KR20180062631A - Composition for cell regeneration comprising cells that hypersecreate growth factors, and at least one of a neural stem cells, neurons and GABAergic neurons - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cell regeneration composition excellent in biocompatibility. The cell regeneration composition is capable of promoting growth of in-vivo or in-vitro cells by containing a cell hypersecreating growth factors and at least one of a neural stem cell, a nerve cell, and a GABAergic nerve cell. In addition, the cell regeneration composition inhibits cell death and promotes growth of damaged nerve cells and nerve fibers, can be used as a therapeutic agent for neurological diseases even if cells in an intermediate stage of conversion is contained, and is able to prevent, ameliorate, or treat various neurological diseases and ischemic diseases. In addition, the cell regeneration composition barely causes side effects which may occur when embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells are applied in vivo, and can be applied as a cosmetic composition.

Description

신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포 중 적어도 하나의 세포 및 성장인자를 과분비하는 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물 {Composition for cell regeneration comprising cells that hypersecreate growth factors, and at least one of a neural stem cells, neurons and GABAergic neurons}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for regenerating cells comprising at least one of cells of neural stem cells, neurons, and neural cells and hypersecretory growth factors , neurons and GABAergic neurons}

본 발명은 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포 중 적어도 하나의 세포 및 성장인자를 과분비하는 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for cell regeneration comprising at least one cell of a neural stem cell, a neuron cell, and a neural cell, and a cell which hypersensitizes a growth factor.

신경손상과 퇴행성 신경질환은 아직까지 뚜렷한 치료법이 없어, 임상의와 과학자들에게 주요한 문제로 남아있다. 줄기세포는 자가증식능과 여러 계통의 세포로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 세포치료의 효과적인 공급원으로 여겨지고 있다. 배아줄기세포(ESCs)와 유도만능줄기세포(iPSCs)에서 포함하는 인간만능줄기세포는 재생치료에 적용할 수 있는 강력한 후보이며, 다양한 대사질환, 유전질환, 퇴행성질환 등 의생명분야와 임상연구 분야에서 유용하지만, 배아줄기세포에 관련된 윤리적 문제, 유도만능줄기세포는 발암 경로를 활성화 시킬 수도 있는 외래 세포 재프로그래밍 인자에 관련된 안전성 문제, 느린 재프로그래밍 과정과 낮은 효율 등 기술적 문제가 있어, 유도만능줄기세포의 임상 적용은 난관으로 남아있다.Neurological damage and degenerative neurological disorders remain a major problem for clinicians and scientists because there is no clear treatment yet. Stem cells have the ability to self-replicate and differentiate into multiple lines of cells and are considered to be an effective source of cellular therapy. Human pluripotent stem cells, embryonic stem cells (ESCs) and inducible pluripotent stem cells (iPSCs), are potent candidates for regenerative therapy and are used in a wide variety of metabolic, genetic, and degenerative diseases, . However, the ethical problems related to embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells have technical problems such as safety problems related to foreign cell reprogramming factors which may activate the carcinogenic pathway, slow reprogramming process and low efficiency, Clinical application of the cells remains a tubal defect.

이에, 성체 중간엽 줄기세포의 경우 배아줄기세포, 유도만능줄기세포에 비하여 세포 증식 및 분화능력이 낮은 문제점이 있으나, 성체 중간엽 줄기세포의 경우 자가 적합성, 높은 획득성, 강한 증식능 등의 장점이 있어 재생의학에 더 적합한 공급원으로 각광 받고 있다.Thus, adult mesenchymal stem cells have low cell proliferation and differentiation ability compared to embryonic stem cells and inducible pluripotent stem cells. However, adult mesenchymal stem cells have advantages such as self-conformity, high acquiring ability, and strong proliferative ability Which is becoming a more suitable supply source for regenerative medicine.

이와 같은 이점으로 성체 중간엽 줄기세포를 다양한 세포의 공급원으로 사용하려는 시도가 이루어지고 있으며, 특히 신경줄기세포, 신경세포 또는 가바성 신경세포로 분화시키기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있으나, 성체줄기세포가 높은 전환율로 신경줄기세포, 신경세포 또는 가바성 신경세포로 전환된 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물에 관하여는 아직까지 알려진 바가 없다.In this regard, attempts have been made to use adult mesenchymal stem cells as a source of various cells. In particular, various efforts have been made to differentiate into mesenchymal stem cells, neuronal cells or neural neural cells, There is not yet known a composition for cell regeneration comprising cells converted into neural stem cells, neurons, or cells of neuronal cells by conversion ratio.

한국공개특허 제2015-0014417호Korean Patent Publication No. 2015-0014417

본 발명은 인비보 또는 인비트로 내 세포의 성장을 촉진할 수 있는 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a composition for cell regeneration capable of promoting the growth of inner cells with invivo or invitro.

본 발명은 신경 질환을 예방, 개선 또는 치료할 수 있는 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a composition for cell regeneration capable of preventing, ameliorating or treating neurological diseases.

본 발명은 전환 중간 단계의 세포가 포함되어 있더라도 신경 질환 치료제로 사용될 수 있는 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a composition for cell regeneration that can be used as a therapeutic agent for neurological diseases even when cells in the intermediate stage of transformation are contained.

본 발명은 배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포를 생체 내 적용할 때 발생할 수 있는 부작용의 발생 확률이 적은 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a composition for cell regeneration which has a low probability of occurrence of side effects that may occur when embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells are applied in vivo.

본 발명은 화장료 조성물로 활용될 수 있는 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a composition for cell regeneration which can be utilized as a cosmetic composition.

본 발명은 생체적합성이 우수한 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a composition for cell regeneration excellent in biocompatibility.

1. 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나; 및 성장인자 과분비 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물.1. at least one selected from the group consisting of neural stem cells, neurons, and neural cells; And growth factor hypersecretory cells.

2. 위 1에 있어서, 상기 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포는 중간엽 줄기세포로부터 유래된 세포인, 세포 재생용 조성물.2. The composition for cell regeneration according to 1 above, wherein the neural stem cells, neurons, GABA neurons and growth factor hypersecretory cells are cells derived from mesenchymal stem cells.

3. 위 1에 있어서, 상기 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포는 지방조직 유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 세포인, 세포 재생용 조성물.3. The composition for cell regeneration according to item 1 above, wherein the neural stem cells, neurons, and neural cells are differentiated cells from adipose tissue-derived mesenchymal stem cells.

4. 위 1에 있어서, 상기 성장인자 과분비 세포는 골수 유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 것인, 세포 재생용 조성물.4. The composition for cell regeneration according to 1 above, wherein the growth factor-immunodeficient cells are differentiated from bone marrow-derived mesenchymal stem cells.

5. 위 1에 있어서, 상기 세포 재생용 조성물은 성상세포 및 희소돌기아교세포로부터 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 세포에서 발현되는 마커를 발현하는 세포를 더 포함하는, 세포 재생용 조성물.5. The composition for cell regeneration according to 1 above, wherein said composition for cell regeneration further comprises a cell expressing a marker expressed in at least one cell selected from the group consisting of astrocytes and rare prominent glue cells.

6. 위 1에 있어서, 상기 신경줄기세포는 대칭 분열하는 세포인, 세포 재생용 조성물.6. The composition for cell regeneration according to item 1 above, wherein the neural stem cells are symmetrically dividing cells.

7. 위 1에 있어서, 상기 신경줄기세포는 Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1 및 Ascl1로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.7. The neural stem cell according to 1 above, wherein said neural stem cell expresses at least one selected from the group consisting of Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1 and Ascl1. A composition for cell regeneration.

8. 위 1에 있어서, 상기 신경세포는 Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2 및 NeuN로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.8. The method of claim 1, wherein the neuron expresses at least one selected from the group consisting of Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2 and NeuN Wherein the cell regeneration method comprises the steps of:

9. 위 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 NKX2.1, LHX6, TuJ1, MAP2, MGE, Dlx2, Dlx5, GABRA1, GABRA2, GABRA5, CALB2, GAD65, GAD67, PSD95, NF-M 및 SYP로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.9. The method of claim 1, wherein the Gabbilian neuron comprises NKX2.1, LHX6, TuJ1, MAP2, MGE, Dlx2, Dlx5, GABRA1, GABRA2, GABRA5, CALB2, GAD65, GAD67, PSD95, NF-M and SYP Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >

10. 위 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 방사형의 신경돌기를 가진, 세포 재생용 조성물.10. The composition for cell regeneration according to item 1 above, wherein the Gabbee neuron has a radial neurite.

11. 위 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 글루탐산 수용체 차단제 처리시 자발적 억제성 시냅스 후 전류를 나타내는 것인, 세포 재생용 조성물.11. The composition for cell regeneration according to item 1 above, wherein said gabbial neuron exhibits a spontaneous inhibitory post-synaptic current upon treatment with a glutamate receptor blocker.

12. 위 1에 있어서, 상기 성장인자 과분비 세포는 GFAP, P0, S100, CNPase 및 p75NTR로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.12. The composition for regeneration of cell according to 1 above, wherein said growth factor-secreting cells express at least one selected from the group consisting of GFAP, Po, S100, CNPase and p75NTR.

13. 위 1에 있어서, 상기 성장인자는 HGF(hepatocyte growth factor), VEGF(vascular endothelial growth factor), IGFBP-1(insulin-like growth factor binding protein-1), IGFBP-2, IGFBP-4, IGFBP-6 및 SCF(stem cell factor, VEGF 및 HGF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 세포 재생용 조성물.13. The method of claim 1, wherein the growth factor is selected from the group consisting of HGF (hepatocyte growth factor), vascular endothelial growth factor (VEGF), insulin-like growth factor binding protein-1, IGFBP-2, IGFBP- -6 and SCF (at least one selected from the group consisting of stem cell factor, VEGF and HGF).

14. 위 1에 있어서, 상기 성장인자는 VEGF 및 HGF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 세포 재생용 조성물.14. The composition for cell regeneration according to 1 above, wherein the growth factor is at least one selected from the group consisting of VEGF and HGF.

15. 위 1에 있어서, 상기 세포 재생용 조성물은 Nerve Growth Factor(NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor(BDNF), Neurotrophin 3(NT-3), Neurotrophin 4/5(NT-4/5), Neurotrophin 6(NT-6), basic FGF, acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor(EGF), Hepatocyte Growth Factor(HGF), Insulin, Insulin Like Growth Factor 1(IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2(IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic Factor(GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6(IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor(CNTF) 및 LIF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는, 세포 재생용 조성물.15. The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the composition for regenerating the cells is selected from the group consisting of Nerve Growth Factor (NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin 3 (NT-3), Neurotrophin 4/5 Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2 (IGF), and Insulin Like Growth Factor 2 (FGF) 2), Glia cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6 (IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) , A composition for cell regeneration.

16. 위 1의 세포 재생용 조성물을 포함하는 허혈성 질환 개선 또는 치료용 약학 조성물.16. A pharmaceutical composition for improving or treating ischemic diseases, which comprises the composition for cell regeneration of item 1 above.

17. 위 1의 세포 재생용 조성물을 포함하는 신경 질환 개선 또는 치료용 약학 조성물.17. A pharmaceutical composition for improving or treating neurological diseases comprising the composition for cell regeneration of 1 above.

18. 위 16에 있어서, 상기 허혈성 질환은 외상, 이식시의 거부반응, 허혈성 뇌혈관장애, 허혈성 신장질환, 허혈성 폐질환, 감염증에 관련되는 허혈성 질환, 사지의 허혈성 질환 및 허혈성 심질환으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인, 허혈성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.18. The method of claim 16, wherein said ischemic disease is selected from the group consisting of trauma, rejection upon transplantation, ischemic cerebrovascular disorder, ischemic renal disease, ischemic lung disease, ischemic disease associated with infectious disease, ischemic disease of limb and ischemic heart disease Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

19. 위 17에 있어서, 상기 신경 질환은 뇌졸중 (stroke), 파킨슨씨병, 알츠하이머병, 피크병 (Pick's disease), 헌팅톤병 (Huntington's disease), 근위축성 측면 경화증 (Amyotrophic lateral sclerosis), 외상성 중추 신경계 질환 (traumatic central nervous system diseases) 및 척수 손상 질환 (spinal cord injury disease)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인, 신경 손상 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.19. The method of claim 17 wherein said neurological disease is selected from the group consisting of stroke, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, Pick's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis, traumatic central nervous system diseases, and spinal cord injury disease.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 인비보 또는 인비트로 내 세포의 성장을 촉진할 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can promote the growth of cells in vitro or in vivo.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 손상된 신경세포, 신경 섬유 등의 성장 증가 및, 세포 사멸의 억제 효과를 나타낼 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can exhibit an effect of increasing the growth of damaged nerve cells, nerve fibers, and the like and inhibiting cell death.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 전환 중간 단계의 세포가 포함되어 있더라도 신경 질환 치료제로 사용될 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can be used as a therapeutic agent for neurological diseases even if cells in the intermediate stage of transformation are contained.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 다양한 신경 질환, 허혈성 질환 등을 예방, 개선 또는 치료할 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can prevent, ameliorate or treat various neurological diseases, ischemic diseases and the like.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포를 생체 내 적용할 때 발생할 수 있는 부작용의 발생 확률이 적다.The composition for cell regeneration of the present invention is less likely to cause side effects that may occur when embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells are applied in vivo.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 화장료 조성물로 활용될 수 있다.The cell regeneration composition of the present invention can be utilized as a cosmetic composition.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 생체적합성이 우수한 세포 재생용 조성물의 제공을 목적으로 한다.The composition for cell regeneration of the present invention is intended to provide a composition for cell regeneration excellent in biocompatibility.

도 1은 저분자 억제제(small molecule inhibitor; SMI)를 이용한 신경줄기세포 교차분화 프로토콜의 최적화를 나타낸 도이다:
A: 지방세포 유래 중간엽 줄기세포에서부터 신경줄기세포로의 유도에 대한 과정을 도식화한 것이다.
B: Scale bar: 100 μm.
C: 유도신경줄기세포의 특성을 실시간 유전자 증폭 분석법 (Real time PCR)을 통해 분석한 결과를 나타낸 도이다. 세로축은 상대적인 유전자 발현량을 나타낸다.
*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 유의확률은 지방세포 유래 중간엽 줄기세포와 비교한 값이고 P < 0.05, ††P < 0.01, †††P < 0.001 유의확률은 저분자 억제제를 처리하지 않은 그룹과 비교한 값이다.
D: 형광 유세포 분석기기 (FACS Caliber)를 이용해 신경세포막 부착 단백질 (neural cell adhesion molecule; NCAM)을 유세포 분석함으로써 유도 신경줄기세포의 정량화를 나타낸 도이다.
도 2는 저분자 억제제를 처리하여 교차분화시킨 유도 신경줄기세포의 특성을 나타낸 도이다:
A: 형광 면역세포염색법분석을 통해 Nestin과 Sox2를 모두 발현하는 유도 신경줄기세포의 검출을 나타낸 도이다.
B: 실시간 유전자 증폭 분석을 이용하여, 신경줄기세포 교차분화과정을 따라 신경줄기세포와 초기 신경세포 분자표지 (Sox1, Sox2, Nestin, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1)의 발현 변화를 나타낸 도이다. 세로축은 상대적인 유전자 발현량을 나타낸다.
*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 유의확률은 지방세포 유래 중간엽 줄기세포와 비교한 값이다.
P < 0.05, ††P < 0.01, †††P < 0.001 유의확률은 단계1에서의 세포와 비교한 값이며 #P < 0.05 유의확률은 단계 2에서의 세포와 비교한 값이다.
도 3은 유도 신경세포에 대한 실험개요와 그 형태를 나타낸 도이다:
A: 지방세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유도 신경세포로의 분화에 대한 실험의 도식화를 나타낸다.
B: 유도 신경세포가 성숙된 신경세포와 같은 형태를 보임을 나타낸다. Scale bar: 100 μm.
C: iNSC(induced neural stem cells), iN(induced neural cells)
*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 유의확률은 지방세포 유래 중간엽 줄기세포와 비교한 값이며 P < 0.05, ††P < 0.01, †††P < 0.001 유의확률은 유도 신경줄기세포와 비교한 값이다.
도 4는 지방세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래한 유도 신경세포의 특징을 나타낸 도이다:
A: Scale Bar: 20 μm.
B: 신경세포 전구세포, 신경세포, 신경교세포 분자표지를 발현하는 유도 신경세포의 수를 적어도 서로 다른 세 영역에서 계수하였다. 백분율는 전체 세포 수에 해당하는 DAPI를 발현하는 유도신경세포 중에서 해당 분자표지를 발현하는 유도신경세포의 수가 차지하는 비율을 나타낸다. (평균값 ± 평균의 표준오차)
C: 전형적인 신경세포의 형태를 가지는 유도 신경세포로부터 측정된 전기생리학적 기록 표본을 나타내었다. 표본 이미지와 전류 주입에 의한 활동전위 유도를 나타내며, 전류 주입 프로토콜은 활동전위 기록 아래에 있다. 하단부 기록은 전압고정 클램프 방식(-60mV 고정)에서 유도 신경세포로부터 얻어진 대표적인 자발적 시냅스 활동이며, 확대한 단일 전류는 연속적으로 나타낸 기록 아래에 나타내었다.
도 5는 가바성 신경세포로의 교차분화 프로토콜의 최적화를 나타낸 도이다:
B: Scale bar: 20 μm.
C: 내측 신경절 융기(MGE) 세포와 신경세포 분자표지를 발현하는 유도 가바성 신경세포의 수는 적어도 서로 다른 세 영역에서 계수되었다. 백분율는 전체 세포 수에 해당하는 DAPI를 발현하는 유도신경세포 중에서 해당 분자표지를 발현하는 유도 가바성 신경세포의 수가 차지하는 비율을 나타내는 것이다. (평균값 ± 평균의 표준오차)
D: Scale bar: 100 μm.
도 6은 유도 가바성 신경세포의 기능적 특성을 나타낸 도이다:
A, B: *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 유의확률은 지방세포 유래 중간엽 줄기세포와 비교한 값이며 P < 0.05, ††P < 0.01, †††P < 0.001 유의확률은 시험관 배양 25일 차의 유도 가바성 신경세포와 비교한 값이다.
C: Scale bar: 20 μm.
D: 가바성 신경세포 분자표지를 발현하는 유도 가바성 신경세포의 수를 적어도 서로 다른 세 영역에서 계수하였다. 백분율는 전체 세포 수에 해당하는 DAPI를 발현하는 유도 가바성 신경세포 중에서 해당 분자표지를 발현하는 유도 가바성 신경세포의 수가 차지하는 비율을 나타낸다(평균값 ± 평균의 표준오차).
E: 상단 좌측 패널은 전류고정 클램프 방식으로 기록된 유도 가바성 신경세포의 활동전위 발화 기록을 나타낸 것이다. 활동전위 기록 아래에는 전류 주입 프로토콜을 나타내었다.
상단 우측 패널에는 유도 가바성 신경세포에서 램프 프로토콜 적용이 빠른 전류유입을 유도하고 고정전압을 탈분극 시킴을 보여주고 있다. 전압은 1초 동안 점진적으로 -100 mV에서 0 mV까지 증가했으며, 점선으로 된 상자는 별표로 표시한 전류를 확대한 것이다.
실험디자인의 모식도를 하단 좌측 패널에 나타냈다.
도 7은 인간 중간엽 줄기세포의 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포 유도 후 세포 형태와 슈반세포 표지 유전자의 변화를 현미경 및 정량적 RT-PCR로 확인한 결과를 나타낸 도이다:
A: 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포(Human bone marrow-derived mesenchymal stem cell; hMSC)를 슈반세포(Schwann cell)로 분화를 유도하는 과정에서 세포의 형태 변화를 관찰한 현미경 사진;
B: 분화시킨 hMSC에서 슈반세포 특이 유전자(GFAP, P0, S100, CNPase 및 p75NTR)의 PCR 산물의 gel 사진;
C: 슈반세포 특이 유전자의 PCR 결과에서 각 유전자의 mRNA 수준을 밀도계(densitometry)계로 정량한 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus uhMSC. P<0.05 versus gfMSC).
도 8은 gfMSC에서 슈반세포 표지 단백질의 발현을 세포면역화학분석을 통해 확인한 도이다:
A: 분화시킨 hMSC에서 슈반세포 표지 단백질(GFAP, P0, S100, CNPase 및 p75NTR)의 세포면역형광염색 현미경 사진;
B: 세포면역형광염색 현미경 사진에서 각 단백질의 형광 세기를 측정한 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus uhMSC. ††P<0.001 versus gfMSC).
도 9는 gfMSC에서 분화가 진행되어 세포 주기의 정지가 일어나는 것을 세포면역화학분석을 통해 확인한 도이다:
A: uhMSC, gfMSC 및 gfMSC+GM에서 세포면역형광염색법으로 p75NTR(빨간색) 및 브로모데옥시유리딘(Bromodeoxyuridine; BrdU)(녹색)을 염색한 현미경 사진;
B: 상기 A의 현미경 사진에서 BrdU 양성 세포의 비율을 나타낸 그래프;
C: 상기 A의 현미경 사진에서 p75NTR(+)/BrdU(-)세포의 비율을 나타낸 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus uhMSC. ††P<0.001 versus gfMSC).
도 10은 gfMSC로부터 다양한 성장 인자의 분비를 성장인자 분석 어레이를 통해 분석한 결과를 나타낸 도이다:
A: 배지, uhMSC-CdM 및 gfMSC-CdM에서 성장인자 마이크로어레이 분석 결과;
B: 상기 A의 결과에서 각 성장인자의 상대적 발현수준을 양성대조군에 대한 상대값으로 나타낸 그래프;
C: 상기 A의 결과에서 각 성장인자의 상대적 발현을 배지에서 탐지된 양과 비교한 표(*P<0.05, **P<0.001 versus Media Alone. P<0.05, ††P<0.001 versus uhMSC-CdM);
D: uhMSC, gfMSC 및 gfMSC+GM에서 HGF의 발현을 ELISA로 확인한 결과를 나타낸 그래프;
E: uhMSC, gfMSC 및 gfMSC+GM에서 VEGF의 발현을 ELISA로 확인한 결과를 나타낸 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus CdM).
F: gfMSC가 유도분화 배양액(SCIM) 및 일반 성장 배양액(GM)에서 HGF 생산을 확인한 ELISA 결과;
G: gfMSC가 유도분화 배양액(SCIM) 및 일반 성장 배양액(GM)에서 VEGF 생산을 확인한 ELISA 결과;
H: uhMSC, gfMSC, gfMSC+SCIM 및 gfMSC+GM에서 HGF 및 VEGF의 발현을 정량적 RT-PCR로 확인한 gel 사진;
I: 상기 H 결과에서 HGF의 발현량을 GAPDH에 대한 상대량으로 보정한 그래프;
J: 상기 H 결과에서 VEGF의 발현량을 GAPDH에 대한 상대량으로 보정한 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus uhMSC).
도 11은 gfMSC가 동시배양된 Neuro2A 세포의 신경돌기(neurite)의 성장과 증식(proliferation)을 촉진시키는 것을 신경돌기의 정량분석 및 트립판 블루 염색을 통해 확인한 결과를 나타낸 도이다:
A: Neuro2A 세포 및 인간 중간엽 줄기세포의 동시배양 모식도;
B: gfMSC가 동시배양된 Neuro2A 세포의 신경돌기를 관찰한 현미경 사진;
C: 상기 B의 결과에서 Neuro2A 세포에서 최소 한개 세포체 지름 길이 이상의 신경돌기를 가지는 세포의 비율을 나타낸 그래프;
D: 상기 B의 결과에서 Neuro2A 세포에서 세포당 신경돌기 길이의 총합을 나타낸 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus Media. P<0.05, ††P<0.001 versus uhMSC. #P<0.05, ##P<0.001 versus gfMSC);
E: gfMSC가 동시배양된 Neuro2A 세포를 트립판 블루로 염색하여 각 그룹의 Neuro2A 세포의 평균 수를 나타낸 그래프;
F: gfMSC가 동시배양된 Neuro2A 세포를 트립판 블루로 염색하여 각 그룹의 사멸된 Neuro2A 세포의 비율을 나타낸 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus Media. P<0.05, ††P<0.001 versus uhMSC. #P<0.05, ##P<0.001 versus gfMSC).
도 12는 gfMSC의 이식이 손상 척수조직 절편 모델에서 척수 신경의 성장과 세포 생존을 증가시키는 것을 조직면역화학염색 및 TUNEL 분석을 통해 확인한 결과를 나타낸 도이다:
A: gfMSC의 이식이 손상 척수조직 절편 모델에서 척수 신경의 성장을 조직면역화학염색한 현미경 사진;
B: 상기 A의 결과에서 통합 광학 밀도를 대조군 척수조직 절편에 의해 표준화시킨 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus Control. ††P<0.001 versus lysolecithin-treated slices(LPC). ##P<0.001 versus LPC+uhMSC. §§P<0.001 versus LPC+gfMSC);
C: gfMSC의 이식이 손상 척수조직 절편 모델에서 세포 생존을 증가시키는 것을 TUNEL 분석을 통해 확인한 현미경 사진; 및
D: 상기 C의 결과에서 TUNEL-양성 세포를 정량 분석한 그래프(**P<0.001, versus Control. ††P<0.001 versus LPC. #P<0.05, ##P<0.001 versus LPC+uhMSC).
도 13은 Neuro2A 세포와 손상 척수조직 절편 모델에서 외인성 HGF 및 VEGF의 신경 영양 인자로서의 효과를 신경돌기의 정량분석, 트립판 블루 염색 및 조직면역화학염색을 통해 확인한 결과를 나타낸 도이다:
A: 재조합 HGF를 첨가하여 배양한 Neuro2A 세포에서 최소 한개 세포체 지름 길이 이상의 신경돌기를 가지는 세포의 비율을 나타낸 그래프;
B: 재조합 HGF를 첨가하여 배양한 Neuro2A 세포에서 세포당 신경돌기 길이의 총합을 나타낸 그래프;
C: 재조합 VEGF를 첨가하여 배양한 Neuro2A 세포에서 최소 한개 세포체 지름 길이 이상의 신경돌기를 가지는 세포의 비율을 나타낸 그래프;
D: 재조합 VEGF를 첨가하여 배양한 Neuro2A 세포에서 세포당 신경돌기 길이의 총합을 나타낸 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus 미처리 Neuro2A 세포. P<0.05, ††P<0.001 versus HGF와 VEGF 동시 처리된 Neuro2A 세포);
E: 외인성 HGF 및/또는 VEGF 단백질이 손상된 척수조직 절편의 신경돌기 성장을 증가시키는 것을 확인한 현미경 사진;
F: 상기 E의 결과에서 HGF 및/또는 VEGF 단백질의 농도에 따라 NF-M 면역형광 염색된 신경섬유의 상대적인 통합 광학 밀도(IOD) 값을 대조군 척수조직 절편으로 표준화시킨 그래프(*P<0.05, **P<0.001 versus control. P<0.05, ††P<0.001 versus 라이소레시틴 처리된 척수조직(LPC));
G: 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포에서 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포가 손상척추신경에서 HGF 및 VEGF를 분비하여 신경 영양 인자로서 기능하는 메카니즘을 나타낸 도이다.
1 is a diagram illustrating optimization of a neural stem cell cross-differentiation protocol using a small molecule inhibitor (SMI)
A: A schematic representation of the process from induction of adipocyte-derived mesenchymal stem cells to neural stem cells.
B: Scale bar: 100 μm.
C: Real-time PCR analysis of the characteristics of inducible neural stem cells. The vertical axis represents the relative amount of gene expression.
* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 The significance was compared with adipocyte-derived mesenchymal stem cells and P <0.05, †† P <0.01, ††† P <0.001 Probability is the value compared to the group not treated with low molecular inhibitor.
D: Quantification of induced neural stem cells by flow cytometry analysis of neural cell adhesion molecule (NCAM) using a fluorescence flow cytometer (FACS Caliber).
Figure 2 shows the characteristics of inducible neural stem cells cross-differentiated by treatment with a low-molecular inhibitor:
A: Detection of inducible neural stem cells expressing both Nestin and Sox2 through fluorescent immunoassay analysis.
B: Real-time gene amplification analysis was used to identify the neural stem cells and early neuronal cell markers (Sox1, Sox2, Nestin, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1). The vertical axis represents the relative amount of gene expression.
* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 The significance is compared with the adipocyte-derived mesenchymal stem cells.
P <0.05, †† P <0.01, ††† P <0.001 The significance was compared with the cells in step 1 and the probability of #P <0.05 was compared with the cells in step 2.
FIG. 3 is a diagram showing an experimental outline and morphology of inducing neurons:
A: Schematic representation of experiments for differentiation from adipocyte-derived mesenchymal stem cells into inducible neurons.
B: Indicates that the inducing neuron shows the same morphology as the mature neuron. Scale bar: 100 μm.
C: induced neural stem cells (iNSC), induced neural cells (iN)
* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 The significance was compared with the adipocyte-derived mesenchymal stem cells, and P <0.05, †† P <0.01, ††† P <0.001 The probability is the value compared to the induction neural stem cells.
FIG. 4 is a graph showing the characteristics of inducing neurons derived from adipocyte-derived mesenchymal stem cells:
A: Scale Bar: 20 μm.
B: The number of nerve cell progenitor cells, nerve cells, and guinea neurons expressing the glial cell marker was counted in at least three different areas. Percentage represents the proportion of the number of inducing neurons expressing the corresponding molecular marker among the DAPI-expressing inducible neurons corresponding to the total number of cells. (Mean value ± standard error of mean)
C: Electrophysiological recording samples were measured from inducing neurons having typical neuronal morphology. The sample image shows the induction of the action potential by current injection, and the current injection protocol is under the action potential record. Bottom recordings are representative spontaneous synaptic activities obtained from inducible neurons in a voltage clamped manner (-60 mV fixed), with a single amplified single current being shown below the consecutive record.
Figure 5 shows optimization of the cross-differentiation protocol to Gabbian neurons:
B: Scale bar: 20 μm.
C: The number of induced ganglion neurons expressing the medial ganglion bulge (MGE) cells and neuronal cell markers were counted in at least three different areas. The percentage indicates the proportion of the number of inducible neurons expressing the corresponding molecular marker among the DAPI-expressing inducible neurons corresponding to the total number of cells. (Mean value ± standard error of mean)
D: Scale bar: 100 μm.
Figure 6 shows the functional characteristics of the inducible neural cells:
A, B: * P <0.05 , ** P <0.01, *** P <0.001 significance probability value is compared with adipocyte-derived MSCs and † P <0.05, †† P < 0.01, ††† The probability of P <0.001 significance is the value compared to the induced neurons of the 25th day of in vitro culture.
C: Scale bar: 20 μm.
D: Number of inducible callus neurons expressing callus neuron cell markers were counted in at least three different areas. The percentage indicates the ratio of the number of inducible neurons expressing the corresponding molecular marker among the inducible neural cells expressing DAPI corresponding to the total number of cells (mean value ± standard error of mean).
E: The upper left panel shows the activity potential speech record of the induced calcium neurons recorded by current clamping method. Below the activity potential record is the current injection protocol.
The upper right panel shows that the application of the ramp protocol in inducible neurons induces a rapid current flow and depolarizes the fixed voltage. The voltage gradually increased from -100 mV to 0 mV for one second, and the dashed box is the enlarged current indicated by the asterisk.
A schematic of the experimental design is shown in the lower left panel.
FIG. 7 is a diagram showing microscopic and quantitative RT-PCR results of changes in cell morphology and Schwann cell marker gene after induction of growth factor-rich human stem cells in human mesenchymal stem cells:
A: Microscopic photographs of cell morphology observed during the induction of human bone marrow-derived mesenchymal stem cell (hMSC) into Schwann cells;
B: gel photographs of PCR products of Schwann cell specific genes (GFAP, PO, S100, CNPase and p75NTR) in differentiated hMSCs;
C: A graph ( * P <0.05, ** P <0.001 versus uhMSC. P <0.05 versus gfMSC) obtained by quantifying the mRNA level of each gene in a densitometry system from PCR results of Schwann cell specific genes.
8 is a diagram showing the expression of Schwann cell-labeled protein in gfMSC through a cell immunochemical analysis:
A: Cell-immunofluorescent staining micrographs of Schwann cell-labeled proteins (GFAP, Po, S100, CNPase and p75NTR) in differentiated hMSCs;
B: A graph showing the fluorescence intensity of each protein in the immunofluorescent staining micrograph ( * P <0.05, ** P <0.001 versus uhMSC. †† versus gfMSC).
FIG. 9 is a diagram showing cell immunochemical analysis that the cell cycle is stopped due to the progress of differentiation in gfMSC:
A: Microphotographs stained with p75NTR (red) and bromodeoxyuridine (BrdU) (green) in uhMSC, gfMSC and gfMSC + GM by cell-mediated immunofluorescence staining;
B: a graph showing the proportion of BrdU-positive cells in the micrograph of A;
C: p75NTR (+) / BrdU in the micrograph of the A (-) a graph showing the percentage of cells (* P <0.05, ** P <0.001 versus uhMSC †† P <0.001 versus gfMSC.).
10 is a graph showing the results of analysis of secretion of various growth factors from gfMSC through a growth factor analysis array:
A: Growth factor microarray analysis results in medium, uhMSC-CdM and gfMSC-CdM;
B: a graph showing the relative expression level of each growth factor as a relative value to the positive control in the result of the above A;
C: The relative expression of each growth factor was compared with the amount detected in the medium ( * P <0.05, ** P <0.001 versus Media Alone. P <0.05, †† P <0.001 versus uhMSC- CdM);
D: A graph showing the results of ELISA for the expression of HGF in uhMSC, gfMSC and gfMSC + GM;
E: Graph ( * P < 0.05, ** P < 0.001 versus CdM) showing the results of ELISA for the expression of VEGF in uhMSC, gfMSC and gfMSC + GM.
F: ELISA results of gfMSC confirmed HGF production in induction differentiation medium (SCIM) and normal growth medium (GM);
G: ELISA results of gfMSC confirming VEGF production in induction differentiation medium (SCIM) and normal growth medium (GM);
H: Expression of HGF and VEGF in uhMSC, gfMSC, gfMSC + SCIM, and gfMSC + GM by gel filtration assay by quantitative RT-PCR;
I: a graph in which the expression amount of HGF in the above H result is corrected to a relative amount to GAPDH;
J: A graph ( * P < 0.05, ** P < 0.001 versus uhMSC) in which the expression level of VEGF in the above H result is corrected to a relative amount to GAPDH.
Fig. 11 shows the result of quantitative analysis of neurites and trypan blue staining, which promotes the growth and proliferation of neurite of Neuro2A cells co-cultured with gfMSC:
A: Simultaneous culture of Neuro2A cells and human mesenchymal stem cells;
B: Micrographs of neurites observed in Neuro2A cells co-cultured with gfMSC;
C: A graph showing the percentage of cells having at least one neuron in the Neuro2A cell of at least one cell diameter in the result of the above B;
D: a graph showing the sum of the neurite length per cell from the result of the B in Neuro2A cells (* P <0.05, ** P <0.001 versus Media † P <0.05, †† P <0.001 versus uhMSC # P <.. 0.05, # P < 0.001 versus gfMSC);
E: graph showing the average number of Neuro2A cells in each group staining Neuro2A cells co-cultured with gfMSC in trypan blue;
F: graph gfMSC the dyeing cocultured with Neuro2A cells with trypan blue shows the ratio of each group the Neuro2A cell death (* P <0.05, ** P <0.001 versus Media † P <0.05, †† P. <0.001 versus uhMSC. # P <0.05, ## P <0.001 versus gfMSC).
FIG. 12 is a graph showing the results of tissue immunochemical staining and TUNEL analysis of the increase of spinal nerve growth and cell survival in a damaged spinal cord tissue section model of gfMSC transplantation:
A: Microscopic photographs of tissues immunoprecipitated spinal nerve growth in injured spinal cord segmental models of gfMSC transplantation;
B:.. Graph was standardized by the integrated optical density on the result to the control spinal cord tissue sections of the A (* P <0.05, ** P <0.001 versus Control †† P <0.001 versus lysolecithin-treated slices (LPC) ## . P <0.001 versus LPC + uhMSC §§ P <0.001 versus LPC + gfMSC);
C: Microscopic photographs showing that the transplantation of gfMSC increased cell survival in damaged spinal cord tissue section model by TUNEL analysis; And
D: A graph showing the quantitative analysis of TUNEL-positive cells in the result of C above ( ** P <0.001, versus Control. †† P <0.001 versus LPC. # P <0.05, ## P <0.001 versus LPC + uhMSC).
FIG. 13 shows the results of quantitative analysis of neurites, trypan blue staining and tissue immunochemical staining of the effect of exogenous HGF and VEGF as neurotrophic factors in Neuro2A cells and damaged spinal cord tissue section model:
A: A graph showing the proportion of cells having at least one neuronal cell length longer than that of Neuro2A cells cultured with addition of recombinant HGF;
B is a graph showing the sum of neurite length per cell in Neuro2A cells cultured with addition of recombinant HGF;
C: a graph showing the percentage of cells having at least one neural prolate longer than the diameter of a cell in Neuro2A cells cultured with addition of recombinant VEGF;
D: Graph showing total neurite length per cell in Neuro2A cells cultured with recombinant VEGF ( * P <0.05, ** P <0.001 versus untreated Neuro2A cells. P <0.05, †† P <0.001 versus HGF And VEGF co-treated Neuro2A cells);
E: a microphotograph showing that extrinsic HGF and / or VEGF protein increases neurite outgrowth of injured spinal cord tissue sections;
F: A graph showing the relative integrated optical density (IOD) values of NF-M immunofluorescently stained nerve fibers according to the concentration of HGF and / or VEGF protein as a result of the above E standardized to a control spinal cord tissue section ( * P & ** P <0.001 versus control. P <0.05, †† P <0.001 versus lyso lecithin treated spinal cord tissue (LPC));
G: Growth Factor Differentiated from Human Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells [0060] It is a figure showing a mechanism in which human stem cells secrete HGF and VEGF from impaired spinal nerves and function as a neurotrophic factor.

본 발명은 세포 재생용 조성물로, 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포 중 적어도 하나의 세포 및 성장인자를 과분비하는 세포를 포함함으로써 인비보 또는 인비트로 내 세포의 성장을 촉진할 수 있고, 손상된 신경세포, 신경 섬유 등의 성장 증가 및, 세포 사멸의 억제 효과를 나타낼 수 있고, 전환 중간 단계의 세포가 포함되어 있더라도 신경 질환 치료제로 사용될 수 있고, 다양한 신경 질환, 허혈성 질환 등을 예방, 개선 또는 치료할 수 있고, 배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포를 생체 내 적용할 때 발생할 수 있는 부작용의 발생 확률이 적고, 화장료 조성물로 활용될 수 있고, 생체적합성이 우수한, 세포 재생용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for cell regeneration, which can promote growth of cells in an invivo or an invitro by including at least one cell of a neural stem cell, a neuron cell, and a neural cell and a hypersecretory growth factor, Neurons, nerve fibers, and the like, and can inhibit apoptosis. Even if cells in intermediate stages of conversion are contained, they can be used as therapeutic agents for neurological diseases, and can prevent, ameliorate or prevent various neurological diseases, ischemic diseases, The present invention relates to a composition for cell regeneration, which can be used as a cosmetic composition and is excellent in biocompatibility. The present invention relates to a composition for cell regeneration, which can be used as a cosmetic composition and has a low probability of occurrence of side effects that may occur when embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells are applied in vivo.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

"줄기세포(stem cell)"란 자기 복제 능력을 가지면서 두 개 이상의 세포로 분화하는 능력을 갖는 세포를 말하며, "성체 줄기세포"는 발생과정이 진행되어 배아의 각 장기가 형성되는 단계 혹은 성체단계에서 나타나는 줄기세포를 의미한다."Stem cell" refers to a cell capable of self-replicating and capable of differentiating into two or more cells, and "adult stem cells" Stem cells appear in the stage.

"예방"이란 간질 발작이 발현하는 전조를 감지했을 때에 투여함으로써, 간질 발작의 발현을 억제하는 것을 의미하며, 용어 "치료"는 간질 발작의 재발을 방지하는 것을 의미하고, 용어 "증상 개선"은 간질 발작의 회수, 정도 등을 저감 혹은 저하시키는 것을 의미한다.By "treatment" is meant preventing the recurrence of an epileptic seizure, and the term "symptom improvement" The severity of epileptic seizures, and the like.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나; 및 성장인자 과분비 세포를 포함한다.The composition for cell regeneration of the present invention comprises at least one selected from the group consisting of neural stem cells, neurons, and neural cells; And growth factor hypersecretion cells.

신경줄기세포는 뉴런 및 신경아교세포를 생성할 수 있는 분화능(potency)을 유지하는 세포를 말한다. 상기 신경줄기세포는 대칭분열 또는 비대칭분열 하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 대칭 분열하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 대칭적으로 분열할 때, 신경줄기세포는 분열하여 두 개의 딸 신경줄기세포 또는 두 개의 수임 전구세포를 형성할 수 있고, 비대칭적으로 분열할 때, 신경줄기세포는 분열하여 하나의 딸 신경줄기세포 및 하나의 수임 전구세포(예를 들면, 뉴런 전구세포 또는 신경아교 전구세포)를 형성한다. 상기 신경줄기세포는 공지된 신경줄기세포와는 다른 신규한 신경줄기세포로 체내의 신경줄기세포 또는 대조군의 신경줄기세포와 비교하여 발현마커, 증식률, 분화율, 점착률, 생존률, 환경 적응 능력 등 세포 생존 및 분화에 있어 필요한 능력이 더 우수하다. 그리고 상기 신경줄기세포는 1회 이상의 세포 분열을 수행할 수 있다. 바람직하게는 10회 내지 30회, 더욱 바람직하게는 40회 이상, 보다 바람직하게는 50회 이상, 가장 바람직하게는 무제한적인 세포 분열을 수행할 수 있다. 상기 신경줄기세포는 대칭적으로, 또는 비대칭적으로 분열할 수 있으며, 바람직하게 상기 신경줄기세포는 대칭적으로 분열하는 것일 수 있다.Neural stem cells are cells that maintain a potency capable of producing neurons and glia cells. The neural stem cells may be symmetrically or asymmetrically cleaved, preferably symmetrically cleaved, but may not be limited thereto. When symmetrically cleaved, the neural stem cells divide to form two daughter neural stem cells or two precursor cells, and when they divide asymmetrically, the neural stem cells divide into one daughter neural stem cell and one Progenitor cells (e. G., Neuronal precursor cells or glioma precursor cells). The neural stem cells are different from known neural stem cells and are different from neural stem cells in the body or neural stem cells of the control group in terms of expression and growth rate, differentiation rate, The ability to do is better. And the neural stem cells can perform one or more cell division. Preferably 10 to 30 times, more preferably 40 times or more, more preferably 50 times or more, and most preferably, unlimited cell division can be performed. The neural stem cells may divide symmetrically or asymmetrically, and preferably the neural stem cells divide symmetrically.

상기 신경줄기세포는 하기 신경세포 마커를 발현하는 것일 수 있으며, ABCG2, ASCL1/Mash1, beta-Catenin, BMI-1, Brg1, N-Cadherin, Calcitonin R, CD15/Lewis X, CD133, CDCP1, COUP-TF I/NR2F1, CXCR4, FABP7/B-FABP, FABP8/M-FABP, FGF R2, FGF R4, FoxD3, Frizzled-9, ,GATA-2 ,GCNF/NR6A1 ,GFAP , Glut1, HOXB1, ID2, Meteorin, MSX1, Musashi-1, Musashi-2, Nestin, NeuroD1, Noggin, Notch-1, Notch-2, Nrf2, Nucleostemin, Numb, Otx2, Pax3, Pax6, PDGF R alpha, PKC zeta, Prominin 2, ROR2, RUNX1/CBFA2, RXR alpha/NR2B1, sFRP-2, SLAIN1, SOX1, SOX2, SOX9, SOX11, SOX21, SSEA-1, SSEA-4, TRAF-4, Vimentin, ZIC1, Nestin, FoxG1, Nkx2.1, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1, Olig2, Ascl1 등을 발현하는 것일 수 있으며, 예컨대, Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1, Olig2 및 Ascl1 중 적어도 하나를 발현하는 것일 수 있고, 바람직하게는 Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1, Olig2 및 Ascl1 전부를 발현하는 것일 수 있다.The neural stem cells may be those expressing the following neuronal marker: ABCG2, ASCL1 / Mash1, beta-Catenin, BMI-1, Brg1, N-Cadherin, Calcitonin R, CD15 / Lewis X, CD133, CDUP1, 2, GFAP, Glut1, HOXB1, ID2, Meteorin, MSX1, IGF-I / NR2F1, CXCR4, FABP7 / B-FABP, FABP8 / M-FABP, FGF R2, FGF R4, FoxD3, Frizzled- , Musashi-1, Musashi-2, Nestin, NeuroD1, Noggin, Notch-1, Notch-2, Nrf2, Nucleostinum, Numb, Otx2, Pax3, Pax6, PDGFR alpha, PKC zeta, Prominin2, ROR2, RUNX1 / 4, Vimentin, ZIC1, Nestin, FoxG1, Nkx2.1, Gli3, Vimentin, RXR alpha / NR2B1, sFRP-2, SLAIN1, SOX1, SOX2, SOX9, SOX11, SOX21, SSEA- At least one of Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1, Olig2 and Ascl1 may be expressed , Preferably Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1, Olig2 and Ascl1 It may be one which expresses parts.

신경세포는 신경계를 구성하는 주된 세포로서, 나트륨 통로, 칼륨 통로 등의 이온통로를 발현하여 다른 세포와는 달리 전기적인 방법으로 신호를 전달할 수 있는 세포이다. 상기 신경세포는 체내의 신경세포와는 다른 신규한 신경세포로, 체내의 신경세포 또는 대조군과 비교하여 발현마커, 증식률, 분화율, 점착률, 생존률, 환경 적응 능력 등 세포 생존 및 분화에 있어 필요한 능력이 더 우수하다. 또한 성체줄기세포인 중간엽 줄기세포로부터 분화되어 생체 적용 시 부작용 발생의 염려가 적으며, 상기 우수한 성질로 인하여 신경 질환 (예컨대, 뇌종양, 말초신경증, 엘리스 증후군, 파킨슨 병, 알츠하이머, 다양한 마비증 등)의 치료에 적용 시 그 효과가 우수하다.The nerve cell is the main cell that constitutes the nervous system. It is a cell which expresses the ion passage of the sodium passage and the potassium passage and can transmit the signal by an electric method unlike the other cell. The neuron is a new neuron different from neurons in the body and is required for cell survival and differentiation such as expression marker, proliferation rate, differentiation rate, adhesion rate, survival rate, environment adaptive ability, etc. The ability is better. In addition, since it is differentiated from mesenchymal stem cells, which are adult stem cells, there is little concern about the occurrence of side effects when applied to a living body. Due to the excellent properties, neurological diseases (such as brain tumor, peripheral neuropathy, Ellis's syndrome, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, ), The effect is excellent.

상기 신경세포는 전술한 신경줄기세포 마커를 발현할 수 있으며, 또한 NSE, NeuN, DCX (Doublecortin), c-fos, ChAT (Choline acetyltransferase), TH (tyrosine hydrdoxylase), Tau, Calbindin-D28k, Calretinin, NFP, NeuroD, PSA-NCAM, Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, Olig2, S100 등의 마커를 발현할 수 있다. 예컨대, Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, Olig2, S100 및 NeuN 중 적어도 하나를 발현할 수 있으며, 바람직하게는 Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2 및 NeuN 전부를 발현하는 것일 수 있다.The neurons are capable of expressing the neural stem cell markers described above and are also capable of expressing neural stem cell markers such as NSE, NeuN, DCX (Doublecortin), c-fos, Choline acetyltransferase, TH (tyrosine hydrdoxylase), Tau, Calbindin-D28k, Calretinin, NFP , NeuroD, PSA-NCAM, Tujl, MAP2, FoxGl, Nkx2.1, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, Olig2, S100 and the like. At least one of Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, Olig2, S100 and NeuN, , Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2 and NeuN.

가바성 신경세포는 중추신경계의 주요한 억제성 신경전달물질인 감마아미노부틸산(GABA)을 만드는 신경세포로, 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 뇌성마비, 간질 및 헌팅턴 병과 같은 뇌신경계 질환의 세포치료 요법에 대한 우수한 공급원으로서 역할을 할 수 있다. 상기 가바성 신경세포는 글루탐산 수용체 차단제가 처리시 IPSC (자발적 억제성 시냅스 후 전류)가 나타나며, GABA 수용체 차단제 처리시 IPSC가 사라지는 기능적으로 체내의 가바성 신경세포와 동일하나 분화능, 생존률, 정착능, IPSC의 발현 빈도, 발현 마커 등이 체내의 가바성 신경세포 또는 대조군 세포와 차이가 있는 신규한 세포이다.GABA neurons are neurons that produce gamma-aminobutyric acid (GABA), a major inhibitory neurotransmitter in the central nervous system, and are used in cell therapy for brain and nervous system disorders such as stroke, traumatic brain injury, cerebral palsy, epilepsy and Huntington's disease It can serve as an excellent source of supply. The GABAergic neurons exhibit IPSC (spontaneous inhibitory post-synaptic current) upon treatment with a glutamic acid receptor blocker, and functionally disrupt IPSCs in the treatment of GABA receptor blocker. However, they have differentiation ability, survival rate, The frequency of expression of IPSC, and the expression marker are novel cells different from the body-derived neural cells or control cells.

상기 가바성 신경세포를 포함하는 본 발명의 세포 재생용 조성물은 간질, 양극성 장애, 조현병, 불안 장애 등을 예방, 개선 또는 치료할 수 있으며, 바람직하게는 간질을 예방, 개선 또는 치료할 수 있다. 간질은 (epilepsy)은 과도의 뉴런의 방전에 의한 발작적인 뇌의 기능 장애를 특징으로 하는 대뇌의 만성 질환을 의미한다. 간질의 증상으로서는 간질 발작 등이 있다. 간질 발작은 부분(초점, 국소) 발작(Partial (focal, local) seizures), 전반 발작(Generalized seizures)으로 나눌 수 있다. 부분 발작에는, 예를 들면, 단순 부분 발작(Simple partial seizures), 복잡 부분 발작(Complex partial seizures)(예를 들면, 자동증(automatism) 등), 부분 발작으로부터 2차성 전반 발작으로 발전하는 발작(Parial seizures evolving to secondarily generalized seizures) 등이 있다. 전반 발작에는, 예를 들면, 결신 발작(Absence seizures), 비정형 결신 발작(Atypical absence seizures), 근육경련 발작(Myoclonic seizures), 간대성 발작(Clonic seizures), 강직성 발작(Tonic seizures), 강직성 간대성 발작(Tonic-clonic seizures), 탈력 발작(실립)(Atonic seizures(Astatic)) 등이 있다.The cell regenerating composition of the present invention comprising the above-described Ca2 + -activated neurons can prevent, ameliorate or treat epilepsy, bipolar disorder, asthma, anxiety disorder and the like, and can preferably prevent, ameliorate or treat epilepsy. Epilepsy is a chronic cerebellar disease characterized by seizure brain dysfunction caused by the discharge of transient neurons. Symptoms of epilepsy include epileptic seizures. Epileptic seizures can be divided into partial (focal, local) seizures, and generalized seizures. Partial seizures include, for example, simple partial seizures, complex partial seizures (e.g., automatism), seizures that develop from partial seizures to secondary seizures seizures evolving to secondarily generalized seizures. General seizures include, but are not limited to, seizures, atypical absence seizures, Myoclonic seizures, Clonic seizures, Tonic seizures, Tonic-clonic seizures, and Atonic seizures (Astatic).

상기 가바성 신경세포는 전술한 신경세포 및/또는 신경줄기세포 마커를 발현할 수 있으며, 또한, GABA, GAT1, CALB2, GAD1, GAD2, GABAB receptor 1 및 2, MAP2, Dlx2, Dlx5, GFAP, CALB2, GABRA1, GABRA2, GABRA5, GAD65, GAD67, PSD95, SYP 및 NF-M 중 적어도 하나를 발현하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 MAP2, Dlx2, Dlx5, GFAP, CALB2, GABRA1, GABRA2, GABRA5, GAD65, GAD67, PSD95, SYP 및 NF-M를 모두 발현하는 것일 수 있다.GABA, GAD1, GAD2, GABA B receptors 1 and 2, MAP2, Dlx2, Dlx5, GFAP, CALB2 and GABA receptors, which are capable of expressing the neural cell and / or neural stem cell markers described above. , GALB2, GABRA1, GABRA2, GABRA5, GAD65, GAD67, GADG1, GABRA1, GABRA2, GABRA5, GAD65, GAD67, PSD95, SYP and NF- , PSD95, SYP, and NF-M.

성장인자 과분비 세포는 성체줄기세포(예컨대, 중간엽 줄기세포)일 수 있으며, 분화 단계(lineage) 중 미성숙(immature) 세포인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니며 유사 슈반세포(Schwann-like cell) 또는 슈반세포일 수 있다.The growth factor hypersecretory cell may be an adult stem cell (for example, mesenchymal stem cell), and it is preferably, but not limited to, a Schwann-like cell in the lineage, Or Schwann cells.

상기 성장인자 과분비 세포는 HGF(hepatocyte growth factor), VEGF(vascular endothelial growth factor), IGFBP-1(insulin-like growth factor binding protein-1), IGFBP-2, IGFBP-4, IGFBP-6, SCF(stem cell factor) 등의 성장인자를 과발현하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 HGF 및 VEGF를 과발현하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.IGFBP-2, IGFBP-4, IGFBP-6, SCF (IGFBP-1, IGFBP-2, IGFBP- stem cell factor, and the like, and may preferably overexpress HGF and VEGF, but the present invention is not limited thereto.

상기 성장인자 과분비 세포는 GFAP, P0, S100, CNPase 및 p75NTR로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 마커를 발현하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 이들 전부를 발현하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The growth factor-immunodeficient cells may express at least one marker selected from the group consisting of GFAP, Po, S100, CNPase, and p75NTR, and may preferably express all of them, but the present invention is not limited thereto .

상기 성장인자 과분비 세포는 골수유래 중간엽 줄기세포에 비해 10배 이상의 HGF 및/또는 VEGF를 분비하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The growth factor-secreting cells may secrete HGF and / or VEGF 10-fold more than the bone marrow-derived mesenchymal stem cells, but may not be limited thereto.

상기 성장인자 과분비 세포는 신경돌기의 성장 및 세포의 성장 및 생존을 증가시킬 수 있어, 본 발명의 세포 재생용 조성물에 포함됨으로써 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포의 성장 및 생존율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 신경계 질환 치료에 있어 매우 우수한 효과를 나타낼 수 있다.The growth factor hypersecretory cell can increase neurite outgrowth and cell growth and survival, and can be included in the cell regeneration composition of the present invention to increase the growth and survival rate of neural stem cells, neuron cells and neurons Therefore, it can exhibit a very excellent effect in the treatment of neurological diseases.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포는 중간엽 줄기세포로부터 유래된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, neural stem cells, neurons, neural cells, and growth factor secretion cells may be derived from mesenchymal stem cells.

중간엽 줄기세포는 인간 또는 포유류의 조직으로부터 분리해 낸 미분화된 줄기세포로서, 다양한 조직에서 유래할 수 있다. 특히, 제대 유래 중간엽 줄기세포, 제대혈 유래 중간엽 줄기세포, 골수 유래 중간엽 줄기세포, 지방 유래 중간엽 줄기세포, 근육 유래 중간엽 줄기세포, 신경 유래 중간엽 줄기세포, 피부 유래 중간엽 줄기세포, 양막 유래 중간엽 줄기세포 및 태반 유래 중간엽 줄기세포일 수 있으며, 각 조직에서 줄기세포를 분리하는 기술은 당해 업계에 이미 공지되어 있다. 바람직하게는 인간, 돼지, 소, 양, 토끼, 마우스(mouse) 또는 랫트(rat), 보다 바람직하게는 인간, 돼지 또는 마우스, 더욱 바람직하게는 인간의 골수, 제대혈 또는 지방조직에서 수득할 수 있다. 예컨대, 중간엽 줄기세포는 지방조직 유래 세포일 수 있다.Mesenchymal stem cells are undifferentiated stem cells isolated from human or mammalian tissues and can be derived from various tissues. In particular, mesenchymal stem cells derived from umbilical cord, umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells, bone marrow-derived mesenchymal stem cells, adipose derived mesenchymal stem cells, muscle derived mesenchymal stem cells, nerve-derived mesenchymal stem cells, , Amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells and placenta-derived mesenchymal stem cells, and techniques for separating stem cells from each tissue are well known in the art. Preferably in a human, a pig, a cow, a sheep, a rabbit, a mouse or a rat, more preferably a human, a pig or a mouse, more preferably a human bone marrow, cord blood or fat tissue . For example, mesenchymal stem cells may be adipose tissue-derived cells.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 중간엽 줄기세포는 지방유래 또는 골수유래 중간엽 줄기세포일 수 있고, 바람직하게는 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포는 지방유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 것일 수 있고, 성장인자 과분비 세포는 골수유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the mesenchymal stem cells may be adipose-derived or bone marrow-derived mesenchymal stem cells, and preferably the neural stem cells, neuron cells and neurons are differentiated from adipose derived mesenchymal stem cells And the growth factor hypersecretory cell may be differentiated from bone marrow derived mesenchymal stem cells, but is not limited thereto.

중간엽 줄기세포는 하기에 기재된 방식으로 수득할 수 있다. 예컨대, 지방조직을 절단하고 절단된 지방조직을 직접 배양하여 세포를 성장(outgrowth)시킨다. 이어, 상기 성장된 세포를 계대 배양함으로써, 중간엽 줄기세포를 수득한다. 상기 배양 과정에서 이용되는 배지는 동물세포의 배양에 통상적으로 이용되는 어떠한 배지도 가능하며, 예를 들어, Eagles's MEM, α-MEM, Iscove's MEM, 199 배지, CMRL 1066, RPMI 1640, F12, F10, DMEM, DMEM과 F12의 혼합물, Way-mouth's MB752/1, McCoy's 5A, MCDB 시리즈 등이 이용될 수 있다. 상기 계대 배양에서 70 내지 80% 컨플루언시(confluency)를 나타낼 때까지 배양하며, 이어 부착성(adherent) 세포를 수확하고, 이 수확된 세포의 일부를 다음 계대 배양에 이용한다. 상술한 과정을 통하여 골모세포, 지방세포, 연골세포 등의 중배엽성 조직으로의 분화능 및 줄기세포 특성을 갖는 중간엽 줄기세포가 생성된다.Mesenchymal stem cells can be obtained in the manner described below. For example, the fat tissue is cut and the cut fat tissue is directly cultured to outgrow the cells. Then, the grown cells are subcultured to obtain mesenchymal stem cells. The medium used in the culturing may be any medium conventionally used for culturing animal cells. For example, Eagles's MEM, α-MEM, Iscove's MEM, 199 medium, CMRL 1066, RPMI 1640, F12, F10, DMEM, a mixture of DMEM and F12, Way-mouth's MB752 / 1, McCoy's 5A, and MCDB series. The cells are cultured in the subculture until confluency of 70-80% is reached, then adherent cells are harvested and a portion of the harvested cells are used for subsequent passaging. Through the above process, mesenchymal stem cells having the ability to differentiate into mesodermal tissues such as osteoblasts, adipocytes and chondrocytes and stem cell characteristics are produced.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 중간엽 줄기세포로부터 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포로 분화되는 중간 단계에 있는 세포들(미분화 세포)이 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 미분화 세포는 중간엽 줄기세포일 수 있다. 상기 미분화 세포들은 공지의 중간엽 줄기세포, 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포의 마커를 발현할 수 있다. 지방조직 유래 중간엽 줄기세포의 마커로 ALCAM/CD166, Aminopeptidase Inhibitors, Aminopeptidase N/CD13, CD9, CD44, CD90/Thy1, Endoglin/CD105, ICAM-1/CD54, Integrin alpha 4/CD49d, Integrin alpha 4 beta 1, Integrin alpha 4 beta 7/LPAM-1, Integrin alpha 5/CD49e, Integrin beta 1/CD29, MCAM/CD146, Osteopontin/OPN, PUM2, SPARC, VCAM-1/CD106 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포 마커는 전술한 마커일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 미분화 세포들은 본 발명의 세포 재생용 조성물에 포함되는 세포 또는 생체 내 주입된 부위의 세포의 성장, 생존율, 분화율을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 세포 재생용 조성물이 상기 미분화 세포들을 포함함으로써 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포의 성장 촉진, 생존율 향상, 분화율 향상 효과를 발생시키며, 상기 효과에 의해 세포 재생용 조성물을 신경 질환에 적용시킬 때 더 우수한 치료효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 미분화된 세포는 성상세포 및 희소돌기아교세포로 중 적어도 하나의 세포에서 발현하는 마커를 발현할 수 있다. 본 발명의 세포 재생용 조성물은 상기 미분화된 세포를 조성물에 포함되는 세포 100% 중 30% 이하로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 10%, 보다 더 바람직하게는 5%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 1%로 포함할 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention may include cells from mesenchymal stem cells to neural stem cells, neurons, and intermediate cells (undifferentiated cells) that differentiate into neural cells. For example, the undifferentiated cell may be a mesenchymal stem cell. The undifferentiated cells may express markers of known mesenchymal stem cells, neural stem cells, neuronal cells, and neural neural cells. The markers of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells are ALCAM / CD166, Aminopeptidase Inhibitors, Aminopeptidase N / CD13, CD9, CD44, CD90 / Thy1, Endoglin / CD105, ICAM-1 / CD49, Integrin alpha 4 / 1, Integrin alpha 4 beta 7 / LPAM-1, Integrin alpha 5 / CD49e, Integrin beta 1 / CD29, MCAM / CD146, Osteopontin / OPN, PUM2, SPARC, VCAM-1 / CD106 Do not. Neural stem cells, nerve cells, and neoplastic cell markers may be, but are not limited to, the markers described above. The undifferentiated cells can improve the growth, survival rate, and differentiation rate of the cells in the cell or in vivo injected site contained in the composition for cell regeneration of the present invention. The composition for cell regeneration of the present invention includes the undifferentiated cells, thereby promoting the growth of the neural stem cells, neurons, and neural cells, improving the survival rate and improving the differentiation rate. It is possible to exhibit a better therapeutic effect. In addition, the undifferentiated cells can express markers expressed in at least one cell of astrocytes and rarely proliferating glial cells. The cell regeneration composition of the present invention may contain the undifferentiated cells in an amount of 30% or less, preferably 15% to 20%, more preferably 10%, and even more preferably 30% or less of 100% May include, but is not limited to, 5%. For example, 1%.

본 발명의 세포 재생용 조성물에 포함되는 세포들은 모두 성체줄기세포인 중간엽 줄기세포로부터 유래된 것으로 체내 적용 시 세포 독성 발생 확률이 낮아 안전한 세포 치료제로서 사용될 수 있다. 본 발명의 세포 재생용 조성물이 신경 질환의 예방, 개선 또는 치료에 사용되는 경우 상기 조성물에 포함되는 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포의 수, 이들의 비율 등은 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 신경줄기세포, 신경세포 및/또는 가바성 신경세포의 정착률, 생존률에 최적화된 성장인자 과분비 세포의 수를 포함할 수 있고, 환자의 질병을 치료하는데 있어 효과를 나타낼 수 있는 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포의 수를 포함할 수 있다. 본 발명의 세포 재생용 조성물은 신경 질환의 예방, 개선 또는 치료에 있어 더 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 본 발명의 세포 재생용 조성물을 신경 질환, 허혈성 질환 등의 치료에 적용 시 세포를 제외한 나머지 성분을 제외하고 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The cells included in the cell regeneration composition of the present invention are all derived from mesenchymal stem cells, which are adult stem cells, and can be used as a safe cell therapy agent because of low probability of cytotoxicity when applied in the body. When the composition for cell regeneration of the present invention is used for the prevention, improvement or treatment of neurological diseases, the number of neural stem cells, neuron cells, And can be variously changed. For example, neural stem cells, which may contain the number of growth factor-immunodeficient cells optimized for the rate of survival, survival rate of neural stem cells, neurons and / or neural cells, and survival rates, Neural cells, &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Ca2 + &lt; / RTI &gt; The composition for cell regeneration of the present invention may exhibit a more excellent effect in preventing, ameliorating or treating neurological diseases. When the composition for cell regeneration of the present invention is applied to the treatment of neurological diseases, ischemic diseases, etc., it may be used without being limited thereto.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 미분화된 세포를 제거할 필요 없이 조성물 자체로 치료에 적용시킬 수 있어, 배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포로부터 분화된 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물에서 미분화 세포를 제거하지 않고 사용함으로써 발생할 수 있는 문제점인 암 발생, 원치 않는 세포로의 분화, 주변 세포에 대한 독성 등의 발생 확률이 매우 낮아 안전하고, 또한 제거할 필요가 없어 별도의 제거 공정을 거쳐야 하는 노력 및 수고를 줄일 수 있으며, 특히 지방조직 유래 중간엽 줄기세포의 경우 복부 지방 등 생체 내에서 다량으로 수득이 가능하기 때문에 대량 생산이 가능하다.The composition for cell regeneration of the present invention can be applied to the treatment itself without the need to remove undifferentiated cells, and thus the undifferentiated cells are removed from the composition for cell regeneration including cells differentiated from embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells It is very safe because the probability of occurrence of cancer, differentiation into unwanted cells, toxicity to surrounding cells, etc. is very low, and there is no need to remove it, so efforts and efforts In particular, the adipose tissue-derived mesenchymal stem cells can be mass-produced because they can be obtained in large quantities in vivo such as abdominal fat.

본 발명의 세포 재생용 조성물에는 VEGF (vascular endothelial growth factor), HGF (hepatocyte growth factor), NGF (nerve growth factor), GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor) 및 PDGF (platelet-derived growth factor) 등 신경세포와 신경조직의 분화, 성장 등을 유도하는 사이토카인성의 펩티드 인자가 더 포함될 수 있다.The cell regenerating composition of the present invention may further comprise one or more of vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF), nerve growth factor (NGF), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), and platelet- A cytokine-like peptide factor that induces differentiation, growth, etc. of nerve cells and nerve tissue.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 세포외 기질을 더 포함할 수 있다. 천연에서 유래되거나 또는 인공물(조합체)일 수 있다. 예를 들어, 콜라겐, 프로테오클리칸, 피브로넥틴, 히알루론산, 테나신, 엔탁틴, 엘라스틴, 피브릴린 및 라미닌이라고 하는 물질 또는 이들의 단편을 들 수 있다. 이들 세포외 기질은, 조합하여 이용할 수 있으며, 예를 들어, BD Matrigel(상표) 등의 세포로부터의 조제물을 사용할 수도 있다.The composition for cell regeneration of the present invention may further comprise an extracellular matrix. Derived from nature or artifacts (combination). Examples of the material include collagen, proteoclycan, fibronectin, hyaluronic acid, tenacin, enstatin, elastin, fibril and laminin, or fragments thereof. These extracellular matrices can be used in combination. For example, preparations from cells such as BD Matrigel (trademark) may be used.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 라미닌 또는 그 단편을 더 포함할 수 있다. 라미닌이란, α쇄, β쇄, γ쇄를 각각 1개씩 갖는 헤테로 3량체 구조를 가지는 단백질이며, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, α쇄는 α1, α2, α3, α4 또는 α5이며, β쇄는 β1, β2 또는 β3이며, γ쇄는 γ1, γ2 또는 γ3이 예시된다.The composition for cell regeneration of the present invention may further comprise laminin or a fragment thereof. The laminin is a protein having a heterotetrameric structure having one α-chain, β-chain and γ-chain, and is not particularly limited. For example, α-chain is α1, α2, α3, α4 or α5, Is? 1,? 2 or? 3, and? Chain is? 1,? 2 or? 3.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 신경 영양 인자를 더 포함할 수 있다. 신경 영양 인자란, 운동 뉴런의 생존과 기능 유지에 중요한 역할을 담당하고 있는 막수용체로의 리간드이다. 예를 들어, Nerve Growth Factor(NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor(BDNF), Neurotrophin 3(NT-3), Neurotrophin 4/5(NT-4/5), Neurotrophin 6(NT-6), basic FGF, acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor(EGF), Hepatocyte Growth Factor(HGF), Insulin, Insulin Like Growth Factor 1(IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2(IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic Factor(GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6(IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor(CNTF) 및 LIF 등을 들 수 있다. 신경 영양 인자는, 예를 들어 Wako사나 R&D systems사 등에서 시판하고 있어 쉽게 이용할 수 있지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 방법에 따라 세포로 강제 발현시켜서 얻을 수도 있다.The composition for cell regeneration of the present invention may further comprise a neurotrophic factor. Neurotrophic factors are ligands to membrane receptors that play an important role in the survival and function of motor neurons. Neurotrophin 3 (NT-3), Neurotrophin 4/5 (NT-4/5), Neurotrophin 6 (NT-6), basic FGF , Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic (HGF), Insulin Like Growth Factor 1 (IGF 1), Acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor (EGF), Hepatocyte Growth Factor Factor (GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6 (IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) and LIF. Neurotrophic factors are commercially available, for example, from Wako and R & D systems, and can be readily obtained by forced expression into cells according to methods known to those skilled in the art.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다. 담체로는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘, 미네랄 오일, 식염수, PBS(phosphate buffered saline) 또는 배지 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The composition for cell regeneration of the present invention can be prepared in unit dose form by formulating it with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient or by inserting it into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions, syrups or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents. Examples of the carrier include those conventionally used at the time of formulation such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone But are not limited to, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, mineral oil, saline solution, phosphate buffered saline It is not.

현탁제로는, 메틸셀룰로오스, 폴리소르베이트 80, 히드록시에틸셀룰로오스, 아라비아고무, 트라간트말, 카르복시메틸셀룰로스나트륨, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 등을 들 수 있다. 용액보조제로는, 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리소르베이트 80, 니코틴산아미드, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트, 메크로골, 피마자유지방산에틸에스테르 등을 들 수 있다. 안정화제로는, 덱스트란 40, 메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아황산나트륨, 메타황산나트륨 등을 들 수 있고,Examples of the suspending agent include methylcellulose, polysorbate 80, hydroxyethylcellulose, gum arabic, tragacanth, carboxymethylcellulose sodium, and polyoxyethylene sorbitan monolaurate. Examples of the solution auxiliary agent include polyoxyethylene hardened castor oil, polysorbate 80, nicotinic amide, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, macrogol, castor oil fatty acid ethyl ester and the like. Examples of the stabilizer include dextran 40, methylcellulose, gelatin, sodium sulfite, sodium metasulfate and the like,

등장화제로는, 예를 들어 D-만니톨, 소르비톨 등을 들 수 있다. 보존제로는, 예를 들어 파라옥시벤조산메틸, 파라옥시벤조산에틸, 소르브산, 페놀, 크레졸, 클로로크레졸 등을 들 수 있고,Examples of isotonic agents include D-mannitol, sorbitol and the like. Examples of the preservative include methyl paraoxybenzoate, ethyl paraoxybenzoate, sorbic acid, phenol, cresol, chlorocresol and the like,

흡착방지제로는, 예를 들어 인간혈청알부민, 레시틴, 덱스트란, 에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있고,Examples of the adsorption inhibitor include human serum albumin, lecithin, dextran, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyethylene glycol,

함황환원제로는, 예를 들어 N-아세틸시스테인, N-아세틸호모시스테인, 티옥토산, 티오디글리콜, 티오에탄올아민, 티오글리세롤, 티오소르비톨, 티오글리콜산 및 그 염, 티오황산나트륨, 글루타티온, 탄소원자수 1∼7 의 티오알칸산 등의 술푸히드릴기를 갖는 것 등을 들 수 있고, 산화방지제로는, 예를 들어 에리소르브산, 디부틸히드록시톨루엔, 부틸히드록시아니솔, α-토코페롤, 아세트산토코페롤, L-아스코르브산 및 그 염, L-아스코르브산팔미테이트, L-아스코르브산스테아레이트, 아황산수소나트륨, 아황산나트륨, 갈릭산트리아밀, 갈릭산프로필 또는 에틸렌디아민4아세트산나트륨 (EDTA), 피로인산나트륨, 메타인산나트륨 등의 킬레이트제를 들 수 있다. 동결보존제로는, 예를 들어 DMSO, 글리세롤 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 나아가서는, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 인산나트륨, 인산칼륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염; 시트르산나트륨, 시트르산칼륨, 아세트산나트륨 등의 유기염 등의 통상 첨가되는 성분을 함유할 수 있다.Examples of the sulfur reducing agent include N-acetylcysteine, N-acetylhomocysteine, thioctanoic acid, thiodiglycol, thioethanolamine, thioglycerol, thiosorbitol, thioglycolic acid and salts thereof, sodium thiosulfate, glutathione, Examples of the antioxidant include erythorbic acid, dibutylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, alpha -tocopherol, acetic acid, and the like, and those having sulfhydryl groups such as thioalkanoic acids of 1 to 7, Tocopherol, L-ascorbic acid and its salts, L-ascorbic acid palmitate, L-ascorbic acid stearate, sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite, gallic acid triamyl, gallic acid propyl or ethylenediaminetetraacetate (EDTA) And chelating agents such as sodium phosphate, sodium metaphosphate and the like. Examples of the cryopreservation agent include, but are not limited to, DMSO and glycerol, and further inorganic salts such as sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sodium phosphate, potassium phosphate and sodium hydrogen carbonate; And organic salts such as sodium citrate, potassium citrate, sodium acetate and the like.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 비경구 투여 방식, 가장 바람직하게는 정맥 투여, 뇌조직 내(예컨대, 해마) 투여이다. 본 발명의 세포 재생용 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인 투여량은 성인 기준으로 1일 당 102 내지 1010 세포이다.The cell regenerating composition of the present invention can be administered orally or parenterally, and is preferably a parenteral administration method, most preferably intravenous administration, intra-brain tissue (for example, hippocampus) administration. A suitable dosage of the cell regeneration composition of the present invention varies depending on such factors as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate and responsiveness of the patient It can be prescribed. Typical dosages of the pharmaceutical compositions of the invention are from 10 2 to 10 10 cells per day on an adult basis.

세포 재생용 조성물은 투여되는 대상에서 수득한 중간엽 줄기세포로부터 분화된 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The composition for cell regeneration may include, but is not limited to, neural stem cells, neurons, goby neurons, and growth factor hypersecretory cells differentiated from the mesenchymal stem cells obtained from the subject to be administered.

본 발명의 약학적 조성물이 적용될 수 있는 개체는 척추동물일 수 있으며, 바람직하게는 포유동물일 수 있고, 그보다 바람직하게는 침팬지, 고릴라와 같은 유인원류 동물, 쥐, 토끼, 기니아피그, 햄스터, 개, 고양이와 같은 실험동물, 인간 등일 수 있으며, 가장 바람직하게는 유인원류 동물 또는 인간일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The subject to which the pharmaceutical composition of the present invention can be applied may be a vertebrate animal, preferably a mammalian animal, more preferably an ape-like animal such as a chimpanzee, a gorilla, a rat, a rabbit, a guinea pig, a hamster, , A laboratory animal such as a cat, a human, and the like, and most preferably, it may be an ape-like animal or a human, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 신경계 장애인 신경 질환에 적용될 수 있고, 예로 중추 신경계 (뇌, 뇌간 및 소뇌), 말초 신경계 (뇌신경을 포함함), 및 자율 신경계 (이의 일부는 중추 및 말초 신경계 둘 모두에 위치함) 와 관련되는 장애를 포함한다. 특히 신경 질환은 신경 능선 세포 또는 슈반 세포의 기능이 손상, 변경 또는 방해되는 임의의 질환을 포함한다. 탈수초성 질환, 다발성 경화증, 척수장애, 실험적 알레르기성 뇌척수염 (EAE), 급성 산재성 뇌척수염 (ADEM), 감염후 또는 백신접종후 뇌척수염, 말초 신경장애, 신경초종증, 샤르코 마리 치아 질환, 길랭-바레 증후군, 만성 염증성 탈수초성 다발성 신경증 (CIDP) 등의 슈반 세포와 연결된 신경 질환, 뇌졸중 (stroke), 파킨슨씨병, 알츠하이머병, 피크병 (Pick's disease), 헌팅톤병 (Huntington's disease), 근위축성 측면 경화증 (Amyotrophic lateral sclerosis), 외상성 중추 신경계 질환 (traumatic central nervous system diseases) 및 척수 손상 질환 (spinal cord injury disease)등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can be applied to a neurological disorder that is a nervous system disorder and includes, for example, the central nervous system (brain, brainstem and cerebellum), peripheral nervous system (including cranial nervous system), and autonomic nervous system And the like). In particular, the neurological disease includes any disease in which the function of the neural ridge cell or Schwann cell is impaired, altered or prevented. (EAE), acute disseminated encephalomyelitis (ADEM), post-infectious or post-vaccination encephalomyelitis, peripheral neuropathy, schwannomatosis, Charcot-Marie Disease, Guillain-Barré syndrome Stroke, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, Pick's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis (Alzheimer's disease), chronic inflammatory dehydrative multiple neuropathy (CIDP) lateral sclerosis, traumatic central nervous system diseases, and spinal cord injury disease, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 허혈성 질환에 적용될 수 있으며, 예로 외상, 이식시의 거부반응, 허혈성 뇌혈관장애, 허혈성 신장질환, 허혈성 폐질환, 감염증에 관련되는 허혈성 질환, 사지의 허혈성 질환 및 허혈성 심질환 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The composition for cell regeneration of the present invention can be applied to ischemic diseases such as trauma, rejection at transplantation, ischemic cerebrovascular disorder, ischemic kidney disease, ischemic lung disease, ischemic diseases related to infectious diseases, ischemic diseases of extremities, Heart disease, and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 세포 재생용 조성물은 배지일 수 있다.The cell regeneration composition of the present invention may be a medium.

본 발명의 세포 재생용 조성물이 배지인 경우 동물 세포의 배양에 이용되는 배지를 기초 배지로 사용하여 조제할 수 있다. 기초 배지에는, 예를 들어, Glasgow's Minimal Essential Medium(GMEM) 배지, IMDM 배지, Medium 199 배지, Eagle's Minimum Essential Medium(EMEM) 배지, αMEM 배지, Dulbecco's modified Eagle's Medium(DMEM) 배지, Ham's F12 배지, RPMI 1640 배지, Fischer's 배지, Neurobasal Medium(라이프 테크놀로지스) 및 이들의 혼합 배지 등이 포함된다. 상기 배지에는 혈청이 함유되어 있을 수 있으며, 혹은 무혈청일 수도 있다. 필요에 따라서, 상기 배지는, 예를 들어, 알부민, 트랜스페린, Knockout Serum Replacement(KSR)(ES세포 배양 시의 FBS의 혈청 대체물), N2 서플라이먼트(Invitrogen), B27 서플라이먼트(Invitrogen), 지방산, 인슐린, 콜라겐 전구체, 미량 원소, 2-메르캅토에탄올, 3'-티올클리세롤 등의 1개 이상의 혈청 대체물을 포함할 수 있으며, 지방질, 아미노산, L-글루타민, Glutamax(Invitrogen), 비필수 아미노산, 비타민, 증식 인자, 저분자 화합물, 항생 물질, 항산화제, 피르빈산, 완충제, 무기 염류, 핵산(예를 들어, Dibutyryl cyclic AMP(dbcAMP)) 등의 1개 이상의 물질도 함유할 수 있다. 또한, 항생제, 성장인자, 아미노산, 저해제 또는 그 유사물질뿐만 아니라 우아 혈청(fetal calf serum, FCS) 또는 우태아 혈청(fetal bovine serum, FBS) 등이 포함될 수 있으며, 이러한 물질로 리포익산, 알부민, 하이드로코르티손, 인슐린 등을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 적절히 신경 영양 인자를 추가할 수 있다. 상기 배지로부터 수득한 배양액은 신경 질환 예방, 개선 또는 치료에 사용할 수 있으며, 화장료 조성물로 사용할 수 있다.When the cell regeneration composition of the present invention is a medium, it can be prepared using a medium used for culturing animal cells as a base medium. Medium, 199 medium, EEME medium, αMEM medium, Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) medium, Ham's F12 medium, RPMI medium 1640 medium, Fischer's medium, Neurobasal Medium (Life Technologies), and mixed media thereof. The medium may contain serum, or it may be bloodless. If necessary, the medium may be, for example, albumin, transferrin, Knockout Serum Replacement (KSR) (serum replacement of FBS at ES cell culture), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen) And may contain one or more serum substitutes such as insulin, collagen precursors, trace elements, 2-mercaptoethanol, 3'-thiolclycerol, and the like, and may include fats, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen) But may also contain one or more substances such as vitamins, growth factors, small molecules, antibiotics, antioxidants, pyruvic acid, buffers, inorganic salts, nucleic acids (for example, Dibutyryl cyclic AMP (dbcAMP)). In addition, it may include antibiotics, growth factors, amino acids, inhibitors or the like, as well as fetal calf serum (FCS) or fetal bovine serum (FBS) Hydrocortisone, insulin, and the like, but are not limited thereto. In addition, neurotrophic factors can be added as appropriate. The culture medium obtained from the culture medium can be used for preventing, improving or treating neurological diseases, and can be used as a cosmetic composition.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해서 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 의해서 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experimental Examples. It is to be understood, however, that the following examples and experimental examples are illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

<< 실시예Example 1> 지방세포 유래  1> derived from fat cells 중간엽Intermediate lobe 줄기세포 ( Stem Cells ( hADSChADSC ) 배양) Culture

지방세포 유래 중간엽 줄기세포를 유지하기 위해 DMEM 기본 배지에 10% 우태아 혈청, 1% penicillin/streptomycin이 포함된 배지에서 배양하며, 37℃ 5% CO2 incubator 에서 유지한다. 그런 다음, 0.25% trypsin-EDTA를 세포를 배양한 디쉬에 처리하여 세포를 떼어낸 후, 10㎝2 조직배양 디쉬에 8 X 104 세포수로 넣어 4일 간격으로 계대배양하였다. 배지는 이틀에 한번씩 새로운 배지로 갈아주고, 세포는 계대배양하는 passage를 9 이상 넘지 않도록 하였다.In order to maintain adipocyte-derived mesenchymal stem cells, the cells are cultured in DMEM medium supplemented with 10% fetal bovine serum, 1% penicillin / streptomycin, and maintained at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. After such a system out, removing the cells by treating a 0.25% trypsin-EDTA in a cell culture dish, put into 10㎝ 2 tissue culture dish 8 X 10 4 cells were subcultured in the range 4 days. The medium was changed into a new medium every two days, and the cells were allowed to pass no more than 9 passages for subculturing.

<< 실험예Experimental Example 1> 지방유래 줄기세포에서  1> In adipose-derived stem cells 유래된Derived 유사  Similarity 신경줄기세포로의Neural stem cell 교차분화방법 확립의 확인 Confirmation of Establishment of Crossing Differentiation Method

<1-1> 3단계 분화조건의 확립<1-1> Establishment of three-stage differentiation condition

지방세포 유래 중간엽 줄기세포를 신경줄기세포로 교차분화하는 방법을 위해, 아무런 처리 없이 3% knock out serum replacement (KOSR)를 넣은 조건과, 저분자 억제제 처리와 함께 3% KOSR을 넣은 조건으로 나누어 초기 비교실험을 진행하여 분화조건을 확립하였다.In order to cross-differentiate adipocyte-derived mesenchymal stem cells into neural stem cells, 3% knock out serum replacement (KOSR) was added without any treatment and 3% KOSR treatment with low molecular weight inhibitor treatment. Experiments were conducted to establish the differentiation conditions.

분화는 크게 3단계로 나누어지며, 1 단계는 지방세포 유래 중간엽 줄기세포 2 X 105 세포를 6cm2 의 젤라틴 코팅된 디쉬에 넣어 37℃ 5% CO2 배양기에 하루 정도 배양한다. 다음날 전처리 유도 배지(pre-induction medium)로 갈아주는데, 배지의 조성은 DMEM F-12 기본배지에 3% KOSR, 1% Penicillin/ Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 1% non-essential amino acid 그리고 4 ng/ml bFGF(basic fibroblast growth factor)가 포함되어 있으며 8일 동안 37℃ 5% CO2 배양기에서 유지한다. 이 단계에서, 조건을 저분자 억제제인 10 μM SB431542, 0.1 ㎍/ml Noggin, 0.5 μM LDN193289을 처리한 그룹과 처리하지 않은 그룹으로 나누어 신경줄기세포로의 분화를 비교하였다. Differentiation is largely divided into three stages. In step 1, 2 x 10 5 cells of adipocyte-derived mesenchymal stem cells are placed in a 6 cm 2 gelatin-coated dish and cultured for one day at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. The medium was replaced with a pre-induction medium on the following day. The composition of the medium was 3% KOSR, 1% Penicillin / Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 1% non-essential amino acid and 4 ng / ml bFGF (basic fibroblast growth factor) and maintained in a 37 ° C 5% CO 2 incubator for 8 days. At this stage, the conditions were divided into groups treated with 10 袖 M SB431542, 0.1 袖 g / ml Noggin, 0.5 袖 M LDN 193289 and untreated groups as low molecular inhibitors and the differentiation into neural stem cells was compared.

그 다음, 두번째 단계에서, 배지조성을 신경유도 배지(Neural induction medium)로 바꾸어 주는데, 이는 DMEM F-12:Neurobasal (1:1) 기본배지에 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 0.2 mM ascorbic acid, 1 mM sodium pyruvate, 2% B27 그리고 1% N2이 포함되어 있으며 5일 동안 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양하였다.Next, in the second step, the medium composition is changed to a neural induction medium containing 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 0.2 mM ascorbic acid (1: 1) in DMEM F-12: Neurobasal , 1 mM sodium pyruvate, 2% B27 and 1% N2, and cultured in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C for 5 days.

마지막 세번째 단계는 신경줄기 유사세포 수를 불리기 위해 신경유도 배지에 성장인자인 20 ng/ml bFGF와 20 ng/ml EGF(epidermal growth factor)가 포함된 성장 배지로 교체하여 7일간 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양한다. 그런 다음, 신경줄기세포로 제대로 분화가 되었는지 확인하기 위해, 3단계가 끝난 세포들을 PBS로 씻은 후 1X TryPLE select를 3~4분간 37℃ 배양기에서 처리하여 단일세포로 잘 부수어 준다. 그리고 미리 10 μg/ml Poly-L- ornithine (PLO)/ 1 μg/ml Fibronectin(FN)로 코팅시켜 준비한 6cm2 디쉬와 50 μg/ml PLO/ 5 μg/ml FN 코팅시켜 준비한 12mm2 의 커버 글래스를 넣은 4well 디쉬에 붙여 37℃ 5% CO2 배양기에서 2~3일간 배양시킨 후 세포의 분화를 분석하였다. 6cm2 디쉬는 real-time PCR 분석을 통해 타겟 유전자 발현을 비교하였고, 커버 글래스가 있는 4 well 디쉬는 면역형광염색법 분석을 통해 단백질 발현 및 발현 모양을 관찰하였다. The third step is to replace the growth medium containing 20 ng / ml bFGF and 20 ng / ml EGF (epidermal growth factor) in the neural induction medium for 7 days at 37 ° C and 5% CO 2 incubator. Then, in order to confirm that the neural stem cells are properly differentiated, wash the cells with PBS in PBS and wash them with single cells at 37 ° C for 3 to 4 minutes. A cover glass of 12 mm 2 prepared by coating with a 6 cm 2 dish and 50 μg / ml PLO / 5 μg / ml FN prepared by coating with 10 μg / ml Poly-L-ornithine (PLO) / 1 μg / ml Fibronectin And incubated at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator for 2-3 days. Cell differentiation was then analyzed. 2 6cm dish was compared to the target gene expression by the real-time PCR analysis, 4 well dish with a cover glass was observed for protein expression and expression shape through immunofluorescence staining analysis.

<1-2> Real time <1-2> Real time PCR을PCR 통한 유도된  Induced through 신경줄기세포의Neural stem cell 분화 관련 유전자  Differentiation-related genes 발현정도Degree of expression 확인 Confirm

상기 분화 유도된 신경줄기세포의 유전자 발현정도를 분석하기 위해, cell scraper를 이용하여 샘플링을 하고 Trizol reagent을 이용하여 매뉴얼 방법대로 Total RNA를 분리하였다. 분리한 Total RNA는 M-MLV 역전사 효소를 통해 42℃에서 1시간 반응으로 CDNA로 합성하였다. 합성된 CDNA를 주형으로 SYBR Green gene expression assays 분석을 통해 유전자 발현을 비교하였고, 비교하고자 하는 타겟 유전자 및 프라이머 서열은 하기 표 1에 나타내었다. 타겟 유전자의 발현량은 endogenous GAPDH에 의해 표준화 시키고, 유전자 레벨의 비교는 측정 유전자의 Ct 값 비교법을 이용하였다. Ct 값은 형광 레벨이 임계값에 도달하는 cycle 주기로 ΔCt 값은 표적 유전자 [ΔCt =Ct(target)-Ct(GAPDH)]의 값으로부터 GAPDH의 값을 제거한, CT 값을 계산함으로써 결정하였고, 표준 발현 유전자를 타겟 유전자의 상대값 GAPDH = 2ΔCt 의 ΔCT으로 나타내었다.To analyze the degree of gene expression of the differentiated neural stem cells, a cell scraper was used for sampling and total RNA was isolated according to the manual method using Trizol reagent. The isolated total RNA was synthesized as CDNA by reaction with M-MLV reverse transcriptase at 42 ° C for 1 hour. The gene expression was analyzed by SYBR Green gene expression assays using synthesized CDNA as a template. The target genes and primer sequences to be compared are shown in Table 1 below. The expression level of the target gene was standardized by endogenous GAPDH, and the comparison of gene levels was performed by comparing the Ct value of the measured gene. The Ct value was determined by calculating the CT value by subtracting the value of GAPDH from the value of the target gene [? Ct = Ct (target) -Ct (GAPDH)] at a cycle cycle in which the fluorescence level reached the threshold value, The gene was expressed as? CT of the relative value of the target gene GAPDH = 2? Ct.

유전자 이름Gene name Forward(F) & reverse(R) primer sequencesForward (F) & reverse (R) primer sequences Product size (bp)Product size (bp) Gene Bank AccessionGene Bank Accession 서열번호SEQ ID NO: CALB2CALB2 F: 5'-CTCCAGGAATACACCCAAA-3'F: 5'-CTCCAGGAATACACCCAAA-3 ' 2020 BC015484.2BC015484.2 1One R: 5'-CAGCTCATGCTCGTCAATGT-3'R: 5'-CAGCTCATGCTCGTCAATGT-3 ' 22 Dlx2Dlx2 F: 5'-GCACATGGGTTCCTACCAGT-3'F: 5'-GCACATGGGTTCCTACCAGT-3 ' 153153 BC032558.1BC032558.1 33 R: 5'-TCCTTCTCAGGCTCGTTGTT-3'R: 5'-TCCTTCTCAGGCTCGTTGTT-3 ' 44 Dlx5Dlx5 F: 5'-CCAACCAGCCAGAGAAAGAA-3'F: 5'-CCAACCAGCCAGAGAAAGAA-3 ' 150150 BC006226BC006226 55 R: 5'-GCAAGGCGAGGTACTGAGTC-3'R: 5'-GCAAGGCGAGGTACTGAGTC-3 ' 66 Emx1Emx1 F: 5'-AAGCGCGGCTTTACCATAGAG-3'F: 5'-AAGCGCGGCTTTACCATAGAG-3 ' 150150 NM_004097.2NM_004097.2 77 R: 5'-GCTGGGGTGAGGGTAGTTG-3'R: 5'-GCTGGGGTGAGGGTAGTTG-3 ' 88 FoxG1FoxG1 F: 5'-AGAAGAACGGCAAGTACGAGA-3'F: 5'-AGAAGAACGGCAAGTACGAGA-3 ' 189189 BC050072.1BC050072.1 99 R: 5'-TGTTGAGGGACAGATTGTGGC-3'R: 5'-TGTTGAGGGACAGATTGTGGC-3 ' 1010 GABRA1GABRA1 F: 5'-GGATTGGGAGAGCGTGTAACC -3' F: 5'-GGATTGGGAGAGCGTGTAACC -3 ' 6666 BC030696BC030696 1111 R: 5'-TGAAACGGGTCCGAAACTG-3'R: 5'-TGAAACGGGTCCGAAACTG-3 ' 1212 GABRA2GABRA2 F: 5'-GTTCAAGCTGAATGCCCAAT-3'F: 5'-GTTCAAGCTGAATGCCCAAT-3 ' 160160 BC022488BC022488 1313 R: 5'-ACCTAGAGCCATCAGGAGCA-3'R: 5'-ACCTAGAGCCATCAGGAGCA-3 ' 1414 GABRA5GABRA5 F: 5'-ATCTTGGATGGGCTCTTGG-3'F: 5'-ATCTTGGATGGGCTCTTGG-3 ' 130130 BC111979BC111979 1515 R: 5'-TGTACTCCATTTCCGTGTCG-3'R: 5'-TGTACTCCATTTCCGTGTCG-3 ' 1616 GAD65GAD65 F: 5'-GGTGGCTCCAGTGATTAAAG-3' F: 5'-GGTGGCTCCAGTGATTAAAG-3 ' 165165 M81882.1M81882.1 1717 R: 5'-TGTCCAAGGCGTTCTATTTC-3'R: 5'-TGTCCAAGGCGTTCTATTTC-3 ' 1818 GAD67GAD67 F: 5'-AGGCAATCCTCCAAGAACC-3'F: 5'-AGGCAATCCTCCAAGAACC-3 ' 218218 M81883.1M81883.1 1919 R: 5'-TGAAAGTCCAGCACCTTGG-3'R: 5'-TGAAAGTCCAGCACCTTGG-3 ' 2020 GFAPGFAP F: 5'-CAACCTGCAGATTCGAGAAA-3'F: 5'-CAACCTGCAGATTCGAGAAA-3 ' 153153 AF419299.1AF419299.1 2121 R: 5'-GTCCTGCCTCACATCACATC-3'R: 5'-GTCCTGCCTCACATCACATC-3 ' 2222 Gli3Gli3 F: 5'-TGGTTACATGGAGCCCCACTA-3'F: 5'-TGGTTACATGGAGCCCCACTA-3 ' 116116 M57609.1M57609.1 2323 R: 5'-GAATCGGAGATGGATCGTAATGG-3'R: 5'-GAATCGGAGATGGATCGTAATGG-3 ' 2424 LHX6LHX6 F: 5'-GGGCGCGTCATAAAAAGCAC-3'F: 5'-GGGCGCGTCATAAAAAGCAC-3 ' 108108 BC103936BC103936 2525 R: 5'-TGAACGGGGTGTAGTGGATG-3'R: 5'-TGAACGGGGTGTAGTGGATG-3 ' 2626 Map2Map2 F: 5'-CGCTCAGACACCCTTCAGATAAC-3'F: 5'-CGCTCAGACACCCTTCAGATAAC-3 ' 122122 U01828.1U01828.1 2727 R: 5'-AAATCATCCTCGATGGTCACAAC-3'R: 5'-AAATCATCCTCGATGGTCACAAC-3 ' 2828 Mash1Mash1 F: 5'-TGCACTCCAATCATTCACG-3'F: 5'-TGCACTCCAATCATTCACG-3 ' 146146 NM_004316NM_004316 2929 R: 5'-GTGCGTGTTAGAGGTGATGG-3'R: 5'-GTGCGTGTTAGAGGTGATGG-3 ' 3030 MusashiMusashi F: 5'-TTCGGGTTTGTCACGTTTGAG-3'F: 5'-TTCGGGTTTGTCACGTTTGAG-3 ' 250250 AB012851.1AB012851.1 3131 R: 5'-GGCCTGTATAACTCCGGCTG-3'R: 5'-GGCCTGTATAACTCCGGCTG-3 ' 3232 NestinNestin F: 5'-CACCTGTGCCAGCCTTTCTTA -3'F: 5'-CACCTGTGCCAGCCTTTCTTA -3 ' 170170 NM_006617NM_006617 3333 R: 5'-TTTCCTCCCACCCTGTGTCT-3'R: 5'-TTTCCTCCCACCCTGTGTCT-3 ' 3434 NKX2.1NKX2.1 F: 5'-GTGAGCAAGAACATGGCCC-3'F: 5'-GTGAGCAAGAACATGGCCC-3 ' 182182 BC006221.2BC006221.2 3535 R: 5'-AACCAGATCTTGACCTGCGT-3'R: 5'-AACCAGATCTTGACCTGCGT-3 ' 3636 Olig2Olig2 F: 5'-GCTGCGACGACTATCTTCCC-3'F: 5'-GCTGCGACGACTATCTTCCC-3 ' 244244 NM_005806.3NM_005806.3 3737 R: 5'-GCCTCCTAGCTTGTCCCCA-3'R: 5'-GCCTCCTAGCTTGTCCCCA-3 ' 3838 Pax6Pax6 F: 5'-AGGTATTACGAGACTGGCTCC-3'F: 5'-AGGTATTACGAGACTGGCTCC-3 ' 104104 AY047583AY047583 3939 R: 5'-TCCCGCTTATACTGGGCTATTT-3'R: 5'-TCCCGCTTATACTGGGCTATTT-3 ' 4040 SCN5ASCN5A F: 5'-GGATCGAGACCATGTGGGAC-3'F: 5'-GGATCGAGACCATGTGGGAC-3 ' 151151 BC144621BC144621 4141 R: 5'-GCTGTGAGGTTGTCTGCACT-3'R: 5'-GCTGTGAGGTTGTCTGCACT-3 ' 4242 Sox1Sox1 F: 5'-AGATGCCACACTCGGAGATCA-3'F: 5'-AGATGCCACACTCGGAGATCA-3 ' 184184 NM_005986NM_005986 4343 R: 5'-GAGTACTTGTCCTCCTTGAGCAGC-3'R: 5'-GAGTACTTGTCCTCCTTGAGCAGC-3 ' 4444 Sox2Sox2 F: 5'-AGTCTCCAAGCGACGAAAAA-3' F: 5'-AGTCTCCAAGCGACGAAAAA-3 ' 141141 NM_003106.3NM_003106.3 4545 R: 5'-GCAAGAAGCCTCTCCTTGAA-3'R: 5'-GCAAGAAGCCTCTCCTTGAA-3 ' 4646 TuJ1TuJ1 F: 5'-GGCCTTTGGACATCTCTTCA -3'F: 5'-GGCCTTTGGACATCTCTTCA -3 ' 241241 BC000748.2BC000748.2 4747 R: 5'-ATACTCCTCACGCACCTTGC -3'R: 5'-ATACTCCTCACGCACCTTGC -3 ' 4848 VimentinVimentin F: 5'-AGAACTTTGCCGTTGAAGCTG-3'F: 5'-AGAACTTTGCCGTTGAAGCTG-3 ' 255255 NM_003380.3NM_003380.3 4949 R:5'-CCAGAGGGAGTGAATCCAGATTA-3'R: 5'-CCAGAGGGAGTGAATCCAGATTA-3 ' 5050 GAPDHGAPDH F: 5'-GTCAGTGGTGGACCTGACCT-3'F: 5'-GTCAGTGGTGGACCTGACCT-3 ' 256256 BC083511.1BC083511.1 5151 R: 5'-CACCACCCTGTTGCTGTAGC -3'R: 5'-CACCACCCTGTTGCTGTAGC -3 ' 5252

<1-3> <1-3> 면역형광염색법을Immunofluorescent staining 통한 유도된  Induced through 신경줄기세포의Neural stem cell 분화 관련 단백질 발현 확인 Identification of differentiation-related protein expression

4 well 디쉬에 유지하던 유도된 신경줄기세포를 4%의 포름알데하이드를 이용하여 15분간 고정시킨 후 칼슘 이온과 마그네슘 이온이 포함된 PBS(phosphate buffered saline)로 두번 세척하였고, 항체의 투과를 위해 PBS에 계면활성제 종류인 Triton X-100을 0.1%로 희석하여 10분에 한번씩 두번 처리하였다. The induced neural stem cells maintained in 4 wells were fixed with 4% formaldehyde for 15 minutes and then washed twice with PBS (phosphate buffered saline) containing calcium ion and magnesium ion. Triton X-100, a surfactant, was diluted to 0.1% and treated twice every 10 min.

그리고 비특이적 항체가 붙어 검출되는 것을 막기 위해 염소 혈청을 0.1% Triton X-100/PBS에 5%로 희석하여 넣어 시료에 1시간 반응시킨다. 1차 항체는 세포에 따라 붙이는 항체 종류가 다르며, 단백질에 따른 타겟 항체를 표 2에 나타내었다.To prevent nonspecific antibodies from being detected, chlorine serum is diluted to 5% in 0.1% Triton X-100 / PBS and allowed to react for 1 hour. The primary antibodies differ in the type of antibody attached to the cells, and the target antibodies according to the proteins are shown in Table 2.

Antibody name Antibody name Company (Cat. No.)Company (Cat. No.) Antibody name Antibody name Company (Cat. No.)Company (Cat. No.) Anti-DLX2 Anti-DLX2 Santa Cruz (sc-81960) Santa Cruz (sc-81960) Anti-NKX2.1 Anti-NKX2.1 Merck Millipre (MAB5460)Merck Millipore (MAB5460) Anti-GABA Anti-GABA Sigma-Aldrich (A2052) Sigma-Aldrich (A2052) Anti-Olig2 Anti-Olig2 From lab stocks (Gift of Harvard University) From lab stocks (Gift of Harvard University) Anti-GAD Anti-GAD Merck Millipore (AB1511) Merck Millipore (AB1511) Anti-PAX6 Anti-PAX6 Merck Millipore (MAB5554) Merck Millipore (MAB5554) Anti-GFAP Anti-GFAP Merck Millipore (MAB3402) Merck Millipore (MAB3402) Anti-PSD96 Anti-PSD96 Merck Millipore (MABN68) Merck Millipore (MABN68) Anti-MAP2 Anti-MAP2 Merck Millipore (MAB3418) Merck Millipore (MAB3418) Anti-SlOO Anti-SlOOo Dako(Z0311)Dako (Z0311) Merck Millipore (AB5622)Merck Millipore (AB5622) Anti-NCAM Anti-NCAM BD bioscience (562794) BD bioscience (562794) Aanti-SOX2 Aanti-SOX2 Merck Millipore (AB5603) Merck Millipore (AB5603) Anti-Nestin Anti-Nestin BD bioscience (611658) BD bioscience (611658) Anti-SYP Anti-SYP Sigma-Aldrich (SAB4502906) Sigma-Aldrich (SAB4502906) Anti-NeuN Anti-NeuN Merck Millipore (MAB377) Merck Millipore (MAB377) Anti-TuJl Anti-TuJl Bio Legend (PRB-435P) Bio Legend (PRB-435P) Anti-NFM Anti-NFM Merck Millipore (AB1987) Merck Millipore (AB1987)

1차 항체를 붙인 뒤 4℃ shaker에서 16시간 동안 반응시켰다. 2차 항체는 1차 항체의 숙주(host)와 파장에 따라 선택하여 사용하였으며, goat anti-(mouse IgG)-conjugated Alexa Fluor 555 (1:200 희석), goat anti-(mouse IgG)-conjugated Alexa Fluor 488 (1:200 희석), goat anti-(rabbit IgG)-conjugated Alexa Fluor 555 (1:200 희석) 그리고 goat anti-(rabbit IgG)-conjugated Alexa Fluor 488 (1:200 희석)을 사용하였다. 또한 DAPI (1:1000 희석)를 이용하여 핵을 염색하였다.The primary antibody was attached and reacted in a 4 ° C shaker for 16 hours. The secondary antibody was selected according to the host and wavelength of the primary antibody and the goat anti- (mouse IgG) -conjugated Alexa Fluor 555 (1: 200 dilution), goat anti- (mouse IgG) -conjugated Alexa (1: 200 dilution), goat anti- (rabbit IgG) -conjugated Alexa Fluor 555 (1: 200 dilution) and goat anti- (rabbit IgG) -conjugated Alexa Fluor 488 (1: 200 dilution) were used. Nuclei were stained with DAPI (1: 1000 dilution).

염색이 완료된 시료는 공초점 현미경 (confocal laser-scanning microscope)인 Carl Zeiss LSM700을 이용하여 촬영 및 분석하였고, 상기의 과정은 도 1a에 도식화하였다.The stained samples were photographed and analyzed using a confocal laser-scanning microscope Carl Zeiss LSM700, and the above procedure was illustrated in FIG. 1A.

그 결과, 도 1B 내지 1D에 나타난 바와 같이, 유도신경줄기세포는 신경줄기세포 교차분화 과정에서 저분자 억제제 처리군과 미처리군 모두에서 크기가 작아지고 균일한 형태를 보였다(도 1B). 그러나, 도 1c에 나타난 바와 같이, 신경줄기세포의 분자표지인 Nestin, Sox1, Pax6, Musashi-1, Vimentin, Olig2, Nkx2.1, FoxG1, Tuj1, 및 Ascl1의 mRNA 발현이 저분자 억제제 처리 조건과 미처리 조건에서 모두 증가하였으나, 저분자억제제를 처리한 군이 미처리 군보다 신경줄기세포 분자표지 발현이 현저하게 증가함을 확인하였다(도 1C). 또한, 형광 유세포 분석기기 (FACS Caliber)를 이용해 신경세포막 부착 단백질 (neural cell adhesion molecule; NCAM)을 유세포 분석하여 유도 신경줄기세포를 정량하였다(도 1D).As a result, as shown in Fig. 1B to Fig. 1D, the induction neural stem cells showed a small size and a uniform shape in the neural stem cell cross-differentiation process in both the low-molecular inhibitor-treated group and the untreated group (Fig. 1B). However, as shown in Fig. 1C, mRNA expression of Nestin, Sox1, Pax6, Musashi-1, Vimentin, Olig2, Nkx2.1, FoxG1, Tuj1 and Ascl1, which are molecular markers of neural stem cells, But the expression of neural stem cell markers was significantly increased in the group treated with the low molecular inhibitor than in the untreated group (Fig. 1C). In addition, induction neural stem cells were quantified by flow cytometry analysis of neural cell adhesion molecule (NCAM) using a fluorescence flow cytometer (FACS Caliber) (FIG. 1D).

또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 형광 면역세포염색법분석을 통해 Nestin과 Sox2를 모두 발현하는 유도 신경줄기세포의 검출을 확인하였고(도 2A), 실시간 유전자 증폭 분석을 통해, 신경줄기세포 교차분화과정을 따라 신경줄기세포와 초기 신경세포 분자표지 (Sox1, Sox2, Nestin, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1)의 발현 변화가 나타남을 확인하였다(도 2B).As shown in FIG. 2, detection of inducible neural stem cells expressing both Nestin and Sox2 was confirmed by fluorescence immunocytochemistry (FIG. 2A), and real-time gene amplification analysis was performed to follow the neural stem cell crossing differentiation process (Fig. 2B). The expression of the neuronal stem cells and early neuronal cell markers (Sox1, Sox2, Nestin, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1 and Emx1)

<< 실험예Experimental Example 2> 지방유래 줄기세포에서 성숙한 신경세포로의 분화방법 확립의 확인 2> Confirmation of establishment of differentiation method from mature neurons in adipose-derived stem cells

상기 <실험예 1>의 지방세포 유래 중간엽 줄기세포를 신경줄기세포로 분화하는 방법을 바탕으로 3단계의 분화방법으로 진행하여, 신경줄기세포와 유사한 특성을 가진 세포들이 불균질하게(heterogeneous) 존재하였고 이를 성숙한 신경세포로 분화시키기 위해 하기 실험을 수행하였다. Based on the method of differentiating the adipocyte-derived mesenchymal stem cells of Experimental Example 1 into neural stem cells, the cells having the characteristics similar to the neural stem cells were heterogeneously present in the three-step differentiation method The following experiments were conducted to differentiate these into mature neurons.

구체적으로, 지방세포 유래 중간엽 줄기세포 2 X 105 개를 6 cm2의 젤라틴 코팅된 디쉬에 넣어 37℃ 5% CO2 배양기에 하루 동안 배양하였다. 다음날 DMEM F-12 기본 배지에 3% KOSR(knockout serum replacement), 1% Penicillin/ Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 1% non-essential amino acid 그리고 4 ng/ml bFGF를 첨가한 전처리 유도배지(pre-induction medium)에 저분자 억제제인 10 μM SB431542, 0.1 ㎍/ml Noggin, 0.5 μM LDN193289를 첨가한 배지로 갈아주고, 37℃ 5% CO2 배양기에서 6일 동안 배양한다. 두 번째 단계에서, 2% B27과 1% N2가 포함된 신경유도 배지 (neural induction medium)로 바꾸어 주고 5일 동안 37℃ 5% CO2 배지에서 배양한다. 그런 다음, 마지막 세번째 단계로 신경줄기 유사세포 수를 불리기 위해 신경유도 배지에 성장인자인 20 ng/ml bFGF와 20 ng/ml EGF가 포함된 성장 배지로 교체하여 5일간 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양한다. 그 후, 성숙한 신경세포로 분화시키기 위해, 상기 3단계의 분화과정이 끝난 세포들을 PBS로 씻은 후 1X TryPLE select를 3~4분간 37℃ 배양기에서 처리하여 단일세포로 잘 부수어 준다. 그리고 미리 PLO/FN 코팅된 35 mm2 디쉬에 1 X 106 세포수로, 12 mm2 커버 글래스가 들어있는 4 well 디쉬에는 1 X 105 세포수/well로 넣고 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양기에서 하루동안 안정화시킨다. 다음날, 신경유도 배지에 1 μM purmorphamin과 10 ng/ml BDNF(brain-derived neurotrophic factor)를 포함한 배지로 갈아주고, 12~14일 동안 37℃ 5% CO2 배양기에서 3일에 한번씩 새로운 배지로 갈아주면서 배양한다.Specifically, 2 x 10 5 adipocyte derived mesenchymal stem cells were placed in a 6 cm 2 gelatin-coated dish and cultured in a 37 ° C 5% CO 2 incubator for one day. The following day, pretreatment with 3% KOSR (knockout serum replacement), 1% Penicillin / Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 1% non-essential amino acid and 4 ng / ml bFGF was added to the DMEM F- 10 μM SB431542, 0.1 μg / ml Noggin, and 0.5 μM LDN 193289 were added to the pre-induction medium and cultured in a 37 ° C 5% CO 2 incubator for 6 days. In the second step, to give change to 2% B27 with 1% N2 the neural induction medium (neural induction medium) containing the incubated at 37 5% CO 2 the medium for 5 days. Then, in the last third step, the neural stem cells were replaced with growth medium containing 20 ng / ml bFGF and 20 ng / ml EGF in the neural induction medium for 5 days in a 5% CO 2 incubator Lt; / RTI &gt; Then, in order to differentiate into mature neurons, the cells with the differentiation of the above three stages are washed with PBS, and 1X TryPLE select is treated with a single cell for 3 to 4 minutes at 37 ° C in an incubator. Then, 1 × 10 6 cells / well in a 35 mm 2 dish coated with PLO / FN and 1 × 10 5 cells / well in a 4 well dish containing 12 mm 2 cover glass were placed in a 37 ° C. 5% CO 2 incubator Stabilize in the incubator for one day. The next day, the neural induction medium was replaced with medium containing 1 μM purmorphamine and 10 ng / ml brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and the medium was replaced with fresh medium every 3 days in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C. for 12 to 14 days And cultured.

그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 유도 신경세포는 작은 세포체에서 나온 양극 또는 다극 신경돌기를 가지는 것과는 달리 성숙된 신경세포와 같은 형태를 나타내었다(도 3B). As a result, as shown in FIG. 3, the inducing neurons showed a morphology similar to mature neurons, as opposed to having a bipolar or multipolar neuron from a small cell body (FIG. 3B).

또한, 실시간 유전자 증폭 분석법을 통해 정량분석을 수행하여, 신경세포의 분자표지인 Tuj1, MAP2와 발달과정 중 초기와 후기에 발현되는 내측 신경절 융기(medial ganglionic eminence; MGE) 관련 전사인자들 (FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6), 그리고 초기 GABA 분자표지 (GAD67)와 나트륨이온채널 유전자(SCN5A)의 발현 변화를 확인한 결과, 유도 신경세포에서 성숙한 신경세포와 관련된 유전자들의 발현이 현저하게 증가함을 확인하였다(도 3C).In addition, quantitative analysis using real-time gene amplification analysis revealed that Tuj1 and MAP2, which are molecular markers of neurons, and medial ganglionic eminence (MGE) -related transcription factors (FoxG1, (GAD67) and the sodium ion channel gene (SCN5A), the expression of genes related to mature neurons in the inducible neurons was remarkable. (Fig. 3C).

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 유도 신경세포에서 신경세포 전구세포 분자표지들(TuJ1, Pax6), 성숙한 신경세포 분자표지들(NeuN/MAP2), 성상세포 분자표지들(GFAP/S100), 초기 희소돌기아교세포 분자표지(OLIG2)과 같은 뇌 발달과 관련된 신경세포 분자표지들이 발현됨을 확인하였고(도 4A), 이러한 분자표지를 단독 또는 공통적으로 발현하는 유도 신경세포의 수의 비율을 정량적으로 확인하였다(도 4B). 또한, 도 4c에 전형적인 신경세포의 형태를 가지는 유도 신경세포로부터 측정된 전기생리학적 기록 표본을 나타내었으며, 표본 이미지와 전류 주입에 의한 활동전위 유도를 나타내었다. 전류 주입 프로토콜은 활동전위 기록 아래에 나타나있고, 하단부 기록은 전압고정 클램프 방식(-60mV 고정)에서 유도 신경세포로부터 얻어진 대표적인 자발적 시냅스 활동이다. 확대한 단일 전류는 연속적으로 나타낸 기록 아래에 나타내었다(도 4C).In addition, as shown in Fig. 4, in the induction neurons, neuronal progenitor cell markers (TuJ1, Pax6), mature neuron cell markers (NeuN / MAP2), astrocytic molecular markers (GFAP / S100) (Fig. 4A), and it was confirmed that the number of inducing neurons alone or commonly expressing such a molecular marker was quantitatively confirmed (Fig. 4B). In addition, FIG. 4c shows electrophysiological recording samples measured from inducible neurons having a typical nerve cell morphology, and shows the induction of action potential by sample image and current injection. The current injection protocol is shown below the action potential record, and the bottom record is a representative spontaneous synaptic activity obtained from inducing neurons in a voltage-clamped manner (-60 mV fixed). The magnified single current is shown below the recording in succession (FIG. 4C).

<< 실험예Experimental Example 3> 지방유래 줄기세포에서  3> In adipose-derived stem cells 가바성Gabba Castle 신경세포로의 분화방법 확립의 확인 Confirmation of the establishment of the method of differentiation into neurons

마찬가지로, 상기 <실험예 1>에서 확립한 3 단계의 분화방법을 바탕으로 지방세포 유래 중간엽 줄기세포를 가바성 신경세포로 분화시키는 방법을 확립하였다. 신경성숙 배지에서 배양하는 일수를 늘이기 위해 신경줄기세포 교차분화 일수를 단축하였고 이어 purmorphamine, BDNF로 구성된 신경세포유도 배지와 dbcAMP와 BDNF로 구성된 신경세포성숙 배지를 이용하였다.Likewise, a method of differentiating adipocyte-derived mesenchymal stem cells into pluripotent neural cells based on the three-stage differentiation method established in Experimental Example 1 was established. In order to increase the number of days to be cultured in the nerve matured medium, the number of days of neural stem cell crossing differentiation was shortened and then neural cell induction medium composed of purmorphamine and BDNF and neural cell maturation medium composed of dbcAMP and BDNF were used.

구체적으로, 지방세포 유래 중간엽 줄기세포 2 X 105 세포를 6 cm2의 젤라틴 코팅된 디쉬에 넣어 37℃ 5% CO2 배양기에 하루 동안 배양하였다. 다음날, DMEM F-12 기본 배지, 3% KOSR, 1% Penicillin/ Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D-glucose, 1% nonessential amino acid 그리고 4 ng/ml bFGF의 전처리 유도배지(Pre-induction medium)에 저분자 억제제인 10 μM SB431542, 0.1 ㎍/ml Noggin, 0.5 μM LDN193289를 첨가한 배지로 갈아주고, 37℃ 5% CO2 배양기에서 6일 동안 배양하였다. 상기 단계 1의 배양이 끝난 후, 세포를 PBS로 씻은 후 1X TryPLE select를 3~4분간 37℃ 배양기에서 처리하여 단일세포로 잘 부수어 PLO/FN 코팅된 35 mm2디쉬에 1 X 106 세포수로, 12 mm2 커버 글래스가 들어있는 4 well 디쉬에는 1 X 105 세포수/well로 나누어 넣고 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양기에서 하루 동안 안정화 시킨다. 두 번째 단계인 2% B27과 1% N2가 포함된 신경유도 배지 (neural induction medium)로 바꾸어 주고 5일 동안 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양한다. 그런 다음, 가바성 신경세포로 분화시키기 위해, 신경세포 분화 조건인 신경유도 배지에 1 μM purmorphamine과 10 ng/ml BDNF를 포함한 배지로 갈아주고, 10 내지 14일 동안 37℃ 5% CO2 배양기에서 배양하는데 동일하게 3일에 한번씩 새로운 배지로 갈아준다. 10 내지 14일 동안 신경세포로 분화시킨 후, 가바성 신경세포로 더 분화를 유도시키기 위해 신경유도 배지에 50 μM dbcAMP와 20 ng/ml BDNF를 첨가하여 13~20일 동안 분화를 더 시켰다.Specifically, 2 x 10 5 cells of adipocyte-derived mesenchymal stem cells were placed in a 6 cm 2 gelatin-coated dish and cultured in a 37 ° C 5% CO 2 incubator for one day. On the next day, pre-induction medium of DMEM F-12 basic medium, 3% KOSR, 1% Penicillin / Streptomycin, 1% Glutamax, 3 mM D- glucose, 1% nonessential amino acid and 4 ng / ml bFGF, , 10 μM SB431542, 0.1 μg / ml Noggin, and 0.5 μM LDN193289 were added to the medium and cultured in a 37 ° C. 5% CO 2 incubator for 6 days. After the culture of step 1 was completed, the cells were washed with PBS and treated with 1X TryPLE select for 3 to 4 minutes at 37 ° C in a single cell, and the cells were plunged into PLO / FN coated 35 mm 2 dishes at 1 × 10 6 cells In 1 × 10 5 cells / well in a 4-well dish containing 12 mm 2 cover glass, and stabilized in the incubator for one day at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. Change to neural induction medium containing the second step of 2% B27 and 1% N2 and incubate for 5 days at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. Then, in order to differentiate into neural progenitor cells, the neural induction medium, neuron differentiation condition, was changed to medium containing 1 μM purmorphamine and 10 ng / ml BDNF, and cultured for 10-14 days at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator Change to new medium once every three days for same culture. After 10 to 14 days of differentiation into neurons, 50 μM dbcAMP and 20 ng / ml BDNF were added to the neural induction medium to induce further differentiation into Caucasian neurons and differentiation was added for 13-20 days.

그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 유도 가바성 신경세포는 신경구 유사 집단에서부터 뻗어 나오는 수 많은 방사형의 신경돌기를 나타내었고, 유도 가바성 신경세포 중 많은 수가 내측 신경절 융기 (MGE) 세포 분자표지인 NKX2.1, DLX2, LHX6와 신경세포 분자표지인 TuJ1, MAP2를 발현함을 확인하였고(도 5B), 이러한 분자표지를 단독 또는 공통적으로 발현하는 유도 가바성 신경세포의 수의 비율을 정량적으로 확인하였다(도 5C). 또한, 유도 가바성 신경세포는 신경구 유사 세포 집단에서부터 뻗어나오는 신경돌기를 나타내었고, 신경미세섬유 분자표지인 neurofilament-M (NF-M)을 발현함을 확인하였다(도 5D).As a result, as shown in FIG. 5, the inducible callus neurons exhibited numerous radial neurites extending from the neurite-like population, and many of the inducible callus neurons exhibited the medial ganglion elevation (MGE) NKX2.1, DLX2, LHX6 and TuJ1, MAP2, which are neuronal cell markers (FIG. 5B), and quantitatively confirmed the ratio of the number of inducible neural cells expressing these molecular markers alone or in common (Fig. 5C). In addition, the guinea pig neurons exhibited neurites extending from a neuron-like cell population and confirmed to express neurofilament-M (NF-M), a neurofilament molecular marker (Fig. 5D).

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 실시간 유전자 증폭 분석법의 결과, 신경세포 (MAP2), 내측 신경절 융기(MGE) 전사인자(Dlx2, Dlx5), 성상세포 (GFAP), 칼슘결합단백질 (CALB2), GABA 수용체 (GABRA1. GABRA2, GABRA5) 그리고 GABA (GAD65, GAD67)의 유전자 발현의 변화를 확인하였다. 대부분의 시험관 배양 32일 차의 분화 일수가 높은 유도 가바성 신경세포는 시험관 배양 25일 차의 유도 가바성 신경세포 보다 성숙한 가바성 신경세포의 유전자 발현의 극적인 증가를 보인 반면, 상대적으로 초기 가바성 신경세포 유전자 발현의 감소를 보였다(도 6A 및 6B). 또한, 형광 면역세포염색법 분석을 통해 가바성 신경세포와 성숙한 신경세포의 분자표지(GABA/MAP2, GAD/MAP2, PSD95/MAP2, PSD95/SYP)를 모두 발현하고 있음을 확인하였고(도 6C), 이를 정량적으로 확인하였다(도 6D). 또한, 도 6E의 하단 오른쪽에 나타난 바와 같이, 글루탐산 수용체 차단제 (50 μM APV and 20 μM CNQX)가 함께 있을 때의 자발적 억제성 시냅스 후 전류 (IPSC)가 나타났다가 GABAA 수용체 차단제인 10 μM bicuculline을 처리하면 사라짐을 확인하였다(도 6E).As shown in FIG. 6, the real-time gene amplification assay showed that the MAP2, MGE transcription factor (Dlx2, Dlx5), astrocyte (GFAP), calcium binding protein (CALB2), GABA (GABRA1, GABRA2, GABRA5) and GABA (GAD65, GAD67) gene expression were examined. Inducible gibbous neurons with a high number of differentiation days in most in vitro cultured 32 days showed a dramatic increase in the expression of mature gibberellic neurons in the in vitro cultured 25-day-old gibberellic neurons, (Fig. 6A and 6B). &Lt; / RTI &gt; GABA / MAP2, GAD / MAP2, PSD95 / MAP2, and PSD95 / SYP) were expressed by fluorescence immunocytochemistry (FIG. 6C) Which was confirmed quantitatively (Fig. 6D). In addition, as shown in the lower right of FIG. 6E, a spontaneous inhibitory post-synaptic current (IPSC) was observed when glutamic acid receptor blockers (50 μM APV and 20 μM CNQX) were added and treated with a 10 μM bicuculline GABAA receptor blocker (Fig. 6E).

<< 실험예Experimental Example 4> 사람 골수 유래  4> derived from human bone marrow 중간엽Intermediate lobe 줄기세포로부터 성장인자를 다량 분비하는 인간 줄기세포로(growth factor releasing human  As a stem cell that secretes a large amount of growth factors from stem cells, mesenchymalmesenchymal stem cell; gfMSC)의 분화 유도 stem cell; gfMSC)

본 발명자들은 Cambrex(미국)에서 구입한 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포(Human bone marrow-derived mesenchymal stem cell; hMSC)를 성장인자를 다량 분비하는 인간 줄기세포(growh factor releasing human mesenchymal stem cell; gfMSC)로 분화를 유도하였다. The present inventors have found that human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSCs) purchased from Cambrex (USA) can be used as growth hormone releasing human mesenchymal stem cells (gfMSCs) Lt; / RTI &gt;

구체적으로, 미분화된 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포(Untreated hMSC; uhMSC)는 DMEM-저포도당 배지, 10% FBS 및 1% 페니실린-스트렙토마이신 혼합물로 구성된 기본 성장배지와 함께 37℃, 5% CO2의 세포 배양기에서 배양하였다. 세포 배양기에서 2일 동안 배양한 후 기본 성장배지를 1차 분화배지[(DMEM-저포도당 배지, 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신 혼합물, 1 mM β-메르캅토에탄올(β-mercaptoethanol)]로 교체하여 24시간 동안 배양하였다. 이후, 상기 중간엽 줄기세포를 PBS(인산완충용액)으로 세척 후 2차 분화배지(DMEM-저포도당 배지, 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신 혼합물, 0.28 μg/ml all-trans-retinoic acid)로 교체하여 배양하였다. 3일 후, 상기 중간엽 줄기세포를 PBS로 세척한 후 3차 분화배지[DMEM-저포도당 배지, 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신 혼합물, 10 μM forskolin, 10 ng/ml 인간 섬유아세포 성장인자(human basic-fibroblast growth factor), 5 ng/ml 인간 혈소판 유도성장인자-AA(human platelet derived growth factor-AA), 200 ng/ml 헤레귤린1-베타1(heregulin-β1)]로 교체하여 8일 동안 배양하였다. 이때, 상기 3차 분화배지는 이틀에 한번 교체하였다. 분화유도를 위해 배양중인 hMSC의 형태를 현미경으로 관찰하였다. 분화유도 과정동안의 세포 생존율은 트립판 블루 염색을 통해 확인하였으며, 트립판 블루 염색이 되지 않은 세포(살아있는 세포)의 퍼센트로 측정되었다.Specifically, the undifferentiated human bone marrow-derived MSCs (Untreated hMSC; uhMSC) is DMEM- low glucose medium, 10% FBS and 1% penicillin - 37 ℃ with the primary growth medium consisting of a mixture of streptomycin, 5% CO 2 In a cell incubator. After incubation for 2 days in a cell incubator, the primary growth medium was cultured in primary differentiation medium (DMEM-low glucose medium, 10% FBS, 1% penicillin-streptomycin mixture, 1 mM? -Mercaptoethanol) (DMEM-low glucose medium, 10% FBS, 1% penicillin-streptomycin mixture, 0.28 g / ml) for 24 hours after washing the mesenchymal stem cells with PBS (phosphate buffer solution) After 3 days, the mesenchymal stem cells were washed with PBS and cultured in a third differentiation medium (DMEM-low glucose medium, 10% FBS, 1% penicillin- Human fibroblast growth factor, 5 ng / ml human platelet derived growth factor-AA, 200 ng / ml human fibroblast growth factor, ml herferiulin 1-beta1], and cultured for 8 days. At this time, The cell viability during the differentiation induction process was confirmed by trypan blue staining, and cells not in trypan blue staining (cells not in trypan blue staining Living cells).

그 결과, 도 7a에 나타난 바와 같이 uhMSC는 세포 분화 유도 과정을 통해 시간이 경과할수록 형태적 변화와 함께 성장인자를 다량 분비하는 인간 줄기세포의 형태(elongated bipolar shape)로 변화됨을 관찰하였다. 특히, 분화 8일째 54%까지, 분화 12일째 80% 이상 성장인자를 다량 분비하는 인간 줄기세포(gfMSC)로 변화되었고, 분화유도 과정 동안 대부분의 세포가 살아있음을 관찰하였다. 분화 유도 완료 후 3일 동안 일반 성장 배지에서 배양된 줄기세포의 약 50%가 성장인자를 다량 분비하는 인간 줄기세포의 형태를 유지하였다. As a result, as shown in FIG. 7A, uhMSC was observed to change into an elongated bipolar shape that secretes a large amount of growth factors together with morphological changes over time through induction of cell differentiation. Especially, it was changed into human stem cell (gfMSC) which secretes a large amount of growth factor up to 54% at the eighth day of differentiation and 80% or more at the day 12 differentiation, and it was observed that most of the cells were alive during the differentiation induction process. Approximately 50% of the stem cells cultured in the normal growth medium for 3 days after induction of differentiation maintained the shape of human stem cells secreting growth factors.

<< 실험예Experimental Example 5> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포의 성장인자 분비 확인 5> Confirmation of growth factor secretion of differentiated growth factor-rich human stem cells

<5-1> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포의 성장인자 분비 분석<5-1> Analysis of Growth Factor Secretion of Differentiated Growth Factor Mass Secreted Human Stem Cells

본 발명자들은 상기 <실시예 4>에서 분화시킨 gfMSC 세포에서 분비되는 인간 성장인자를 하기와 같이 분석하였다. The present inventors analyzed human growth factors secreted in gfMSC cells differentiated in Example 4 as follows.

구체적으로, 조건 배지(CdM)를 준비하기 위해 uhMSC 및 gfMSC를 PBS로 4번 세척 후 혈청이 없는 Neurobasal 배지(Gibco-BRL)에 배양하였다. 배양한지 18시간 후, 각 배지를 수집한 뒤 1500g에서 5분 동안 원심분리하여 세포 잔여물을 제거하였다. 상기 원심분리 후 수득한 각 세포 배양액의 상층액(uhMSC-CdM 및 gfMSC-CdM)은 인간 성장인자 어레이(RayBiotech)을 사용하여 제조사의 지시법에 따라 분석하였다. 이때, 상기 세포 배양에 사용한 배지를 음성 대조군으로서 함께 측정하였다. 간단히 설명하면, 인간 성장인자 어레이 막을 블로킹 버퍼로 블로킹하고 4℃에서 하룻밤동안 1 ml의 조건 배지를 배양한 다음, 상기 막을 워싱버퍼I로 3번, 워싱버퍼II로 2번 각각 5분 동안 실온에서 세척하였다. 이후, 1 ml의 희석된 바이오틴 결합 항체를 첨가한 후 실온에서 2시간 동안 배양한 후 다시 막을 세척하고 마지막으로 희석된 HRP 결합 스트렙타비딘과 함께 실온에서 2시간 배양하였다. 상기 막은 Lumino 이미지 분석기인 LAS-3000(Fujifilm)을 사용하여 검출하였고, 신호의 세기는 밀도계(Bio-Rad)로 정량화하였다. 각 인간 성장인자의 상대적인 발현 수준은 같은 분석결과에 있는 양성 대조군(POS)의 염색 강도에 대한 각각의 슬롯의 염색 강도를 비교함으로서 분석되었다. 상기 분석 결과를 도 10b에 양성 대조군에 대한 uhMSC-CdM 또는 gfMSC-CdM의 성장인자 분비율(%)을, 도 10c에 음성대조군에 대한 uhMSC-CdM 또는 gfMSC-CdM의 성장인자 분비량(배수)를 나타내었으며, 상기 실험은 독립적으로 최소 3번 반복되었으며 평균±표준오차로 표시되었다.Specifically, to prepare the conditioned medium (CdM), uhMSC and gfMSC were washed 4 times with PBS and cultured in serum-free Neurobasal medium (Gibco-BRL). After 18 hours of culture, each medium was collected and centrifuged at 1500 g for 5 minutes to remove cell debris. The supernatants (uhMSC-CdM and gfMSC-CdM) of each cell culture obtained after centrifugation were analyzed according to the manufacturer's instructions using a human growth factor array (RayBiotech). At this time, the medium used for the cell culture was also measured as a negative control. Briefly, the human growth factor array membrane was blocked with blocking buffer and 1 ml of conditioned medium was incubated overnight at 4 ° C. The membrane was then washed 3 times with Washing Buffer I and 2 times with Washing Buffer II for 5 minutes each at room temperature And washed. Then, 1 ml of diluted biotin-conjugated antibody was added, followed by incubation at room temperature for 2 hours. The membrane was washed again and finally incubated with diluted HRP-conjugated streptavidin for 2 hours at room temperature. The membrane was detected using a Lumino image analyzer, LAS-3000 (Fujifilm), and the intensity of the signal was quantitated with a density meter (Bio-Rad). Relative expression levels of each human growth factor were analyzed by comparing the staining intensity of each slot to the staining intensity of positive control (POS) in the same assay. The results of the above analysis are shown in FIG. 10B. The ratio (%) of the growth factor of uhMSC-CdM or gfMSC-CdM to the positive control is shown in FIG. 10C and the amount of growth factor (multiplication) of uhMSC-CdM or gfMSC- , And the experiment was independently repeated at least 3 times and expressed as mean ± standard error.

그 결과, 도 10a 내지 도 10c에 나타난 바와 같이 uhMSC-CdM보다 gfMSC-CdM에서 (HGFhepatocyte growth factor), VEGF(vascular endothelial growth factor), IGFBP-1(insulin-like growth factor binding protein-1), IGFBP-2, IGFBP-4, IGFBP-6 및 SCF(stem cell factor)이 더 높게 발현되는 것을 관찰할 수 있었으며, 이를 직사각형으로 표시하였다.As a result, as shown in FIGS. 10A to 10C, it was confirmed that hGFhepatocyte growth factor, vascular endothelial growth factor (IGFBP-1), insulin-like growth factor binding protein-1 (IGFBP- -2, IGFBP-4, IGFBP-6 and SCF (stem cell factor) were more highly expressed.

<5-2> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포의 &Lt; 5-2 > Differentiated Growth Factor Mass Secreted Human Stem Cells HGFHGF  And VEGFVEGF 생산량 분석 Yield analysis

본 발명자들은 상기 실시예 5-1에서 확인한 uhMSC 및 gfMSC의 성장인자 분비량 차이를 효소면역측정법 (enzyme linked immunosorbent assay)를 통해 확인하였다. The present inventors confirmed the difference in the amount of growth factors secreted by uhMSC and gfMSC in Example 5-1 through an enzyme-linked immunosorbent assay.

배지, uhMSC-CdM 또는 gfMSC-CdM에 항-HGF 항체[마우스 항-human HGF(MAB294), R&D Systems] 또는 항-VEGF 항체[마우스 항-human VEGF antibody(MAB293), R&D Systems]를 처리하거나 처리하지 않은 그룹에서 HGF 또는 VEGF에 대한 ELISA Kit(RayBiotech)를 사용하여 ELISA를 수행하였다. 상기 실험은 독립적으로 최소 3번 반복되었으며 평균±표준오차로 표시되었다.(Mouse anti-human VEGF antibody (MAB293), R & D Systems) or anti-HGF antibody (mouse anti-human HGF (MAB294), R & D Systems) or anti-VEGF antibody ELISA was performed using an ELISA kit for HGF or VEGF (RayBiotech). The experiments were repeated at least 3 times independently and expressed as mean ± standard error.

그 결과, 도 10d 및 도 10e에 나타난 바와 같이 gfMSC에서 생산되는 HGF 및 VEGF의 양은 uhMSC 보다 각각 약 10배 및 약 11배 증가함을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the amounts of HGF and VEGF produced in gfMSC increased about 10 times and about 11 times, respectively, as compared to uhMSC, as shown in Figs. 10D and 10E.

<5-3> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포의 배지별 <5-3> Differentiated Growth Factor Mass Secreted by Human Stem Cell Medium HGFHGF  And VEGFVEGF 생산량 분석 Yield analysis

본 발명자들은 분화 유도완료 후 HGF 및 VEGF의 생산이 얼마동안 유지되는지 확인하기 위하여, gfMSC을 유도분화 배양액(SCIM) 및 일반 성장 배양액(GM)에서 각각 0, 1, 3 및 5일 동안 배양한 후 상기 실시예 5-2와 동일한 방법으로 ELISA 분석을 실시하였다.The present inventors cultured the gfMSCs for 0, 1, 3 and 5 days in the induction differentiation medium (SCIM) and the normal growth medium (GM), respectively, in order to confirm how long the production of HGF and VEGF is maintained after induction of differentiation ELISA analysis was carried out in the same manner as in Example 5-2.

그 결과, 도 11f 및 도 11g에 나타난 바와 같이 시간이 경과함에 따라 점점 HGF 및 VEGF의 분비량이 감소하지만, 5일째에도 여전히 uhMSC(Control)보다 분비량이 높게 유지되고 있음을 확인하였으며, 일반 성장 배양액보다 유도분화 배양액에서 더 분비량이 많음을 확인하다. As a result, as shown in FIG. 11F and FIG. 11G, the secretion amount of HGF and VEGF gradually decreased with time, but it was confirmed that the secretion amount was still maintained higher than uhMSC (Control) even on the fifth day. We confirmed that the secretion volume of the induced differentiation culture was higher.

<5-4> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포의 <5-4> Differentiated Growth Factor Mass Secretory Human Stem Cells HGFHGF  And VEGFVEGF mRNAmRNA 발현량 분석 Expression level analysis

본 발명자들은 상기 실시예 5-2 및 5-3에서 확인한 uhMSC의 분화에 따른 성장인자의 발현이 mRNA 단계부터 조절되는 것인지 정량적 RT-PCR을 통해 확인하였다. 구체적으로, 물, uhMSC, gfMSC 또는, gfMSC를 SCIM 또는 GM에서 1, 3 및 5일 동안 각각 배양한 군에서 서열번호 53으로 기재되는 센스 프라이머(5'-atgctcatggaccctggt-3') 및 서열번호 54로 기재되는 안티센스 프라이머(5'-gcctggcaagcttcatta-3')의 HGF에 대한 프라이머 쌍 및, 서열번호 55(5'-gccttgctgctctacctcca-3')로 기재되는 센스 프라이머 및 서열번호 56(5'-caaggcccacagggatttt-3')으로 기재되는 안티센스 프라이머의 VEGF에 대한 프라이머 쌍을 사용하여 상기 실시예 4-2와 동일한 방법을 사용하여 정량적 RT-PCR을 수행하였다.The present inventors confirmed quantitative RT-PCR as to whether the expression of growth factors according to the differentiation of uhMSC identified in Examples 5-2 and 5-3 was controlled from the mRNA stage. Specifically, the sense primer (5'-atgctcatggaccctggt-3 ') shown in SEQ ID NO: 53 and SEQ ID NO: 54 in the group in which water, uhMSC, gfMSC or gfMSC were cultured in SCIM or GM for 1, (5'-gcctggccaagcttcatta-3 ') and a primer pair described in SEQ ID NO: 55 (5'-gccttgctgctctacctcca-3') and SEQ ID NO: 56 (5'-caaggcccacagggatttt- ) Using a primer pair for VEGF of the antisense primer described in Example 4-2.

그 결과, 도 11h 내지 도 11j에 나타난 바와 같이 uhMSC과 비교하였을 때 배지의 종류에 상관없이 gfMSC의 HGF 및 VEGF의 mRNA 발현량이 5일까지 높게 유지되는 것을 확인하였다. As a result, when compared with uhMSC as shown in Figs. 11h to 11j, it was confirmed that the expression level of HGF and VEGF mRNA of gfMSC was maintained high until 5 days regardless of the kind of medium.

<< 실험예Experimental Example 6> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포가 신경세포에 미치는 영향 6> Effects of Differentiated Growth Factor Mass Secretory Human Stem Cells on Neurons

본 발명자들은 uhMSC로부터 분화된 성장인자를 과분비하는 gfMSC가 신경세포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 하기 실험을 수행하였다.The present inventors carried out the following experiment in order to examine the effect of gfMSC, which is hypersecretive of differentiated growth factors from uhMSC, on neurons.

<6-1> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포에 의한 신경돌기 성장 증가 확인<6-1> Identification of growth of neurite outgrowth by differentiated growth factor-rich secretory human stem cells

신경 모세포종(neuroblastoma)인 Neuro2A 세포(ATCC # CCL-131)를 2 μg/ml 피브로넥틴(fibronectin)이 코팅된 6-웰 플레이트에 웰당 1.3 X 105개의 세포를 깔고 성장배지에서 하룻밤 동안 배양하였다. 그리고 Neuro2A 세포는 항-HGF 항체 또는 항-VEGF 항체를 처리하거나 처리하지 않은 Neurobasal 배지(0.5% FBS)로 배양하였다. Neuro2A 세포를 깔기 24시간 전에 uhMSC 및 gfMSC를 1.0-μm 지름 크기 세포 배양 삽입체에 삽입체당 5 X 104 개의 세포 밀도로 각각 깔았으며, 각각의 배지에 배양되었다. 48시간 후, 배양 삽입체는 PBS로 3번 세척한 뒤, Neuro2A 세포가 담겨있는 6-웰 플레이트로 옮겼다(도 12a). 세포가 없는 음성 대조군 웰의 경우는 단지 0.5% FBS가 포함된 Neurobasal 배지만이 담겨있는 배양 삽입체만 포함하고 있으며 실험군과 동일한 조건아래 배양되었다. Neuro2A 세포가 담겨있는 6-웰 플레이트로 옮긴 uhMSC 또는 gfMSC를 48시간 동안 배양한 다음, Neuro2A 세포를 위상차 현미경을 사용하여 분석하였다. 또한, 상기 분석 결과 Neuro2A 세포에서 최소 한개 세포체 지름 길이 이상의 신경돌기를 가지는 세포의 비율 및 세포당 신경돌기 길이의 총합을 도 12c 및 도 12d에 각각 나타내었다.Neuro2A cells (ATCC # CCL-131), a neuroblastoma, were cultured overnight in growth media on a 6-well plate coated with 2 μg / ml fibronectin, with 1.3 × 10 5 cells per well. And Neuro2A cells were cultured with Neurobasal medium (0.5% FBS) with or without anti-HGF antibody or anti-VEGF antibody. Twenty-four hours before Neuro2A cells were plated, uhMSC and gfMSC were plated at a cell density of 5 × 10 4 cells / cell in a 1.0-μm diameter cell culture insert and cultured in each medium. After 48 hours, the culture insert was washed 3 times with PBS and then transferred to a 6-well plate containing Neuro2A cells (Fig. 12A). In the case of negative control cells without cells, only the culture insert containing the Neurobasal strain containing 0.5% FBS was incubated under the same conditions as the experimental group. After uhMSC or gfMSC transferred to a 6-well plate containing Neuro2A cells was incubated for 48 hours, Neuro2A cells were analyzed using a phase contrast microscope. In addition, as a result of the analysis, the ratio of the cells having at least one neuron having a length of at least one cell diameter and the total number of neuron projections per cell in Neuro2A cells are shown in FIGS. 12C and 12D, respectively.

그 결과, 도 12b 내지 도 12d에 나타난 바와 같이 uhMSC와 비교하였을 때 gfMSC와 동시배양(co-culture)된 Neuro2A 세포에서 신경돌기(neurite)의 길이가 더 길었으며, 상기와 같은 효과는 HGF 및/또는 VEGF에 대한 항체에 의해 감소되는 것을 확인하였다. As a result, as shown in FIGS. 12B to 12D, the length of neurite was longer in Neuro2A cells co-cultured with gfMSC as compared to uhMSC, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; VEGF &lt; / RTI &gt;

<6-2> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포에 의한 신경세포의 성장 및 생존 증가 확인<6-2> Identification of growth and survival of nerve cells by differentiated growth factor-rich secretory human stem cells

상기 실시예 6-1과 동일한 조건에서 gfMSC가 신경세포에 성장 및 생존에 미치는 영향을 트립판 블루 염색법을 통해 확인하였다. 각 그룹별로 Neuro2A 세포의 평균 수 및 사멸된 Neuro2A 세포의 비율을 도 12e 및 도 12f에 각각 나타내었다. 세포 사멸은 트립판 블루 염색이 된 세포(사멸 세포)의 퍼센트로 나타내었다. 각 그룹별로 최소 700개 세포를 임의의 영역에서 선택하여 분석하였고, 상기 실험은 독립적으로 최소 3번 반복되었으며 평균±표준오차으로 표시되었다.The effect of gfMSC on neuronal growth and survival under the same conditions as in Example 6-1 was confirmed by trypan blue staining. The average number of Neuro2A cells and the proportion of killed Neuro2A cells in each group are shown in FIGS. 12E and 12F, respectively. Cell death was expressed as a percentage of cells stained with trypan blue staining (apoptotic cells). At least 700 cells in each group were selected from arbitrary regions and the experiment was independently repeated at least 3 times and expressed as mean ± standard error.

그 결과, 도 12e 및 도 12f에 나타난 바와 같이 uhMSC와 비교하였을 때 gfMSC와 동시배양(co-culture)된 Neuro2A 세포의 성장 증가 및 세포사 감소 효과를 확인하였으며, 상기와 같은 효과는 HGF 및/또는 VEGF에 대한 항체에 의해 감소되는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIGS. 12E and 12F, the growth and cell death reduction of Neuro2A cells co-cultured with gfMSC were confirmed when compared with uhMSC, and the above effect was confirmed by HGF and / or VEGF &Lt; / RTI &gt;

<< 실험예Experimental Example 7> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포가 손상 척수조직 절편에 미치는 영향 7> Effect of Differentiated Growth Factor Mass Secretory Human Stem Cells on Damaged Spinal Cord Tissue

<7-1> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포에 의한 손상 척수조직의 신경돌기 성장 증가 확인<7-1> Identification of neurite outgrowth of damaged spinal cord tissue by differentiated growth factor-rich secretory human stem cells

본 발명자들은 상기 실시예 3-1 및 실시예 6-2에서 확인한 gfMSC의 신경세포의 신경돌기 성장 증가 효과가 ex vivo에서도 동일하게 작용하는지 확인하기 위하여 국립서울대학교 실험동물운영위원회의 승인 하에서 하기 실험을 수행하였다. In order to confirm whether the effect of increasing neurite outgrowth of gfMSC in ex vivo, as confirmed in Examples 3-1 and 6-2 described above, the present inventors conducted the following experiment Respectively.

구체적으로, 척수조직 절편은 16일령 스프라그-돌리(Sprague-Dawley) 래트를 애버틴(avertin)으로 마취하였고, 래트의 요추(lumbar) 척수를 멸균 조건에서 채취하였다. 상기 척수에서 신경근(nerve root) 및 결합조직을 차가운 6.4 mg/ml 포도당이 함유된 Hank's balanced salt solution(Gibco-BRL)를 사용하여 제거한 후, 척수를 McIlwain tissue chopper(Mickle Laboratory Engineering)를 이용하여 400μm 두께의 절편으로 절단한 후 탈수초화된 신경조직 절편(LPC)을 제조하였다. 4개 절편을 한 개 막 삽입체(Millicell-CM; Millipore)에 조심스럽게 놓고, 50% Eagle's minimum essential medium(Gibco-BRL), 25% Hank's balanced salt solution, 25% horse serum(Gibco-BRL), 6.4 mg/ml 포도당 및 20 mM HEPES(Sigma-Aldrich)을 포함하는 배지 1 ml이 담긴 6 well 플레이트에 막 삽입체를 놓았다. 상기 조직절편은 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양되었고 배양배지는 1주일에 2번 교체하였다. 배양 7일에, 척수조직절편을 0.5 mg/ml 라이소레시틴(lysophosphatidyl choline, lysolecithin)으로 17시간 동안 처리하였다. 그리고 항-HGF 항체 또는 항-VEGF 항체를 처리하거나 처리하지 않은 새 배지로 교체하였다. 중간엽 줄기세포를 이식하기 위해서, uhMSC 또는 gfMSC는 트립신 처리 후 2,000 g에서 3분간 원심분리를 시행하였고, 침전된 세포를 PBS에서 현탁한 후 세포(1.5 μl 당 3 X 104개 세포)를 미세모세관 피펫이 연결된 흡입관 부품(aspirator tube assembly)을 이용하여 각 척수조직절편의 하부(ventral) 부분으로 직접 각각의 세포를 이식하였다. 조직 면역형광염색 분석을 하기 위해, 척수조직절편을 4% 파라포름알데하이드로 4℃에서 하룻밤동안 고정하였고, 0.5% Triton X-100, 1% 소혈정알부민(BSA)이 함유된 PBS를 실온에서 10분 처리하여 투과 가능하게 하였다. 0.1% Triton X-100, 3% 소혈정알부민(BSA)이 포함된 PBS로 1시간 동안 조직절편을 배양하여 블로킹한 후, 토끼 항-신경미세섬유(neurofilament, NF)-M(1:500, 척수조직 절편의 신경섬유(Axon) 염색, Chemicon) 및 마우스 항-인간 핵 항체(1:500, 이식된 인간 중간엽 줄기세포 염색, Chemicon)를 각각 사용하여 4℃에서 하룻밤동안 배양하여 이를 염색하였다. 항-NF-M 항체에 대한 2차 항체는 Alexa 546 항체(빨간색)를, 항-인간 핵 항체에 대한 2차 항체는 Alexa 488 항체(녹색)를 사용하여 상기와 동일하게 시행되었다. z-Stack 이미지는 3-4 μm 간격으로 레이저 주사 공초점 현미경을 사용하여 얻었다. 신경미세섬유-M 면역형광은 z-Stack 레이저 주사 공초점 현미경을 통해 관찰되었고, Image J 소프트웨어(National Institutes of Health)를 사용하여 morphometric image analysis(integrated optical density, IOD)로 정량화하였다. 현미경으로 관찰한 결과를 도 6a의 A에 나타내었고, 척수조직 절편에서 NF-M이 염색된 신경섬유의 상대적인 통합 광학 밀도(integrated optical density, IOD)를 도 6a의 B에 나타내었다. 도 6a의 A에서 척수조직 절편(SC) 및 이식된 중간엽 줄기세포는 경계선으로 표시되었다. 상기 통합 광학 밀도는 대조군 척수조직 절편에 의해 표준화되었으며, 막대 그래프는 최소 7개 조직 절편의 평균±표준오차를 나타낸다.Specifically, spinal cord tissue sections were anesthetized with avertin at 16 days of Sprague-Dawley rats and lumbar spinal cord of rats was collected under sterile conditions. The nerve root and connective tissues were removed from the spinal cord using a Hank's balanced salt solution (Gibco-BRL) containing 6.4 mg / ml of cold glucose. The spinal cord was removed using a McIlwain tissue chopper (Mickle Laboratory Engineering) And then dehydrated and chopped neuronal tissue sections (LPC) were prepared. (Gibco-BRL), 25% Hank's balanced salt solution, 25% horse serum (Gibco-BRL), and 50% Eagle's minimum essential medium (Millipore) The membrane insert was placed in a 6-well plate containing 1 ml of medium containing 6.4 mg / ml glucose and 20 mM HEPES (Sigma-Aldrich). The tissue sections were cultured in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C, and the culture medium was changed twice a week. At 7 days of culture, spinal cord tissue sections were treated with 0.5 mg / ml lysophosphatidyl choline, lysolecithin for 17 hours. And the anti-HGF antibody or anti-VEGF antibody was replaced with fresh or untreated fresh medium. To transplant mesenchymal stem cells, uhMSC or gfMSC was centrifuged at 2,000 g for 3 min after trypsin treatment, and the precipitated cells were suspended in PBS, and the cells (3 x 10 4 cells per 1.5 μl) Each cell was directly implanted into the ventral portion of each spinal cord tissue section using an aspirator tube assembly with a capillary pipette. Spinal cord tissue sections were fixed with 4% paraformaldehyde overnight at 4 ° C, and PBS containing 0.5% Triton X-100, 1% bovine serum albumin (BSA) was incubated at room temperature for 10 days Min to make it permeable. Tissue sections were incubated for 1 hour in PBS containing 0.1% Triton X-100 and 3% bovine serum albumin (BSA) and blocked with rabbit anti-neurofilament (NF) -M (1: 500, (1: 500, transplanted human mesenchymal stem cell stain, Chemicon) at 4 ° C overnight, and stained them. . The secondary antibody against anti-NF-M antibody was Alexa 546 antibody (red), and the secondary antibody against anti-human nuclear antibody was Alexa 488 antibody (green). z-Stack images were obtained using a laser scanning confocal microscope at 3-4 μm intervals. Neurofilament-M immunofluorescence was observed on a z-Stack laser scanning confocal microscope and quantified by morphometric image analysis (IOD) using Image J software (National Institutes of Health). The microscopic observation results are shown in FIG. 6A, and the relative integrated optical density (IOD) of the NF-M stained nerve fibers in the spinal cord tissue sections is shown in FIG. 6A. In Fig. 6A, the spinal cord tissue section (SC) and the implanted mesenchymal stem cells were marked with a borderline. The integrated optical density was normalized by a control spinal cord tissue section, and the bar graph represents the mean ± SE of at least 7 tissue sections.

그 결과, 도 13a 및 도 13b에 나타난 바와 같이 LPC만 있는 경우와 비교하여 LPC에 uhMSC를 이식한 경우 3.5배, LPC에 gfMSC를 이식한 경우 5.5배 신경돌기 성장이 각각 증가하였으며, 상기 gfMSC 이식에 의한 LPC의 신경돌기 성장 증가는 HGF 및/또는 VEGF에 대한 항체를 처리하였을 때 유의하게 감소하는 것을 확인하였다. As a result, as shown in Figs. 13A and 13B, when the uhMSC was transplanted to the LPC and the gfMSC were transplanted 3.5 times and 5.5 times, respectively, as compared with the case where only the LPC was transplanted, Induced LPC neurite outgrowth was significantly decreased when the antibody to HGF and / or VEGF was treated.

<7-2> 분화된 성장인자 다량 분비 인간 줄기세포에 의한 손상 척수조직의 세포사멸 억제 확인&Lt; 7-2 > Confirmation of inhibition of apoptosis of injured spinal cord tissue by differentiated growth factor-rich secretory human stem cells

본 발명자들은 상기 실시예 6-1 및 실시예 6-2에서 확인한 gfMSC의 세포 사멸 억제 효과가 ex vivo에서도 동일하게 작용하는지 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다. The present inventors performed the following experiments to confirm that the cell death-suppressing effect of gfMSC confirmed in Examples 6-1 and 6-2 is the same in ex vivo.

구체적으로, 상기 실시예 7-1과 동일한 방법으로 탈수초화된 신경조직 절편(LPC)을 제조하였다. 4개 절편을 한 개 막 삽입체에 조심스럽게 놓고, 50% Eagle's minimum essential medium(Gibco-BRL), 25% Hank's balanced salt solution, 25% horse serum(Gibco-BRL), 6.4 mg/ml 포도당 및 20 mM HEPES(Sigma-Aldrich)을 포함하는 배지 1 ml이 담긴 6 well 플레이트에 막 삽입체를 놓았다. 상기 조직절편은 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양되었고 배양배지는 1주일에 2번 교체하였다. 배양 7일에, 척수조직절편을 0.5 mg/ml 라이소레시틴(lysolecithin)으로 17시간 동안 처리하였다. 그리고 항-HGF 항체 또는 항-VEGF 항체를 처리하거나 처리하지 않은 새 배지로 교체하였다. 중간엽 줄기세포를 이식하기 위해서, uhMSC 또는 gfMSC는 트립신 처리 후 2,000 g에서 3분간 원심분리를 시행하였고, 침전된 세포를 PBS에서 현탁한 후 세포(1.5 μl 당 3 X 104개 세포)를 미세모세관 피펫이 연결된 흡입관 부품(aspirator tube assembly)을 이용하여 각 척수조직절편의 하부(ventral) 부분으로 직접 각각의 세포를 이식하였다. 각 그룹에서 라이소레시틴(lysolecithin)에 의해 매개된 세포 사멸을 In Situ Cell Death Detection Kit(Roche Diagnostics)를 사용하여 제조사의 지시에 따라 TUNEL(Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end labeling) 염색(빨간색)을 수행하였다. 이때, DAPI 염색(파란색)으로 핵을 관찰하였다. 상기 결과를 현미경 사진으로 관찰하여 도 6b의 C에 나타내었으며(화살표 머리: TUNEL-양성 세포), 상기 100배 확대의 현미경 사진으로부터 척수조직절편의 하부 부분의 TUNEL-양성 세포의 수를 측정하여 세포사멸 정도를 그래프로 도 6b의 D에 나타내었다. 막대그래프는 최소 5개 조직 절편의 평균±표준오차를 나타낸다.Specifically, dehydrated chitosan sections (LPC) were prepared in the same manner as in Example 7-1. The four sections were carefully placed in a single membrane insert and incubated in 50% Eagle's minimum essential medium (Gibco-BRL), 25% Hank's balanced salt solution, 25% horse serum (Gibco-BRL), 6.4 mg / The membrane insert was placed in a 6-well plate containing 1 ml of medium containing mM HEPES (Sigma-Aldrich). The tissue sections were cultured in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C, and the culture medium was changed twice a week. On day 7 of culture, spinal cord tissue sections were treated with 0.5 mg / ml lysolecithin for 17 hours. And the anti-HGF antibody or anti-VEGF antibody was replaced with fresh or untreated fresh medium. To transplant mesenchymal stem cells, uhMSC or gfMSC was centrifuged at 2,000 g for 3 min after trypsin treatment, and the precipitated cells were suspended in PBS, and the cells (3 x 10 4 cells per 1.5 μl) Each cell was directly implanted into the ventral portion of each spinal cord tissue section using an aspirator tube assembly with a capillary pipette. In each group, cell death mediated by lysolecithin was stained (red) with TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end labeling) using the In Situ Cell Death Detection Kit (Roche Diagnostics) Respectively. At this time, nuclei were observed with DAPI staining (blue). The above results were observed by a microscope and the number of TUNEL-positive cells in the lower part of the spinal cord tissue section was measured from the microscope photograph of the 100-fold magnification (arrowhead: TUNEL-positive cells) The degree of death is shown in a graph D in FIG. 6B. The bar graph represents the mean ± standard error of at least 5 tissue sections.

그 결과, 도 14c 및 도 14d에 나타난 바와 같이 LPC에 uhMSC를 이식한 경우와 비교하였을 때 gfMSC를 이식한 경우에서 라이소레시틴 처리에 의해 증가된 척수조직 절편의 세포 사멸이 더욱 감소되는 것을 확인하였다. 그러나 상기 gfMSC의 척수조직 절편의 세포 사멸 억제 효과는 HGF 및/또는 VEGF에 대한 항체 처리 여부에 유의한 차이를 보이지 않았다.As a result, as shown in FIG. 14C and FIG. 14D, when compared with the case of transplanting uhMSC into LPC, it was confirmed that the cell death of the spinal cord tissue slice increased by lyso lecithin treatment was further reduced in the case of transplanting gfMSC . However, the inhibitory effect of the gfMSC on the cell death of the spinal cord tissue sections did not show any significant difference in antibody treatment to HGF and / or VEGF.

<< 실험예Experimental Example 8>  8> HGFHGF  And VEGF가VEGF 신경세포 및 손상 척수조직에 미치는 영향 Effects on nerve cells and damaged spinal cord tissues

본 발명자들은 상기 실시예 6-1 내지 7-2에서 확인한 gfMSC의 신경세포의 신경돌기 및 세포 성장 증가 및 손상 척수조직 절편의 신경돌기 성장 및 세포사멸 억제 효과가 gfMSC가 분비하는 성장인자에 의한 것인지 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.The inventors of the present invention found that the increase in neurite outgrowth and cell growth of gfMSC and the inhibition of neurite outgrowth and apoptosis of injured spinal cord tissue sections of gfMSC as described in Examples 6-1 to 7-2 were due to the growth factors secreted by gfMSC The following experiment was performed to confirm.

<8-1> <8-1> HGFHGF  And VEGF에To VEGF 의한 신경세포의 신경돌기 성장 증가 확인 Of neurite outgrowth

본 발명자들은 0, 12.5, 25, 50 및 100 ng/ml의 재조합 HGF 또는 VEGF 단백질(R&D Systems)을 각각 배지에 첨가하여 48시간 동안 배양한 Neuro2A 세포에서 위상차 현미경을 사용하여 최소 한개 세포체 지름 길이 이상의 신경돌기를 가지는 세포의 비율 및 세포당 신경돌기 길이의 총합을 도 13a 및 도 13b에 각각 나타내었다.We used a phase contrast microscope in Neuro2A cells cultured for 48 hours with 0, 12.5, 25, 50 and 100 ng / ml of recombinant HGF or VEGF protein (R & D Systems) The ratio of the cells having neurites and the total number of neurites per cell are shown in FIGS. 13A and 13B, respectively.

그 결과, 도 15a 및 도 15b에 나타난 바와 같이 100 ng/ml HGF 및 50 ng/ml VEGF를 처리한 Neuro2A 세포에서 신경돌기 길이의 성장이 가장 높았다. As a result, neurite length growth was highest in Neuro2A cells treated with 100 ng / ml HGF and 50 ng / ml VEGF as shown in Figs. 15A and 15B.

<8-2> <8-2> HGFHGF  And VEGF에To VEGF 의한 신경세포의 성장 및 생존 증가 확인 Of neuronal cell growth and survival

본 발명자들은 0, 12.5, 25, 50 및 100 ng/ml의 재조합 HGF 및/또는 VEGF 단백질(R&D Systems)을 각각 배지에 첨가하여 48시간 동안 배양한 Neuro2A 세포를 트립판 블루로 염색하여 상기 단백질이 세포의 성장 및 생존에 미치는 영향을 확인하였다. 전체 세포수 및 생존세포의 비율을 각각 도 13c 및 도 13d에 나타내었다. 세포 생존률은 트립판 블루 염색이 되지 않은 세포(살아있는 세포)의 퍼센트로 측정되었다. 실험은 독립적으로 최소 3번 반복되었으며 평균±표준오차로 표시되었다.The present inventors stained the Neuro2A cells, which were cultured for 48 hours by adding 0, 12.5, 25, 50 and 100 ng / ml of recombinant HGF and / or VEGF protein (R & D Systems) Cell growth and viability. The total number of cells and the percentage of living cells are shown in Figures 13c and 13d, respectively. Cell viability was measured as percentage of cells (live cells) that were not stained with trypan blue staining. The experiments were repeated at least 3 times independently and expressed as mean ± standard error.

그 결과, 도 15c 및 도 15d에 나타난 바와 같이 외인성 HGF 및/또는 VEGF 단백질은 Neuro2A 세포의 신경돌기 성장 및 세포 생장을 증가시키는 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the exogenous HGF and / or VEGF protein increased neurite outgrowth and cell growth of Neuro2A cells as shown in Figs. 15C and 15D.

<8-3> <8-3> HGFHGF  And VEGF에To VEGF 의한 손상 척수 조직의 신경돌기 성장 증가 확인 Of increased neurite outgrowth in injured spinal cord tissue

상기 실시예 7-1과 동일한 방법으로 척수조직 절편의 신경섬유를 NF-M 항체 및 Alexa 546 항체(빨간색)로 염색하였다. 배양 7일째의 척수조직 절편을 0.5 mg/ml 라이소레시틴(lysolecithin)으로 17시간 동안 처리한 다음, 0, 12.5, 25, 50 및 100 ng/ml의 재조합 HGF 및/또는 VEGF 단백질을 각각 포함하는 배지에서 1주일간 배양하였다. 이후, 척수조직 절편에서 NF-M 면역형광 염색된 신경섬유의 상대적인 상대적인 통합 광학 밀도(IOD) 값을 상기 실시예 7-1과 동일한 방법으로 측정하였고, 상기 통합 광학 밀도는 대조군 척수조직 절편으로 표준화되었다. 그래프 가로축의 농도 단위(ng/ml)는 HGF 단독, VEGF 단독, 또는 HGF+VEGF의 혼합 농도를 지칭한다. 막대그래프는 최소 5개 조직 절편의 평균±표준오차를 나타낸다.The nerve fibers of the spinal cord tissue sections were stained with NF-M antibody and Alexa 546 antibody (red) in the same manner as in Example 7-1. The spinal cord tissue sections on the 7th day of culture were treated with 0.5 mg / ml lysolecithin for 17 hours and then treated with the recombinant HGF and / or VEGF protein at 0, 12.5, 25, 50 and 100 ng / And cultured in medium for 1 week. The relative relative optical density (IOD) values of the NF-M immunofluorescent stained nerve fibers in the spinal cord tissue sections were then measured in the same manner as in Example 7-1, and the integrated optical density was normalized to the control spinal cord tissue sections . The concentration unit (ng / ml) of the graph abscissa refers to the mixed concentration of HGF alone, VEGF alone, or HGF + VEGF. The bar graph represents the mean ± standard error of at least 5 tissue sections.

그 결과, 도 16e 및 도 16f에서 나타난 바와 같이 외인성 HGF 및/또는 VEGF 단백질이 손상된 척수조직 절편의 신경돌기 성장을 증가시키는 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that exogenous HGF and / or VEGF protein increased neurite outgrowth of injured spinal cord tissue sections as shown in Figs. 16E and 16F.

Claims (19)

신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나; 및
성장인자 과분비 세포를 포함하는 세포 재생용 조성물.
At least one selected from the group consisting of neural stem cells, neuronal cells, and neural neural cells; And
A composition for cell regeneration comprising growth factor hypersecretion cells.
청구항 1에 있어서, 상기 신경줄기세포, 신경세포, 가바성 신경세포 및 성장인자 과분비 세포는 중간엽 줄기세포로부터 유래된 세포인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the neural stem cells, neurons, GABA neurons, and growth factor hypersecretory cells are cells derived from mesenchymal stem cells.
청구항 1에 있어서, 상기 신경줄기세포, 신경세포 및 가바성 신경세포는 지방조직 유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 세포인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the neural stem cells, neurons, and neural cells are differentiated from adipose tissue-derived mesenchymal stem cells.
청구항 1에 있어서, 상기 성장인자 과분비 세포는 골수 유래 중간엽 줄기세포로부터 분화된 것인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the growth factor-secreting cells are differentiated from bone marrow-derived mesenchymal stem cells.
청구항 1에 있어서, 상기 세포 재생용 조성물은 성상세포 및 희소돌기아교세포로부터 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 세포에서 발현되는 마커를 발현하는 세포를 더 포함하는, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the composition for cell regeneration further comprises a cell expressing a marker expressed in at least one cell selected from the group consisting of astrocytes and rare prominent glue cells.
청구항 1에 있어서, 상기 신경줄기세포는 대칭 분열하는 세포인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the neural stem cells are symmetrically dividing cells.
청구항 1에 있어서, 상기 신경줄기세포는 Nestin, Sox2, Sox1, Musashi-1, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tuj1, Emx1 및 Ascl1로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.
[3] The method according to claim 1, wherein the neural stem cells are at least one selected from the group consisting of Nestin, Sox2, Soxl, Musashi-1, FoxGl, Nkx2.1, Pax6, Gli3, Vimentin, Tujl, Emxl, / RTI &gt;
청구항 1에 있어서, 상기 신경세포는 Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2 및 NeuN로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.
The neuronal cell of claim 1, wherein the neuron expresses at least one selected from the group consisting of Tuj1, MAP2, FoxG1, Nkx2.1, Pax6, Dlx2, Dlx5, Lhx6, GAD67, SCN5A, GFAP, S100, Olig2, A composition for cell regeneration.
청구항 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 NKX2.1, LHX6, TuJ1, MAP2, MGE, Dlx2, Dlx5, GABRA1, GABRA2, GABRA5, CALB2, GAD65, GAD67, PSD95, NF-M 및 SYP로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the GABA is selected from the group consisting of NKX2.1, LHX6, TuJ1, MAP2, MGE, Dlx2, Dlx5, GABRA1, GABRA2, GABRA5, CALB2, GAD65, GAD67, PSD95, NF-M and SYP And expressing at least one selected.
청구항 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 방사형의 신경돌기를 가진, 세포 재생용 조성물.
The composition of claim 1, wherein the Gabbee neuron has a radial neurite.
청구항 1에 있어서, 상기 가바성 신경세포는 글루탐산 수용체 차단제 처리시 자발적 억제성 시냅스 후 전류를 나타내는 것인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the Gabbee neuron exhibits a spontaneous inhibitory post-synaptic current upon treatment with a glutamate receptor blocker.
청구항 1에 있어서, 상기 성장인자 과분비 세포는 GFAP, P0, S100, CNPase 및 p75NTR로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 발현하는, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the growth factor-secreting cell expresses at least one selected from the group consisting of GFAP, Po, S100, CNPase and p75NTR.
청구항 1에 있어서, 상기 성장인자는 HGF(hepatocyte growth factor), VEGF(vascular endothelial growth factor), IGFBP-1(insulin-like growth factor binding protein-1), IGFBP-2, IGFBP-4, IGFBP-6 및 SCF(stem cell factor, VEGF 및 HGF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 세포 재생용 조성물.
The method of claim 1, wherein the growth factor is selected from the group consisting of HGF (hepatocyte growth factor), vascular endothelial growth factor (VEGF), insulin-like growth factor binding protein-1 (IGFBP-1), IGFBP-2, IGFBP- And at least one selected from the group consisting of SCF (stem cell factor, VEGF, and HGF).
청구항 1에 있어서, 상기 성장인자는 VEGF 및 HGF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 세포 재생용 조성물.
The composition for cell regeneration according to claim 1, wherein the growth factor is at least one selected from the group consisting of VEGF and HGF.
청구항 1에 있어서, 상기 세포 재생용 조성물은 Nerve Growth Factor(NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor(BDNF), Neurotrophin 3(NT-3), Neurotrophin 4/5(NT-4/5), Neurotrophin 6(NT-6), basic FGF, acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor(EGF), Hepatocyte Growth Factor(HGF), Insulin, Insulin Like Growth Factor 1(IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2(IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic Factor(GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6(IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor(CNTF) 및 LIF로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는, 세포 재생용 조성물.
The cell regeneration composition according to claim 1, wherein the composition for cell regeneration is selected from the group consisting of Nerve Growth Factor (NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin 3 (NT-3), Neurotrophin 4/5 (NT- Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2), Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2), Basic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor (EGF), Hepatocyte Growth Factor Wherein the cell further comprises at least one selected from the group consisting of Glia cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6 (IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor Composition for regeneration.
청구항 1의 세포 재생용 조성물을 포함하는 허혈성 질환 개선 또는 치료용 약학 조성물.
A pharmaceutical composition for improving or treating an ischemic disease comprising the composition for cell regeneration according to claim 1.
청구항 1의 세포 재생용 조성물을 포함하는 신경 질환 개선 또는 치료용 약학 조성물.
A pharmaceutical composition for improving or treating neurological diseases comprising the composition for cell regeneration according to claim 1.
청구항 16에 있어서, 상기 허혈성 질환은 외상, 이식시의 거부반응, 허혈성 뇌혈관장애, 허혈성 신장질환, 허혈성 폐질환, 감염증에 관련되는 허혈성 질환, 사지의 허혈성 질환 및 허혈성 심질환으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인, 허혈성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
[Claim 16] The method of claim 16, wherein the ischemic disease is selected from the group consisting of trauma, rejection upon transplantation, ischemic cerebrovascular disorder, ischemic renal disease, ischemic lung disease, ischemic disease associated with infectious disease, ischemic disease of limb and ischemic heart disease A pharmaceutical composition for prevention or treatment of ischemic diseases, which is any one.
청구항 17에 있어서, 상기 신경 질환은 뇌졸중 (stroke), 파킨슨씨병, 알츠하이머병, 피크병 (Pick's disease), 헌팅톤병 (Huntington's disease), 근위축성 측면 경화증 (Amyotrophic lateral sclerosis), 외상성 중추 신경계 질환 (traumatic central nervous system diseases) 및 척수 손상 질환 (spinal cord injury disease)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인, 신경 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.18. The method of claim 17, wherein the neurological disease is selected from the group consisting of stroke, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, Pick's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis, traumatic central nervous system disease central nervous system diseases, and spinal cord injury disease.
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