.

이상에서는 하나의 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 전술한 실시예 이외에도 여러 가지로 변형 또는 변경함으로써, 청구범위에 정의된 기술적 특징을 구현할 수 있을 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

S10 : 조직 준비 단계 S30 : 1차 세포 제거 단계
S50 : DNA 분해 단계 S60 : 2차 세포 제거 단계
S110 : 세포외기질 준비 단계 S120 : 세포외기질 용액 제작 단계
S130 : 세포 이식 단계 S140 : 배양 단계
S10: tissue preparing step S30: primary cell removing step
S50: DNA degradation step S60: secondary cell removal step
S110: Extracellular matrix preparation step S120: Extracellular matrix solution preparation step
S130: Cell transplantation step S140: Culture step

Claims (13)

탈세포화 대상이 되는 뇌 조직을 준비하는 단계;
제1 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 조직의 세포를 제거하는 제1 세포 제거단계;
DNA 분해 효소가 포함된 용액을 이용하여 상기 제1 세포 제거단계에서 처리된 조직의 DNA를 분해하는 DNA 분해 단계; 및
제2 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 DNA 분해 단계에서 처리된 조직의 세포를 제거하는 제2 세포 제거단계를 포함하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
Preparing a brain tissue to be depleted of blood;
A first cell removing step of removing cells of the tissue at a temperature lower than room temperature by using a solution containing the first surfactant;
A DNA decomposing step of decomposing the DNA of the tissue treated in the first cell removing step using a solution containing the DNA degrading enzyme; And
And a second cell removal step of removing the cells of the tissue treated in said DNA degradation step at a temperature not higher than room temperature by using the solution containing the second surfactant.
제1항에 있어서,
상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 섭씨 10도 이하의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first cell removing step and the second cell removing step are performed at a temperature of 10 degrees Celsius or less.
제2항에 있어서,
상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 섭씨 2도 이상 섭씨 7도 이하의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the first cell removing step and the second cell removing step are performed at a temperature of 2 degrees Celsius or more and 7 degrees Celsius or less.
제2항에 있어서,
제1 계면 활성제는 음이온 계면 활성제이며, 제2 계면 활성제는 비이온 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the first surfactant is an anionic surfactant and the second surfactant is a nonionic surfactant.
제4항에 있어서,
상기 제1 세포 제거 단계는, 상기 제1 계면 활성제인 도데실황산나트륨(sodium dedecylsulfate)이 1% 이내로 포함된 이차 증류수 용액을 이용하며,
섭씨 2도 내지 7도 이하의 온도에서 18시간 이상의 시간 동안 수행되는 것을 특징로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
5. The method of claim 4,
The first cell removing step uses a second distilled water solution containing less than 1% of sodium dedecylsulfate as the first surfactant,
Wherein the method is performed at a temperature of 2 to 7 degrees Celsius for a time of 18 hours or more.
제4항에 있어서,
상기 제2 세포 제거 단계는, 상기 제2 계면 활성제인 트리톤 X-100 (triton x-100)이 1% 이내로 포함된 이차 증류수 용액을 이용하며, 섭씨 2도 내지 7도 이하의 온도에서 18시간 이상의 시간동안 수행되는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
5. The method of claim 4,
The second cell removing step uses a secondary distilled water solution containing less than 1% of Triton X-100, which is the second surfactant, at a temperature of 2 to 7 degrees Celsius for at least 18 hours Wherein the method comprises the steps of:
제4항에 있어서,
상기 제1 세포 제거 단계 및 상기 제2 세포 제거 단계는 상기 용액에 상기 조직을 투입한 후 10~20rpm의 회전 속도로 교반시키는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the first cell removing step and the second cell removing step are performed by adding the tissue to the solution and stirring the cells at a rotating speed of 10 to 20 rpm.
제1항에 있어서,
상기 뇌 조직을 구비하는 단계는 돼지에서 추출된 뇌 조직을 분리하여 10시간 이상 동결시킨 후, 동결된 뇌 조직을 절개하여 세분화시는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of providing the brain tissue comprises separating the brain tissue extracted from the pig, freezing the brain tissue for 10 hours or more, and then dissecting and breaking down the frozen brain tissue.
제1항에 있어서,
상기 뇌 조직을 구비하는 단계, 상기 제1 세포 제거단계 및 상기 제2 세포 제거 단계 이후에는 각각 조직 세척 단계가 수행되며,
상기 조직 세척 단계는 이차 증류수(double distilled water) 용매에 항생제가 용해된 용액을 이용하여 상기 조직을 세척하는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
The method according to claim 1,
The method comprising the steps of: providing the brain tissue; performing a tissue washing step after the first cell removing step and the second cell removing step,
Wherein the tissue washing step comprises washing the tissue using a solution in which antibiotics are dissolved in a solvent of double distilled water.
제1항에 있어서,
상기 제2 세포 제거 단계 후 과초산 및 에탄올을 포함하는 용액을 이용하여, 세포가 제거된 조직을 살균 소독 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌 조직의 탈세포 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of disinfecting the tissue from which cells have been removed by using a solution containing acetic acid and ethanol after the second cell removing step.
뇌 조직을 탈세포시켜 뇌유래 세포외기질을 획득하는 단계;
상기 획득된 세포외기질을 펩신 소화 작용(pepsin-digestion procedure)을 이용하여 용해시키는 단계;
상기 세포외기질이 용해된 용액 상에 종양 세포를 이식하여 배양하는 단계;를 포함하는 뇌종양 조직 배양 방법.
Obtaining brain-derived extracellular matrix by decellularizing brain tissue;
Dissolving the obtained extracellular matrix using a pepsin-digestion procedure;
And transplanting the tumor cells into a solution in which the extracellular matrix is dissolved to culture the brain tumor tissue.
제11항에 있어서, 상기 뇌유래 세포외기질을 획득하는 단계는,
탈세포화 대상이 되는 상기 뇌 조직을 준비하는 단계;
제1 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 조직의 세포를 제거하는 제1 세포 제거단계;
DNA 분해 효소가 포함된 용액을 이용하여 상기 제1 세포 제거단계에서 처리된 조직의 DNA를 분해하는 DNA 분해 단계; 및
제2 계면 활성제를 포함하는 용액을 이용하여 상온 이하의 온도에서 상기 DNA 분해 단계에서 처리된 조직의 세포를 제거하는 제2 세포 제거단계를 포함하는 뇌종양 조직 배양 방법.
12. The method of claim 11, wherein obtaining the brain derived extracellular matrix comprises:
Preparing the brain tissue to be depleted;
A first cell removing step of removing cells of the tissue at a temperature lower than room temperature by using a solution containing the first surfactant;
A DNA decomposing step of decomposing the DNA of the tissue treated in the first cell removing step using a solution containing the DNA degrading enzyme; And
And removing the cells of the tissue treated in the DNA degradation step at a temperature lower than room temperature by using a solution containing the second surfactant.
제11항에 있어서, 상기 종양 세포를 이식하여 배양하는 단계는,
상기 종양 세포가 이식된 용액을 배양 위치에 위치시킨 상태에서, 온도를 상승시켜 졸-겔 전이시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌종양 조직 배양 방법.
12. The method of claim 11, wherein transplanting and culturing the tumor cells comprises:
And a step of solely-gel-transferring the solution by raising the temperature while the solution to which the tumor cells have been transplanted is placed at a culturing position.
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