KR20180078160A - A method for manufacturing of mesenchymal stem cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인간 다능성 줄기세포로부터 중간엽 줄기세포를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 중간엽 줄기세포에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing mesenchymal stem cells from human pluripotent stem cells and mesenchymal stem cells prepared by the method.
세포 치료제는 질병 치료에 있어 약물이나 외과적 수술 등을 통하여 제한적으로 치료가 가능하다고 생각되었던 부분을 세포 특히 줄기세포를 통하여 '근본적인 치료'를 가능하도록 하여 의약계의 새로운 패러다임으로 급부상하고 있는 분야이다. 특히 재생의학(regenerative medicine) 분야에서 고령화, 질병, 사고 등으로 손상받거나 기능이 저하된 조직과 장기를 재생시키거나 대체하여 기능을 회복하도록 함으로써 질병에 대항하는 새로운 기술분야이며, 난치성 질환의 치료대안으로 부각되고 있는 분야이다. Cell therapy is an emerging paradigm in the medical field by allowing 'fundamental treatment' through cells, especially stem cells, where it is thought that limited treatment is possible through drugs or surgical operations in the treatment of diseases. In particular, regenerative medicine is a new technology field against diseases by regenerating or replacing tissues and organs that have been damaged or deteriorated by aging, diseases, accidents, etc., Is a field that has been highlighted.
한편, 재생의학 분야에 있어서 손상된 조직 회복에 유용하게 사용될 수 있는 것으로서 중간엽 줄기세포(MSC, Mesenchymal Stem Cell)가 고려되어 왔다. 그러나 중간엽 줄기세포를 얻는 과정에서 외과적인 요소가 필요하고, 때로는 얻어진 중간엽 줄기세포들간의 특성 또한 불일치 되는 문제점이 있다. 따라서 많은 양의 중간엽 줄기세포를 얻기 위하여, 배아줄기세포, 핵 이식 다능성 줄기세포와 같은 다능성 줄기세포로부터 중간엽 줄기세포를 제조하는 방법이 요구되고 있다.On the other hand, Mesenchymal Stem Cell (MSC) has been considered as one that can be usefully used for repairing damaged tissues in the field of regenerative medicine. However, in the process of obtaining mesenchymal stem cells, a surgical factor is required, and sometimes there is a disagreement between the characteristics of the obtained mesenchymal stem cells. Therefore, in order to obtain a large amount of mesenchymal stem cells, a method for producing mesenchymal stem cells from pluripotent stem cells such as embryonic stem cells and nuclear transfer pluripotent stem cells is required.
본 발명자들은 인간 다능성 줄기세포로부터 배아체를 형성하여 중간엽 줄기세포를 제조하는 방법을 개발하여 본 발명을 이르게 되었다. The inventors of the present invention have developed a method for producing mesenchymal stem cells by forming embryoid bodies from human pluripotent stem cells, leading to the present invention.
따라서, 본 발명은 인간 다능성 줄기세포로부터 중간엽 줄기세포의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing mesenchymal stem cells from human pluripotent stem cells.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 중간엽 줄기세포를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide mesenchymal stem cells prepared by the above method.
본 발명은 a) 인간 다능성 줄기세포(hPSC, human Pluripotent Stem Cell)를 생성시키는 단계; b) 상기 인간 다능성 줄기세포를 배아체(EB, Embryoid body)로 형성시키는 단계; 및 c) 상기 배아체를 배양하여 중간엽 줄기세포(MSC, Mesenchymal Stem Cell)로 제조하는 단계를 포함하는 중간엽 줄기세포의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of producing a human pluripotent stem cell (hPSC) comprising: a) producing a human pluripotent stem cell (hPSC); b) forming the human pluripotent stem cells into an embryoid body (EB); And c) culturing the embryoid body to prepare mesenchymal stem cells (MSCs).
일례로 상기 인간 다능성 줄기세포는 핵 이식 다능성 줄기세포(NT-hPSC), 반수성체-유래 다능성 줄기세포(pn-hPSC), 역분화 만능 줄기세포(iPSC), 또는 배아줄기세포(ESC, Embryonic Stem Cell)인 것일 수 있다.For example, the human pluripotent stem cells can be selected from the group consisting of nuclear transfer pluripotent stem cells (NT-hPSC), hematopoietic-derived pluripotent stem cells (pn-hPSC), reprogrammed pluripotent stem cells (iPSC) , Embryonic Stem Cell).
일례로 상기 a) 단계는 동형접합 세포로부터 핵을 분리하여 핵 이식 인간 다능성 줄기세포(NT-hPSC)를 생성시키는 단계이며, a) 단계 전에 복수의 기증자(donation) 조직으로부터 동형접합(Homozygous) 여부를 스크리닝하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.For example, the step a) is a step of separating nuclei from homozygous cells to generate nuclear-engrafting human pluripotent stem cells (NT-hPSCs), which are homozygous from a plurality of donation tissues prior to the step a) Or < / RTI >
다른 일례로 상기 스크리닝은 HLA(human leukocyte antigen)-A, HLA-B, HLA-DR의 유전자가 동형접합인 것일 수 있다.In another example, the screening may be a homozygote for the genes of human leukocyte antigen (HLA) -A, HLA-B, and HLA-DR.
일례로 상기 a) 단계는 핵 이식 인간 다능성 줄기세포(NT-hPSC)를 생성시키는 단계이며, 상기 a)단계는, 난모세포의 핵을 제거하는 단계; 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하여 핵 이식된 (NT) 난모세포를 생성하는 단계; 포스트-활성화 배지에서 인큐베이션하여 상기 NT 난모세포를 활성화하는 단계; 상기 활성화된 NT 난모세포로부터 배반포를 생성하는 단계; 및 배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 ICM 세포는 NT-hPSC 세포로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함하는 것일 수 있다.For example, the step a) is a step of generating nuclear transfer human pluripotent stem cells (NT-hPSC), and the step a) includes the steps of removing nuclei of oocytes; Adding one or more nuclei of one or more donor cells to produce nuclear-engrafted (NT) oocytes; Incubating in a post-activated medium to activate said NT oocyte; Generating a blastocyst from the activated NT oocyte; And isolating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the ICM cells are further capable of incubating with NT-hPSC cells.
다른 일례로 상기 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 단백질 인산가수분해효소 저해제(protein phosphatase inhibitor)을 포함하는 배지에서 이루어지는 것일 수 있다.In another example, the step of removing the nuclei of the oocyte may be performed in a medium containing a protein phosphatase inhibitor.
또 다른 일례로 상기 단백질 인산가수분해효소 저해제는 카페인일 수 있다.As another example, the protein phosphatase inhibitor may be caffeine.
또 다른 일례로 상기 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하는 단계는 직접 주입을 포함하는 것일 수 있다.In yet another embodiment, the step of adding one or more nuclei of the one or more donor cells may involve direct injection.
또 다른 일례로 상기 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하는 단계는 체세포 융합을 포함하는 것일 수 있다.In yet another embodiment, the step of adding one or more nuclei of the one or more donor cells may involve somatic cell fusion.
또 다른 일례로 상기 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵은 후생학적 조절인자(epigenetic modifying agents)와 접촉된 것일 수 있다.In yet another example, one or more nuclei of the one or more donor cells may be contacted with epigenetic modifying agents.
또 다른 일례로 상기 후생학적 조절인자는 히스톤 아세틸기전달효소(HAT, histone acetyl transferase) 단백질, 히스톤 탈아세틸효소(HDAC, histone deacetylase) 단백질, 라이신 디메틸라아제(KDM) 도메인 단백질 및 단백질 메틸 전달효소(PMT, protein methyl transferase) 도메인 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In another example, the eugenic regulator may be a histone acetyl transferase (HAT) protein, a histone deacetylase (HDAC) protein, a lysine dimethylazase (KDM) domain protein, (PMT) protein domain transferase protein.
또 다른 일례로 상기 후생학적 조절인자는 siRNA(small interfering RNA), 저분자, 단백질, 펩티드 또는 항체인 것일 수 있다.In another example, the epigenetic regulator may be siRNA (small interfering RNA), a low molecular weight protein, a peptide, or an antibody.
또 다른 일례로 상기 후생학적 조절인자는 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc 및 Lin2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In another example, the eugenic regulator may be at least one selected from the group consisting of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, and Lin2.
또 다른 일례로 상기 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하여 핵 이식된 (NT) 난모세포를 생성하는 단계는 센다이바이러스, 그의 단백질 또는 추출물을 포함하는 배지에서 이루어지는 것일 수 있다.In yet another embodiment, the step of adding nuclear of at least one of the donor cells to produce nuclear-engrafted (NT) oocytes may be in a medium comprising Sendai virus, a protein thereof or an extract thereof.
또 다른 일례로 상기 하나 이상의 공여체 세포는 체세포 또는 생식세포를 포함하는 것일 수 있다.In yet another example, the one or more donor cells may be somatic cells or germ cells.
또 다른 일례로 상기 NT 난모세포를 활성화하는 단계에서의 포스트-활성화 배지는 6-DMAP, 퓨로마이신(puromycin), 에탄올(ethanol), CHX(cycloheximide), TSA(trichostatin A), 및 CB(cytochalasin B)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.In another example, the post-activation medium in the step of activating NT oocytes is 6-DMAP, puromycin, ethanol, CHX (cycloheximide), TSA (trichostatin A), and CB (cytochalasin B ) May be included.
또 다른 일례로 상기 NT 난모세포는 후생학적 조절인자의 존재 하에서 배양된 것일 수 있다.In another example, the NT oocyte may be cultured in the presence of an epigenetic regulator.
또 다른 일례로 상기 a) 단계는 자외선의 부재 하에서 수행되는 것일 수 있다.In another example, the step a) may be carried out in the absence of ultraviolet light.
또 다른 일례로 상기 a) 단계는 난모세포로 정자 인자(sperm factors)를 주입하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.As another example, the step a) may include injecting sperm factors into an oocyte.
일례로 상기 a) 단계는 반수성체-유래 인간 다능성 줄기 세포(pn-hPSC)를 생성시키는 단계이며, 상기 a) 단계는, 난모세포를 활성화하는 단계; 포스트-활성화 배지에서 상기 활성화된 난모세포를 인큐베이션하여 반수성체를 생성하는 단계; 배양 배지에서 상기 반수성체를 인큐베이션하여 배반포를 형성하는 단계; 및 상기 배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 내세포괴 세포는 pn-hPSC로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함하는 것일 수 있다.For example, the step a) is a step of generating hemihydrate-derived human pluripotent stem cells (pn-hPSC), wherein the step a) comprises the steps of activating oocytes; Incubating the activated oocytes in a post-activated medium to produce a hemihydrate; Incubating the semi-adulterate in a culture medium to form a blastocyst; And separating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the inner cell mass is further cultured with pn-hPSC.
다른 일례로 전기적 및/또는 화학적 자극을 가하여 난모세포를 활성화시킬 수 있다. In another example, oocytes can be activated by applying electrical and / or chemical stimulation.
또 다른 일례로 상기 난모세포를 활성화하는 단계에서의 화학적 자극은 활성화 배지에서 인큐베이션 하는 것일 수 있다.In another example, the chemical stimulation in the step of activating the oocyte may be incubation in an activated medium.
또 다른 일례로 상기 활성화 배지는 칼슘 이온운반체를 포함하는 것일 수 있다.In another example, the activation medium may be one comprising a calcium ion carrier.
또 다른 일례로 상기 칼슘 이온운반체는 이오노마이신, A23187, 부베리신(beauvericin), X-537A, 및 아베나시올리드(avenaciolide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.In another example, the calcium ion carrier may comprise at least one member selected from the group consisting of ionomycin, A23187, beauvericin, X-537A, and avenaciolide.
또 다른 일례로 상기 반수성체를 생성하는 단계에서의 포스트-활성화 배지는 상기 NT 난모세포를 활성화하는 단계에서의 활성화 배지는 6-DMAP, 퓨로마이신(puromycin), 에탄올(ethanol), CHX(cycloheximide), TSA(trichostatin A), 및 CB(cytochalasin B)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.In yet another embodiment, the post-activation medium in the step of generating the semi-adulterated body is selected from the group consisting of 6-DMAP, puromycin, ethanol, CHX (cycloheximide) , TSA (trichostatin A), and CB (cytochalasin B).
또 다른 일례로 상기 반수성체를 생성하는 단계에서의 포스트-활성화 배지는 제2극체 방출을 막지 않는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the post-activation medium in the step of generating the hemihydrate may comprise a compound that does not block the second polar body emission.
또 다른 일례로 상기 난모세포는 중기 II (MII) 단계 난모세포를 포함하는 것일 수 있다.In yet another example, the oocyte may comprise middle stage II (MII) stage oocytes.
또 다른 일례로 상기 난모세포는 중기 I (MI) 단계 난모세포를 포함하는 것일 수 있다.In another example, the oocyte may comprise middle stage I (MI) stage oocytes.
또 다른 일례로 상기 난모세포는 단일 전핵(pronuclear) 난모세포를 포함하는 것일 수 있다.In another example, the oocyte may comprise a single pronuclear oocyte.
또 다른 일례로 상기 pn-hPSC는 이형접합(heterozygous) 또는 동형접합(homozygous)인 것일 수 있다.In another example, the pn-hPSC may be heterozygous or homozygous.
또 다른 일례로 상기 pn-hPSC는 집단의 1% 이상과 면역적합성 인간 백혈구 항원 (HLA) 일배체형(haplotype)을 갖는 다능성 세포를 포함하는 것일 수 있다.In another example, the pn-hPSC may comprise multipotent cells having at least 1% of the population and an immunocompetent human leukocyte antigen (HLA) haplotype.
또 다른 일례로 상기 HLA 일배체형은 HLA-A, HLA-B, 및 HLA-DR를 포함하는 것일 수 있다.In another example, the HLA haplotype may be one comprising HLA-A, HLA-B, and HLA-DR.
또 다른 일례로 상기 a)단계는 난모세포로 정자 인자를 주입하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.As another example, the step a) may include injecting a sperm factor into an oocyte.
또 다른 일례로 상기 난모세포는 CARM 1 및/또는 Esrrb의 존재 하에서 인큐베이션되는 것일 수 있다.In another example, the oocyte may be incubated in the presence of CARM1 and / or Esrrb.
일례로 상기 b) 단계는 hPSC를 현탁 배양하는 것일 수 있다.For example, step b) may be a suspension culture of hPSC.
다른 일례로 상기 현탁 배양기간은 1일 내지 14일인 것일 수 있다.In another example, the suspension culture period may be from 1 day to 14 days.
또 다른 일례로 상기 b) 단계는 hPSC를 넉아웃 혈청 대체제(KSR, knockout-serum replacement)가 첨가된 DMEM/F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) 배지에서 배양하여 EB로 형성시키는 것일 수 있다.In another example, step b) comprises culturing hPSC in DMEM / F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) supplemented with knockout-serum replacement (KSR) .
또 다른 일례로 상기 b) 단계는 hPSC를 2개 이상의 군(clump)으로 분리한 후 배양하는 것일 수 있다.As another example, step b) may be performed by separating hPSC into two or more clumps and then culturing.
일례로 상기 c)단계는, TGF-β 저해제가 첨가된 배지 및/또는 저포도당(low glucose) 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하거나, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양하는 단계; 및 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.For example, the step c) comprises culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and / or low glucose, or culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor; And culturing the EB in a medium with low glucose conditions.
다른 일례로, 상기 EB를 bFGF가 없는 조건(bFGF free)에서 배양하는 것일 수 있다.In another example, the EB can be cultured under conditions free of bFGF (bFGF free).
또 다른 일례로 상기 저포도당 조건의 배지에서 EB를 부착 배양하는 것일 수 있다.As another example, it may be the EB adherent culture in the medium of the low glucose condition.
또 다른 일례로 상기 c)단계는, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 10 내지 18일간 배양하는 단계; 및 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 12 내지 20일간 배양하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.In another embodiment, the step c) comprises culturing the EB for 10 to 18 days in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor; And culturing the EB for 12 to 20 days in a medium with low glucose conditions.
또 다른 일례로 상기 c)단계는, EB를 TGF-β 저해제 및 KSR이 보충된 DMEM/F12 배지에서 배양하는 단계; 및 혈청 및 항생제가 첨가된 저포도당 조건의 DMEM/F12 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.In another embodiment, the step c) comprises culturing the EB in a DMEM / F12 medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and KSR; And culturing the EB in DMEM / F12 medium with low glucose conditions supplemented with serum and antibiotics.
또 다른 일례로 상기 c)단계는, TGF-β 저해제가 첨가된 배지 및/또는 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계; 및 상기 배지에서 배양된 EB의 결과물(outgrowth)을 MSC 증식 배지에서 배양하는 단계를 포함하거나, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양하는 단계; 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계; 및 상기 배지에서 배양된 EB의 결과물을 MSC 증식 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.In another embodiment, the step c) comprises: culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and / or a medium in a low glucose condition; And culturing the outgrowth of EB cultured in the medium in an MSC proliferation medium, or culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor; Culturing said EB in a medium with low glucose conditions; And culturing the resultant of EB cultured in the medium in an MSC proliferation medium.
또 다른 일례로 상기 MSC 증식 배지는 혈청, 항생제, 비필수 아미노산(NEAA) 및 β-머갑토에탄올(mercaptoethanol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 첨가된 DMEM 배지일 수 있다.As another example, the MSC growth medium may be DMEM medium supplemented with at least one member selected from the group consisting of serum, antibiotics, non-essential amino acids (NEAA) and? -Mercaptoethanol.
또 다른 일례로 상기 EB의 결과물을 단일 세포로 분리하여 부착 배양 한 후 MSC 증식 배지에서 배양하는 것일 수 있다.As another example, the result of EB may be separated into single cells, followed by adherent culture, followed by culturing in MSC proliferation medium.
일례로, 상기 c)단계는 bFGF가 제외된 조건(bFGF free)에서 배양하는 것일 수 있다.For example, step c) may be a step of culturing under bFGF free conditions.
다른 일례로 상기 c)단계는 bFGF가 제외된 배지에서 EB를 배양한 후 TFG-β 저해제를 첨가하여 배양하는 단계; 저포도당 조건에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, the step c) comprises culturing EB in a medium in which bFGF is excluded, followed by culturing with addition of a TFG-? Inhibitor; And culturing the EB in low glucose conditions.
일례로 상기 MSC의 80% 이상이 마커 CD29, CD44 및 CD90에 대하여 양성이며, 20% 이상이 마커 CD105에 대하여 양성인 것일 수 있다.For example, more than 80% of the MSCs may be positive for the markers CD29, CD44 and CD90, and more than 20% may be positive for the marker CD105.
다른 일례로 상기 MSC의 80% 이상이 마커 CD29, CD44, CD90 및 CD105에 대하여 양성인 것일 수 있다.In another example, more than 80% of the MSCs may be positive for the markers CD29, CD44, CD90 and CD105.
또 다른 일례로 상기 MSC의 5% 미만이 마커 TRA1-60, SSEA4, CD34 및 CD45에 대하여 음성인 것일 수 있다.In another example, less than 5% of the MSCs may be negative for the markers TRA1-60, SSEA4, CD34, and CD45.
또 다른 일례로 상기 MSC의 3% 미만이 마커 TRA1-60, SSEA4, CD34 및 CD45에 대하여 음성인 것일 수 있다.In another example, less than 3% of the MSCs may be negative for the markers TRA1-60, SSEA4, CD34 and CD45.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 5회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 5 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 10회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 10 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 15회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 15 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC의 배가시간(doubling time)은 35 내지 48시간인 것일 수 있다.As another example, the doubling time of the MSC may be 35 to 48 hours.
또 다른 일례로 상기 MSC의 배가시간(doubling time)은 41 내지 45시간인 것일 수 있다.As another example, the MSC may have a doubling time of 41 to 45 hours.
또 다른 일례로 상기 MSC는 조혈모세포, 근육세포, 심근세포, 간 세포, 연골세포, 상피 세포, 비뇨기관 세포, 신장세포, 혈관세포, 망막세포 및 뉴런 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분화능을 갖는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be one or more of the following types of selected from the group consisting of hematopoietic stem cells, muscle cells, myocardial cells, liver cells, chondrocytes, epithelial cells, urinary tract cells, kidney cells, blood vessel cells, retinal cells, Lt; / RTI >
또 다른 일례로 상기 방법은 d) 상기 제조된 중간엽 줄기세포(MSC)로부터 단일 세포를 분리하는 단계; 및 e) 상기 분리된 단일 세포를 배양하여 단일세포 유래 MSC를 제조하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. In another embodiment, the method comprises: d) separating a single cell from the prepared mesenchymal stem cell (MSC); And e) culturing the isolated single cells to produce single cell-derived MSCs.
또 다른 일례로, 상기 d) 단계의 중간엽 줄기세포는 초기 계대의 세포, 예를 들면, P1 내지 P9의 세포인 것일 수 있다. In another example, the mesenchymal stem cells of step d) may be cells of the early passage, for example P1 to P9.
또 다른 일례로, 상기 e) 단계의 배양은 bFGF를 포함하는 배지에서 배양하는 것일 수 있다. As another example, the culture of step e) may be cultured in a medium containing bFGF.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 중간엽 줄기세포(MSC)를 제공한다.The present invention also provides mesenchymal stem cells (MSCs) prepared by the above method.
일례로 상기 MSC의 80% 이상이 마커 CD29, CD44 및 CD90에 대하여 양성이며, 20% 이상이 마커 CD105에 대하여 양성인 것일 수 있다.For example, more than 80% of the MSCs may be positive for the markers CD29, CD44 and CD90, and more than 20% may be positive for the marker CD105.
다른 일례로 상기 MSC의 80% 이상이 마커 CD29, CD44, CD90 및 CD105에 대하여 양성인 것일 수 있다.In another example, more than 80% of the MSCs may be positive for the markers CD29, CD44, CD90 and CD105.
또 다른 일례로 상기 MSC의 5% 미만이 마커 TRA1-60, SSEA4, CD34 및 CD45에 대하여 음성인 것일 수 있다.In another example, less than 5% of the MSCs may be negative for the markers TRA1-60, SSEA4, CD34, and CD45.
또 다른 일례로 상기 MSC의 3% 미만이 마커 TRA1-60, SSEA4, CD34 및 CD45에 대하여 음성인 것일 수 있다.In another example, less than 3% of the MSCs may be negative for the markers TRA1-60, SSEA4, CD34 and CD45.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 5회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 5 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 10회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 10 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC는 세포 배양에서 적어도 15회의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be capable of replicating at least 15 passages in cell culture.
또 다른 일례로 상기 MSC의 배가시간(doubling time)은 35 내지 48시간인 것일 수 있다.As another example, the doubling time of the MSC may be 35 to 48 hours.
또 다른 일례로 상기 MSC의 배가시간(doubling time)은 41 내지 45시간인 것일 수 있다.As another example, the MSC may have a doubling time of 41 to 45 hours.
또 다른 일례로 상기 MSC는 조혈모세포, 근육세포, 심근세포, 간 세포, 연골세포, 상피 세포, 비뇨기관 세포, 신장세포, 혈관세포, 망막세포 및 뉴런 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분화능을 갖는 것일 수 있다.In another example, the MSC may be one or more of the following types of selected from the group consisting of hematopoietic stem cells, muscle cells, myocardial cells, liver cells, chondrocytes, epithelial cells, urinary tract cells, kidney cells, blood vessel cells, retinal cells, Lt; / RTI >
본 발명에 따라 제조된 중간엽 줄기세포는 다양한 질환 또는 장애의 치료를 가능하도록 한다. 당뇨, 골관절염 및 파킨슨병 등 다양한 질환에 치료를 위하여 이식가능한 세포 및 조직 재료를 제공할 수 있다.The mesenchymal stem cells prepared according to the present invention enable the treatment of various diseases or disorders. Diabetes, osteoarthritis, and Parkinson ' s disease.
도 1은 현 제대혈 관리 및 연구에 관한 법률에 따라 세포수 7억개 미만일 경우 폐기용으로 분류됨을 나타낸 그림이다.
도 2는 실시예 1 공여세포의 염색체 검사결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC의 염색체 검사결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC의 (a) genomic DNA 검사결과와 (b) mitochondrial DNA 검사결과로 공여 체세포 및 공여 난모세포와 비교하여 보여주는 것이다.
도 5는 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC의 줄기세포 마커의 immunochemistry 분석 결과를 보여주는 것이다.
도 6은 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC의 줄기세포 마커의 RT-PCR 분석결과를 보여주는 것이다.
도 7은 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC의 삼배엽성 유래 세포로 분화할 수 있는 전분화능을 확인하기 위한 실험 결과로, 배아체를 형성하여 14일간 배양 후 확인한 (a) 삼배엽성 분화 마커의 immunohistochemistry 분석결과 및 (b) 마커의 RT-PCR 결과와 (c) 면역결핍생쥐에 주입하여 형성된 테라토마의 조직분석결과를 보여준다.
도 8은 (a) 배아줄기세포 유래 RPE세포와 실시예 1에서 제조된 NT-hPSC 유래 RPE세포의 형태와 (b) RPE 세포의 마커를 비교한 결과로 차이가 없음을 보여주는 것이다.
도 9는 실시예 3에 따른 hPSC로부터의 MSC 제조과정을 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 3에 따른 hPSC로부터의 MSC 제조과정에서의 현미경 관찰 사진을 나타낸 것이다.
도 11의 (a)는 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC)의 배가시간(doubling time)을 나타낸 것이며, (b)는 계대별 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC의 누계 세포 수(cumulative cell numbers)를 나타낸 것이고, (c)는 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC의 누계 배가 수(cumulative doubling numbers)를 나타낸 것이다 (Bar: mean±SE, n=3, triplicate).
도 12는 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC)의 유세포 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 13은 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC의 지방생성(adipogenesis), 골형성(osteogenesis) 및 연골발생(chondrogenesis) 분화능을 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 14는 골형성 마커(COL1, Runx2), 지방생성 마커 (PPARγ, C/EBPα) 및 연골발생 마커(COMP, Sox9)의 발현을 RT-PCR 기법을 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 15는 CHA-hES 15 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC), CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 hBM-MSC의 (a) 누계 세포 수 (cumulative cell numbers) 및 (b) 계대별 누계 배가 수(cumulative doubling numbers)를 나타낸 그래프이다.
도 16은 CHA-hES 15 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC)의 유세포 분석 결과를 나타낸 것이다. FIG. 1 is a graph showing that when the number of cells is less than 700 million cells according to the current UCB management and research laws, it is classified as disposal.
Fig. 2 shows the result of chromosomal analysis of the donor cell of Example 1. Fig.
FIG. 3 shows the result of chromosome analysis of the NT-hPSC prepared in Example 1. FIG.
FIG. 4 shows the result of (a) genomic DNA test of NT-hPSC prepared in Example 1 and (b) mitochondrial DNA test as compared with donor somatic cell and donor oocyte.
Fig. 5 shows immunochemistry analysis results of the stem cell markers of NT-hPSC prepared in Example 1. Fig.
Fig. 6 shows RT-PCR analysis of the stem cell marker of NT-hPSC prepared in Example 1. Fig.
FIG. 7 is a graph showing the results of experiments for confirming the ability of the NT-hPSC to differentiate into triploid derived cells prepared in Example 1. As shown in FIG. 7, the embryoid bodies were formed and cultured for 14 days. immunohistochemistry analysis results, (b) RT-PCR results of marker, and (c) tissue analysis of teratoma formed by injection into immunodeficient mice.
FIG. 8 shows that there is no difference between (a) the morphology of RPE cells derived from embryonic stem cells and the type of RPE cells derived from NT-hPSC prepared in Example 1 and (b) the markers of RPE cells.
9 shows a process of manufacturing MSC from the hPSC according to the third embodiment.
10 is a microscopic photograph of the hPSC according to Example 3 during MSC production.
11A shows the doubling time of CHA-
Fig. 12 shows flow cytometric analysis results of CHA-hES 15-derived MSC (CHA-
Figure 13 shows the adipogenesis, osteogenesis and chondrogenesis of CHA-
FIG. 14 shows the results of RT-PCR analysis of the expression of bone formation markers (COL1, Runx2), lipogenesis markers (PPARγ, C / EBPα) and cartilage development markers (COMP, Sox9).
Figure 15 shows (a) the cumulative number of cells of CHA-
FIG. 16 shows flow cytometric analysis results of CHA-
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.All technical terms used in the present invention are meant to be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains in general, unless otherwise defined. In addition, preferred methods or samples are described in this specification, but similar or equivalent ones are also included in the scope of the present invention.
본 발명에서 "줄기세포"는 자가재생할 수 있고 (미분화된 상태를 유지하면서 다수의 세포 분열 주기를 통과하는 능력을 갖고) 1종 이상의 다중분화능 (1종 이상의 전문화된 세포로 분화하는 성능)을 나타낼 수 있는 세포를 의미한다. 중간엽 줄기세포(MSC, Mesenchymal Stem Cell)는 뼈, 연골, 지방, 근육세포를 포함한 여러 가지 중배엽성 세포 또는 신경세포와 같은 외배엽성 세포로도 분화하는 능력을 가진 다분화능 줄기세포이다.In the present invention, " stem cells " are capable of self-renewing (having the ability to pass multiple cell division cycles while maintaining undifferentiated state) and exhibit one or more pluripotency (ability to differentiate into one or more specialized cells) Cells that can be treated. Mesenchymal Stem Cell (MSC) is a multipotential stem cell capable of differentiating into mesodermal cells such as bone, cartilage, fat, muscle cells and various mesodermal cells or nerve cells.
본 발명에서 "체세포"는 성세포 또는 이의 전구체를 제외한 체내의 임의의 조직세포를 의미한다. The term " somatic cell " in the present invention means any tissue cell in the body except for a sex cell or its precursor.
본 발명에서 사용된 "성숙"은 최종적으로 분화된 세포 종류를 향하여 인도하는 조화된 생화학적 단계들로 구성된 과정을 의미한다. &Quot; Maturation " as used herein refers to a process consisting of harmonious biochemical steps leading to a finally differentiated cell type.
본 발명에서 "분화"는 특정 형태 또는 기능에 대한 세포의 적응을 의미한다. In the present invention, " differentiation " means adaptation of a cell to a specific form or function.
본 발명에서 "분화된 세포"는 본 명세서에 그 용어가 정의된 것처럼 이의 원래 형태에서 다능성이 아닌 임의의 체세포를 포함한다. 따라서, 용어 "분화된 세포"는 또한 부분 분화된 세포, 예컨대 다분화능 세포, 또는 본 명세서에 기재된 임의의 조성물 및 방법을 이용하여 생성된 안정한, 비다능성 부분 재프로그래밍된 또는 부분 분화된 세포인 세포를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 분화된 세포는 안정한 중간 세포, 예컨대 비다능성, 부분 재프로그래밍된 세포인 세포이다. 배양물 중에 많은 1차 세포를 위치시키면 완전 분화된 특성을 약간 소실할 수 있는 것에 유의해야 한다. 따라서, 이러한 분화된 또는 체세포를 단순히 배양하는 것은 이 세포가 비분화된 세포(예를 들면 미분화 세포) 또는 다능성 세포가 되게 하지 않는다. 분화된 세포(안정한, 비다능성 부분 재프로그래밍된 세포 중간체를 포함)의 전분화능으로의 전이는 배양물 중에 위치시킬 때 분화된 특성을 부분 소실시키는 자극을 넘는 재프로그래밍 자극을 필요로 한다. 재프로그래밍된, 몇몇 실시양태에서, 부분 재프로그래밍된 세포는 또한 일반적으로 배양물 중에 오직 제한된 수의 분열에 대한 능력을 갖는 더 낮은 발생 가능성을 갖는 모 세포에 비해 성장 가능성의 소실 없이 연장된 계대배양을 겪는 능력을 갖는 특성을 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 용어 "분화된 세포"는 또한 (예를 들면, 미분화 세포 또는 재프로그래밍된 세포로부터) 덜 특수화된 세포 유형(즉, 발생 가능성 증가)의 세포(여기서, 세포는 세포내 분화 공정을 겪음)로부터 유래한 더 특수화된 세포 유형(즉, 발생 가능성 감소)의 세포를 의미한다. 바람직하게는 본 발명에서 조혈모세포, 근육 세포, 심근 세포, 간 세포, 연골 세포, 상피 세포, 비뇨기관 세포, 지방세포, 신장세포, 혈관세포, 망막세포, 중간엽 줄기세포(MSC) 및 뉴런 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이나 제한되는 것은 아니다. &Quot; Differentiated cells " in the present invention include any somatic cell that is not pluripotent in its original form as the term is defined herein. Thus, the term " differentiated cell " may also be a partially differentiated cell, such as a multipotent cell, or a cell that is a stable, non-functional partially reprogrammed or partially differentiated cell produced using any of the compositions and methods described herein . In some embodiments, the differentiated cells are stable intermediate cells, such as cells that are non-functional, partially reprogrammed cells. It should be noted that placing many of the primary cells in the culture can slightly erase the fully differentiated characteristics. Thus, simply culturing these differentiated or somatic cells does not make them become undifferentiated cells (e. G. Undifferentiated cells) or pluripotent cells. Transfer to differentiation potential of differentiated cells (including stable, non-functional partially reprogrammed cell intermediates) requires reprogramming stimulation beyond stimulation to partially attenuate the differentiated characteristics when placed in culture. In some reprogrammed, reprogrammed, partially reprogrammed cells can also be grown in extended subculture without loss of growth potential, as compared to parent cells that generally have a lower probability of development having only a limited number of cleavage in cultures To have the ability to suffer. In some embodiments, the term " differentiated cell " also encompasses a cell of a less specialized cell type (i. E., Increased likelihood of development) (e.g., from an undifferentiated or reprogrammed cell) (I. E., Reduced likelihood) stemming from < / RTI > Preferably, in the present invention, hematopoietic stem cells, muscle cells, cardiomyocytes, liver cells, chondrocytes, epithelial cells, urinary organs, adipocytes, kidney cells, vascular cells, retinal cells, mesenchymal stem cells (MSC) And the like.
본 발명에서, "면역적합항원 동형접합"이란, 공여자의 부계와 모계에서 물려받은 각각의 HLA-A, HLA-B, HLA-DR 유전자들의 유전형이 완전히 동일하여 6개가 아닌 3개의 HLA 유전형을 가진 것을 의미한다.In the present invention, " immunoconjugate homozygous junction " means that the genotype of each of the HLA-A, HLA-B and HLA-DR genes inherited from the donor's paternal and maternal systems is completely identical, .
본 발명에서 "면역적합형 세포"는 특별히 이에 제한되지 않으나, HLA-A, HLA-B 및 HLA-DR 유전자가 동형적합 유사로 존재하는 세포를 말하며, 6쌍 중에 단 3개가 동일한 모든 HLA 유전형 조합의 수혜자에게 이식이 가능한 이점을 가질 수 있다.In the present invention, the term " immunomodulatory cell " refers to a cell in which HLA-A, HLA-B and HLA-DR genes are homozygous and homologous, and all three HLA- The recipient can benefit from the transplantation.
본 발명에서 "뱅크"는 줄기세포의 저장장소를 의미하며, 필요에 따라 저장된 세포로부터 치료, 임상 또는 연구목적으로 개인 자신이나 다른 개인에게 그대로 또는 분화되어 사용될 수 있다.The term " bank " in the present invention means a storage site of stem cells, and may be used as it is or in a different person, or in other individuals, for therapeutic, clinical or research purposes from stored cells as necessary.
본 발명에서, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미하며 물질의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 국소 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여 될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 투여는 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 수행될 수 있다.In the present invention, " administering " means introducing a predetermined substance into a patient in any appropriate manner, and the administration route of the substance can be administered through any conventional route so long as it can reach the target tissue. But are not limited to, intraperitoneal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intradermal, oral, topical, intranasal, intrathecal, rectal. In addition, administration can be performed by any device capable of transferring to a target cell.
본 발명은 a) 인간 다능성 줄기세포(hPSC, human Pluripotent Stem Cell)를 생성시키는 단계; b) 상기 인간 다능성 줄기세포를 배아체(EB, Embryoid body)로 형성시키는 단계; 및 c) 상기 배아체를 배양하여 중간엽 줄기세포(MSC, Mesenchymal Stem Cell)로 제조하는 단계를 포함하는 중간엽 줄기세포의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of producing a human pluripotent stem cell (hPSC) comprising: a) producing a human pluripotent stem cell (hPSC); b) forming the human pluripotent stem cells into an embryoid body (EB); And c) culturing the embryoid body to prepare mesenchymal stem cells (MSCs).
상기 다능성 줄기세포는 핵 이식 다능성 줄기세포(NT-hPSC), 반수성체-유래 다능성 줄기세포(pn-hPSC), 역분화 만능 줄기세포(iPSC), 또는 배아줄기세포(ESC, Embryonic Stem Cell)인 것일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않는다.The pluripotent stem cells may be selected from the group consisting of nuclear transfer pluripotent stem cells (NT-hPSC), hematopoietic-derived pluripotent stem cells (pn-hPSC), reprogrammed pluripotent stem cells (iPSC), or embryonic stem cells Cell), but the present invention is not limited thereto.
상기 역분화 만능 줄기세포(iPSC, Induced Pluripotent Stem Cell)는 분화된 세포(예를 들어, 체세포)로부터 역분화되어 얻어진 만능분화능(pluripotency)을 갖는 세포를 지칭하며, 각종 장기 세포로 분화 가능하다. iPSC는 역분화 유도인자들에 의해 분화된 세포를 재프로그램화 (reprogramming)하여 얻어질 수 있다.Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC) refers to pluripotency cells obtained by differentiation from differentiated cells (for example, somatic cells) and is capable of differentiating into various organ cells. iPSC can be obtained by reprogramming cells differentiated by their demetalization inducers.
상기 상기 인간 배아줄기세포는 인간 상실배의 내부 세포 괴로부터 유래된 전능 세포를 포함한다. 상기 인간 배아줄기세포는 예를 들면, CHA-hES3 (Jumi Kim, Sung-Hwan Moon, Soo-Hong Lee, Dong-Ryul Lee, Gou-Young Koh, and Hyung-Min Chung, Effective Isolation and Culture of Endothelial Cells in Embryoid Body Differentiated from Human Embryonic Stem cells (2007) STEM CELLS AND DEVELOPMENT 16:269.280) 등이 사용될 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인간 배아줄기세포는 당업자에 의하여 용이하게 구축될 수 있다.Wherein the human embryonic stem cell comprises omnipotent cells derived from an inner cell mass of a human gland. Such human embryonic stem cells are, for example, CHA-hES3 (Jumi Kim, Sung-Hwan Moon, Soo-Hong Lee, Dong- Ryul Lee, Gou- Young Koh, and Hyung-Min Chung, Effective Isolation and Culture of Endothelial Cells in Embryoid Body Differentiated from Human Embryonic Stem cells (2007) STEM CELLS AND DEVELOPMENT 16: 269.280), but the present invention is not limited to these examples. In addition, human embryonic stem cells can be easily constructed by those skilled in the art.
상기 a) 단계는 동형접합 세포로부터 핵을 분리하여 핵 이식 인간 다능성 줄기세포(NT-hPSC)를 생성시키는 단계이며, a) 단계 전에 복수의 기증자(donation) 조직으로부터 동형접합(Homozygous) 여부를 스크리닝하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The step a) is a step of separating nuclei from homozygous cells to generate nuclear-engrafting human pluripotent stem cells (NT-hPSC), wherein a homozygous or heterozygous state is formed from a plurality of donation tissues before step a) And screening.
NT를 통하여 제조된 세포는 환자의 핵의 유전 물질을 지닐 수 있으며, 이러한 점에서 개별적인 환자 특이적이다. 따라서, 자가 이식 즉, 동종에서의 면역거부에 대하여 유의적으로 감소된 위험을 갖는 환자에의 세포이식을 가능하게 하는 것이다. 나아가 본 발명에서의 동형접합(homozygous)세포는 HLA 항원 타입(type)이 매칭되는 세포로 항 HLA 항체가 없는 이종의 사람에게 이식이 가능한 것이다. 즉, 상기 NT 유래 줄기세포는 동형접합형 타입을 가지고 있어 면역적합형 세포로 이식이 가능한 것이다. Cells produced through NT may have genetic material in the nucleus of the patient and are individual patient specific in this respect. Thus, it allows for cell transplantation in patients with significantly reduced risk of autotransplantation, i.e., immune rejection in the same species. Further, the homozygous cells in the present invention are cells matched with the HLA antigen type, and are capable of being transplanted into a heterozygous person without an anti-HLA antibody. That is, the NT-derived stem cells have a homozygous type and are capable of being transplanted into an immunocompetent cell.
따라서, 상기 스크리닝은 HLA(human leukocyte antigen)-A, HLA-B 및 HLA-DR의 유전자가 동형접합(homozygous)인 것을 선별하는 것이 바람직하다. HLA 유전형 스크리닝을 통해 서로 다른 면역적합 동형접합을 가진 공여자 140명을 찾게 되면 이들로부터 일본 전체 인구의 90% 이상 사람들에게 이식할 수 있는 면역적합 세포주를 미리 확보가 하는 것이 가능하다고 발표된 바 있다 (A more efficient method to generate integration-free human iPS cells, Nature Methods 8, 409-412 (2011)).Therefore, it is preferable that the screening selects that the genes of human leukocyte antigen (HLA) -A, HLA-B and HLA-DR are homozygous. HLA genotypic screening has revealed that it is possible to obtain an immunocompetent cell line that can be transplanted to more than 90% of the total population of Japan once they find 140 donors with different immuno- A more efficient method to generate integration-free human iPS cells,
본 발명에서는 일차로 차병원 기증 제대혈은행을 데이터를 바탕으로 동형접합(homozygous) 세포를 스크리닝하였다. 현 제대혈 관리 및 연구에 관한 법률에 따르면, 세포수 7억개 미만일 경우 폐기용으로 보건복지부 제대혈위원회의 승인을 받아 필요시 연구에 사용할 수 있도록 되어져 있다 (도 1 참조). In the present invention, homozygous cells were screened on the basis of data of Cha Hospital donated cord blood bank. According to the current umbilical cord blood management and research laws, when the number of cells is less than 700 million, it is approved for approval by the Ministry of Health and Welfare, the Ministry of Health and Welfare, and can be used for research as needed (see FIG. 1).
아래의 표 1(International Journal of Immunogenetics (2013) 40: 515-523)은 총 4,128개의 제대혈을 대상으로 HLA A-B-DRB1 haplotype 빈도를 조사한 것이다 (0.1% 이상만 나타냄).Table 1 below (International Journal of Immunogenetics (2013) 40: 515-523) shows the frequency of HLA-A-B-DRB1 haplotypes in a total of 4,128 cord blood samples (only 0.1% or more).
따라서 이용될 세포로는 연구용으로 적합한 (7억개 미만의 세포수를 갖는) 냉동제대혈을 일차적으로 사용할 수 있으며, 이외에도 질병관리본부 장기이식관리센터 (KONOS)에 등록된 연구용 기증제대혈 전부를 포함할 수 있다. 이외에도 조혈모세포 기증자 네트워크 및 차병원 산하 의료기관에서 자체적으로 확보한 검체를 사용할 수 있다.Therefore, the cells to be used may be frozen cord blood (suitable for research purposes) (with less than 700 million cells), and may include all of the donated cord blood for research registered with the Center for Organ Transplantation Management (KONOS) have. In addition, a sample obtained from a hematopoietic stem cell donor network or a medical institution under Chae Byung-won can be used.
핵 이식 인간 다능성 줄기세포(NT-hPSC)를 생성시키는 단계는, 난모세포의 핵을 제거하는 단계; 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하여 핵 이식된 (NT) 난모세포를 생성하는 단계; 포스트-활성화 배지에서 인큐베이션하여 상기 NT 난모세포를 활성화하는 단계; 상기 활성화된 NT 난모세포로부터 배반포를 생성하는 단계; 및 배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 ICM 세포는 NT-hPSC 세포로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함할 수 있다.The step of generating nuclear transfer human pluripotent stem cells (NT-hPSC) comprises the steps of removing nuclei of oocytes; Adding one or more nuclei of one or more donor cells to produce nuclear-engrafted (NT) oocytes; Incubating in a post-activated medium to activate said NT oocyte; Generating a blastocyst from the activated NT oocyte; And isolating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the ICM cells are further capable of culturing into NT-hPSC cells.
일례로, 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 중기 II(MII) 단계 난자 방추사를 제거하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 제1 극체(1PBE)는 제거된다. 또 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 난구 세포를 성숙의 완료 전에 벗기는 단계를 포함한다. 구체예에 있어서, 난모세포는 실시간으로 1PBE에 대한 비-UV 빛 기반 관찰로 관찰된다. 또 다른 구체예에 있어서, 관찰은 염색 또는 라벨링 제제, 예를 들면 훽스트 염색(Hoechst staining)의 부재하에서 일어난다. 구체예에 있어서, 이것은 폴리스코프(polscope), 예를 들면, Research Instruments (CRi) OosightTM 이미지 시스템의 사용을 포함한다. 예컨대, 이것은 545 nm 평광으로 수집된 MII 난모세포에서의 투명대(zona pellucid) 및 방추사 복합체를 시각화하는 단계를 포함한다. 또 다른 구체예에 있어서, 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 난모세포 막의 구멍 및 난모세포로부터의 1PBE의 제거를 가능하게 하는 윤곽을 갖는 마이크로피펫(contoured micropipette)의 사용을 포함한다. 또 다른 구체예에 있어서, 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 압전기 드릴(piezoelectric drill)의 사용을 포함한다. 다른 구체예에 있어서, 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 사이토칼라신 B 및 선택적으로, 단백질 포스파타아제 억제제, 예를 들면, 카페인을 함유하는 탈핵 배지에서 수행된다. 카페인은 단백질 인산가수분해효소 저해제로서 이른 활성화(premature activation)를 억제하여 복제배아의 성장을 개선시킴으로써 결과적으로 배반포의 형성율을 증가시킨다. 따라서, 바람직하게는 상기 난모세포의 탈핵은 단백질 인산가수분해효소 저해제(protein phosphatase inhibitor)를 포함하는 배지에서 이루어지는 것이며, 상기 단백질 인산가수분해효소 저해제는 카페인일 수 있다.For example, the step of removing the nucleus of the oocyte includes the step of removing mid-stage II (MII) step oocyte spindle. In various embodiments, the first polar body (1PBE) is removed. In another embodiment, the method comprises peeling the cumulus cells before completion of maturation. In an embodiment, oocytes are observed in real-time with non-UV light based observations on 1PBE. In another embodiment, observations take place in the absence of dyeing or labeling agents, such as Hoechst staining. In an embodiment, this includes the use of a polscope, for example, a Research Instruments (CRi) Oosight TM imaging system. For example, this involves visualizing the zona pellucid and spindle complexes in MII oocytes harvested at 545 nm. In yet another embodiment, the step of removing the nuclei of the oocyte comprises the use of a contoured micropipette with a contour allowing the removal of 1PBE from the oocyte membrane and from the oocyte membrane. In yet another embodiment, the step of removing the nuclei of the oocyte comprises the use of a piezoelectric drill. In another embodiment, the step of removing the nuclei of the oocyte is performed in a denucleating medium containing cytochalasin B and, optionally, a protein phosphatase inhibitor, such as caffeine. Caffeine is a protein phosphatase inhibitor that inhibits premature activation to improve the growth of cloned embryos and consequently increases the rate of blastocyst formation. Therefore, preferably, the enucleation of the oocyte is performed in a medium containing a protein phosphatase inhibitor, and the protein phosphatase inhibitor may be caffeine.
또 다른 구체예에 있어서, 하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가함으로써 핵 이식된 (NT) 난모세포를 생성하는 단계는 공여 핵을 이식하는 단계를 포함할 수 있다. 공여 핵을 이식하는 단계는 난모세포 막 구조를 변형시키는 제제의 사용을 포함한다. 일 구체예에 있어서, 난모세포 막 구조를 변형시키는 제제의 사용을 통한 난모세포의 핵을 제거하는 단계는 체세포와의 융합을 포함한다. 예를 들면, 공여 핵을 이식 하는 단계는 주입 피펫(예를 들면, 12 ㎛ 직경)으로 3 내지 4 공여 세포를 제공하는 단계, 파라믹소바이러스 또는 파라믹소 바이러스 단백질, 예를 들면 센다이 바이러스, 이들의 외피 단백질 또는 이들의 추출물을 함유하는 용액의 일정 양 중의 공여 세포를 배출하는 단계를 포함할 수 있다. 이후에, 선형으로 배열된 공여 세포로부터 일정 거리 떨어져서(4 내지 5 세포 길이) 주입 피펫을 사용하여 세포를 회수하는 단계, 홀딩 피펫으로 난모세포를 홀딩하는 단계, 공여 세포를 갖는 주입 피펫을 난모세포로 진전시키는 단계가 뒤따른다. 주입 피펫을 진전시키는 단계는 난황 원형질 막의 비파괴를 포함하고, 및 핵 공여 세포를 투명대 아래에 위치하는 난황 원형질 막과 접촉시키기 위하여 난모세포의 투명대 및 세포막 사이의 공간인 위란강(perivitelline space)에 하나의 핵 공여 세포의 삽입을 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 피펫의 회수는 난황막과 공여 세포 사이의 접촉을 방해하지 않는다. 다양한 구체예에 있어서, 세포는 공여 세포 삽입 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 그 이상의 분 후에 융합된다. 다양한 구체예에 있어서, 세포는 공여 세포 삽입 10분 후에 융합된다. 선택적으로 상기 과정은 성공적으로 융합되지 않은 세포에 대하여 반복된다. 다양한 구체예에 있어서, 폴리스코프, 예를 들면, OosightTM 이미지 시스템이 전 과정에서 사용된다. In yet another embodiment, the step of generating nuclear-engrafted (NT) oocytes by adding one or more nuclei of one or more donor cells may comprise grafting the donor nucleus. The step of transplanting donor nuclei involves the use of agents that modify the oocyte membrane structure. In one embodiment, the step of removing the nucleus of the oocyte through the use of an agent that modifies the oocyte membrane structure comprises fusion with somatic cells. For example, the step of transplanting donor nuclei may include providing three to four donor cells with an injection pipette (e.g., 12 占 퐉 diameter), administering paramyxovirus or paramyxovirus proteins, such as Sendai virus, And then discharging the donor cells in a certain amount of the solution containing the coat protein or the extract thereof. Thereafter, cells were harvested using an injection pipette at a distance (4 to 5 cells long) from the linearly arranged donor cells, holding the oocytes with a holding pipette, the injection pipette with the donor cells harvested from the oocyte Lt; / RTI > The step of advancing the injection pipette comprises the nondestructive action of the yolk prostate membrane, and the step of contacting the nuclear donor cell with the yolk prostate membrane located below the zona pellucida, in the perivitelline space of the oocyte, Lt; RTI ID = 0.0 > donor < / RTI > In various embodiments, the recovery of the pipette does not interfere with the contact between the yolk membrane and the donor cell. In various embodiments, the cells are fused after 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or more minutes of donor cell insertion. In various embodiments, cells are fused 10 minutes after donor cell insertion. Optionally, the process is repeated for cells that have not successfully fused. In various embodiments, Polyskop, e.g., the Oosight TM imaging system, is used throughout.
일례로, 공여 핵을 이식하는 방법은 직접 주입(direct injection)방법에 의할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 공여 핵을 이식하는 단계는 전기적 세포 조작, 예를 들면, 전기세포융합(electrofusion)을 포함할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 체세포 핵 공여체, 줄기 세포 핵 공여체, 및 정자 세포 핵 공여체의 핵을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 NT를 위한 체세포 핵을 분리하는 단계 후에 피펫 또는 압전기 주입(piezoelectric injection)을 통하여 하나 또는 그 이상의 공여 핵을 삽입하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 공여 핵은 세포, 예를 들면, 피부 섬유아세포, 백혈구, 모낭, 또는 다른 체세포 핵 공여체로부터 유래된다. 또 다른 구체예에 있어서, 본 발명은 정자 세포 공여로부터 핵의 분리 및 제조를 포함하는 방법을 개시한다. 상이한 구체예에 있어서, 핵의 분리는 조직 생검, 수혈, 또는 조직 시료를 수득하기 위한 다른 방법, 기계적 분리, 콜라게나아제 소화, 세척, 원심분리 기반 밀도 구배 분리, 및/또는 표준 배양 배지로의 배양을 통한 조직의 가공을 포함한다.For example, donor nuclear transfer can be done by direct injection method. In one embodiment, the step of transplanting donor nuclei may comprise electrocellular manipulation, for example, electrofusion. In another embodiment, the method can comprise separating the somatic cell nuclear donor, the stem cell nuclear donor, and the nucleus of the sperm cell nuclear donor. In another embodiment, the method comprises inserting one or more donor nuclei via pipette or piezoelectric injection after separating somatic nuclei for NT. In various embodiments, the donor nucleus is derived from a cell, for example, a dermal fibroblast, a leukocyte, a hair follicle, or other somatic cell nuclear donor. In yet another embodiment, the present invention discloses a method comprising the isolation and preparation of nuclei from sperm cell donation. In a different embodiment, the separation of the nuclei may be accomplished by other methods for obtaining tissue biopsies, transfusions, or tissue samples, mechanical separation, collagenase digestion, washing, centrifugation based density gradient separation, and / Includes processing of tissue through culture.
바람직하게는, 상기 체세포의 핵을 융합키는 단계는 센다이바이러스 또는 센다이 바이러스 추출물을 포함하는 배지에서 이루어지는 것이다. Preferably, the step of fusing the nuclei of the somatic cells is carried out in a medium containing Sendai virus or Sendai virus extract.
포스트-활성화 배지에서 인큐베이션 하기 전에 전기적 및/또는 화학적 방법을 이용하여 활성화를 시킬 수 있다. 상기 전기적 및/또는 화학적 방법은 당해 기술분야에서 공지된 칼슘 진동(calcium oscillation)을 일으켜 활성화 시키는 방법이 사용될 수 있으며, 예컨대 화학적 방법으로서 활성화 배지에서 인큐베이션 하여 활성화시킬 수 있다.Activation may be accomplished using an electrical and / or chemical method prior to incubation in the post-activation medium. The electrical and / or chemical method can be activated by activating calcium oscillation known in the art. For example, it can be activated by incubation in an activated medium as a chemical method.
난모세포 활성화(artificial oocyte activation)는 자연발생적인 정자 수정 동안 일어나는 칼슘 신호 변화의 모방에 의존한다. 정상적인 난모세포 발달은 난모세포를 중기 II(MII) 단계에서 차단(arrest)하기 위한 고 수준의 중기 촉진 인자(Metaphase Promoting Factor)(MFP) 활성에 의존한다. MII 난모세포의 차단은 정자 진입에 기인한 세포내 칼슘 이온(Ca2 +) 수준 변화에 의해 방해된다. 이후에, 사이클린 B(cyclin B)(MPF 조절 서브유닛)의 표적 분해가 일어나고, 이것은 세포주기 차단, 전핵 형성, 및 감수 분열 및 유사 분열 과정으로부터 난모세포를 풀어준다. Artificial oocyte activation depends on mimicry of changes in calcium signaling during spontaneous spermatogenesis. Normal oocyte development depends on a high level of Metaphase Promoting Factor (MFP) activity to arrest oocytes at mid-stage II (MII) stage. MII I block of cells is hampered by a cell change in calcium ions (Ca 2 +) level due to the entry of sperm. Thereafter, target degradation of the cyclin B (MPF regulatory subunit) occurs, which releases the oocyte from cell cycle arrest, progenitor formation, and meiosis and mitosis.
난모세포 활성화는 세포주기 차단으로부터 배양된 난모세포를 풀어주기 위한 인위적인 칼슘-변화 전략에 의존한다. 예시는 칼슘 이온운반체, 지질 이중층을 통과하여 이온을 전달하는 지용성 분자, 예를 들면 이오노마이신(ionomycin) 및 A23817의 첨가를 포함한다. 대안적인 전략은 전기적 활성 또는 이온의 직접적인 주입에 의존한다. Oocyte activation is dependent on an artificial calcium-changing strategy to release oocytes cultured from cell cycle arrest. Examples include the addition of calcium ion carriers, liposoluble molecules that transfer ions through lipid bilayers, such as ionomycin and A23817. Alternative strategies rely on electrical activity or direct injection of ions.
NT와 관련된 바와 같이, 핵 이식된(즉, 재구축된) 난모세포의 재구축 이후에 또한, 칼슘 변화 기법을 사용한 난모세포 활성화가 일어난다. Following reconstruction of a nuclear-implanted (i.e., reconstructed) oocyte, as is associated with NT, oocyte activation using calcium-altering techniques also occurs.
그러나, 이러한 칼슘 이온주입 외에 NT 제조시 예를 들면, 단백질 포스파타아제 억제제 카페인의 양(sheep) 난모세포에의 첨가는 성숙-촉진 인자(Matruation Promoting Factor)(MPF) 및 미토겐-활성화된 단백질 키나아제(MAPKs)의 활성을 증가시킨다는 것이 보고되었고, 유사한 이점이 원숭이 난모세포에서 보고된 반면, 배반포 형성의 빈도는 증가하지 않았다. 또한, 칼슘 이온운반체, 전기적 활성화, 또는 직접적인 주입을 통한 칼슘 활성화는 자연발생적인 수정으로서 동일한 타이밍, 공간 조절, 또는 칼슘 진동을 일으키지 않는다. 추가적인 복잡성을 더하면 칼슘에 대한 영향은 또한, 종 특이적인 것으로 나타났다는 점이다. 일부 예에 있어서, 6-디메틸아미노퓨린(6-DMAP)과 같은 키나아제 억제제, 에탄올 및 사이클로헥시이미드(CHX)와 같은 단백질 합성 억제제로의 부가적인 처리의 사용은, MPF 불활성화를 증가시키기 위해 사용된다. TSA와 같은 히스톤 탈아세틸화효소 저해제는 개선된 NT 리프로그밍과 관계가 있다. TSA의 처리는 배반포의 형성을 촉진시킬 수 있다. However, in addition to this calcium ion implantation, the addition of protein phosphatase inhibitor caffeine to sheep oocytes, for example in the manufacture of NT, has been associated with the maturation-promoting factor (MPF) and mitogen-activated protein Increased activity of kinases (MAPKs) has been reported, and similar benefits have been reported in monkey oocytes, whereas the incidence of blastocyst formation has not increased. In addition, calcium activation through calcium ion transport, electrical activation, or direct injection does not cause the same timing, spatial conditioning, or calcium oscillation as a spontaneous correction. Adding additional complexity, the effect on calcium has also been shown to be species-specific. In some instances, the use of additional treatments with protein synthesis inhibitors such as kinase inhibitors, such as 6-dimethylaminopurine (6-DMAP), ethanol and cycloheximide (CHX) Is used. A histone deacetylase inhibitor such as TSA is associated with improved NT reprogramming. Treatment of TSA can promote the formation of blastocysts.
일례에서 체세포의 핵융합과정 및 활성화 과정에서 전기적 자극(electrical pulse)를 가할 수 있다. 전기적 활성화는 전기적 세포융합 배지에서의 전기적 펄스를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 전기적 세포융합 배지는 0.1 내지 0.5 M 만니톨, 0.01 내지 1 mM MgSO4.7H2O, 0.01 내지 1 mg/ml 폴리비닐 알코올, 1 내지 10 mg/ml 인간 혈청 알부민, 0.005 내지 0.5 mM CaCl2.2H2O를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 전기적세포융합 배지는 0.3 M 만니톨, 0.1 mM MgSO4.7H2O, 0.1 mg/ml 폴리비닐 알코올, 3 mg/ml 인간 혈청 알부민, 0.05 mM CaCl2.2H2O를 포함한다. In one example, an electrical pulse can be applied during the fusion process and activation of somatic cells. Electrical activation involves electrical pulses in an electrical cell fusion medium. In various embodiments, the electrocellular fusogenic medium comprises 0.1 to 0.5 M mannitol, 0.01 to 1 mM MgSO 4 .7H 2 O, 0.01 to 1 mg / ml polyvinyl alcohol, 1 to 10 mg / ml human serum albumin, 0.5 mM CaCl 2 .2H 2 O and a. In one embodiment, the electrocellular fusogenic medium comprises 0.3 M mannitol, 0.1 mM MgSO 4 .7H 2 O, 0.1 mg / ml polyvinyl alcohol, 3 mg / ml human serum albumin, 0.05 mM CaCl 2 .2H 2 O do.
다양한 구체예에 있어서, 핵 이식 난모세포는 완전한 활성화를 위해 포스트-활성화 배지(post-activation medium)에서 처리된다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 이후에 포스트-활성화 배지에서 인큐베이션된다. 상이한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지, 또는 글로벌 인간 배아 배양 배지이다. 상이한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 6-DMAP, 퓨로마이신(puromycin), 에탄올, 사이클로헥시이미드(CHX), 트리코스타틴 A(trichostatin A)(TSA), 및 사이토칼라신 B(cytochalasin B)(CB)로부터 선택된 어느 하나이상을 포함할 수 있다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화된 난모세포는 포스트-활성화 배지에서 30 내지 45, 45 내지 60, 60 내지 90, 90 내지 120, 120 내지 150, 150 내지 180, 180 내지 210, 210 내지 240, 240 내지 270, 300 내지 330, 330 내지 360, 360 내지 390분 미만, 또는 390분 초과 동안 인큐베이션된다. 특정 구체예에 있어서, 활성화된 난모세포는 240, 300, 또는 360분 동안 인큐베이션된다. 다양한 구체예에 있어서, 활성화 및 포스트-활성화 단계는 저산소 조건하에서 수행된다. 특정 구체예에 있어서, 저산소 조건은 약 80 내지 85%, 85 내지 90%. 90 내지 95%, 95% 또는 그 이상의 N2, 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10% 또는 그 이상의 O2, 및 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 또는 10% 또는 그 이상의 CO2를 포함한다. 특정 구체예에 있어서, 저산소 조건은 약 90% N2, 약 5% O2, 및 약 5% CO2를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 기체 혼합물, 예를 들면, 약 90% N2, 약 5% O2, 및 약 5% CO2 중 1, 2, 3, 4, 5, 5, 또는 그 이상의 시간 동안, 예를 들면, 37 ℃에서 인큐베이션된, 난할 배지 중 1, 2, 3, 4, 5, 5, 또는 그 이상의 mM의 6-DMAP를 포함한다. In various embodiments, nuclear transfer oocytes are treated in a post-activation medium for complete activation. In a different embodiment, the activated reconstructed nuclear-engrafted oocytes are then incubated in a post-activation medium. In a different embodiment, the post-activation medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium, or a global human embryo culture medium. In a different embodiment, the post-activation medium is selected from the group consisting of 6-DMAP, puromycin, ethanol, cycloheximide (CHX), trichostatin A (TSA), and cytochalasin B ) CB. ≪ / RTI > In a different embodiment, the activated oocytes are cultured in post-activation medium at a concentration of 30-45, 45-60, 60-90, 90-120, 120-150, 150-180, 180-210, 210-240, 270, 300 to 330, 330 to 360, 360 to 390 minutes, or more than 390 minutes. In certain embodiments, the activated oocytes are incubated for 240, 300, or 360 minutes. In various embodiments, the activation and post-activation steps are performed under hypoxic conditions. In certain embodiments, the hypoxic condition is about 80-85%, 85-90%. 90 to 95%, 95% or more of
포스트-활성화 배지에서 인큐베이션 후에, 포스트-활성화된 난모세포는 세척 배지에서 인큐베이션된다. 상이한 구체예에 있어서, 세척 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지이다. 또 다른 구체예에 있어서, 배양 배지는 글로벌 인간 배아 배양 배지와 같이 연속의 배지 교환을 요구하지 않는다. 특정 구체예에 있어서, 세척 배지는 TSA를 포함한다. 특정 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 난모세포는 TSA를 포함하는 세척 배지에서 240, 300, 또는 360분 동안 인큐베이션된다. 일 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 세척되고, 추가적으로 배양된다. 일 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 6-DMAP 제거 배지에서 세척된다. 다른 구체예에 있어서, 다양한 개시된 배지, 예를 들면, HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지, 또는 글로벌 인간 배아 배양 배지는 선택적으로 성장인자, 예를 들면, GM-CSF 또는 IGF1을 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 성장 인자는 핵 이식 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 그 이후의 일에 첨가될 수 있다.After incubation in the post-activated medium, the post-activated oocyte is incubated in the washing medium. In a different embodiment, the wash medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium. In yet another embodiment, the culture medium does not require continuous media exchange such as global human embryo culture medium. In certain embodiments, the wash medium comprises TSA. In certain embodiments, the post-activated oocytes are incubated for 240, 300, or 360 minutes in a wash medium comprising TSA. In one embodiment, the post-activated reconstituted nuclear transfered oocyte is washed and further incubated. In one embodiment, the post-activated reconstructed nuclear-engrafted oocytes are washed in a 6-DMAP removal medium. In other embodiments, the various disclosed media, such as HEPES-depleted medium, protein-depleted medium, G1 or G2 medium, compartment medium, compartment co-medium, IVF medium, blastocyst formation medium, or global human embryo culture medium Optionally, a growth factor, for example, GM-CSF or IGF1. In various embodiments, the growth factor may be added at
또 다른 구체예에 있어서, 활성화 및/또는 포스트-활성화는 정자로부터 분리된 인자, 그의 파생물 및 추출물을 첨가할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 인간 정자 인자는 기재된 주입 방법의 어느 것을 사용하여 활성화된 재구축된 난자에 주입된다. 일 구체예에 있어서, 인간 정자 인자는 기재된 주입 방법의 어느 것을 사용하여 포스트-활성화된 재구축된 난자에 주입된다. 다양한 구체예에 있어서, 약 1, 2, 3, 또는 4일 후에, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 난할 배지로 옮겨진다. 특정 구체예에 있어서, 약 1일 후에, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 난할 배지로 옮겨진다. 다양한 구체예에 있어서, 정자 인자는 예를 들면, 정자 세포의 내부 또는 외부에 존재하는 세포 단백질로부터 분리된 인자를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 전체 정자 추출물은 계면 활성제 및 사정된 정자의 기계적 혼합을 사용하여 수득된다. 또 다른 구체예에 있어서, 전체 세포 추출물은 DNAase I 및 RNAase로 처리된다. 또 다른 구체예에 있어서, 조추출물(crude extract)은 버퍼로 세척되고 원심분리(2시간 동안 20,000 g)된다. 다른 구체예에 있어서, 신선한 사정된 인간 정자는 수입되고, 정액 혈장을 제거하기 위해 10분 동안 900 g에서 원심 분리 된 이후, 5 mg/mL 소 혈청 알부민을 함유하는 스펌-TALP(Sperm-TALP)에서 펠렛의 재현탁 및 설정과 동시에 원심 분리된 이후, 상등액의 제거 및 핵 분리 배지(NIM: 125 mM KCl, 2.6 mM NaCl, 7.8 mM Na2HPO4, 1.4 mM KH2PO4, 3.0 mM EDTA 디소듐 염; pH 7.45)에서 최종 농도 20 X 108 sperm/mL로 펠렛의 재현탁, 및 스펌-TALP를 제거하기 위해 원심 분리된다. 스펌-TALP가 제거된 이후, 1 mM 디티오쓰레이톨(dithiothreitol), 100 mM 루펩틴(leupeptin), 100 mM 안티패인(antipain), 및 100 mg=mL 소이빈 트립신 억제제(soybean trypsin inhibitor)를 함유하는 NIM에 동일한 부피로 펠렛의 재현탁 이후에 2 ℃에서 50분 동안 20,000X에서 밀집한 정자 펠렛 형성과 함께 4 주기의 동결(액체 N2에서 각 주기당 5분), 및 해동(15℃에서 각 주기당 5분)이 뒤따른다. 최종적으로 결과 상등액은 조심스럽게 제거되고, 적정되고, 사용될 때까지 -80℃에서 유지된다. In yet another embodiment, the activation and / or post-activation may add factors separated from the sperm, its derivatives and extracts. In one embodiment, the human sperm factor is injected into the activated reconstructed oocyte using any of the injection methods described. In one embodiment, the human sperm factor is injected into the post-activated reconstructed oocyte using any of the injection methods described. In various embodiments, after about 1, 2, 3, or 4 days, the post-activated reconstructed nuclear-engrafted oocytes are transferred to the compartmental medium. In certain embodiments, after about one day, the post-activated reconstituted nuclear-engrafted oocytes are transferred to a compartmentalized medium. In various embodiments, the sperm factor comprises, for example, a factor separated from the cell protein that is present inside or outside the sperm cell. In one embodiment, the total sperm extract is obtained using mechanical mixing of a surfactant and an assessed sperm. In another embodiment, the whole cell extract is treated with DNAase I and RNAase. In another embodiment, the crude extract is washed with buffer and centrifuged (20,000 g for 2 hours). In another embodiment, freshly sperm human sperm are imported and centrifuged at 900 g for 10 minutes to remove sperm plasma, followed by a sperm-TALP containing 5 mg / mL bovine serum albumin, after the centrifugation at the same time re-suspended and the setting of the pellets in the removal of the supernatant and nuclear separation medium (NIM: 125 mM KCl, 2.6 mM NaCl, 7.8
다양한 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 배반포로 더 배양된다. 일 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 재구축된 핵 이식된 난모세포는 SAGE 난할 배지, 예를 들면, 퀸 배지(Quinn's medium)에서 더 배양된다. 또 다른 구체예에 있어서, 배지, 예를 들면, 3i 배지 (뉴로 기본 배지(Neuro basal medium) 50%, DMEM/F-12 50%, N2 첨가물 1/200 v/v, B27 첨가물 1/100 v/v, 100 mM L-글루타민 1/100 v/v, 0.1M β-ME 1/1000 v/v, SU5402 (FGFR 억제제) 2 μM, PD184352 (ERK 캐스케이드 억제제) 0.8 μM, CHIR99021 (GSK3 억제제) 3 μM) 또는 변형된 3i 배지(PD0325901 (MAPK 억제제) 0.4 μM 포함)는 다능성을 촉진한다. 일 구체예에 있어서, 추가적인 배양은 1, 2, 3, 4, 5, 또는 5일 이상 동안이다. 일 구체예에 있어서, 부가적인 배양은 리프로그래밍 인자 및/또는 메틸화-변경제를 갖는 배양 배지에서 제공된다. 다양한 구체예에 있어서, 부가적인 배양은 CARM1 CARM1, Esrrb, Kdm4a, Kdm4b 및 Kdm4d Esrrb 중 어느 하나가 첨가된 G2 배지에서 3일 동안이다. 예를 들면, CARM1 및/또는 Esrrb는 각각 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5 또는 그 이상의 μg/ml의 배지 중 농도로 제공될 수 있다. 일부 구체예에 있어서, CARM1 및/또는 Esrrb는 각각 2 μg/ml의 배지 중 농도로 제공된다. In various embodiments, the post-activated reconstructed nuclear-engrafted oocytes are further cultured in blastocysts. In one embodiment, the post-activated reconstituted nuclear-engrafted oocytes are further cultured in a SAGE compartmental medium, for example, Quinn's medium. In yet another embodiment, the medium, e.g., 3i medium (Neuro basal medium 50%, DMEM / F-12 50%,
다양한 구체예에 있어서, 배반포로의 추가적인 배양 및 배반포로부터 다능성 줄기 세포(pSCs)의 유도는 투명대(ZP)를 제거하기 위해 배양된 배반포를 산성 티로드 용액(acidic Tyrode's solution)으로 처리하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 처리는 몇 초(예를 들면, 1 내지 5) 동안이다. 다양한 구체예에 있어서 ZP의 제거 이후에 HEPES-HTF 배지에서의 세척이 뒤따른다. 다양한 구체예에 있어서, 내세포괴(ICM)의 분리는 배반포의 영양포(trophoblast)를 폐기하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, ICM 세포는 플레이팅 하루 전에 제조된 마우스 배아 피더층(mouse embryonic feeder)(MEF)에 플레이팅된다. 일부 구체예에 있어서, 전체 배반포는 MEFs에 플레이팅된다. 예를 들면, 이 방법은 배반포의 투명대를 벗기는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 상기 방법은 Hepes-HTF 배지 중 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 또는 1% 프로나아제(pronase)로 배반포의 투명대를 제거하는 단계를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 상기 방법은 Hepes-HTF 배지 중 0.5% 프로나아제(pronase)로 배반포의 투명대를 제거하는 단계를 포함한다. 또 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 1 내지 10, 10 내지 20, 20 내지 30, 30 내지 60, 60 내지 120, 120 내지 180, 또는 >180 초 동안 TH3 배지(SAGE 배반포 배지) 중 프로나아제를 적용하는 단계를 포함한다. 또 다른 구체예에 있어서, 30 내지 60초 동안 HTF 배지 중 0.5% 프로나아제를 적용하는 단계를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 배반포는 수여 난모세포로의 공여 세포 핵의 체세포 핵 이식(NT)으로부터 수득된 재구축된 핵 이식된 난모세포로부터 유래된다. 일 구체예에 있어서, 줄기 세포주는 체세포 핵 이식 인간 다능성 hPSC(human Pluripotent Stem Cell, NT-hPSC) 세포주이다. In various embodiments, additional cultivation into blastocysts and induction of pluripotent stem cells (pSCs) from blastocysts can be accomplished by treating the blastocysts cultured to remove zipper cells with acidic Tyrode's solution . In various embodiments, the treatment is for a few seconds (e.g., 1 to 5). Following removal of ZP in various embodiments followed by washing in HEPES-HTF medium. In various embodiments, isolation of intracytoplasmic carbon (ICM) comprises discarding the trophoblast of the blastocyst. In various embodiments, ICM cells are plated in a mouse embryonic feeder (MEF) prepared prior to plating day. In some embodiments, whole blastocysts are plated onto MEFs. For example, the method includes the step of removing the zona pellucida. In various embodiments, the method comprises removing the zona pellucida of the blastocyst with 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, or 1% pronase in Hepes- . In one embodiment, the method comprises removing the zona pellucida of the blastocyst with 0.5% pronase in Hepes-HTF medium. In another embodiment, the method comprises administering to the mammal a therapeutically effective amount of a proanase in a TH3 medium (SAGE blastocyst medium) for 1 to 10, 10 to 20, 20 to 30, 30 to 60, 60 to 120, 120 to 180, . In another embodiment, the method comprises applying 0.5% proanthrocyte in HTF medium for 30 to 60 seconds. In one embodiment, the blastocysts are derived from reconstituted nuclear-engrafted oocytes obtained from somatic cell nuclear transfer (NT) of donor cell nuclei to committed oocytes. In one embodiment, the stem cell line is a somatic cell nuclear transfer human pluripotent stem cell (NT-hPSC) hPSC cell line.
또 다른 구체예에 있어서, 본 발명은 영양외배엽성 세포(trophectodermal cell)로부터의 내세포괴(ICM)이 기계적 확산(mechanical dispersion)하는 단계를 포함하는 면역절제술(immunosurgery)을 위한 방법을 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 벗겨진 배반포는 37℃에서 약 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 60분 동안 래빗 항-인간 비장 혈청으로 처리된다. 일 구체예에 있어서, 상기 방법은 벗겨진 배반포를 TH3(SAGE 배반포 배지)로 세척하는 단계, 37℃에서 30분 동안 HECM-9(SAGE 배반포 배지)로 재구축된 기니 피그 보체에서 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 상이한 구체예에 있어서, 확장된 배반포의 투명대는 TH3(hepes-HTF) 배지 중 0.5% 프로나아제 또는 산성 티로드 용액에의 약간의 노출(45 내지 60 초)로 제거된다. 일 구체예에 있어서, 상기 방법은 선택적으로 영양외배엽성 세포로부터 내세포괴를 분리하기 위해 작은 구경 피펫팅(small bore pipetting), Ehsms zilos-tk unit(Hamilton Thorne)을 사용한 레이저 보조 부화 방법(laser assisted hatching method)을 사용하여 세포를 기계적으로 확산하는 단계를 포함한다. In yet another embodiment, the invention includes a method for immunosurgery comprising mechanical dispersion of intracellular mass (ICM) from a trophectodermal cell. In various embodiments, the blasted blastocysts are treated with rabbit anti-human spleen serum for about 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 60 minutes at 37 占 폚. In one embodiment, the method includes the steps of washing the blasted blastocyst with TH3 (SAGE blastocyst medium), incubating the reconstituted Guinea pig complement with HECM-9 (SAGE blastocyst medium) at 37 DEG C for 30 minutes do. In a different embodiment, the zona pellucida of the expanded blastocyst is removed with a slight exposure (45-60 seconds) to a 0.5% fertilizer or acidic tiod solution in TH3 (hepes-HTF) medium. In one embodiment, the method further comprises the steps of small bore pipetting, laser assisted incubation using an Ehsms zilos-tk unit (Hamilton Thorne) to selectively isolate the inner cell mass from the malignant ectodermal cells, hatching method) to mechanically diffuse the cells.
본 발명에서 바람직하게는 상기 포스트 활성화 배지는 TSA를 포함하는 배지에서 이루어지는 것이며 또한, 포스트 활성화 배지는 6-DMAP를 포함하는 것이다. 더 바람직하게는 포스트 활성화 시 6-DMAP를 포함한 배지에서 배양한 후 추가로 TSA가 포함된 배지에서 배양하는 것이다. In the present invention, preferably, the post-active medium is in a medium containing TSA, and the post-active medium is 6-DMAP. More preferably, post-activation is performed in a culture medium containing 6-DMAP, followed by culturing in a medium containing TSA.
다양한 구체예에 있어서, 성공적인 NT-hPSC 제조율을 높이기 위하여 적어도 하나의 공여세포의 핵을 후생학적 조절인자(epigenetic modifying agents)와 집촉시킴으로써 변경될 수 있다. 후생학적 조절인자는 구체적으로 특정 단백질 또는 DNA의 메틸레이션 또는 아세틸레이션의 상태를 바꿈으로써 전사의 효율을 증가시키고 결과적으로 NT 효율을 높이도록 하는 것이다. 이러한 후생학적 조절인자의 표적(target)은 히스톤 아세틸기전달효소(HAT, histone acetyl transferase) 단백질, 히스톤 탈아세틸효소(HDAC, histone deacetylase) 단백질, 라이신 디메틸라아제(KDM) 도메인 단백질, 단백질 메틸 전달효소(PMT, protein methyl transferase) 도메인 단백질 등을 포함하며, 적어도 하나 이상을 포함한다. 이들 제제는 small interfering RNA(siRNA), 저분자(small molecule), 단백질, 펩티드, 항체등을 포함하는 것이다. 이들 제제들은 리프로그래밍 저항부위(reprogramming resistant region)와 연관된 후생성 타겟에 작용하는 것이다. NT 난모세포는 후생성 상태를 변경하는 제제의 존재하에 배양된다. 이들 제제들의 구체적인 예시는 아래 표 2 내지 5에 기술된다. 히스톤 아세틸기전달효소(HAT, histone acetyl transferase) 단백질, 히스톤 탈아세틸효소(HDAC, histone deacetylase) 단백질, 라이신 디메틸라아제(KDM) 도메인 단백질, 단백질 메틸 전달효소(PMT, protein methyl transferase) 도메인 단백질은 아래 예시에 제한되는 것은 아니다. In various embodiments, the nuclei of at least one donor cell may be altered by attracting it with epigenetic modifying agents to enhance the rate of successful NT-hPSC production. The eugenic regulator specifically increases the efficiency of transcription by changing the state of methylation or acetylation of a specific protein or DNA and consequently enhances NT efficiency. The targets of these eukaryotic regulators are histone acetyl transferase (HAT), histone deacetylase (HDAC) protein, lysine dimethylazase (KDM) domain protein, protein methyl transferase Enzyme protein (PMT) domain protein, and the like. These agents include small interfering RNA (siRNA), small molecules, proteins, peptides, antibodies, and the like. These agents act on the eugenic target associated with the reprogramming resistant region. NT oocytes are cultured in the presence of agents that alter the health status. Specific examples of these formulations are described in Tables 2 to 5 below. A histone acetyl transferase (HAT) protein, a histone deacetylase (HDAC) protein, a lysine dimethylazase (KDM) domain protein, and a protein methyl transferase (PMT) The present invention is not limited to the following examples.
일반적으로 메틸기 전달효소는 공동기질 유사체(co-substrate analogues)에 의해 억제될 수 있다. 다양한 종류의 메틸기 전달효소를 억제하는 공동기질 유사체로는 세가지 종류가 알려져 있다. S-adenosylmethionone(SAM)에 구조적으로 유사한 항생제 화합물인 sinefugin, 피드백 저해제로서 디메틸화된 공동기질 SAH 및 메틸티오아데노신(methylthioadenosine)이다. 라이신 메틸기 저해제로는 가장 먼저 확인된 chaetocin와 G9a(KMT1C) 저해제인 Bix-01294를 포함한다. 이들은 SUV39H1 및 PRM1에 선택적이다. Bix-01338화합물은 라이신과 아르기닌 메틸기 전달효소사이에 선택성 없이 다소 비선택적인 억제제이며, G9a에 대하여 IC50 5mM을 보이는 반면, PRMT1에 대하여는 IC50 6mM을 보였다. UNC0224는 라이신 메틸기 전달효소 G9a에 대하여 IC50 15mM을 보이는 새로운 저해제로 제시되고 있다. EPZ5676, EPZ005687 및 GSK126과 같은 히스톤 메틸기 전달효소의 억제제는 또한 다양한 암 동물모델에서 항암활성을 보여주고 있다. In general, the methyl transferase can be inhibited by co-substrate analogues. Three types of co-substrate analogs inhibiting various types of methyltransferases are known. Sinefugin, a structurally similar antibiotic compound to S-adenosylmethionone (SAM), dimerized co-matrix SAH, and methylthioadenosine as feedback inhibitors. Lysine methyl group inhibitors include chaetocin, the first identified inhibitor, and Bix-01294, a G9a (KMT1C) inhibitor. They are selective for SUV39H1 and PRM1. The compound Bix-01338 was a non-selective inhibitor of selectivity between lysine and arginine methyl group transferase, showing an IC50 of 5 mM for G9a, while an IC50 of 6 mM for PRMT1. UNC0224 is presented as a new inhibitor with an IC50 of 15 mM for lysine methyl transferase G9a. Inhibitors of histone methyltransferases such as EPZ5676, EPZ005687 and GSK126 also show antitumor activity in various animal models of cancer.
단백질 아르기닌 메틸화는 PRMTs에 의하여 이루어지며, 두개의 그룹으로 분류된다. Type I 메틸기 전달효소는 비대칭적으로 치환된 아르기닌 잔기를 형성시키도록 하며, type II 메틸기 전달효소는 대칭적으로 치환된 아르기닌 잔기를 형성시킨다. CARM1은 포롤린(proline)-글라이신(glycine)-메티오닌(methionine)-아르기닌(arginine)(소위 PGM 모티프)와 친화도(affinity)를 보여준다. PRMT5는 또한 PGM 모티프를 메틸레이트시킨다고 알려져 있다. Sinefungin과 같은 공동기질 유사체는 아르기닌 메틸기 전달효소의 억제제(또한, 아르기닌 메틸기 전달효소 억제제로서 AMIs로 알려진)로도 사용될 수 있다. AMI-1은 PRMT1에 대하여 IC50 9mM으로 가장 활성이 높은 억제제이다. Allatodapsone과 stilbamidine의 억제제들은 H4R3에서 하이포메틸화(hypomethylation)을 유도한다. Protein arginine methylation is carried out by PRMTs and is divided into two groups. Type I methyl transport enzymes induce asymmetrically substituted arginine residues and type II methyl transport enzymes form symmetrically substituted arginine residues. CARM1 shows affinity with proline-glycine-methionine-arginine (so-called PGM motif). PRMT5 is also known to methylate PGM motifs. Common substrate analogs such as Sinefungin may also be used as inhibitors of arginine methyl group transferase (also known as AMIs as arginine methyl group transferase inhibitors). AMI-1 is the most active inhibitor with an IC50 of 9 mM for PRMT1. Allatodapsone and stilbamidine inhibitors induce hypomethylation in H4R3.
후생성 타겟(epigenetic target)의 다른 유형으로 NT 효율을 높이는 방법이 있을 수 있다. DNA 메틸기 전달효소(DNA mehtyltransferases, DNMTs)는 우선적으로 DNA의 CpG뉴클레오티드 서열을 메틸레이트시킨다. 포유류에서는 DNMT1, DNMT3A 및 DNMT3 세개의 DNA 메틸기 전달효소가 확인된 바 있다. 일반적으로 이들 프로모터 부위의 메틸화는 전사인자가 DNA에 결합하는 것을 방해함으로써 유전자의 발현을 저지한다. 추가적으로 메틸화된 DNA는 메틸-CpG결합 도메인 단백질(methyl-CpG binding domain protein)에 의하여 묶여 있으며, 이들 단백질은 히스톤 모델링 효소(histone modeling enzymes)을 끌어들이게 되며, 결과적으로 크로마틴 구조를 응축시켜 유전자 발현을 억제하는 메커니즘을 유도할 수 있다. DNMT inhibitors는 유전자 발현이 억제되는 것을 저지함으로써 결과적으로 NT 효율을 증가시킬 수 있다. 예시적으로 몇 개의 화합물이 있으며, chlorogenic acid, mithramycin, azacytide, bisdemethoxycurcumim, decitabine, lomegutatrib, benzylguanine, sorafenib 및sorafenib tosylate 등이 있다. Another type of epigenetic target may be to increase NT efficiency. DNA methyltransferases (DNMTs) preferentially methylate the CpG nucleotide sequence of DNA. Three mammalian DNA methyltransferases have been identified for DNMT1, DNMT3A and DNMT3. In general, methylation of these promoter regions prevents gene expression by interfering with the binding of transcription factors to DNA. In addition, methylated DNA is bound by a methyl-CpG binding domain protein, which attracts histone modeling enzymes and consequently condenses the chromatin structure, Can be induced. DNMT inhibitors can consequently inhibit gene expression and thus increase NT efficiency. Some compounds are exemplified: chlorogenic acid, mithramycin, azacytide, bisdemethoxycurcumim, decitabine, lomegutatrib, benzylguanine, sorafenib and sorafenib tosylate.
추가로, 히스톤 탈아세틸효소(HDAC, histone deacetylase)는 히스톤의 N-아세틸 라이신 아미노산으로부터 아세틸기를 제거하는 기능을 하며, 결과적으로 더 많은 양전하를 띄게 되며 음전하를 띄는 DNA에 강하게 결합하게 된다. DNA 구조의 응축과 유전적 전사는 더 억제되게 된다. HDACs는 위치와 기능에 따라 4개의 세부그룹으로 분리될 수 있으며, Class I HDACs(1, 2, 3, 8 아형)은 주로 핵에서 발견되며, class II HDACs(4, 5, 6, 7, 9, 10)은 핵막을 통과하여 이동할 수 있으며 핵과 세포질 모두에서 발견된다. Type III HDACs는 silent information regulator 2 (Sir2)로 불리며, type IV HDACs(11 아형)는 핵과 세포질 모두에서 발견되며 주로 뇌, 심장, 근세포 등에 위치한다. HDACs 억제제는 다른 화학합성약물과 병용투여되었을 때 항암활성을 가진다. HDAC inhibitors는 DN의 전사를 촉진함으로써 결과적으로 NT 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, histone deacetylase (HDAC) functions to remove acetyl groups from the N-acetyllysine amino acid of histone, resulting in more positively charged and strongly bound to negatively charged DNA. Condensation of the DNA structure and genetic transcription are further suppressed. HDACs can be divided into four subgroups according to their location and function. Class I HDACs (
포스트 활성화 배지에 후생학적 조절인자(epigenetic modifying agents), 예를 들면 후생적 크로마틴(epigenetic chromatin) 및 β 히스톤 변형제(histone modification agents), 및/또는 DNA 변경제를 포함할 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 이것은 단백질 아르기닌 메틸-트랜스퍼라아제(PRMT1) 및 공활성화 인자-연관된 아르기닌 메틸트랜스퍼라아제 1(coactivator-associated arginine methyltransferase 1) (CARM1/PRMT4), 핵 고아 수용체 에스트로겐(orphan nuclear receptor estrogen) 관련된 수용체 β (Esrrb) 단백질 중에서 선택될 수 있으며, 또한, 라이신 특이적 디메틸라아제 4A(Lysine (K)-Specific Demethylase 4A, Kdm4a), 라이신 특이적 디메틸라아제 4B(Lysine (K)-Specific Demethylase 4B, Kdm4b) 또는 라이신 특이적 디메틸라아제 4D(Lysine (K)-Specific Demethylase 4D, Kdm4d)의 각각 RNA 또는 단백질 중에서 선택될 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 메틸화-변경제 및/또는 DNA 변형제는 변형된 재조합 단백질로 발현된다. 예를 들면, CARM1 및 Esrrb는 7X아르기닌(7R)-세포-투과 펩티드(CPPs), 또는 통상의 기술자에게 세포막 및 핵막을 통과하여 단백질 및 펩티드의 투과를 증진시키고, DNA와의 결합 및/또는 전사활성화를 증가시키는 것으로 알려진 다른 단백질로 변형될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 전사 인재-기반 재프로그래밍을 사용하여 옥타머 결합 전사 인자-4(octamer binding transcription factor-4)(Oct-4), 성 결정 부위 Y-박스-2(sex determining region Y-box-2)(Sox-2), nanog, 크루펠-유사 인자-4(Kruppel-like factor-4)(Klk-4), MyoD, c-Myc, 징크 파인더 단백질-42(zinc finder protein-42)(Rex-1/Zfp-42), 레프티 A(lefty A), 기형암종-유래 성장인자(teratocarcinoma-derived growth factor) (Tdgf), 및/또는 텔로머 반복 결합 인자(telomeric repeating binding factor)(Terf-1)로 핵 공여 세포를 후생적으로 재프로그래밍하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 상기 방법은 직접적인 압전기 주입, 바이러스성 주입, 리포좀성 주입, 또는 다른 방법의 세포질 내 주입을 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 전사 인자는 핵이 제거된 난모세포로의 핵 이식 전에 적용될 수 있는 mRNA, 단백질, 및/또는 세포 추출물의 형태로 전달될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 HDAC 억제제(클래스 I, II, 및 III), 또는 DNMT3a 및 DNMT3b 억제제의 사용을 포함할 수 있다. The post-active medium can include epigenetic modifying agents, such as epigenetic chromatin and histone modification agents, and / or DNA modifiers. In a particular embodiment, it can be used in combination with the protein arginine methyl-transferase (PRMT1) and coactivator-associated arginine methyltransferase 1 (CARM1 / PRMT4), nuclear oropharyngeal nuclear (Lysine (K) -Specific Demethylase 4A, Kdm4a), lysine-specific dimethylazate 4B (Lysine (K) -Specific Demethylase 4B, Kdm4b) or lysine-specific dimethylazase 4D (Lysine (K) -Specific Demethylase 4D, Kdm4d). In certain embodiments, the methylation-altering agent and / or DNA modifier is expressed as a modified recombinant protein. For example, CARM1 and Esrrb can enhance the permeation of proteins and peptides through 7X arginine (7R) -cell-permeable peptides (CPPs), or to the artisan through cell membranes and nuclear membranes, Lt; RTI ID = 0.0 > protein. ≪ / RTI > In another embodiment, the method uses octamer binding transcription factor-4 (Oct-4), sex determining region Y-box-2 (sex determining (Y-box-2) (Sox-2), nanog, Kruppel-like factor-4 (Klk-4), MyoD, c-Myc, zinc finder (Rex-1 / Zfp-42), lefty A, teratocarcinoma-derived growth factor (Tdgf), and / or telomeric repeating binding factor (Terf-1) of the nuclear donor cell. In various embodiments, the methods include intracellular infusion of direct piezoelectric infusion, viral infusion, liposomal infusion, or other methods. In various embodiments, the transcription factor may be delivered in the form of an mRNA, protein, and / or cell extract that may be applied prior to nuclear transfer to the nucleated oocyte. In other embodiments, the method can include the use of HDAC inhibitors (Class I, II, and III), or DNMT3a and DNMT3b inhibitors.
따라서, 본 발명은 바람직하게는 포스트 활성화(post activation) 배지는 후생학적 조절인자(epigenetic modifying agents)를 포함한 것이다. 더 바람직하게는 후생학적 조절인자(epigenetic modifying agents)는 히스톤 아세틸기전달효소(HAT, histone acetyl transferase) 단백질, 히스톤 탈아세틸효소(HDAC, histone deacetylase) 단백질, 라이신 디메틸라아제(KDM) 도메인 단백질, 단백질 메틸 전달효소(PMT, protein methyl transferase) 도메인 단백질 및 DNA 메틸기 전달효소(DNA mehtyltransferases, DNMTs)를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상에 관여하는 것이다. 본 발명에서 바람직하게는 NT세포 유래 줄기세포의 제조방법은, 상기 c)단계에서 줄기세포의 제조는 NT 세포를 활성화시킨 후 배반포를 생성하는 단계; 생성된 배반포로부터 내세포집단 (ICM) 세포를 단리하는 단계; 및 분리된 내세포집단 세포를 줄기세포로 추가로 배양하는 단계를 포함하는 것이다.Thus, the present invention preferably comprises a post activation medium comprising epigenetic modifying agents. More preferably, the epigenetic modifying agents are selected from the group consisting of histone acetyl transferase (HAT), histone deacetylase (HDAC) protein, lysine dimethylazase (KDM) domain protein, A protein methyl transferase (PMT) domain protein, and DNA methyltransferases (DNMTs). In the present invention, preferably, the method for producing stem cells derived from NT cells comprises the steps of: (a) culturing stem cells in the step (c); Isolating an inner cell population (ICM) cell from the resulting blastocyst; And further culturing the separated inner cell population cells as stem cells.
상기 a) 단계는 반수성체-유래 인간 다능성 줄기 세포(pn-hPSC)를 생성시키는 단계이며, 상기 a) 단계는, 난모세포를 활성화하는 단계; 포스트-활성화 배지에서 상기 활성화된 난모세포를 인큐베이션하여 반수성체를 생성하는 단계; 배양 배지에서 상기 반수성체를 인큐베이션하여 배반포를 형성하는 단계; 및 상기 배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 내세포괴 세포는 pn-hPSC로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함하는 것일 수 있다.Wherein said step a) is a step of generating hemihydrate-derived human pluripotent stem cells (pn-hPSC), said step a) comprising the steps of: activating oocytes; Incubating the activated oocytes in a post-activated medium to produce a hemihydrate; Incubating the semi-adulterate in a culture medium to form a blastocyst; And separating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the inner cell mass is further cultured with pn-hPSC.
난모세포의 활성화는 전기적 및/또는 화학적 자극을 가하여 난모세포를 활성화 시킬 수 있다.Activation of oocytes can activate oocytes by applying electrical and / or chemical stimuli.
일 구체예에 있어서, 상기 방법은 단위 생식성 난모세포의 형성을 시작하기 위해 중기 II(MII) 단계 난모세포를 활성화 배지에서 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 특정 구체예에 있어서, 활성화 배지는 칼슘 이온운반체를 포함한다. 상이한 구체예에 있어서, 칼슘 이온운반체는 이오노마이신, A23187, 뷰베리신, X-537A, 아베나시올리드, 모노매크로사이클릭 폴리에테르, 또는 마크로바이오사이클릭 화합물 또는 크립테이트이다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화 배지는 알코올, 예를들면, 에탄올을 포함한다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화 배지는 티메로살을 포함한다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지, 또는 글로벌 인간 배아 배양 배지이다. 다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 MII 단계 난모세포의 전기적 활성화를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 전기적 활성화는 전기적세포융합 배지에서의 전기적 펄스를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 전기적세포융합 배지는 0.1 내지 0.5 M 만니톨, 0.01 내지 1 mM MgSO4.7H2O, 0.01 내지 1 mg/ml 폴리비닐 알코올, 1 내지 10 mg/ml 인간 혈청 알부민, 0.005 내지 0.5 mM CaCl2.2H2O를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 전기적세포융합 배지는 0.3 M 만니톨, 0.1 mM MgSO4.7H2O, 0.1 mg/ml 폴리비닐 알코올, 3 mg/ml 인간 혈청 알부민, 0.05 mM CaCl2.2H2O를 포함한다. 다른 구체예에 있어서, 하나 또는 그 이상의 난모세포는 정자 인자와 함께 처음에 주입되고, 이후에 전기적으로 활성화된다.In one embodiment, the method comprises incubating Medium II (MII) stage oocytes in an activated medium to initiate the formation of unit gonadal oocytes. In certain embodiments, the activation medium comprises a calcium ion carrier. In a different embodiment, the calcium ion carrier is ionomycin, A23187, vuverixin, X-537A, avenaciolide, a monomacrocyclic polyether, or a macrobiocyclic compound or cryptate. In a different embodiment, the activation medium comprises an alcohol, e. G. Ethanol. In a different embodiment, the activation medium comprises thimerosal. In different embodiments, the activation medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium, or a global human embryo culture medium. In another embodiment, the method comprises electrical activation of MII stage oocytes. In one embodiment, the electrical activation comprises an electrical pulse in an electrical cell fusion medium. In various embodiments, the electrocellular fusogenic medium comprises 0.1 to 0.5 M mannitol, 0.01 to 1 mM MgSO 4 .7H 2 O, 0.01 to 1 mg / ml polyvinyl alcohol, 1 to 10 mg / ml human serum albumin, 0.5 mM CaCl 2 .2H 2 O and a. In one embodiment, the electrocellular fusogenic medium comprises 0.3 M mannitol, 0.1 mM MgSO 4 .7H 2 O, 0.1 mg / ml polyvinyl alcohol, 3 mg / ml human serum albumin, 0.05 mM CaCl 2 .2H 2 O do. In other embodiments, one or more oocytes are injected first with a sperm factor and then activated electrically.
특정 구체예에 있어서, MII 단계 난모세포는 30 ℃, 31 ℃, 32 ℃, 33 ℃, 34 ℃, 35 ℃, 36 ℃, 37 ℃, 38 ℃, 39 ℃, 40 ℃, 또는 그 이상의 온도에서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상의 분 동안 활성화 배지에서 인큐베이션되고, 이후에 세척 배지에서 세척된다. 특정 구체예에 있어서, MII 단계 난모세포는 37 ℃ 온도에서 5분 동안 칼슘 이온운반체에 노출되고, 이후에 세척 배지에서 세척된다. 상이한 구체예에 있어서, 세척 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지이다.In certain embodiments, the MII stage oocyte is cultured at 1 < RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI > at 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more minutes, and then washed in the wash medium. In certain embodiments, the MII stage oocytes are exposed to the calcium ion carrier for 5 minutes at a temperature of < RTI ID = 0.0 > 37 C < / RTI > In a different embodiment, the wash medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium.
상이한 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 이후에 포스트-활성화 배지에서 인큐베이션된다. 상이한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지, 또는 글로벌 인간 배아 배양 배지이다. 상이한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 6-DMAP, 푸로마이신, 에탄올, 사이클로헥시이미드(CHX), 트리코스타틴 A (TSA), 및/또는 사이토칼라신 B (CB)를 포함한다. 상이한 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 포스트-활성화 배지에서 30, 30 내지 45, 45 내지 60, 60 내지 90, 90 내지 120, 120 내지 150, 150 내지 180, 180 내지 210, 210 내지 240, 240 내지 270, 300 내지 330, 330 내지 360, 360 내지 390분 미만, 또는 390분 초과 동안 인큐베이션된다. 특정 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 240, 300, 또는 360분 동안 인큐베이션된다. 다양한 구체예에 있어서, 활성화 및 포스트-활성화 단계는 저산소 조건하에서 수행된다. 특정 구체예에있어서, 저산소 조건은 약 80 내지 85%, 85 내지 90%. 90 내지 95%, 95% 또는 그 이상의 N2, 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10% 또는 그 이상의 02, 및 약1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 또는 10% 또는 그 이상의 CO2를 포함한다. 특정 구체예에 있어서, 저산소 조건은 약 90% N2, 약 5% O2, 및 약 5% CO2를 포함한다.In a different embodiment, the activated unit gonadotropic oocytes are then incubated in a post-activation medium. In a different embodiment, the post-activation medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium, or a global human embryo culture medium. In a different embodiment, the post-activation medium comprises 6-DMAP, puromycin, ethanol, cycloheximide (CHX), trichostatin A (TSA), and / or cytochalasin B (CB). In a different embodiment, activated unit gonadotropic oocytes are cultured in post-activation medium at 30, 30-45, 45-60, 60-90, 90-120, 120-150, 150-180, 180-210, 210 To 240, 240 to 270, 300 to 330, 330 to 360, 360 to 390 minutes, or more than 390 minutes. In certain embodiments, the activated unit gonadal oocytes are incubated for 240, 300, or 360 minutes. In various embodiments, the activation and post-activation steps are performed under hypoxic conditions. In certain embodiments, the hypoxic condition is about 80-85%, 85-90%. 90 to 95%, 95% or more of
포스트-활성화 배지에서 인큐베이션 후에, 포스트-활성화된 단위 생식성 난모세포는 세척 배지에서 인큐베이션 된다. 상이한 구체예에 있어서, 세척 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지이다. 또 다른 구체예에 있어서, 배양 배지는 글로벌 인간 배아 배양 배지와 같이 연속의 배지 교환을 요구하지 않는다. 특정 구체예에 있어서, 세척 배지는 TSA를 포함한다. 특정 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 난모세포는 TSA를 포함하는 세척 배지에서 240, 300, 또는 360분 동안 인큐베이션된다.After incubation in the post-activated medium, the post-activated unit gonadotropic oocytes are incubated in the wash medium. In a different embodiment, the wash medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a compartment co-medium, an IVF medium, a blastocyst formation medium. In yet another embodiment, the culture medium does not require continuous media exchange such as global human embryo culture medium. In certain embodiments, the wash medium comprises TSA. In certain embodiments, the post-activated oocytes are incubated for 240, 300, or 360 minutes in a wash medium comprising TSA.
세척 배지에서 인큐베이션 후에, 포스트-활성화된 단위 생식성 난모세포는 배양 배지로 옮겨진다. 상이한 구체예에 있어서, 배양 배지는 HEPES-제거 배지, 단백질-제거 배지, G1 또는 G2 배지, 난할 배지, 난할 보조 배지, IVF 배지, 배반포 형성 배지이다. 또 다른 구체예에 있어서, 배양 배지는 글로벌 인간 배아 배양 배지와 같이 연속의 배지 교환을 요구하지 않는다. 상이한 구체예에 있어서, 포스트-활성화된 단위 생식성 난모세포는 1, 2, 3, 4 또는 그 이상 일 동안 난할 배지에서 배양될 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 난할 배지에서의 배양은 2일 동안이다. 난할 배지에서 배양한 이후에, 난모세포는 1, 2, 3, 4 또는 그 이상 일 동안 배반포 형성 배지에서 배양된다. 특정 구체예에 있어서, 배반포 형성 배지에서의 배양은 3일 동안이다.After incubation in the wash medium, the post-activated unit gonadotropic oocytes are transferred to the culture medium. In a different embodiment, the culture medium is a HEPES-depleted medium, a protein-depleted medium, a G1 or G2 medium, a compartment medium, a coarse co-medium, an IVF medium, or a blastocyst formation medium. In yet another embodiment, the culture medium does not require continuous media exchange such as global human embryo culture medium. In a different embodiment, the post-activated unit gonadal oocyte can be cultured in confluent medium for 1, 2, 3, 4 or more days. In certain embodiments, incubation in refractory medium is for 2 days. After incubation in calf medium, oocytes are cultured in blastocyst formation medium for 1, 2, 3, 4 or more days. In certain embodiments, the incubation in the blastocyst formation medium is for 3 days.
일 구체예에 있어서, 난모세포를 활성화하는 단계는 37 ℃에서 5분 동안 활성화 배지에서 인큐베이션하는 단계에 뒤이은 난할 배지에서 세척하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 활성화 배지는 5 μM의 이오노마이신을 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 난모세포는 완전한 활성화를 위해 포스트-활성화 배지에서 처리된다. 다양한 구체예에 있어서, 포스트-활성화 배지는 5% CO2/5% O2/90% N2 대기 중 37℃에서 4시간 동안의 난할 배지 중 2 mM 6-DMAP를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 활성화된 난모세포는 세척되고, 및 추가적으로 배양된다. 일 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 6-DMAp 제거 배지에서 세척된다. 일 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 SAGE 난할 배지, 예를 들면 퀸 배지에서 추가적으로 배양된다. 또 다른 구체예에 있어서, 배지, 예를 들면, 3i 배지 (신경기저 배지(Neuro basal medium) 50%, DMEM/F-12 50%, N2 첨가물 1/200 v/v, B27 첨가물 1/100 v/v, 100 mM L-글루타민 1/100 v/v, 0.1M β-ME 1/1000 v/v, SU5402 (FGFR 억제제) 2 μM, PD184352 (ERK 캐스케이드 억제제) 0.8 μM, CHIR99021 (GSK3 억제제) 3 μM) 또는 변형된 3i 배지 (PD0325901 (MAPK 억제제) 0.4 μM 포함)는 다능성을 촉진한다. 일 구체예에 있어서, 추가적인 배양은 2일 동안 이다. 일 구체예에 있어서, 부가적인 배양은 리프로그래밍 인자 및/또는 메틸화-변형제를 갖는 배양 배지에서 제공된다. 다양한 구체예에 있어서, 부가적인 배양은 CARM1 및/또는 Esrrb가 첨가된 G2 배지에서 3일 동안이다. 다양한 구체예에 있어서, 활성화된 단위 생식성 난모세포는 배반포로 더 배양된다. 다양한 구체예에 있어서, 배반포로의 추가적인 배양, 및 배반포로부터 다능성 줄기 세포(pSCs)의 유도는 투명대(ZP)를 제거하기 위해 배양된 배반포를 산성 타이로드 용액(예를 들면, pH 2.0)으로 처리하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, 처리는 몇 초(예를 들면, 1 내지 5) 동안이다. 다양한 구체예에 있어서 ZP의 제거 이후에 HEPES-HTF 배지에서의 세척이 뒤따른다. 다양한 구체예에 있어서, 내세포괴(ICM)의 분리는 배반포의 영양포(trophoblast)를 폐기하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에 있어서, ICM 세포는 플레이팅 하루 전에 제조된 마우스 배아 피더(MEFs)에 플레이팅된다. 일부 구체예에서, 전 배아는 MEFs 상에서 플레이팅된다. 다양한 구체예에서, PSC 유도 배지는 혈청 대체물(5% SR, Invitrogen), FBS (10%, Hyclone), 플라스마네이트 (5%), bFGF (32 ng/ml), 및 인간 LIF (2000 units/ml, Sigma-Aldrich)로 보충된 녹아웃- DMEM으로 구성된다.In one embodiment, the step of activating the oocyte comprises washing in confluent medium followed by incubation in the activation medium for 5 minutes at 37 占 폚. In various embodiments, the activation medium comprises 5 [mu] M ionomycin. In various embodiments, oocytes are treated in a post-activation medium for complete activation. In various embodiments, the post-activation medium comprises 2 mM 6-DMAP in collagen medium for 4 hours at 37 ° C in 5% CO 2 /5% O 2 /90% N 2 atmosphere. In one embodiment, the activated oocytes are washed, and further incubated. In one embodiment, the activated unit gonadal oocytes are washed in a 6-DMAp removal medium. In one embodiment, the activated unit gonadal oocytes are further cultured in a SAGE deficient medium, such as a queen medium. In another embodiment, the medium, e.g., 3i medium (Neuro basal medium 50%, DMEM / F-12 50%,
상기 pn-hPSC는 이형접합성 또는 동형접합성 난모세포로부터 유래된다. 특정 구체예에서, 이형접합성 pn-hPSC는 민족(ehtnic) 집단에서 대립형질 변인 빈도에 의해 결정된 바와 같은, 민족 집단의 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% 이상과 면역접합성인 HLA 혈청형을 갖는 HLA 일배체형의 대립형질 변인을 포함한다. 특정 구체예에서, 동형접합성 pn-hPSC는 일 전핵 난모세포의 단위생식을 이용하여 도출된다. 특정 구체예에서, 동형접합성 pn-hPSC는 일 전핵 동형접합성 난모세포의 단위생식을 이용하여 도출된다. 다른 구체예에서, 동형접합성 pn-hPSC는 제2 극체 압출을 포함하는 단위생식을 이용하여 얻어진다. 특정 구체예에서, 동형접합성 pn-hPSC는 민족 집단의 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 5% 이상과 면역접합성인 HLA 혈청형을 갖는 민족 집단의 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 5% 이상과 면역접합성인 HLA 혈청형을 갖는 HLA 일배체형을 포함한다. 예를 들면, HLA 일배체형 A*01, B*08, DRB1*03은 백인 인종에서 5% 초과의 빈도로 제시된다. 다른 구체예에서, HLA-혈청형은 HLA-A, HLA-B, HLA-DP, HLA-DM, HLA-DOA, HLA-DOB, HLA-DQ, 및 HLA-DR의 대립형질 변인을 포함한다. 다른 구체예에서, HLA-혈청형은 HLA-A, HLA-B, 및 HLA-DR의 대립형질 변인을 포함한다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 중기 I (MI) 단계 난모세포로부터 유래된다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 중기 II (MII) 단계 난모세포로부터 유래된다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 공여체 난모세포와 동일하거나 거의 동일한 미토콘드리아 유전체를 포함한다.The pn-hPSCs are derived from heterozygous or homozygous oocytes. In certain embodiments, the heterozygous pn-hPSCs are more than 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% or more of the population of the ethnic group, as determined by the allelic variable frequency in the ehtnic population, Lt; RTI ID = 0.0 > HLA < / RTI > In certain embodiments, homozygous pn-hPSC is derived using the unit reproductive of one prokaryotic oocyte. In certain embodiments, homozygous pn-hPSCs are derived using the unit reproduction of one nucleated homozygous oocyte. In another embodiment, homozygous pn-hPSCs are obtained using unit generations involving a second polar extrusion. In certain embodiments, homozygous pn-hPSCs are present in 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 5% or more of a population of HLA serotypes that are immunoconjugated with 1%, 2%, 3%, 4%, 5% 3%, 4%, 5%, 5% or more HLA haplotype having HLA serotypes that are immunoconjugated. For example, the HLA haplotype A * 01, B * 08, and DRB1 * 03 are presented with a frequency of more than 5% in the Caucasian race. In another embodiment, the HLA-serotype includes allelic variants of HLA-A, HLA-B, HLA-DP, HLA-DM, HLA-DOA, HLA-DOB, HLA-DQ and HLA-DR. In other embodiments, the HLA-serotype includes allelic variants of HLA-A, HLA-B, and HLA-DR. In another embodiment, pn-hPSC is derived from mid-stage I (MI) stage oocytes. In another embodiment, the pn-hPSCs are derived from midterm II (MII) stage oocytes. In another embodiment, the pn-hPSC comprises a mitochondrial genome that is identical or nearly identical to a donor oocyte.
상기 pn-hPSC 는 정상적인 46 염색체, XX 핵형을 포함한다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 모든 3개의 배아 배엽층을 형성할 수 있다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 단계-특이적 배아 항원-4(SSEA-4), SSEA-3, 종양거절항원 1-81 (Tra-1-81), Tra-1-60, 옥타머 결합 전사 인자-4 (Oct-4), 성 결정 영역 Y-box-2 (Sox-2), nanog, 징크 핑거 단백질-42 (Rex-1/Zfp-42), lefty A, 기형암종-유래 성장 인자 (Tdgf), 텔로미어 반복 결합 인자 (Terf-1), 및 발달 다능성-연관 유전자 2 (Dppa-2)를 포함하는, 하나 이상의 다능성 마커를 발현한다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 열성 치사율을 포함하지 않는다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 높은 알칼라인 포스파타제 (AP) 및/또는 텔로머라제 활성을 소유한다. 다른 구체예에서, pn-hPSC는 면역결핍 동물에서 서스펜션에서 배아체 및/또는 면역결핍 동물에서 테라토마를 형성할 수 있다.The pn-hPSC includes the normal 46 chromosome, XX karyotype. In another embodiment, the pn-hPSC can form all three embryonic cell layers. In another embodiment, the pn-hPSC is selected from the group consisting of phase-specific embryonic antigen-4 (SSEA-4), SSEA-3, tumor rejection antigen 1-81 (Tra- 1-81), Tra- 1-60, (Rex-1 / Zfp-42), lefty A, teratocarcinoma-derived growth factor-4 (Oct-4), sex regulatory region Y-box-2 (Sox-2), nanog, zinc finger protein- Expressing one or more pluripotency markers comprising Tdgf, a telomeric repeating binding factor (Terf-1), and developmental pluripotency-associated gene 2 (Dppa-2). In other embodiments, the pn-hPSC does not comprise a recessive mortality rate. In other embodiments, the pn-hPSC possesses high alkaline phosphatase (AP) and / or telomerase activity. In other embodiments, the pn-hPSC can form a teratoma in an embryoid body and / or an immunodeficient animal in a suspension in an immunodeficient animal.
상기 b) 단계는 hPSC를 현탁 배양하는 것일 수 있다. 상기 현탁 배양기간은 1일, 2일, 3일, 4일 또는 5일 이상의 기간 동안 배양하는 것일 수 있으며, 14일, 13일, 12일, 11일, 10일, 9일, 8일, 7일 또는 6일 이하의 기간 동안 배양하는 것일 수 있다.The step b) may be a suspension culture of hPSC. The suspension culture period may be one day, two days, three days, four days, or five days or more, and 14 days, 13 days, 12 days, 11 days, 10 days, 9 days, 8 days, 7 days Day or 6 days or less.
일 구체예에 있어서, hPSC를 넉아웃 혈청 대체제(KSR, knockout-serum replacement)가 첨가된 DMEM/F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) 배지에서 배양하여 배양하여 EB를 형성시킬 수 있다. In one embodiment, hPSCs can be cultured in DMEM / F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) medium supplemented with KSR (knockout-serum replacement) .
배양 전에 hPSC를 적절하게 분리하여, 예컨대 2 내지 5개의 군(clump)로 분리하여 배양할 수 있다. 이때, 적절한 물리적 또는 화학적 방법을 이용하여 hPSC를 분리할 수 있다.The hPSCs can be suitably separated before incubation and cultured, for example, by separating into 2 to 5 clumps. At this time, the hPSC can be separated using appropriate physical or chemical methods.
상기 c) 단계는 TGF-β 저해제가 첨가된 배지 및/또는 저포도당(low glucose) 조건의 배지에서 상기 b) 단계에서 형성된 EB를 배양하는 것일 수 있다.The step c) may be a step of culturing the EB formed in step b) in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and / or a medium in a low glucose condition.
상기 저포도당 조건은 15mM 이하, 바람직하게는 10mM 이하, 더 바람직하게는 7mM이하, 가장 바람직하게는 3 내지 6mM의 글루코오스(glucose)가 배지에 포함되는 것일 수 있다. 예컨대, 5.5mM 의 D-glucose(1g/L)가 배지에 포함될 수 있다. 일반적으로 알려진 고포도당 조건(예를 들어, 약 25mM의 글루코오스가 포함)가 달리 저포도당 조건에서 배양함으로써 MSC를 효율적으로 제조할 수 있다.The low glucose condition may be that the medium contains glucose of 15 mM or less, preferably 10 mM or less, more preferably 7 mM or less, and most preferably 3 to 6 mM. For example, 5.5 mM D-glucose (1 g / L) may be included in the medium. MSC can be efficiently prepared by culturing under commonly used high glucose conditions (for example, containing about 25 mM glucose) under low glucose conditions.
일 구체예에 있어서, TGF-β 저해제가 첨가된 저포도당 조건에서 EB를 배양할 수 있으며, TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 일정기간 배양한 후 저포도당 조건의 배지에서 일정기간 배양할 수 있고, 저포도당 조건에서 일정기간 배양한 후 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 일정기간 배양할 수도 있다. 바람직하게는, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양한 후 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 것일 수 있다. 예컨대, EB를 TGF-β 저해제 및 KSR이 보충된 DMEM/F12 배지에서 배양한 후, 혈청 및 항생제가 첨가된 저포도당 조건의 DMEM/F12 배지에서 상기 EB를 배양할 수 있다. 상기 혈청으로 소태아혈청(FBS, Fetal Bovine Serum)이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않는다. 상기 항생제로는 페니실린 및 스트렙토마이신로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않는다. EB는 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 10일, 11일, 12일 또는 13일 이상의 기간 동안 배양하는 것일 수 있으며, 18일, 17일, 16일 또는 15일 이하의 기간 동안 배양하는 것일 수 있다. 또한, 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 12일, 13일, 14일 또는 15일 이상의 기간 동안 배양하는 것일 수 있으며, 20일, 19일, 18일 또는 17일 이하의 기간 동안 배양하는 것일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 저포도당 조건의 배지에서 EB를 부착 배양하는 것일 수 있다. 부착 배양을 위해 젤라틴(gelatin)이 이용될 수 있으나 특별히 이에 제한되지는 않는다. In one embodiment, EBs can be cultured under low glucose conditions supplemented with a TGF-beta inhibitor, cultured for a period of time in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor, and cultured for a predetermined period in a medium with low glucose , It may be cultured in a low glucose condition for a certain period of time and then cultured in a medium supplemented with TGF-beta inhibitor for a certain period of time. Preferably, the EB may be cultured in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and then cultured in a medium with low glucose conditions. For example, EBs can be cultured in DMEM / F12 medium supplemented with TGF-beta inhibitor and KSR, and then cultured in DMEM / F12 medium supplemented with serum and antibiotics under low glucose conditions. Fetal Bovine Serum (FBS) may be used as the serum, but the present invention is not limited thereto. The antibiotic may be at least one selected from the group consisting of penicillin and streptomycin, but is not limited thereto. EB may be cultured for 10, 11, 12 or 13 days or more in a medium supplemented with TGF-beta inhibitor and cultured for 18 days, 17 days, 16 days, or 15 days or less have. In addition, the EB may be cultured for 12, 13, 14 or 15 days or more in a medium with low glucose conditions, and cultured for 20 days, 19 days, 18 days or 17 days or less have. In other embodiments, it may be by adherent culture of EBs in medium with low glucose conditions. Gelatin may be used for attachment culture, but is not particularly limited thereto.
다른 구체예에 있어서, 상기 b) 단계에서 형성된 EB를 bFGF(basic fibroblast growth factor, Invitrogen)가 제외된 배지에서 배양할 수 있다. 미분화상태를 유지하는 bFGF를 배지성분으로서 제외시켜 효율적으로 MSC(중간엽 줄기세포)를 제조할 수 있다. 예컨대, 형성된 EB를 bFGF가 제외된 KSR 및 DMEM/F12 배지에서 단기간, 예컨대 1 내지 3일, 배양한 후 TGF-β 저해제를 첨가하여 10 내지 18일간 배양하고, 저포도당 조건에서 12 내지 20일간 배양할 수 있다.In another embodiment, the EB formed in step b) may be cultured in a medium in which basic fibroblast growth factor (bFGF) is excluded. MSC (mesenchymal stem cells) can be efficiently produced by excluding bFGF as an undifferentiated state as a medium component. For example, the EB formed is cultured in KSR and DMEM / F12 medium without bFGF for a short period of time, for example, 1 to 3 days, followed by addition of TGF-beta inhibitor for 10 to 18 days and culturing for 12 to 20 days under low glucose conditions can do.
다른 구체예에 있어서, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지 및/또는 저포도당 조건의 배지에서 배양한 EB 결과물을 MSC 증식 배지에서 배양하는 것일 수 있다. 예컨대, EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양한 후 저포도당 조건의 배지에서 배양된 EB의 결과물을 MSC 증식 배지에 배양하여 MSC를 제조하는 것일 수 있다. 상기 MSC 증식 배지로는 혈청, 항생제, 비필수 아미노산(NEAA) 및 β-머갑토에탄올(mercaptoethanol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 첨가된 DMEM 배지인 것일 수 있다. 상기 혈청으로 소태아혈청(FBS, Fetal Bovine Serum)이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않는다. 상기 항생제로는 페니실린 및 스트렙토마이신로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않는다.In another embodiment, the EB may be cultured in an MSC growth medium in which the EB is cultured in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and / or a medium in a low glucose condition. For example, the EB may be cultured in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and then cultured in an MSC proliferation medium to produce an MSC. The MSC growth medium may be DMEM medium supplemented with at least one member selected from the group consisting of serum, antibiotics, non-essential amino acids (NEAA) and? -Mercaptoethanol. Fetal Bovine Serum (FBS) may be used as the serum, but the present invention is not limited thereto. The antibiotic may be at least one selected from the group consisting of penicillin and streptomycin, but is not limited thereto.
다른 구체예에 있어서, EB 결과물을 MSC 증식 배지에 배양하기 전에 단일 세포(single cells)로 분리하여 배양하는 것일 수 있다. 예컨대, EB 결과물을 물리적 또는 화학적인 방법을 통하여 단일 세포로 분리하여 일정기간 부착 배양한 후 MSC 증식 배지에 옮겨 배양하는 것일 수 있다.In other embodiments, the EB product may be isolated and cultured in single cells prior to culturing in MSC growth medium. For example, the result of EB may be separated into single cells by physical or chemical methods, followed by adherent culture for a predetermined period, and then cultured in an MSC proliferation medium.
다른 구체예에 있어서, 상기 방법은 d) 상기 제조된 중간엽 줄기세포(MSC)로부터 단일 세포를 분리하는 단계; 및 e) 상기 분리된 단일 세포를 배양하여 단일 세포 유래 MSC를 제조하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. In another embodiment, the method comprises: d) separating a single cell from the prepared mesenchymal stem cell (MSC); And e) culturing the isolated single cells to produce single cell-derived MSCs.
다른 구체예에 있어서, 상기 d) 단계는 피펫(예를 들면, 유리 피펫)을 이용해서, 중간엽 줄기세포 집단으로부터 단일 세포를 분리하는 것일 수 있다. 상기 단일 세포 분리는 중간엽 줄기세포를 배양액에 희석한 후, 현미경의 도움을 받아 단일 세포를 분리하는 것일 수 있다. 또한, 상기 단일 세포를 분리함에 있어, 초기 계대의 중간엽 줄기세포 집단, 예를 들면, p1 내지 p9, p2 내지 p8, p3 내지 p8, p4 내지 p7, 또는 p5 내지 p7의 계대의 중간엽 줄기세포 집단을 사용하는 것일 수 있다. In another embodiment, step d) may be to separate single cells from the mesenchymal stem cell population using a pipette (e.g., a glass pipette). The single cell separation may be performed by diluting mesenchymal stem cells into a culture medium and then isolating single cells with the aid of a microscope. Further, in isolating the single cells, a mesenchymal stem cell population of the early passage, for example, p1 to p9, p2 to p8, p3 to p8, p4 to p7, or p5 to p7, It may be to use groups.
다른 구체예에 있어서, 상기 e) 단계는, 웰 플레이트에 웰당 단일 세포를 분주하는 단계; 및 상기 분주된 세포를 콜로니가 형성될 때까지 배양하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 e) 단계에 있어서, 상기 웰당 단일 세포가 분주되었는지 확인한 후, 배양을 시작하는 것일 수 있다. 상기 e) 단계의 배양은, 상기 단계 c)와 동일 또는 유사한 배양 조건, 또는 계대 배양수로 배양되는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 단일 세포는 bFGF를 포함하는 배지(예를 들면, bFGF가 첨가된 MSC 증식 배지)에서 배양되는 것일 수 있다. 상기 배양은 적어도 2일, 5일, 10일, 11일, 12일 또는 13일 이상의 기간 동안 배양하는 것일 수 있으며, 이에 제한 되지 않고, 적어도 콜로니가 형성되는 기간까지 배양하는 것일 수 있다. 또한, 상기 배양은 계대 배양을 포함할 수 있다. 상기 계대 배양은 적어도 2회, 5회, 10회 이상 수행되는 것을 수 있다. In another embodiment, the step e) comprises: dividing a single cell per well into a well plate; And culturing the dispensed cells until a colony is formed. Also, in step e), it may be determined whether single cells per well have been dispensed and then the culture is started. The cultivation in step e) may be carried out under the same or similar culture conditions as in step c), or in subculture water. For example, the single cell may be cultured in a medium containing bFGF (for example, MSC proliferation medium supplemented with bFGF). The culturing may be performed for at least two days, five days, ten days, eleven days, twelve days, or thirteen days or more, but not limited thereto, at least until the period when the colonies are formed. The culture may also include subculture. The subculture may be performed at least 2 times, 5 times, 10 times or more.
다른 구체예에 있어서, 상기 제조된 중간엽 줄기세포는 실질적으로 균질한 세포 집단일 수 있다. 상기 실질적으로 균질한 세포 집단(substantially homogeneous cell population)은 단일 세포로부터 유래하여 세포 집단 내의 다수의 세포(예를 들면, 적어도 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 100%)가 동일한 세포 특성 또는 동일한 언급된 활성을 갖는 것을 의미할 수 있다. 상기 단일 세포로부터 유래된 중간엽 줄기세포는 다른 종류의 세포로 분화하거나 기형종 등을 유발하는 안전성의 측면에서 장점을 가지므로, 임상에서 유용하게 활용될 수 있다. In another embodiment, the prepared mesenchymal stem cells may be a substantially homogeneous population of cells. The substantially homogeneous cell population is derived from a single cell such that a plurality of cells (e.g., at least 70%, at least 80%, at least 90%, or 100%) in the cell population Or may have the same mentioned activity. Since the mesenchymal stem cells derived from the single cells have advantages in terms of safety to differentiate into different types of cells or induce teratomas and the like, they can be usefully used in clinical practice.
본 발명의 제조방법으로 제조된 중간엽 줄기세포(MSC)은 CD29, CD44, CD90 및 CD105로 이루어진 군으부터 선택되는 1종 이상에 대해 양성인 것일 수 있다.The mesenchymal stem cell (MSC) produced by the method of the present invention may be positive for at least one selected from the group consisting of CD29, CD44, CD90 and CD105.
예컨대, MSC의 적어도 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 이상이 CD29에 대해 양성인 것일 수 있다.For example, at least 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% 95%, 96%, 97%, 98% or 99% or more may be positive for CD29.
MSC의 적어도 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 이상이 CD44에 대해 양성인 것일 수 있다.At least 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% , 96%, 97%, 98% or 99% or more of which is positive for CD44.
MSC의 적어도 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 이상이 CD90에 대해 양성인 것일 수 있다.At least 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% , 96%, 97%, 98% or 99% or more of which is positive for CD90.
MSC의 적어도 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 이상이 CD105에 대해 양성인 것일 수 있다.MSC at least 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83% , 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% It can be positive.
상기 중간엽 줄기세포(MSC)은 TRA60, SSEA4, CD34 및 CD45로 이루어진 군으부터 선택되는 1종 이상에 대해 음성인 것일 수 있다.The mesenchymal stem cell (MSC) may be negative for at least one selected from the group consisting of TRA60, SSEA4, CD34 and CD45.
예컨대, MSC의 적어도 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% 또는 0.05% 이하가 TRA60에 대해 음성인 것일 수 있다.For example, at least 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7% 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% or 0.05% or less may be negative for TRA60.
MSC의 적어도 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% 또는 0.05% 이하가 SSEA4에 대해 음성인 것일 수 있다.MSC has at least 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7% , 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, or 0.05% or less may be negative for SSEA4.
MSC의 적어도 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% 또는 0.05% 이하가 CD34에 대해 음성인 것일 수 있다.MSC has at least 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7% , 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% or 0.05% of the CD34 can be negative for CD34.
MSC의 적어도 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5% 또는 0.05% 이하가 CD45에 대해 음성인 것일 수 있다.MSC has at least 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7% , 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, or 0.05% of the CD45 is negative for CD45.
본 발명의 제조방법으로 MSC는 세포 배양에서 적어도 5회, 6회, 10회, 11회, 12회, 13회, 14회 또는 15회 이상의 계대(passage)를 진행할 수 있는 복제능을 가지는 것일 수 있다.According to the production method of the present invention, the MSC may have a replication ability capable of progressing passage at least 5 times, 6 times, 10 times, 11 times, 12 times, 13 times, 14 times, or 15 times in the cell culture have.
본 발명의 제조방법으로 제조된 MSC의 배가시간 (doubling time)은 35시간, 36시간, 37시간, 38시간, 39시간, 40시간 또는 41시간 이상이고 48시간, 47시간, 46시간 또는 45시간 이하인 것일 수 있다.The doubling time of the MSC prepared by the process of the present invention is 35 hours, 36 hours, 37 hours, 38 hours, 39 hours, 40 hours or 41 hours or more and 48 hours, 47 hours, 46 hours or 45 hours Or less.
본 발명의 제조방법으로 제조된 MSC는 분화된 세포로의 분화능을 가진다. 예컨대, 조혈모세포, 근육세포, 심근세포, 간 세포, 연골세포, 상피 세포, 비뇨기관 세포, 신장세포, 혈관세포, 망막세포 및 뉴런 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 분화능을 가질 수 있다.MSCs produced by the method of the present invention have the ability to differentiate into differentiated cells. For example, it may have at least one differentiation ability selected from the group consisting of hematopoietic stem cells, muscle cells, cardiac muscle cells, liver cells, cartilage cells, epithelial cells, urinary tract cells, kidney cells, blood vessel cells, retinal cells and neuron cells.
본 발명의 MSC는 장래 사용을 위하여 냉동보존 될 수 있다. 한 실시양태에서 냉동보존제는 디메틸 설폭사이드(DMSO), 에틸렌 글리콜, 글리세롤 및 프로판디올을 포함하나 이들로 한정되지 않는 하나 이상의 냉동보호제; DMEM, MEM 및 상기 개시된 특허 배지를 포함하나 이들로 한정되지 않는 하나 이상의 배양 배지; 수크로스, 덱스트란, 혈청 대체물 및 HEPES 완충제를 포함하나 이들로 한정되지 않는 하나 이상의 추가 물질을 포함하는 용액에 줄기세포를 냉동 보존한다. 한 실시양태에서, 상기 용액은 크리오스토어(CryoStor)(상표명) CS-10 배지(바이오라이프 솔루션스 인코포레이티드(BioLife Solutions Inc.), 미국 워싱톤주 보텔 소재)를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 혈청 대체물은 넉아웃(Knockout) 혈청 대체물(인비트로겐(Invitrogen) 10828-028)이다. The MSC of the present invention can be cryopreserved for future use. In one embodiment, the cryopreservative is one or more cryoprotectants including but not limited to dimethylsulfoxide (DMSO), ethylene glycol, glycerol, and propanediol; One or more culture media including, but not limited to, DMEM, MEM, and the patented media described above; The stem cells are cryopreserved in a solution containing one or more additional substances including but not limited to sucrose, dextran, serum substitutes and HEPES buffer. In one embodiment, the solution comprises CryoStor ™ CS-10 medium (BioLife Solutions Inc., Joobetel, Washington, USA). In another embodiment, the serum replacement is a knockout serum replacement (Invitrogen 10828-028).
MSC의 동결보존은 세포를 조절된 속도에서 동결하거나 "수동" 과정으로 동결한다. 조절된 속도 동결 절차는 조절된 속도 동결기를 켜고 조직 또는 세포 동결을 위한 동결 프로그램을 설정함으로써 시작된다. 조절된 속도 동결기는 액체 질소를 사용하여 내부 챔버 내의 온도를 감소시킬 것이다(이로써 상기 챔버의 임의의 내용물의 온도를 감소시킬 것임). 세포에 대한 동결 프로그램은 내부 챔버를 4℃로 냉각시키고 상기 절차를 계속하도록 자극될 때까지 상기 온도를 유지함으로써 시작된다. 조절된 속도 동결기가 냉각시키는 동안, 세포는 4℃로 냉각된 냉동보존 배지에 현탁된다. 상기 세포 현탁액을 냉동바이알(cryovial) 당 1 ㎖의 양으로 냉동바이알 내로 분취한다. 그 다음, 상기 냉동바이알을 표지하고 조절된 속도 동결기 챔버 내에 넣고 프로그램이 계속되도록 자극한다. 먼저, 상기 챔버의 온도를 4℃에서 추가 10분 동안 유지한다. 다음으로, 온도가 -80℃에 도달할 때까지 상기 챔버를 -1℃/분의 속도로 냉각시킨다. 그 다음, 상기 챔버가 -120℃의 온도에 도달할 때까지 상기 챔버를 -50℃/분의 속도로 냉각시킨다. -120℃에서 5분이 경과된 후, 동결된 세포의 온도는 -120℃로 평형화될 것이다. 그 다음, 상기 동결된 세포의 냉동바이알을 장기간 저장을 위해 액체 질소 드와(Dewar)로 옮긴다. Cryopreservation of MSC freezes cells at a controlled rate or freezes them to a "manual" process. The controlled rate freezing procedure is initiated by turning on the controlled rate freezer and setting the freezing program for tissue or cell freezing. The controlled rate freezer will use liquid nitrogen to reduce the temperature in the inner chamber (thereby reducing the temperature of any of the contents of the chamber). The freezing program for the cells is initiated by keeping the temperature until the inner chamber is cooled to < RTI ID = 0.0 > 4 C < / RTI > While the controlled rate freezer is cooling, the cells are suspended in cryopreserved media cooled to 4 占 폚. The cell suspension is aliquoted into a freezing vial in an amount of 1 ml per cryovial. The frozen vial is then labeled and placed in a controlled speed freezer chamber and stimulated to continue the program. First, the temperature of the chamber is maintained at 4 DEG C for an additional 10 minutes. Next, the chamber is cooled at a rate of -1 [deg.] C / min until the temperature reaches -80 [deg.] C. The chamber is then cooled at a rate of -50 ° C / min until the chamber reaches a temperature of -120 ° C. After 5 minutes at -120 ° C, the temperature of the frozen cells will be equilibrated to -120 ° C. The frozen vials of the frozen cells are then transferred to liquid nitrogen (Dewar) for long term storage.
또한, 본 발명은 상기 MSC로부터 분화된 세포를 제공한다.The present invention also provides cells differentiated from the MSC.
분화된 세포는 줄기세포로부터 조혈모세포, 근육 세포, 심근 세포, 간 세포, 연골 세포, 상피 세포, 비뇨기관 세포, 지방세포, 신장세포, 혈관세포, 망막세포, 및 뉴런 세포 등 제한 없으며, 이들로 이루어진 군으로부터 어느 하나 이상의 세포로 분화된 것이며 제한없이 세포 이식을 통한 치료제로 사용될 수 있는 모든 세포를 의미한다. 동결보존된 세포 뱅킹으로부터 이종 환자의 HLA 스크리닝을 통한 면역접합한 세포를 선별하는 단계가 추가될 수 있다. 면역접합성은 이식재료로서 재생 치료의 최적의 공급가능성을 높임으로써 뱅킹이 가능하도록 하는 것이다. The differentiated cells are not limited from stem cells such as hematopoietic stem cells, muscle cells, myocardial cells, liver cells, chondrocytes, epithelial cells, urinary tract cells, adipocytes, kidney cells, vascular cells, retinal cells and neuronal cells. Refers to any cell that is differentiated into any one or more cells from the group consisting of, and can be used as a therapeutic agent through cell transplantation without limitation. A step of screening for immunocompromised cells through HLA screening of heterologous patients from cryopreserved cell banking may be added. Immunoadjunction is to enable banking by enhancing the optimal supply of regenerative therapy as an implantable material.
또한, 본 발명은 상기 MSC의 제조방법으로 제조된 MSC를 포함하는 세포집단을 제공하는 것이다. 본 발명은 또한, 여러 종류의 질환의 치료를 위한 MSC의 세포집단을 포함하는 조성물을 제공한다. The present invention also provides a population of cells comprising the MSCs prepared by the method of making the MSCs. The present invention also provides a composition comprising a population of cells of MSC for the treatment of various types of diseases.
본 발명의 조성물 총 중량에 대하여 본 발명의 세포 조성물은 0.1 내지 99.9 중량%를 유효성분으로 함유하고, 약제학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다.The cell composition of the present invention contains from 0.1 to 99.9% by weight of the active ingredient, based on the total weight of the composition of the present invention, and may include a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent.
본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.The compositions of the present invention may be of various oral or parenteral formulations. In the case of formulation, a diluent or excipient such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, or a surfactant is usually used. Solid formulations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, which may contain one or more excipients such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose lactose, gelatin and the like. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate, talc, and the like may also be used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, syrups and the like. Various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives and the like may be included in addition to water and liquid paraffin, which are simple diluents commonly used. have. Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Examples of non-aqueous solvents and suspensions include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, injectable esters such as ethyl oleate, and the like. Examples of the suppository base include witepsol, macrogol, tween 61, cacao paper, laurin, glycerogelatin and the like.
상기 약학적으로 유효한 양이란 0.0001 내지 100 mg/kg이고, 0.001 내지 10 mg/kg이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 투여량은 특정 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여기간, 투여방법, 제거율, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.The pharmaceutically effective amount is 0.0001 to 100 mg / kg, and 0.001 to 10 mg / kg, but is not limited thereto. The dose may vary depending on the weight, age, sex, health condition, diet, administration period, method of administration, rate of elimination, severity of disease, and the like of a particular patient.
상기 조성물은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 비경구 투여시 복강내주사, 직장내주사, 피하주사, 정맥주사, 근육내주사, 자궁내 경막주사, 뇌혈관내 주사 또는 흉부내 주사에 의해 투여될 수 있고, 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다.The composition can be administered orally or parenterally at the time of clinical administration and can be administered orally or parenterally in the case of parenteral administration by intraperitoneal injection, rectal injection, subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection, intrauterine injection, intracerebral injection, And may be used in the form of a general pharmaceutical preparation.
본 발명의 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.The composition of the present invention may be used alone or in combination with methods using surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemotherapy, and biological response modifiers.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the functions and effects of the present invention will be described in more detail through specific embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
실시예 1. 핵 이식 다능성 줄기세포(NT-hPSC)의 준비Example 1. Preparation of nuclear transfer pluripotent stem cells (NT-hPSC)
1. 기증자 세포로부터 동형접합(Homozygous) 세포의 스크리닝 및 공여세포의 선별Screening of homozygous cells from donor cells and selection of donor cells
차병원 기증 제대혈은행에서 7억개 미만의 폐기용 제대혈에 대하여 동형접합(homozygous) 세포를 스크리닝 했다. HLA-A, B, DRB1 genotyping을 위해 Gentra PuregeneTM Blood Kits (QIAGEN, Hilden, Germany)을 사용하여 genomic DNA를 추출한 뒤 SeCore A, B and DRB1 Locus Sequencing Kit (Invitrogen, Brown Deer, WI, USA)를 사용하여 Sequence-based typing을 실시했다. 특히 HLA-A와 B의 경우 exon 2-4, HLA-DRB1의 경우 exon 2를 키트(kit)에 포함되어져 있는 locus specific primer를 사용하여 증폭시켰으며, ABI3130XL Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)를 이용하여 형성된 PCR product에 대한 시퀀싱(sequencing)을 수행했고, HLA SBT u-type software v3.0 (Invitrogen) 및 Sequencher (Gene Codes Corp., Ann Arbor, MI, USA)을 사용하여 데이터분석을 실시했다. 결국 이와 같은 방법을 통해 기증제대혈로부터 한국인에게 가장 빈도수가 높은 HLA 동형접합(homozygous) 공여세포 (A*33:03-B*44:03-DRB1*13:02) (haplotype frequency: 4.6%)를 발견했으며, 만일 이로부터 NT-세포를 제작할 경우 전체 인구의 약 9%를 포괄할 수 있다.Homozygous cells were screened for umbilical cord blood of less than 700 million donated cord blood from Cha Hospital. Genomic DNA was extracted using Gentra Puregene ™ Blood Kits (QIAGEN, Hilden, Germany) for HLA-A, B and DRB1 genotyping and sequenced using SeCore A, B and DRB1 Locus Sequencing Kit (Invitrogen, Brown Deer, Sequence-based typing. In particular, exon 2-4 for HLA-A and B and
상기 스크리닝한 결과로부터 HLA A-B-DRB1 haplotype의 조혈세포(hemapoietic cell)를 공여세포로 선별하여 세포 배양 플라스크에 5% CO2, 37℃ 조건하에 배양하였다. 10% DMSO, 30% FBS가 포함된 DMEM 배양액을 동결액으로 사용하여 cryo vial에 담아 동결하여 사용 시까지 액체질소 탱크에 보관한다. 이들 세포는 염색체 검사를 시행한다(도 2). 세포들은 NT 전에 해동시키고 4 웰 디쉬들에 confluency하게 배양하고 이들 세포는 0.5% FBS DMEM/F12 배지에 2일간 배양하면서 G0/G1단계로 동기화하였다. The hematopoietic cells of HLA AB-DRB1 haplotype were selected as donor cells from the above screening results and cultured in a cell culture flask under 5% CO 2 at 37 ° C. DMEM medium containing 10% DMSO and 30% FBS is used as a frozen liquid and frozen in cryo vials and stored in a liquid nitrogen tank until use. These cells undergo chromosomal examination (FIG. 2). Cells were thawed before NT, cultured confluently in 4 well dishes, and these cells were synchronized to G0 / G1 phase for 2 days in 0.5% FBS DMEM / F12 medium.
1.2 난모세포의 회수 및 제조1.2 Recovery and preparation of oocyte
CHARMI(CHA Regenerative Medicine Institute)의 SCRO(Stem cell Research Oversight) 위원회 및 EIRB(Essex Institutional Review Board) 승인 하에 진행되었다.The SCA (Stem cell Research Oversight) Committee of the CHA Regenerative Medicine Institute (CHARMI) and the Essex Institutional Review Board (EIRB).
웹(web) 기반의 광고를 통하여 20-32세 여성들을 모집하였으며, ASRM(American Society for Reproductive Medicine) 가이드라인에 따라 상기 여성들의 생식학적, 의학적 및 정신학적인 건강상태를 검사하였다. 상기 검사에 따라 의학 및 정신학적인 검사를 모두 통과한 BMI <28 Kg/m2의 여성들을 대상으로 진행하였다.They recruited 20-32 year-old women through web-based advertising and tested their reproductive, medical and psychological health status according to the American Society for Reproductive Medicine (ASRM) guidelines. The study was conducted on women with BMI <28 Kg / m 2 who underwent both medical and psychological tests.
난소 자극(Ovarian stimulation)은 정립된 임상 IVF 가이드라인에 따라 수행하였다 (Tachibana et al., 2013). 상기 여성들에게 루프론(Lupron) 또는 hCG 주입 후 36시간 Midazolam 5-7.5 mg (Versed, Roche, 및 Nutley. N.J., USA) 및 Fentanyl 50-75 ug (Abbott Pharmaceutical, Abbott Park, Ill. USA)로 진정시키고 난모세포를 그 후 이전에 기재된 초음파 지도를 사용해 회수하였다. IVF 배지 (Quinn's IVF 배지, SAGE Biopharma, Bedminster, N.J.) 중 신선하게-단리된 난구-난모세포 복합체 (cumulus-oocyte cell complexs: COCs)를 모아 10% 혈청대용물(SSS; Quinns Advantage Serum, Cooper Surgical)이 보충된 HTF-Hepes 배지(Global Medium)에 37℃ 조건하에 두었다. COCs를 히알루로니아제 (100 IU/ml, Sigma, St. Louis, Mo. USA)로 처리한 후 성숙정도에 따라 난모세포를 분류한 후 중기 II (MII) 시기의 난모세포를 NT를 위해 사용하였다. Ovarian stimulation was performed according to established clinical IVF guidelines (Tachibana et al., 2013). The women were sedated with Lupron or hCG for 36 hours with Midazolam 5-7.5 mg (Versed, Roche, and Nutley. NJ, USA) and Fentanyl 50-75 ug (Abbott Pharmaceutical, Abbott Park, And the oocytes were then recovered using the previously described ultrasonography map. Freshly-isolated cumulus-oocyte cell complexes (COCs) from IVF medium (Quinn's IVF medium, SAGE Biopharma, Bedminster, NJ) were pooled and mixed with 10% serum substitute (SSS; Quinns Advantage Serum, Cooper Surgical ) Were placed in supplemented HTF-Hepes medium (Global Medium) at 37 ° C. COCs were treated with hyaluronic acid (100 IU / ml, Sigma, St. Louis, Mo. USA), and oocytes were classified according to the degree of maturation, and oocytes in the middle stage II (MII) .
1.3 난모세포의 탈핵, 체세포의 핵치환 및 활성화1.3 Enucleation of oocytes, nuclear replacement and activation of somatic cells
난모세포의 탈핵은 이전에 공지된 방법으로 수행될 수 있으며 (Tachibana et al., 2013), 난모세포의 탈핵 및 체세포의 핵치환은 스테이지 워머(stage warmer), 나리시게 마이크로마니퓰레이터(narishige micromanipulator), OosightTM 이미징 시스템 (poloscopic microscopy), 및 레이저를 갖춘 도립현미경(inverted microscope)을 사용하여 수행하였다. 레이저를 갖춘 도립현미경 대신에 피에조를 갖춘 도립현미경이 선택적으로 사용될 수 있다.Enucleation of oocytes can be performed by a previously known method (Tachibana et al., 2013), enucleation of oocytes and nuclear replacement of somatic cells is accomplished using a stage warmer, a narishige micromanipulator ), An Oosight TM imaging system (poloscopic microscopy), and an inverted microscope equipped with a laser. An inverted microscope with a piezo instead of an inverted microscope with a laser may optionally be used.
상기 난모세포를 사이토카라신 B(5 ㎍/ml) 및 카페인(1.25mM)를 포함한 HTF-Hepes 배지(Global Medium)의 드로플렛(droplet)에 위치시킨 후 상기 드로플렛을 조직배양(tissue culture) 오일로 덮어 37℃ 조건 하에 10 내지 15분 정도 두었다. 카페인은 단백질 인산가수분해효소 저해제로서 이른 활성화(premature activation)를 억제하여 복제배아의 성장을 개선시킴으로써 결과적으로 배반포의 형성율을 증가시킨다. 이후 방추사(spindle)가 2 내지 4시 방향에 가깝게 위치하도록 홀딩 피펫으로 난모세포를 고정시킨 후, 방추사 옆에 있는 투명대(zona pellucida)를 레이저 펄스로 뚫었으며, 뚫린 부분을 통해 주입 피펫을 넣었다. 상기 주입 피펫으로 원형질막(plasma membrane)로 둘러싸인 적은 양의 세포질과 접촉된 방추사를 흡입시켰다. 상기 투명대는 레이저 펄스 대신에 피에조 펄스가 선택적으로 이용될 수 있다. The oocytes were placed in a droplet of HTF-Hepes Medium (Global Medium) containing cytochalasin B (5 ㎍ / ml) and caffeine (1.25 mM) And the temperature was kept at 37 占 폚 for 10 to 15 minutes. Caffeine is a protein phosphatase inhibitor that inhibits premature activation to improve the growth of cloned embryos and consequently increases the rate of blastocyst formation. Then the oocytes were fixed with a holding pipette so that the spindle was located close to the 2 to 4 o'clock position. Then, the zona pellucida was punctured with a laser pulse and the injection pipette was inserted through the open part. The infusion pipette was inhaled into the spindle in contact with a small amount of cytoplasm surrounded by a plasma membrane. Instead of a laser pulse, a piezo pulse may be selectively used for the transparent bar.
이후, 공여세포를 마이크로 피펫에 흡입시켜 센다이 바이러스 외피 단백질(HJV-E extract, Isihara Sangyo Kaisha)를 포함하는 작은 드랍(drop)으로 옮겨 놓았다. 그리고는 상기 실시예 1의 핵 공여세포를 제1극체 반대편에 위치한 난황주위 공간(perivitelline space)에 삽입하였다. The donor cells were then aspirated into a micropipette and transferred to a small drop containing Sendai virus envelope protein (HJV-E extract, Isihara Sangyo Kaisha). Then, the nuclear donor cell of Example 1 was inserted into the perivitelline space located on the opposite side of the first polar body.
이렇게 융합이 확인되면, 제조된 난자는 추가로 Global 10% SPS 배지에 30분 또는 2시간 동안 배양하였다.When the fusion was confirmed, the prepared oocytes were further cultured in
활성화(activation)는 0.1 mM 아세트산칼륨, 0.5 mM 아세트산마그네슘, 0.5 mM HEPES, 1mg/ml 지방산이 없는 BSA(fatty-acid-free BSA)를 포함하는 0.25mM 디-소르비톨(d-sorbitol) 버퍼 하에서 전기자극(electrical pulse)(2X 50μs DC pulses, 2.7 kV/cm)을 가하여 수행하였다. 활성화된 세포는 5% CO2, 37℃조건 하에 2 mM DMAP를 포함하는 Global Medium(혈청 제외)에서 4시간 배양하였고, 5% CO2, 5% O2, 90% N2, 37℃ 조건 하에 10% FBS, 12 μM BME(β-mercaptoethanol), CARM(2 μg/ml) 및 10 nM TSA(Trichostatin A)가 보충된 Global Medium에서 12시간 배양하였다. 이후 전핵 형성(pronuclear formation)을 확인하였고, 5% CO2, 5% O2, 90% N2, 37℃ 조건 하에, TSA가 없고 10% FBS 및 12 μM BME이 보충된 Global Medium에서 최대 7일간 배양하였다. 이후 4세포기 시기에 마이크로 인젝션 시스템(micro injection system)을 사용하여 CARM mRNA를 할구에 주입한다. CARM 대신에 선택적으로 HDAC1, SIRT2 또는 KDM4D가 첨가될 수 있다.Activation was carried out in 0.25 mM d-sorbitol buffer containing 0.1 mM potassium acetate, 0.5 mM magnesium acetate, 0.5 mM HEPES, 1 mg / ml fatty acid-free BSA (BSA) Followed by the addition of an electrical pulse (2 x 50 μs DC pulses, 2.7 kV / cm). Activated cells were cultured for 4 hours in Global Medium (except serum) containing 2 mM DMAP at 5% CO 2 at 37 ° C, and cultured in 5% CO 2 , 5% O 2 , 90% N 2 , Were cultured in Global Medium supplemented with 10% FBS, 12 μM BME (β-mercaptoethanol), CARM (2 μg / ml) and 10 nM TSA (Trichostatin A) for 12 hours. After pronuclear formation was confirmed, the cells were incubated for up to 7 days in Global Medium supplemented with 10% FBS and 12 μM BME without 5% CO 2 , 5% O 2 , 90% N 2 , Lt; / RTI > Then, CARM mRNA is injected into the kidney using microinjection system at the time of giving up the 4th year. HDAC1, SIRT2 or KDM4D can optionally be added instead of CARM.
1.4 stem cell line의 제조 및 특성 분석1.4 Preparation and characterization of stem cell line
상기 2에서 배양된 배반포를 산성 Tyrode 용액 (pH 2.0)으로 수 초간 처리하여 투명대(ZP)를 제거하였다. ZP의 제거 후, 배아를 Hepes-HTF 배지에서 힘차게(vigorously) 세척하여 미량의 Tyrode 용액까지도 제거하였다. 레이저-보조 배반포 절제 시스템(Hamilton-Thorne Inc.)을 이용하여 내세포괴(ICM)을 분리하고 배반포의 잔여 부분(영양막)을 폐기하여 배반포가 더 이상 온전하지 않다는 것을 확인하였다. 플레이팅 1일 전 준비된 MEF 위에 ICM을 플레이팅하고, 그러나, 복제된 배반포가 구별할 수 없는 ICM을 가질 경우 전체 배아를 플레이팅하였다. hPSC 유도 배지는 혈청 대체물(serum replacement) (5% SR, Invitrogen), FBS (10%, Hyclone), plasmamate (5%), bFGF (32 ng/ml), 및 human LIF (2000 units/mI, Sigma-Aldrich)가 보충된 넉아웃- DMEM를 포함하였다. 동일 배지에서 3일 동안 변화 없이 ICM을 배양한 후, 4일차에 배지의 약 1/3을 교체하였다. 6일차부터 격일로 배지의 1/2을 교체하였다. 플레이팅 후 7일 이내에 최초 성장(outgrowth)이 확인되었다. The blastocysts cultured in 2 above were treated with an acidic Tyrode solution (pH 2.0) for several seconds to remove ZP. After removal of ZP, the embryo was vigorously washed in Hepes-HTF medium to remove even the small amount of Tyrode solution. ICM was isolated using a laser-assisted bladder ablation system (Hamilton-Thorne Inc.) and the remaining part of the blastocyst (the trophoblast) was discarded to confirm that the blastocyst was no longer intact. One day before plating, the ICM was plated onto the prepared MEF, but when the cloned blastocyst had an indistinguishable ICM, the entire embryo was plated. The hPSC induction medium contained serum replacement (5% SR, Invitrogen), FBS (10%, Hyclone), plasmamate (5%), bFGF (32 ng / ml), and human LIF (2000 units / -Aldrich) supplemented with < / RTI > ICM was cultured in the same medium for 3 days without change, and about 1/3 of the medium was replaced on the fourth day. Half of the medium was replaced every day from
ESC형 형상을 갖는 콜로니들을 추가적인 증식을 위해 선택, 특성화 및 세포유전학적 분석을 수행하였다. 그리고, 12일차 이전에 콜로니를 확장하고 동결보존하였다. 세포의 특성분석은 염색체 검사(karyotype, G-banding), DNA 지문검사 및 mitochondrial DNA 유전자형 검사를 시행하였다. 그 결과는 각각 도 3 및 도4에서 보여준다. 세포의 전분화능 줄기세포 마커의 발현을 확인하기 위하여 AP staining 으로 알카라인 포스파타제(alkaline phosphatase)활성을 확인하고 immunocytochemistry 로 Oct4, SSEA-4, TRA 1-60, TRA 1-81을 분석하였으며, RT-PCR로 Oct4, Nanog, Sox-2 마커의 발현을 분석하였다. 그 결과는 도 5 및 6에서 보여준다. 이들 결과로부터 도출된 세포가 줄기세포임을 확인하였다. 추가로 삼배엽성 (3 germ layers) 유래 세포로 분화할 수 잇는 전분화능을 확인하기위하여, 체외에서 배아체 (EB)를 형성하여 배양 후 Immunochemistry 및 RT-PCR를 통하여 삼배엽 유래 분화 마커의 발현을 확인하였다(도 7(a) 및 (b)). 체내에서 전분화능 확인을 위하여 면역결핍생쥐의 정소 도는 피하에 줄기세포를 주입하여 테라토마(teratoma) 형성을 유도한 후 조직학적으로 H-E 및 special staining을 통하여 분화능을 확인하였다. 결과는 도7 (c)에 나타내었다. Colonies with ESC shape were selected, characterized and cytogenetic analysis for further propagation. Colonies were expanded and frozen before
1.5 NT-hPSC의 동결보존 및 뱅킹1.5 Cryopreservation and banking of NT-hPSC
상기 3에서 제조된 세포를 동형접합성 세포에 따라 분류되어 보관되고 문서 또는 프로그램에 기록되도록 하는 것이다. 특히 세포 공여체의 정보가 같이 저장되도록 한다. 추후 동종(autologous) 또는 이종(allogenic) 수여자(환자)에 직접적으로 이용될 수 있거나 또는 분화된 세포로 이용될 수 있도록 저장된다.The cells prepared in the above 3 are classified and stored in accordance with homozygous cells and recorded in a document or a program. In particular, information on the cell donor is stored together. Can be used directly in an autologous or allogenic recipient (patient) or stored for use as differentiated cells.
1.6 NT-hPSC로부터 기능성 망막색소상피세포 (RPE)로의 분화1.6 Differentiation from NT-hPSC to functional retinal pigment epithelial cells (RPE)
RPE로의 분화를 유도하기 위하여 미분화상태의 NT-hPSC를 해부현미경 하에서 멸균된 팁을 사용하여 기계적으로 여러 조각(clump-form of NT-ES cells; 한 조각은 약 300~600개의 미분화상태의 배아줄기세포주)으로 자른다. Clump 형태의 NT-hPSC는 low attachment 6-well plates (Corning, CA, USA)에 담아 배아체 배양액 (EBDM; knockoutTM DMEM (Thermo Scientific, CA, USA) supplemented with 15% (v/v) knockoutTM serum replacement (Thermo), 1% (v/v) glutamax (Thermo), 1% (v/v) NEAA (Thermo), 1% (v/v) penicillin-streptomycin (Thermo) and 0.1mM β-mercaptoethanol (Thermo)) 에서 부유상태로 4일간 배양한다. 배양된 배아체는 배양접시에 옮겨져 부착된 상태로 RPE 분화를 유도한다.In order to induce differentiation into RPE, NT-hPSC in undifferentiated state was mechanically divided into several clumps-form of NT-ES cells using a sterilized tip under a dissecting microscope (about 300-600 undifferentiated embryonic stem Cell line). The clump-shaped NT-hPSC was added to low attachment 6-well plates (Corning, CA, USA) and supplemented with 15% (v / v) knockout TM medium (EBDM; knockout TM DMEM (Thermo Scientific, (Thermo), 1% (v / v) glutamax (Thermo), 1% (v / v) NEAA (Thermo), 1% (v / v) penicillin-streptomycin (Thermo) and 0.1 mM β-mercaptoethanol Thermo)) for 4 days in a floating state. The cultured embryo bodies are transferred to a culture dish and induced to induce RPE differentiation.
1.7 NT-hPSC로부터 분화된 망막색소상피세포의 분리1.7 Isolation of differentiated retinal pigment epithelial cells from NT-hPSC
배아체는 0.1% 젤라틴 코팅이 된 6-well 배양접시에 옮겨 부착이 되도록 3일간 배양기안에 정치시킨 후 2~3일 간격으로 EBDM 배양액을 교체해주면서 배아체에서 뻗어나와서 자라는 세포들 중에서 망막색소상피세포가 나타날 때까지 약 50~55일간 배양하였다. 색소침착으로 색깔이 구분되는 RPE cell 들을 분리하기 위하여, 세포들은 생리식염수 (DPBS containing Ca2 +Mg2 + (Thermo))로 2회 세척 후 콜라게나아제 타입4가 포함된 생리식염수 (Type IV collagenase (Thermo) in DPBS with Ca2+Mg2+ (Thermo))로 교체하여 2시간 동안 37 ℃, 5% CO2 가 유지되는 배양기에서 배양하였다. 효소를 제거하기 위하여, 배양접시에서 떨어져 나온 세포 덩어리들 (detached cell clusters)을 50ml 튜브에 모아 원심분리기(1500 rpm, 5분)를 이용하여 DMEM-FBS 배양액으로 2회 세척하였다. 세포 덩어리들은 60mm 페트리접시에 옮긴 후, 해부현미경 하에서 가늘게 뽑은 유리 피펫을 이용하여 망막색소상피세포 덩어리들(pigmented cell clusters)을 색소가 침착되지 않은 다른 세포덩어리들과 구분하여 수집하였다.The embryoid body was placed in a 6-well culture dish with 0.1% gelatin coating, allowed to stand in the incubator for 3 days, and then replaced with the EBDM culture medium every 2 to 3 days. Of the cells growing out of the embryoid body, Were incubated for about 50 to 55 days. In order to separate the RPE cell is color-separated pigmentation, cells are normal saline (DPBS containing Ca 2 + Mg 2 + (Thermo)) with twice the normal saline solution containing a
1.8 NT-hPSC로부터 분화된 망막색소상피세포의 성숙 및 증식1.8 Maturation and proliferation of retinal pigment epithelial cells differentiated from NT-hPSC
망막색소상피세포 덩어리들(pigmented cell clusters)은 단일세포로 분리하여 배양하기 위하여 칼슘과 마그네슘이 제거된 생리식염수 (DPBS without Ca2 +Mg2 + (Thermo))로 2회 세척 후 분리효소액 (1 : 1 mixture of 0.25% Trypsin-EDTA (Thermo) and Cell Dissociation Buffer (Thermo))을 처리하여 분리하였다. 단일세포로 분리된 망막색소상피세포는 원심분리기(1500 rpm, 5분)를 이용하여 DMEM-FBS 배양액으로 세척 한 후, EGM2 배양액(Lonza, PA, USA)으로 세포들을 풀어 200,000 세포/4well 배양접시 1개 well 의 농도로 0.1% 젤라틴 코팅된 4well 배양접시에 넣어 꽉 찰 때까지 EGM-2배양액에서 배양하였다. 약 3~4일 후 배양접시에 세포들이 차면 망막색소상피세포의 형태와 특성 (cobble stone morphology and pigmentation)을 보이도록 RPE 분화배양액 (RGMM; 1:1 mixture of EBDM and DMEM-FBS media)으로 배양액을 교체하여 7일간 배양하였다. The RPE cell mass (pigmented cell clusters) are then washed twice with normal saline with calcium and magnesium were removed (DPBS without Ca 2 + Mg 2 + (Thermo)) to the culture to separate a single cell sorting enzyme liquid (1 : 1 mixture of 0.25% Trypsin-EDTA (Thermo) and Cell Dissociation Buffer (Thermo)). The retinal pigment epithelial cells isolated by single cells were washed with a DMEM-FBS culture medium using a centrifuge (1500 rpm, 5 minutes), and then the cells were released with EGM2 medium (Lonza, PA, USA) The cells were cultured in EGM-2 medium until the cells were completely filled with 0.1% gelatin-coated 4-well culture dishes at a concentration of 1 well. After 3 to 4 days, the cells were incubated in RPE differentiation medium (RGMM; 1: 1 mixture of EBDM and DMEM-FBS media) to show cobble stone morphology and pigmentation Were replaced and cultured for 7 days.
NT-hPSC로부터 분화된 망막색소상피세포들은 위와 동일한 분리효소액을 이용하여 계대 배양을 하고, EGM2 배양액을 이용한 증식과정과 RGMM 배양액을 이용한 숙성과정을 거쳐 기능성 망막색소상피세포들을 확보하였다. 2계대와 3계대에서 얻어진 망막색소상피세포 일부는 동결액 (90% (v/v) FBS (Thermo) and 10% (v/v) DMSO (Sigma))을 이용하여 2 million cells/mL/cryo vial 의 농도로 동결하여 사용시까지 보관하고 일부는 망막색소상피세포 특성분석을 수행하였다. 도 8은 배아줄기세포 유래 RPE세포와 상기 실시예 3에서 제조된 NT-hPSC 유래의 RPE세포의 형태와 분화마커에 차이가 없음을 보여주는 것이다(도 8의 (a), (b)). The retinal pigment epithelial cells differentiated from NT-hPSC were subcultured using the same isolation enzymes as above, and functional retinal pigment epithelial cells were obtained through proliferation using the EGM2 medium and aging using the RGMM culture medium. The retinal pigment epithelial cells obtained from the 2nd and 3rd passages were stained with 2 million cells / mL / cryo (Sigma) using a frozen solution (90% (v / v) FBS (Thermo) and 10% (v / v) DMSO vials were kept frozen at the time of use and some of them were analyzed for retinal pigment epithelial cell characteristics. Fig. 8 shows that there is no difference in the morphology and differentiation markers of RPE cells derived from embryonic stem cells and the RPE cells derived from NT-hPSC prepared in Example 3 (Fig. 8 (a), (b)).
실시예 2. 반수성체-유래 다능성 줄기세포(pn-hPSC)의 제조Example 2. Preparation of semi-aqueous body-derived pluripotent stem cells (pn-hPSC)
2.1 단위 생식 Ⅰ: 이형접합 pn-hPSC의 생성2.1 Unit Reproduction Ⅰ: Generation of heterozygous pn-hPSC
난모세포 활성화를 위한 통상적인 방법은 정자가 들어감으로써 정상적으로 유발되는 칼슘-변경 효과를 모방하는 것이다. 일례로, 이형접합 HLA pn-hPSC 세포주가 난모세포 활성화를 위한 이오노마이신의 적용 및 뒤이은 푸로마이신 유사체 6-DMAP (6-aimtheylamino-purine)의 첨가에 의해 생성될 수 있고, 이는 가역적으로 히스톤 H1 키나아제의 활성화를 억제함으로써 자발적인 난핵포 붕괴를 방지한다.A common method for oocyte activation is to mimic the normally-induced calcium-altering effects of sperm entry. In one example, a heterozygous HLA pn-hPSC cell line can be generated by the application of ionomycin for oocyte activation followed by the addition of the 6-aimedylamino-purine (6-DMAP) By inhibiting the activation of H1 kinase, it prevents spontaneous ovarian collapse.
이오노마이신 및 6-DMAP의 순차적인 첨가가 우선 칼슘 흐름을 개시하여, 단백질 인산화의 억제를 유도하고, 이 과정은 감수분열의 완료없이 전핵 형성을 유도한다. 기타 접근법은 난모세포의 전기적 활성화 및 뒤이은 ionomycin, 및 6-DMAP의 첨가에 의존한다. 그러나, 이들 기법에 공통적인 전핵 형성을 위해 6-DMAP의 첨가는 제2 극체의 방출을 방지하고 2배체 세포의 생성을 유도한다. 이것은 정상적으로는 초기 배발생동안 키아스마타의 형성(부계 및 모계 게놈 재조합)으로 인한 동형접합 hPSC 세포주의 생성을 가능하게 하지 않는다. 따라서, 첫 감수분열 이후, 남아있는 난모세포 핵은 모계 및 부계의 게놈을 모두 소유한 이형접합성이다.Sequential addition of ionomycin and 6-DMAP initiates calcium flow first, leading to inhibition of protein phosphorylation, which leads to progenitor formation without the completion of meiosis. Other approaches rely on electrical activation of oocytes and subsequent addition of ionomycin, and 6-DMAP. However, the addition of 6-DMAP for precursor formation common to these techniques prevents the release of the second polar body and induces the production of diploid cells. This normally does not allow for the production of homozygous hPSC cell lines due to the formation of keyamatas (paternity and maternal genomic recombination) during early embryogenesis. Thus, after the first meiosis, the remaining oocyte nuclei are heterozygous with both the maternal and paternal genomes.
보다 구체적으로, 이형접합 pn-hPSC 세포주의 생성을 위한 난모세포의 단위생식은 하기 과정을 통해 수득될 수 있다:More specifically, unit reproduction of oocytes for production of heterozygous pn-hPSC cell lines can be obtained through the following process:
A) 난모세포의 회수(Retrieval) 및 준비A) Retrieval of oocytes and preparations
1. 난구-난모세포 복합체 (COC)를 히알루로니다제(100 IU/ml, Sigma, St. Louis, Mo. USA)로 2분간 처리하고 작은 구경 마이크로피펫 (직경 150 um)으로 벗긴다. 배주(germinal vesicle: GV)를 갖거나 제1 극체가 없는 벗겨진 난모세포는 사용되지 않는다. 단일의 제1 극체를 갖는 벗겨진 난모세포를 중기 II(MII) 난모세포로 분류한다.1. The cumulus-oocyte complex (COC) is treated with hyaluronidase (100 IU / ml, Sigma, St. Louis, Mo. USA) for 2 minutes and stripped with a small caliber micropipette (
대안적으로, COC를 SynVitro Hyadase로 처리하여 난구세포를 제거할 수 있고, 그 후 파라핀 오버레이(Paraffin overlay)를 갖는 IVF 배지로 30분 동안 인큐베이션을 수행한다Alternatively, COC can be treated with SynVitro Hyadase to remove cumulus cells, and then incubated for 30 minutes in IVF medium with a Paraffin overlay
B) 난모세포의 활성화B) Activation of oocytes
1. 활성화 배지에서 MII 난모세포를 5분간 37 ℃에서 처리(5 uM ionomycin)하고 난할 배지에서 완전히 세척한다.1. In the activated medium, the MII oocytes are treated for 5 min at 37 ° C (5 uM ionomycin) and washed thoroughly in the follicular medium.
2. 4시간 동안 활성화 후 배지(5 nM 트리코스타틴 A (TSA) 함유 난할 배지 중 1-2 mM 6-DMAP)에서 난자를 재-처리한다.2. Re-treat the oocytes in the medium (1-2 mM 6-DMAP in 5 nM tricostatin A (TSA) -containing medium) after activation for 4 hours.
3. 6-DMAP 불포함 배지에서 활성화된 난자를 세척하고 정상 배양 배지로 이동시키기 전 6시간 동안 5 nM TSA를 함유하는 난할 배지에서 인큐베이션한다.3. Wash the activated oocytes in 6-DMAP-free medium and incubate for 6 hours in a confluent medium containing 5 nM TSA before transfer to normal culture medium.
4. SAGE 난할 배지에서 처음 2일간 활성화된 난자를 배양한 후 뒤이은 3일간 SAGE 배반포 배지에서 배양한다.4. After incubation for the first 2 days in SAGE medium, the cells are incubated in SAGE blastocyst medium for 3 days.
대안적으로, 5분 동안 5 uM 이오노마이신 및 4시간 동안 1-2 mM 6-DMAP에의 연속 노출, 조심스러운 세척 및 파라핀 오버레이를 갖는 신선한 IVF 배지에서의 배양 후, 파라핀 오버레이를 갖는 IVF 배지에서 활성화를 수행할 수 있고, 뒤이어 다음날 난할 배지에서 배양을 수행할 수 있다.Alternatively, after continuous exposure to 5 uM ionomycin for 5 minutes and continuous exposure to 1-2 mM 6-DMAP for 4 hours, cultivation in fresh IVF medium with careful washing and paraffin overlay, in IVF medium with a paraffin overlay Activation can be performed, followed by incubation in a confluent medium the following day.
2.2 단위 생식 Ⅱ: 동형접합 pn-hPSC의 생성2.2 Unit Reproduction Ⅱ: Generation of homozygous pn-hPSC
대조적으로, HLA 동형접합 hPSC 세포주의 생성을 위한 직접적인 접근법은 한 개의 전핵 난모세포(onepronuclear oocyte)를 포함하는 HLA 동형접합 난모세포 공여자로부터 그와 같은 세포주를 생성시키는 것이다. 그러나, 이 접근법의 중요한 불리한 점은 집단에서 동형접합 공여자가 상대적으로 드물게 존재한다는 것이다. 대안적으로, HLA 동형접합 hPSC 세포주가 제2 극체 방출(2PBE)을 위해 6-DMAP 첨가를 제외하는 방법에 의해 이형접합 공여자로부터 수득될 수 있다.In contrast, a direct approach for the generation of HLA homozygous hPSC cell lines is based on one progenitor oocyte oocyte) from an HLA homozygous oocyte donor. However, a major disadvantage of this approach is that relatively homogeneous homozygous donors are present in the population. Alternatively, an HLA homozygous hPSC cell line can be obtained from heterozygous donors by the method except for the 6-DMAP addition for the second polar release (2PBE).
활성자, 예를 들면 Ca2 + 이온운반체, A23817 또는 이오노마이신의 최초 첨가 및, 추후 사이토칼라신 B 가 없는 푸로마이신 또는 사이클로헥사마이드의 첨가에 의존하는 이 접근법은 제2 극체의 방출을 가능하게 하여, 중기 II 염색체 세트의 절반만을 갖는 반수성 개체(haploid parthenote)를 제공한다. 이 반수성 개체는 동형접합 유전자형의 형성을 위해 추가로 2배체 배반포로 배양될 수 있다.Activator, for example, Ca 2 + ionophore, A23817 or Io initial addition of Norma who is and, further, this approach that relies on the addition of Saito collar new B is furo rapamycin or no cyclohexanone polyimide can be the release of the second polar body To provide a haploid parthenote with only half of the mid-II chromosome set. This hemispheric subject can be further cultured with diploid blastocysts for the formation of homozygous genotypes.
보다 구체적으로, 동형접합 pn-hPSC 세포주의 생성을 위한 난모세포의 단위생식이 하기 과정을 통해 수득될 수 있다:More specifically, unit reproduction of the oocyte for the production of a homozygous pn-hPSC cell line can be obtained through the following process:
A) 난모세포의 회수 및 준비, 상기와 같음.A) Recovery and preparation of oocyte, same as above.
B) 난모세포의 활성화B) Activation of oocytes
1. 활성화 배지에서 MII 난모세포를 5분간 37 ℃에서 처리하고(5 uM A23187) 난할 배지에서 완전히 세척한다.1. In activated medium, MII oocytes are treated for 5 min at 37 ° C (5 uM A23187) and washed thoroughly in streak media.
2. 4시간 동안 포스트-활성화 배지(10 ug/mL 푸로마이신 난할 배지 또는 사이토칼라신 B가 없는 사이클로헥사마이드)에서 난자를 재-처리한다.2. Re-treat the oocytes in post-activated medium (cyclohexamide without 10 ug / mL furomycin nail medium or cytochalasin B) for 4 hours.
3. 활성화된 난자를 세척하고 난할 배지에서 24시간 동안 또는 2세포 단계의 배아로 발달할때까지 인큐베이션한다. 그 후 2개의 할구를 만니톨 또는 소비톨 기반 융합 배지에서 전기 융합 기기 (BTX 2000, Harvard Electric)를 이용하여 20 마이크로초 동안 160 mV의 전기를 적용함으로써 전기융합시킨다(electrofuse). 선택적으로, 단일 펄스가 적용될 수 있고, 이는 할구를 융합시키는데 충분한 것으로 나타났다. 융합된 난자를 추가 1일 동안 SAGE 난할 배지에서 배양하고 뒤이은 3일간 SAGE 배반포 배지에서 배양한다.3. Wash the activated oocytes and incubate for 24 h in medium to allow for development into embryos at 2 cell stage. The two halves are then electrofused by applying 160 mV of electricity for 20 microseconds using an electric fusion device (BTX 2000, Harvard Electric) in mannitol or sorbitol-based fusion media. Alternatively, a single pulse can be applied, which appears to be sufficient to fuse the halves. Fused oocytes are cultured for one additional day in SAGE medium and cultured in SAGE blastocyst for 3 days.
2.3. pn-hPSC의 생성2.3. Production of pn-hPSC
반수성체 (단위생식을 통함)의 생성 다음, 후속 배양은 주변의 영양외배엽(trophectodermal) 조직의 분리를 통해 hPSC가 내세포괴로부터 수득될 수 있는 것으로부터 배반포 형성으로 이어진다.Generation of semi-adulterated (through unit breeding) Next, subsequent cultures lead to blastocyst formation from which hPSCs can be obtained from endothelial cells through separation of the surrounding trophectodermal tissue.
1. 배양된 배반포를 프로나제 (0.5%, Sigma-Aldrich) 또는 산성 타이로드 용액 (pH 2.0)으로 수초 동안 처리하여, 투명대 (ZP)를 제거한다. ZP 제거 후, Hepes-HTF 배지에서 배아를 힘차게 세척하여 프로나제 또는 타이로드 용액의 흔적을 제거한다.1. Remove the zona pellucida (ZP) by treating the cultured blastocyst with the protease (0.5%, Sigma-Aldrich) or acidic tie rod solution (pH 2.0) for several seconds. After removal of ZP, the embryo is washed vigorously in Hepes-HTF medium to remove traces of the proteinase or tie-rod solution.
2. 레이저-보조된 배반포 절제 시스템 (Hamilton-Thorne Inc.)을 이용하여 내세포괴 (ICM)를 분리한다. 배반포의 잔류 부분 (영양막)을 폐기하여 배반포가 더 이상 온전하지 않다는 것을 확실하게 한다.2. Separate intracellular debris (ICM) using a laser-assisted blastocyst removal system (Hamilton-Thorne Inc.). Discard the remaining part of the blastocyst (the nutrient barrier) to ensure that the blastocyst is no longer intact.
3. 플레이팅 하루 전에 제조된 MEF의 위에 ICM을 플레이팅한다. hPSC 유도 배지는 혈청 대체물 (10% SR.Invitrogen), FBS (5% Hyclone), 플라즈마네이트(plasmamate) (5%), bFGF (32 ng/ml), 및 인간 LIF (2000 units/ml, Sigma-Aldrich)이 보충된 녹아웃-DMEM으로 구성된다.3. Plating ICM on top of MEF fabricated the day before plating. The hPSC induction medium contained serum replacement (10% SR.Invitrogen), FBS (5% Hyclone), plasmamate (5%), bFGF (32 ng / ml), and human LIF (2000 units / Aldrich) is composed of a supplemented knockout-DMEM.
4. 임의의 변화 없이 동일한 배지에서 3일 동안 ICM을 배양한다.4. Cultivate ICM for 3 days in the same medium without any changes.
5. 4일 차에 배지의 약 1/3을 교체한다.5. Replace about 1/3 of the medium on the 4th day.
6. 6일 차부터 격일로 배지의 1/2을 교체한다.6. Replace 1/2 of the badge every 6 days from the next day.
7. 초기 결과물은 플레이팅 후 7일 안에 보인다.7. The initial result is visible within 7 days of plating.
8. 12일 전에 콜로니를 확장하고 동결보존한다.8. Expand
실시예Example 3. 인간 3. Human 다능성Versatility 줄기세포( Stem Cells( hPSChPSC )) 로부터from 중간엽Intermediate lobe 줄기세포( Stem Cells( MSCMSC )) 로의Of 제조 Produce
3.1 EB 형성3.1 EB Formation
인간배아줄기세포(hESC)주로서 H9 및 CHA-hES 15 세포들과 NT-hPSC주로서 CHA-hES NT4, CHA-hES NT5 및 CHA-hES NT8 세포들을 준비하였다. 구체적으로 7.5X104 cells/well (0.1% gelatin coated dish, 4well) 농도로 미리 준비된 MEF 배양보조세포 위에서 콜로니 형태로 공배양하였다.H9 and CHA-
EB 형성을 위하여, 상기 hESC 및 NT-hPSC 콜로니를 해부현미경 하에서 멸균된 팁을 사용하여 기계적으로 여러 군(2~4의 clump form)으로 분리하였으며, 20% KSR(knockout-serum replacement, Invitrogen)이 첨가된 DMEM/F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) 배지의 60mm 페트리 접시 위에서 5일간 배양하였다.For EB formation, the hESC and NT-hPSC colonies were mechanically divided into several groups (2 to 4 clump forms) using a sterile tip under a dissecting microscope, and 20% KSR (knockout-serum replacement, Invitrogen) And cultivated on a 60 mm Petri dish of DMEM / F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12) for 5 days.
3.2 MSC 제조3.2 MSC Manufacturing
EB가 형성된 후, 20%KSR+DMEM/F12 배지(EB 배양액: hESC 배양액에서 bFGF만 제외한 배양액)에서 하루 배양한 후, 상기 EB 배양액에 1uM TGF-Beta inhibitor (SB431542)를 첨가하여 2주간(13일간) 배양하였으며, 배지는 이틀에 한번 교체해주었다.After the EB was formed, the cells were cultured for one day in 20% KSR + DMEM / F12 medium (EB medium: hESC medium except bFGF medium), and 1 μM TGF-Beta inhibitor (SB431542) was added to the EB medium for 2 weeks Day), and the medium was changed once every two days.
이후 1웰(well)당 EB가 5 내지 7개의 밀도가 되도록 0.1% 젤라틴 (30min, air dry)으로 코팅된 6웰 플레이트로 옮겼으며, 10% FBS 및 1% P/S(penicillin-streptomycin, Invitrogen)가 첨가된 DMEM(low glucose; 5.5mM D-glucose (1g/L))에서 16일간 배양하였다. 배양 48시간 후, EB의 부착 및 EB로부터 뻗어 나오는 세포들을 확인하였으며, 배지는 일주일에 두 번 교체해주었다. 16일 후, EB에서 뻗어 나와 자란 세포들은 TrypLE solution (Invitrogen; 500 ul TrypLE per 1well, 2min incubation)으로 분리하며 0.1% 젤라틴이 코팅된 75T 플라스크로 옮겨 10% FBS 및 1% P/S가 첨가된 DMEM (low glucose; 5.5mM D-glucose (1g/L))에서 배양하였다.The cells were then transferred to a 6-well plate coated with 0.1% gelatin (30 min, air dry) to a density of 5 to 7 per well per well and cultured in 10% FBS and 1% P / S (penicillin- streptomycin, Invitrogen ) In DMEM (low glucose; 5.5 mM D-glucose (1 g / L)) for 16 days. Forty-eight hours after incubation, cells attaching to the EB and extending out of the EB were identified, and the medium was changed twice a week. After 16 days, the cells growing out of the EBs were separated by a TrypLE solution (Invitrogen; 500 μl TrypLE per well, 2 min incubation) and transferred to a 75% flask coated with 0.1% gelatin and added with 10% FBS and 1% P / S And cultured in DMEM (low glucose; 5.5 mM D-glucose (1 g / L)).
다음 날, 10% FBS 및 1% P/S가 첨가된 DMEM(low glucose; 5.5mM D-glucose (1g/L))에서 MSC 증식 배지인 10% FBS, 1% P/S, 1% NEAA (nonessential amino acids, Invitrogen) 및 0.1% β-mercaptoethanol (Invitrogen)이 첨가된 DMEM (high glucose)로 교체하여 배양하여 MSC를 제조하였다. 도 10에 나타난 바와 같이, MSC는 가늘고 긴(elongated) 방추사(spindled-shaped)의 형태를 보였다.On the next day,
80% 컨플루언스(confluence)에 도달할 때 마다 0.05% Trysin-EDTA (1.5 ml per 75T flask, 2min incubation)을 이용하여 계대 배양하였으며, MSC를 보관하기 위하여 동결액(30% MSC 증식 배지+60% FBS(Thermo)+ 10% DMSO(Sigma))을 이용하여 동결 보존하였다.MSCs were incubated with 0.05% Trypsin-EDTA (1.5 ml per 75 T flask, 2 min incubation) at 80% confluence. % FBS (Thermo) + 10% DMSO (Sigma)).
3.3 단일 세포 유래 MSC 제조3.3 Manufacture of single cell-derived MSC
단일 세포 유래 MSC를 제조하기 위해서, 상기 실시예 3.1의 CHA-hES 15 세포를 상기 실시예 3.2의 방법으로 MSC로 분화시킨 후, 초기 계대에 해당하는 p5 내지 p7의 MSC를 사용하였다. 먼저, 0.1% 젤라틴이 표면에 코팅된 96-웰 플레이트에 MSC 증식 배지인 10% FBS, 1% P/S, 1% NEAA (nonessential amino acids, Invitrogen) 및 0.1% β-mercaptoethanol (Invitrogen)이 첨가된 DMEM (high glucose)에 4 ng/ml hrbFGF을 첨가하여 전처리(pre-warming)하였다. 실시예 3.2에 기재된 바와 같이, 75T에 배양중인 세포들을 계대 배양 하듯이 0.05% Trysin-EDTA(1.5ml per 75T, 2min incubation)를 이용하여 세포들을 수확한 후 배양액에 희석하여 60mm 디쉬에 담았다. 이후에, 해부현미경 하에서 가늘게 뽑은 유리 피펫(glass pipette)을 사용하여 상기에서 준비한 96-웰 플레이트에 웰 당 1개의 세포를 분주하였다. 도립 위상차 현미경 하에서 웰당 1개씩 세포가 들어갔는지 확인 후 배양을 시작하였고, 세포가 콜로니를 형성할 때까지 배양하였다. 아래 표 6은 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES15-MPC)를 상기와 같이 96 웰에 단일 세포로 분주하였을 때, 정확하게 단일 세포로 분주된 웰의 수(분주 효율), 및 이들 중 세포 분열을 하여 증식한 웰의 수(배가 효율)를 나타낸다. To prepare single cell-derived MSCs, CHA-
이후에, 세포가 웰을 채울 정도로 자란 후, 0.05% Trysin-EDTA (20ul per 1well, 2min incubation)를 이용하여 계대배양하였으며, 세포의 양에 따라 4웰, 6웰, 또는 12웰에 배양 디쉬에 배양한 후 75T에 배양하여 단일 세포 유래 MSC를 제조하였다.Subsequently, the cells were grown to fill the wells, then subcultured using 0.05% Tryinsin-EDTA (20 ul per well, 2 min incubation) and cultured in 4, 6, or 12 well culture dishes And then cultured at 75 T to prepare single cell-derived MSCs.
실시예 4. MSC의 특성 분석Example 4. Characterization of MSC
4.1 증식능 평가4.1 Evaluation of proliferative ability
hESC로부터 유래된 MSC, NT-hPSC로부터 유래된 MSC 및 hBM-MSC의 증식능(Proliferation potential)을 알아보기 위하여 성장 속도를 시간에 따라 모니터 하였으며, 그 결과를 도 11에 나타내었다.MSCs derived from hESCs, MSCs derived from NT-hPSCs, and hBM-MSCs were monitored over time for their growth potential. The results are shown in FIG.
도 11의 (a)는 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC)의 배가시간(doubling time)을 나타낸 것이며, (b)는 계대별 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC의 누계 세포 수(cumulative cell numbers)를 나타낸 것이고, (c)는 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC의 누계 배가 수(cumulative doubling numbers)를 나타낸 것이다 (Bar: mean±SE, n=3, triplicate).11A shows the doubling time of CHA-
도 11에 나타난 바와 같이, hESC로부터 유래된 MSC와 NT-hPSC로부터 유래된 MSC가 hBM-MSC와 비교하여 더 우수한 증식능을 보이는 것을 확인하였다.As shown in Fig. 11, MSCs derived from hESCs and MSCs derived from NT-hPSCs were found to exhibit superior proliferative activity as compared to hBM-MSCs.
4.2 표면 마커 분석4.2 Surface marker analysis
hESC로부터 유래된 MSC (passage 5) 및 NT-hPSC로부터 유래된 MSC (passage 6)를 유세포 분석(flow cytometry)을 이용하여 표면 마커를 분석하였고, 그 일례로서 CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC)의 마커 분석 결과를 도 12에 나타내었다.MSC (passage 6) derived from hESC and
도 12에 나타난 바와 같이, CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC)는 MSC 관련한 마커인 CD29, CD44, CD90과 CD105에 양성(positive)이며 ESC 마커인 TRA1-60과 SSEA4 및 조혈모 세포(hematopoietic cell) 마커인 CD34과 CD45에 음성(negative)인 것을 확인하였다.MSC (CHA-
4.3 분화능 분석4.3 Differential analysis
지방생성(adipogenesis), 골형성(osteogenesis) 및 연골발생(chondrogenesis)의 분화능을 분석하기 위하여, hESC로부터 유래된 MSC, NT-hPSC로부터 유래된 MSC 및 hBM-MSC를 각각 지방생성 배양 배지(StemPro® Adipogenesis Differentiation Kit(GIB-A10070-01)), 골형성 배양 배지(StemPro® Chondrogenesis Differentiation Kit(GIB-A10071-01)) 및 연골발생 배양 배지(StemPro® Osteogenesis Differentiation Kit(GIB-A10072-01))에 3 내지 4주간 배양하여 현미경으로 관찰하였으며, 그 결과를 도 13에 나타내었다.Lipogenesis (adipogenesis), bone formation (osteogenesis) and cartilage generation (chondrogenesis) the MSC and hBM-MSC derived from the MSC, NT-hPSC derived from, hESC to analyze the multipotential Each lipogenesis culture media (StemPro of ® in Adipogenesis Differentiation Kit (GIB-A10070-01) ), bone formation, culture media (StemPro ® Chondrogenesis Differentiation Kit (GIB -A10071-01)) and cartilage generation culture media (StemPro ® osteogenesis Differentiation Kit (GIB -A10072-01)) The cells were cultured for 3 to 4 weeks and observed under a microscope. The results are shown in FIG.
도 13에 나타난 바와 같이, CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC), CHA-NT4 유래 MSC(CHA-NT4-MPC) 및 hBM-MSC는 지방생성(adipogenesis), 골형성(osteogenesis) 및 연골발생(chondrogenesis)의 분화능을 가짐을 확인하였다.MSC (CHA-
분화 전 MSC와 분화된 세포의 유전자 발현을 RT-PCR 기법을 통하여 분석하였으며, 골형성 마커(COL1, Runx2), 지방생성 마커 (PPARγ, C/EBPα) 및 연골발생 마커(COMP, Sox9)의 발현을 측정하였고, 그 결과를 도 14에 나타내었다.Expression of osteogenic markers (COL1, Runx2), lipogenic markers (PPARγ, C / EBPα) and cartilage development markers (COMP, Sox9) were analyzed by RT-PCR. And the results are shown in Fig.
실시예 5. 단일 세포 유래 MSC의 특성 분석Example 5. Characterization of single cell-derived MSCs
5.1 증식능 평가5.1 Evaluation of proliferative ability
상기 실시예 3.3에서 제조한 hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC)의 성장 속도를 시간에 따라 모니터 하였으며, 그 결과를 도 15에 나타내었다. The growth rate of the single cell-derived MSC (CHA-hES15 (single-derived) -MPC) derived from the hESC prepared in Example 3.3 was monitored over time and the results are shown in FIG.
도 15의 (a)는 CHA-hES 15 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC), CHA-hES 15 유래 MSC(CHA-hES 15 MPC) 및 hBM-MSC의 누계 세포 수(cumulative cell numbers)를 나타낸 것이며, (b)는 상기 세포들의 계대별 누계 배가 수(cumulative doubling numbers)를 나타낸 것이다. Figure 15 (a) shows the cumulative cell counts of CHA-
도 15에 나타낸 바와 같이, hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC는, hESC로부터 유래된 MSC와 유사한 증식능을 보이면서, hBM-MSC와 비교하여 더 우수한 증식능을 보이는 것을 확인하였다.As shown in Fig. 15, the single cell-derived MSCs derived from hESCs showed a similar ability to proliferate as MSCs derived from hESCs, and showed superior proliferative activity compared to hBM-MSCs.
5.2 표면 마커 분석5.2 Surface marker analysis
상기 실시예 3.3에서 제조한 hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC)를 유세포 분석(flow cytometry)을 이용하여 표면 마커를 분석하였고, 그 결과를 도 16에 나타내었다.The surface markers were analyzed by flow cytometry on single cell derived MSC (CHA-hES15 (single-derived) -MPC) derived from the hESC prepared in Example 3.3, Respectively.
도 16에 나타난 바와 같이, hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC(CHA-hES15(single-derived)-MPC)는 MSC 관련한 마커인 CD29, CD44, CD90과 CD105에 양성(positive)이며 ESC 마커인 TRA1-60과 SSEA4 및 조혈모 세포(hematopoietic cell) 마커인 CD34과 CD45에 음성(negative)인 것을 확인하였다.As shown in FIG. 16, the single cell derived MSC (CHA-hES15 (single-derived) -MPC) derived from hESC is positive for MSC-related markers CD29, CD44, CD90 and CD105, and the ESC marker TRA1 -60 and SSEA4 and hematopoietic cell markers CD34 and CD45, respectively.
hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC는 균질한 세포 집단(homogeneous population)으로서, 세포 집단 내의 일부 전분화능 및 증식력을 가진 배아줄기세포들이 거의 없어 이들이 다른 종류의 세포로 분화하거나 기형종 등을 유발하는 안전성의 측면에서 장점을 갖는다. Single cell-derived MSCs derived from hESCs are homogeneous populations, and there are few embryonic stem cells with some ability to differentiate and proliferate in the cell population, causing them to differentiate into different types of cells or induce teratomas And has an advantage in terms of safety.
이상의 결과로, hESC로부터 유래된, 단일세포 유래 MSC는 hESC로부터 유래된 MSC와 세포 증식능 및 표면 마커의 측면에서 실질적으로 동일하면서, 상기의 장점을 갖는 균질한 세포 집단으로서, 실제 임상 적용에 있어서 활용 가능성이 큰 세포임을 알 수 있다.As a result, the single cell-derived MSCs derived from hESCs are homogeneous cell groups having substantially the same advantages in terms of cell proliferating ability and surface markers, and MSC derived from hESCs, It can be seen that this is a potentially large cell.
Claims (63)
b) 상기 인간 다능성 줄기세포를 배아체(EB)로 형성시키는 단계; 및
c) 상기 배아체를 배양하여 중간엽 줄기세포(MSC)로 제조하는 단계를 포함하는 중간엽 줄기세포의 제조방법.a) producing human pluripotent stem cells (hPSC);
b) forming said human pluripotent stem cells into embryoid body (EB); And
c) culturing the embryoid body to prepare mesenchymal stem cells (MSCs).
a) 단계 전에 복수의 기증자(donation) 조직으로부터 동형접합(Homozygous) 여부를 스크리닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the step (a) comprises separating nuclei from homozygous cells to generate nuclear transfer human pluripotent stem cells (NT-hPSC)
further comprising the step of screening for homozygous from a plurality of donation tissues prior to step a).
상기 a)단계는, 난모세포의 핵을 제거하는 단계;
하나 이상의 공여체 세포의 하나 이상의 핵을 첨가하여 핵 이식된 (NT) 난모세포를 생성하는 단계;
포스트-활성화 배지에서 인큐베이션하여 상기 NT 난모세포를 활성화하는 단계;
상기 활성화된 NT 난모세포로부터 배반포를 생성하는 단계; 및
배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 ICM 세포는 NT-hPSC 세포로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the step a) is a step of generating nuclear transfer human pluripotent stem cells (NT-hPSC)
The step a) includes the steps of removing nuclei of oocytes;
Adding one or more nuclei of one or more donor cells to produce nuclear-engrafted (NT) oocytes;
Incubating in a post-activated medium to activate said NT oocyte;
Generating a blastocyst from the activated NT oocyte; And
Separating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the ICM cells are further capable of culturing into NT-hPSC cells.
상기 a) 단계는,
전기적 및/또는 화학적 자극을 가하여 난모세포를 활성화하는 단계;
포스트-활성화 배지에서 상기 활성화된 난모세포를 인큐베이션하여 반수성체를 생성하는 단계;
배양 배지에서 상기 반수성체를 인큐베이션하여 배반포를 형성하는 단계; 및
상기 배반포로부터 내세포괴 (ICM) 세포를 분리하는 단계로서, 상기 내세포괴 세포는 pn-hPSC로 더 배양할 수 있는 것인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the step a) is a step of generating hemihydrate-derived human pluripotent stem cells (pn-hPSC)
The step a)
Activating oocytes by applying electrical and / or chemical stimulation;
Incubating the activated oocytes in a post-activated medium to produce a hemihydrate;
Incubating the semi-adulterate in a culture medium to form a blastocyst; And
Separating the inner cell mass (ICM) cells from the blastocyst, wherein the inner cell mass is further cultivated with pn-hPSC.
EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양하는 단계; 및
저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.2. The method of claim 1, wherein step c)
Culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor; And
Culturing said EB in a medium with low glucose conditions.
EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 10 내지 18일간 배양하는 단계; 및
저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 12 내지 20일간 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.42. The method of claim 41, wherein step c)
Culturing the EB for 10 to 18 days in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor; And
And culturing said EB for 12-20 days in a medium with low glucose conditions.
EB를 TGF-β 저해제 및 KSR이 보충된 DMEM/F12 배지에서 배양하는 단계; 및
혈청 및 항생제가 첨가된 저포도당 조건의 DMEM/F12 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.42. The method of claim 41, wherein step c)
Culturing the EB in DMEM / F12 medium supplemented with a TGF-beta inhibitor and KSR; And
And culturing said EB in DMEM / F12 medium with low glucose conditions supplemented with serum and antibiotics.
TGF-β 저해제가 첨가된 배지 및/또는 저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계; 및
상기 배지에서 배양된 EB의 결과물(outgrowth)을 MSC 증식 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.41. The method of claim 40, wherein step c)
Culturing said EB in a medium supplemented with a TGF-? Inhibitor and / or in a medium with low glucose; And
Culturing the outgrowth of EB cultured in said medium in MSC proliferation medium.
EB를 TGF-β 저해제가 첨가된 배지에서 배양하는 단계;
저포도당 조건의 배지에서 상기 EB를 배양하는 단계; 및
상기 배지에서 배양된 EB의 결과물을 MSC 증식 배지에서 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.42. The method of claim 41, wherein step c)
Culturing the EB in a medium supplemented with a TGF-beta inhibitor;
Culturing said EB in a medium with low glucose conditions; And
Culturing the resultant of EB cultured in said medium in MSC proliferation medium.
bFGF가 제외된 배지에서 EB를 배양한 후 TFG-β 저해제를 첨가하여 배양하는 단계;
저포도당 조건에서 상기 EB를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.61. The method of claim 60, wherein step c)
culturing EB in a medium in which bFGF is excluded, followed by culturing with addition of a TFG-beta inhibitor;
And culturing said EB in low glucose conditions.
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