KR20210044763A - Skin equivalent manufactured using cd29 expressing cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for culturing skin cells capable of in vitro proliferation using only CD29-expressing cells. The skin cells expressing CD29 according to the present invention can be subcultured several times to produce a skin equivalent having a normal skin structure. Specifically, when only skin cells expressing CD29 are cultured, at least 15 passages can be cultured in vitro, have the properties of skin stem cells and proliferate in vitro. In addition, in the case of subculturing general skin-derived primary cells, the structure of various layers seen in normal skin is not found, whereas the skin cells expressing CD29 according to the present invention can be used to prepare a skin equivalent having a certain differentiation efficiency even after subculture through several passages.

Description

CD29 발현하는 세포를 사용하여 제작한 인공피부 및 이의 제조 방법{SKIN EQUIVALENT MANUFACTURED USING CD29 EXPRESSING CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Artificial skin produced using CD29-expressing cells and its manufacturing method {SKIN EQUIVALENT MANUFACTURED USING CD29 EXPRESSING CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 CD29를 발현하는 세포만을 사용하여 체외에서 증식 가능한 피부세포를 배양하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of culturing skin cells capable of proliferating in vitro using only CD29-expressing cells.

최근 인체 피부에 쉽게 노출되는 화장품, 의약품 등 화학물질에 대한 안전성평가를 수행하는데 실험동물 사용이 규제되고 있다. 실험동물 대체시험법에 사용되는 체외 피부모델의 경우 다양한 회사에서 제품을 출시하여 판매되고 있다. 대부분이 인간의 피부 표피에서 분리한 일차세포로서 분리된 피부세포는 계대 배양이 4번 이내로 한정된다는 단점을 가지고 있다. 이에, 일정한 분화 효율을 가지며 재현 가능성이 높은 인공피부 제작을 위해 양질의 피부세포를 대량 생산할 필요성이 대두되고 있다.Recently, the use of laboratory animals has been regulated to conduct safety evaluation on chemical substances such as cosmetics and pharmaceuticals that are easily exposed to human skin. In the case of the in vitro skin model used in the experimental animal replacement test method, products are released and sold by various companies. Most of them are primary cells isolated from human skin epidermis, and the isolated skin cells have the disadvantage that subculture is limited to 4 times or less. Accordingly, there is a need to mass-produce high-quality skin cells in order to manufacture artificial skin with a certain differentiation efficiency and high reproducibility.

한편, 인공적으로 피부조직을 구성하고자 하는 시도가 있다. 이러한 인공피부는 일반적으로 피부손상이나, 피부 궤양 또는 의약품이나 화장품의 독성 및 효능 실험 등에 사용된다. 인공피부는 손상된 인간의 피부를 대체할 수 있는 피부 대용품으로서, 피부 치료나 이를 위한 의약품 개발 또는 피부와 접촉하는 의료기기, 생활필수품, 화장품 등의 독성 및 효능을 시험하기 위한 실험 재료로 매우 중요하다.On the other hand, there are attempts to artificially construct skin tissue. Such artificial skin is generally used for skin damage, skin ulcers, or toxicity and efficacy tests of pharmaceuticals or cosmetics. Artificial skin is a skin substitute that can replace damaged human skin, and is very important as an experimental material for skin treatment, development of pharmaceuticals for this, or testing the toxicity and efficacy of medical devices, daily necessities, and cosmetics that come into contact with the skin. .

따라서, 이와 같은 활용을 위해서는 자연 피부층을 모방한 구조를 갖는 인공피부의 개발이 요구되는데, 현재까지 개발된 인공피부 중 대표적인 방법으로는 표피가 제거된 진피 위에 인체 케라틴 세포를 삼차원적으로 배양하는 방법, 섬유아세포가 포함된 콜라겐 기질 위에서 인체 각질형성 세포를 삼차원적으로 배양하는 방법 등이 있다(한국공개특허공보 제10-2013-0056956호). 그러나, 지금까지 개발된 인공피부의 경우, 배양과정에서 진피층이 수축되는 진피층 수축현상이 일어나는 단점이 있어 자연피부층에 유사한 인공피부를 제조하는 기술이 여전히 요구되고 있다.Therefore, for such use, the development of artificial skin with a structure that mimics the natural skin layer is required, and a representative method among artificial skin developed so far is the method of culturing human keratin cells on the dermis from which the epidermis has been removed in three dimensions. , There is a method of culturing human keratinocytes three-dimensionally on a collagen matrix containing fibroblasts (Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2013-0056956). However, in the case of the artificial skin developed so far, there is a disadvantage that the dermal layer contraction occurs during the culturing process, and thus a technology for manufacturing an artificial skin similar to the natural skin layer is still required.

한국공개특허공보 제10-2013-0056956호Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0056956

상기와 같은 배경하에, 본 발명자들은 보다 안정적으로 의약품이나 화장품의 독성 및 효능 실험에 활용할 수 있는 사람의 피부층과 유사한 인공피부를 개발하기 위해 예의 연구 노력한 결과, 특정 마커를 발현하는 증식 가능한 세포를 분리배양하여 제작된 체외 인공피부가 수번의 계대 배양에도 체외에서 안정적으로 증식하며, 후기 계대에서도 일정한 분화 효율을 가질 뿐만 아니라 진피층의 수축현상 및 탈착현상을 극복할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Under the above background, the present inventors have made intensive research efforts to develop artificial skin similar to the human skin layer that can more stably be used for toxicity and efficacy experiments of pharmaceuticals or cosmetics, and as a result of separating proliferable cells expressing specific markers. The present invention was completed by confirming that the in vitro artificial skin produced by cultivation stably proliferates in vitro even in several passages, has a certain differentiation efficiency even in the later passages, and can overcome contraction and detachment of the dermal layer. .

따라서, 본 발명의 목적은 CD29를 발현하는 피부세포만을 이용하여 피부세포를 배양, 인공 피부모델을 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 인공피부를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of culturing skin cells using only skin cells expressing CD29 to produce an artificial skin model, and to provide an artificial skin manufactured by the method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계; 및 분리된 피부세포를 배양하는 단계를 포함하는 피부세포 배양 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of isolating only skin cells expressing CD29; And it provides a skin cell culture method comprising the step of culturing the separated skin cells.

또한, 본 발명은 매트릭스에 섬유아세포를 배양하는 단계; 및 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계를 포함하는 체외 인공피부를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of culturing fibroblast cells in a matrix; And it provides a method for producing an in vitro artificial skin comprising the step of culturing by adding the skin cells expressing CD29.

또한, 본 발명은 상기 체외 인공피부를 제조하는 방법에 의해 제조된 체외 인공피부를 제공한다.In addition, the present invention provides an extracorporeal artificial skin manufactured by the method of producing the extracorporeal artificial skin.

본 발명에 따른 CD29를 발현하는 피부세포는 수회의 계대 배양을 수행하여도 체외에서 안정적으로 증식이 가능하며 정상적인 피부 구조를 가지는 인공피부의 제조가 가능하다. 구체적으로, CD29를 발현하는 피부세포만을 배양할 경우, 체외에서 적어도 15 패시지 배양이 가능하고, 피부 줄기세포의 특징을 가지며 체외에서 증식한다. 또한, 일반적인 후기 계대의 피부 유래 일차세포를 계대 배양할 경우, 정상피부에서 보이는 다양한 층의 구조가 보이지 않는 반면, 본 발명에 따른 CD29를 발현하는 피부세포는 수번의 계대 배양에도 일정한 분화 효율을 가지는 인공피부를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 체외에서 증식 가능한 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리 및 정제하고 이를 배양함으로써, 안정적인 피부 조직 모델을 재현할 수 있다. 또한, 본 발명은 체외 인공피부 제조 과정에 있어서, 기존의 피부조직 배양에 비해 배양 기간이 단축되어, 세포의 탈착 현상이 없이 정상적인 구조를 가지는 체외 인공피부의 제조가 가능하다. 본 발명에 따른 체외 인공피부는 동물실험 대체용으로서 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 안정적으로 대량의 체외 실험 모델을 제공할 수 있다.The skin cells expressing CD29 according to the present invention can stably proliferate in vitro even after several passages are performed, and artificial skin having a normal skin structure can be manufactured. Specifically, when only skin cells expressing CD29 are cultured, at least 15 passages can be cultured in vitro, have features of skin stem cells, and proliferate in vitro. In addition, when subculturing the skin-derived primary cells of a general later passage, the structure of various layers seen in normal skin is not visible, whereas the skin cells expressing CD29 according to the present invention have a constant differentiation efficiency even after several passages. Artificial skin can be manufactured. Accordingly, the present invention can reproduce a stable skin tissue model by isolating and purifying only skin cells expressing CD29 capable of proliferating in vitro and culturing them. In addition, in the manufacturing process of the in vitro artificial skin, the culture period is shortened compared to the conventional skin tissue culture, so that it is possible to manufacture an in vitro artificial skin having a normal structure without desorption of cells. The in vitro artificial skin according to the present invention can be applied to various fields as a substitute for animal testing, and can stably provide a large amount of in vitro experimental model.

도 1a는 인간 피부 유래 일차세포를 체외에서 계대 배양한 후, 계대별(2번째, 4번째 및 6번째) 세포 증식 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 계대별 피부세포에서 다양한 피부 줄기세포 마커들의 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 3은 FACS를 통해 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리배양한 후, 상기 세포의 체외 증식률을 나타낸 것이다.
도 4는 FACS를 통해 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리배양한 후, 계대별 세포 모양 및 증식 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 FACS를 통해 분리한 CD29를 발현하는 피부세포와 대조군 피부세포에서의 피부 관련 마커 및 피부 줄기세포 마커의 단백질 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 6은 FACS를 통해 분리한 CD29 세포의 후기 계대에서 CD29만을 특이적으로 블록할 수 있는 항체를 각각 1 ug/ml 및 5 ug/ml 처리한 후, 72시간 후의 세포의 증식률의 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 FACS를 통해 분리한 CD29 세포의 후기 계대에서 CD29를 코딩하는 mRNA 발현을 저하시킬 수 있는 siRNA를 처리한 후, 72시간 후의 세포의 증식률 및 증식 관련 마커들의 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 8은 Multi insert dish를 이용하여 CD29를 발현하는 피부세포만을 배양하는 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 초기 계대(2번째 및 3번째 계대)와 중후기 계대(6번째 및 10번째 계대)의 대조군 및 CD29를 발현하는 피부세포를 사용하여 제작한 인공 피부 모델을 나타낸 것이다.
도 10은 상기 도 8에서 제작된 인공 피부 모델의 각 피부 층을 대변할 수 있는 마커들의 발현 양상을 나타낸 것이다.
도 11은 CD29를 발현하는 세포를 사용하여 제작한 인공 피부 모델의 체외 활용 여부를 검증하기 위해 irritant들을 처리한 후, 48시간 후의 인공 피부 모델을 나타낸 것이다.
도 12는 상기 도 11에서 실험한 인공 피부 모델의 세포 생존율을 표로 나타낸 것이다.
1A shows the state of cell proliferation by passage (2nd, 4th, and 6th) after passage of human skin-derived primary cells in vitro.
2 shows the expression patterns of various skin stem cell markers in skin cells by passage.
Figure 3 shows the in vitro proliferation rate of the cells after separating and culturing only skin cells expressing CD29 through FACS.
Figure 4 shows the cell shape and proliferation state by passage after separation and cultivation of only skin cells expressing CD29 through FACS.
5 shows the protein expression patterns of skin-related markers and skin stem cell markers in skin cells expressing CD29 and control skin cells isolated through FACS.
6 shows the change in the proliferation rate of cells after 72 hours after treatment with 1 ug/ml and 5 ug/ml of antibodies that can specifically block only CD29 in the later passage of CD29 cells isolated through FACS. .
7 shows the proliferation rate of cells and expression patterns of proliferation-related markers 72 hours after treatment with siRNA capable of lowering the expression of mRNA encoding CD29 in the late passage of CD29 cells isolated through FACS.
8 shows a state in which only skin cells expressing CD29 are cultured using a multi insert dish.
FIG. 9 shows an artificial skin model produced using a control group of the initial passage (passage 2 and 3) and the mid-late passage (passage 6 and 10) and skin cells expressing CD29.
FIG. 10 shows the expression patterns of markers that can represent each skin layer of the artificial skin model produced in FIG. 8.
FIG. 11 shows an artificial skin model 48 hours after treatment with irritants to verify whether or not an artificial skin model produced using cells expressing CD29 is utilized in vitro.
12 is a table showing the cell viability of the artificial skin model tested in FIG. 11.

본 발명은 일 측면으로, CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계; 및 분리된 피부세포를 배양하는 단계를 포함하는 피부세포 배양 방법을 제공한다.In one aspect, the present invention comprises the steps of isolating only skin cells expressing CD29; And it provides a skin cell culture method comprising the step of culturing the separated skin cells.

본 발명의 피부세포 배양 방법은, CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계는 FACS(fluorescence-activated cell sorting) 기법에 의해 수행될 수 있다.The skin cell culture method of the present invention may include the step of isolating only skin cells expressing CD29. In this case, the step of separating only skin cells expressing CD29 may be performed by a fluorescence-activated cell sorting (FACS) technique.

본 명세서에서 사용한 용어 "CD29"는 Integrin beta-1(ITGB1)으로도 알려져 있으며, 인간 내 ITGB1 유전자에 의해 암호화되는 세포 표면 수용체이다. 상기 CD29는 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩타이드일 수 있다.The term "CD29" as used herein, also known as Integrin beta-1 (ITGB1), is a cell surface receptor encoded by the ITGB1 gene in humans. The CD29 may be a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

본 명세서에서 사용한 용어 "피부세포"는 표피와 진피에 존재하는 세포일 수 있다. The term "skin cell" used herein may be a cell present in the epidermis and the dermis.

상기 표피는 각질층(stratum corneum), 지층 점액(stratum lucidum), 지층 과립(stratum granulosum), 유극층(stratum spinosum) 및 배아층(stratum germinativum)("기저층(stratum basale)"이라고도 함)으로 나누어지며, 혈관이 없고 진피에서 확산되어 영양을 공급받는다. 표피는 가장 안쪽 층에서 유사 분열을 통해 형성된 여러 층의 세포로 나뉘어져 있다. 그들은 분화되고 각질로 가득 차게 되어 모양과 구성이 변하는 지층으로 올라간다. 그들은 결국 피부 장벽 층 역할을 하는 각질층(각질층)이라고 불리는 최상층에 도달하고, 벗겨지거나 박리된다. 표피의 최외층은 25~30 층의 죽은 세포로 구성된다.The epidermis is divided into stratum corneum, stratum lucidum, stratum granulosum, stratum spinosum and stratum germinativum (also referred to as "stratum basale"). , It has no blood vessels and diffuses from the dermis to receive nutrition. The epidermis is divided into several layers of cells formed through mitosis in the innermost layer. They are differentiated and filled with keratin and rise up into strata that change shape and composition. They eventually reach the top layer, called the stratum corneum (stratum corneum), which acts as the skin barrier layer, and peels or exfoliates. The outermost layer of the epidermis consists of 25 to 30 layers of dead cells.

상기 진피는 상피 조직으로 구성된 표피 아래의 피부층이다. 진피는 구조적으로 표피에 인접한 표재 영역, 유두 영역 및 망상 영역으로 알려진 더 두꺼운 영역으로 나뉘어진다. 진피는 기저막에 의해 표피와 밀접하게 연결되어 있다. 그것은 또한 접촉과 열의 감각을 제공하는 많은 신경 엔딩을 포함하며, 모낭, 땀샘, 피지선, 아포크린 땀샘, 림프관 및 혈관이 들어 있다. 진피의 혈관은 표피의 기저부 뿐만 아니라 자체 세포에서 영양분과 쓰레기를 제거한다.The dermis is a layer of skin under the epidermis composed of epithelial tissue. The dermis is structurally divided into a superficial region adjacent to the epidermis, a papillary region, and a thicker region known as a reticular region. The dermis is closely connected to the epidermis by the basement membrane. It also contains many nerve endings that provide a sense of touch and heat, and contains hair follicles, sweat glands, sebaceous glands, apocrine glands, lymphatic vessels and blood vessels. The blood vessels in the dermis remove nutrients and waste from their own cells as well as the base of the epidermis.

상기 FACS는 유세포 분석기의 분화한 타입으로서, 이질적으로 혼합된 세포들을 각각의 특정한 광산란과 형광 특징들에 기반하여 분류하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 피부세포에서 발현하는 CD29, CK14, CD34, P63, YAP, CD44, CD49f 및 CD200과 같은 다양한 피부 줄기세포 마커들의 발현 양상을 확인한 후, FACS를 통해 피부세포 중 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하였다.The FACS is a differentiated type of flow cytometer, and provides a method of sorting heterogeneously mixed cells based on their respective specific light scattering and fluorescence characteristics. In one embodiment of the present invention, after confirming the expression pattern of various skin stem cell markers such as CD29, CK14, CD34, P63, YAP, CD44, CD49f and CD200 expressed in skin cells, CD29 among skin cells was identified through FACS. Only expressing skin cells were isolated.

한편, 본 발명은 피부세포에서 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하기 이전에 피부세포를 일차 배양하는 단계를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용한 용어 "일차 배양"이란, 개체로부터 직접 채취한 피부세포로 시작되는 배양을 의미하며, 상기 피부세포는 인간 유래일 수 있다. 피부세포의 일차배양은 7일에서 10일 동안 수행될 수 있다. Meanwhile, the present invention may include the step of primary culturing the skin cells before separating only the skin cells expressing CD29 from the skin cells. The term "primary culture" used herein refers to a culture starting with skin cells directly collected from an individual, and the skin cells may be derived from humans. The primary culture of skin cells is for 7 to 10 days. Can be done.

또한, 상기 분리된 CD29를 발현하는 피부세포의 배양은 100일 내지 200일, 120일 내지 180일, 140일 내지 160일, 바람직하게는 140일 동안 수행될 수 있다. 한편, 한 패시지는 4 내지 7일 정도 소요되므로, 본 발명의 분리된 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하여 배양할 경우 적어도 15 패시지(passage) 동안 배양할 수 있고, 구체적으로, 15 내지 30 패시지 동안 배양할 수 있다. 이는 CD29 세포를 분리배양 하지 않은 피부 유래 일차세포(대조군, CTL)를 7 내지 8 패시지 동안 배양할 수 있는 것에 비해, 배양기간이 현저히 증가한 것을 의미한다.In addition, the culture of the skin cells expressing the isolated CD29 may be performed for 100 to 200 days, 120 to 180 days, 140 to 160 days, preferably 140 days. On the other hand, since one passage takes about 4 to 7 days, when only the skin cells expressing the isolated CD29 of the present invention are isolated and cultured, it can be cultured for at least 15 passages, specifically, for 15 to 30 passages. Can be cultured. This means that the cultivation period is significantly increased compared to that of the skin-derived primary cells (control group, CTL) without separating and culturing CD29 cells for 7 to 8 passages.

본 발명은 다른 측면으로, 매트릭스에 섬유아세포를 배양하는 단계; 및 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계를 포함하는 체외 인공피부를 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises the steps of culturing fibroblast cells in a matrix; And it provides a method for producing an in vitro artificial skin comprising the step of culturing by adding the skin cells expressing CD29.

본 발명의 체외 인공피부를 제조하는 방법은, 매트릭스에 섬유아세포를 배양하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 매트릭스는 콜라겐 및/또는 피브로넥틴을 포함할 수 있다. 이때, 상기 단계는 7일 내지 10일 동안 수행될 수 있다. 더욱 구체적으로, 망사형인 인설트(insert)를 1 mg/ml 내지 3 mg/ml의 type I 콜라겐(collagen)으로 코팅하였다. 이후, 1 mg/ml 내지 3 mg/ml의 type I 콜라겐, 10 ul 내지 100 ul의 매트리겔(Matrigel) 및 5 ug/ml 내지 100 ug/ml의 피브로넥틴(fibronectin)을 포함하는 매트릭스(matrix)에 섬유아세포를 배양하는 단계는 7일 내지 10일 동안 수행될 수 있다.The method of manufacturing an in vitro artificial skin of the present invention may include culturing fibroblast cells in a matrix. The matrix may comprise collagen and/or fibronectin. In this case, the step may be performed for 7 to 10 days. More specifically, a mesh-shaped insert was coated with 1 mg/ml to 3 mg/ml of type I collagen. Then, in a matrix containing 1 mg/ml to 3 mg/ml of type I collagen, 10 ul to 100 ul of Matrigel, and 5 ug/ml to 100 ug/ml of fibronectin. The step of culturing fibroblasts may be performed for 7 to 10 days.

본 명세서에서 사용한 용어, "콜라겐"은 식물과 동물에 모두 존재하는 경단백질로, 동물의 뼈와 피부에 주로 존재하며 연골, 장기 막, 머리카락 등에도 분포되어 있으며, 교원질이라고도 불리운다. 본 발명에서 콜라겐은 인간, 소, 돼지, 마우스, 랫트 등에서 유래할 수 있으나, 그 유래에 제한되지 않는다. 본 발명에서 콜라겐은 천연형 콜라겐뿐 아니라 생물공학적 변이나 생물공학적 또는 화학적 처리된 변형 콜라겐일 수 있으나, 유래 및 변형 여부에 제한되지 않는다.The term "collagen" as used herein is a light protein present in both plants and animals, mainly present in the bones and skin of animals, and is also distributed in cartilage, organ membranes, hair, etc., and is also called collagen. In the present invention, collagen may be derived from humans, cattle, pigs, mice, rats, etc., but is not limited thereto. In the present invention, the collagen may be not only natural collagen but also biotechnologically modified or biotechnologically or chemically treated modified collagen, but is not limited to origin and modification.

본 명세서에서 사용한 용어, "피브로넥틴"은 대부분의 동물세포 표면에 있는 큰 주변 단백질로, 동물 혈액 내, 배양세포 표면 또는 조직의 세포외 기질에 존재한다.As used herein, the term "fibronectin" is a large peripheral protein on the surface of most animal cells, and is present in the blood of animals, on the surface of cultured cells, or on the extracellular matrix of tissues.

본 명세서에서 사용한 용어, "섬유아세포"는 섬유성 결합조직의 중요한 성분을 이루는 세포로, 특히 본 발명과 관련된 피부에 있어서는 진피층을 구성하는 주요 세포를 의미한다. 본 발명에서 섬유아세포는 인간, 마우스, 랫트 등에서 유래할 수 있으나, 그 유래에 제한되지 않는다. 본 발명의 목적상 본 발명의 체외 인공피부를 제조 하는 과정에서 진피층 제조시 이용하는 섬유아세포는 특히, 인간 유래 섬유아세포일 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유아세포는 정상조직 유래 또는 화학물질, 화상, 창상, 흉터, 궤양 등의 병증 조직 유래 섬유아세포일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As used herein, the term "fibroblast" refers to a cell constituting an important component of fibrous connective tissue, and particularly, in the skin related to the present invention, refers to a major cell constituting the dermal layer. In the present invention, fibroblasts may be derived from humans, mice, rats, etc., but are not limited thereto. For the purposes of the present invention, fibroblasts used in the manufacture of the dermal layer in the process of manufacturing the in vitro artificial skin of the present invention may in particular be human-derived fibroblasts. In addition, the fibroblasts of the present invention may be fibroblasts derived from normal tissues or pathogenic tissues such as chemical substances, burns, wounds, scars, ulcers, etc., but are not limited thereto.

또한, 본 발명의 체외 인공피부를 제조하는 방법은 상기 섬유아세포 배양 단계에서 배양된 배양물에 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 CD29를 발현하는 피부세포는 본 발명에 따른 피부세포 배양 방법으로 배양된 것일 수 있다. 이때, 상기 단계는 1일 내지 3일 동안 수행하는 것일 수 있고, 구체적으로 2일 동안 수행할 수 있다. 또한, CD29를 발현하는 피부세포는 1x101 세포수/웰(well) 내지 1x1010 세포수/웰, 1x102 세포수/웰 내지 1x108 세포수/웰, 1x103 세포수/웰 내지 1x107 세포수/웰, 1x104 세포수/웰 내지 1x106 세포수/웰의 농도로 첨가될 수 있으며, 구체적으로 1x106 세포수/웰의 농도로 첨가될 수 있다.In addition, the method of manufacturing an in vitro artificial skin of the present invention may perform the step of culturing by adding skin cells expressing CD29 to the culture cultured in the fibroblast culturing step. The skin cells expressing the CD29 may be cultured by the skin cell culture method according to the present invention. In this case, the step may be performed for 1 to 3 days, and specifically for 2 days. In addition, skin cells expressing CD29 are 1x10 1 cells/well to 1x10 10 cells/well, 1x10 2 cells/well to 1x10 8 cells/well, 1x10 3 cells/well to 1x10 7 cells It may be added at a concentration of number/well, 1×10 4 cell number/well to 1×10 6 cell number/well, and specifically, it may be added at a concentration of 1×10 6 cell number/well.

또한, 본 발명의 체외 인공피부를 제조하는 방법은 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계 이후, 배양된 세포를 인슐린, EGF 및 히드로코르티손으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 배지에서 배양하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 배지는 구체적으로 인슐린, EGF 및 히드로코르티손을 포함할 수 있다. 이때, 상기 배양 단계는 3일 내지 7일 동안 수행하는 것일 수 있고, 구체적으로 5일 동안 수행할 수 있다. In addition, after the step of culturing by adding the skin cells expressing CD29, the method of preparing the in vitro artificial skin of the present invention, the cultured cells are in a medium containing at least one selected from the group consisting of insulin, EGF, and hydrocortisone. It may further include a step of culturing. The medium may specifically contain insulin, EGF and hydrocortisone. In this case, the culturing step may be performed for 3 to 7 days, and specifically for 5 days.

본 발명은 일 실시예에서, CD29를 발현하는 피부세포만을 체외 피부 조직 모델로 분화시키기 위한 실험을 진행하였다. 먼저, 섬유아세포를 콜라겐, 피브로넥틴 및 매트리젤(matrigel)이 섞인 매트릭스에 넣어준 후, 7일 내지 10일 동안 10% FBS가 첨가된 DMEM 배지에서 배양하였다. 상기 배양시 24웰용 Multi Insert Dish를 이용하였다. 이후, 분리한 CD29를 발현하는 피부세포만을 1x106 세포수/웰의 농도로 넣어준 후 피부 세포를 유지하는 배양액에 2일 더 배양하였다. 이후, Multi Insert Dish를 24 웰 dish로 옮겨 1% FBS, ITS, EGF, 히드로코르티손, L-글루타민 및 염화칼슘이 첨가된 배지에서 3일간 배양하였다. 이때, 상기 배양은 multi-insert dish의 아래 부분에만 배양액을 넣어서 배양하는 air-liquid interface 방법을 사용하여 수행하였다. 그 결과, 초기(계대 3번째) 및 후기(계대 10번째) 계대의 CD29를 발현하는 피부세포만을 사용하여 피부 모델을 제작하였을 때, 두 세포군 모두에서 인간의 피부 조직과 유사한 여러 층의 다양한 세포들로 구성된 조직 모델을 확인할 수 있었다.In one embodiment of the present invention, an experiment was conducted to differentiate only skin cells expressing CD29 into an in vitro skin tissue model. First, fibroblasts were put in a matrix mixed with collagen, fibronectin, and matrigel, and then cultured in DMEM medium to which 10% FBS was added for 7 to 10 days. In the culture, a 24-well Multi Insert Dish was used. Thereafter, only the isolated CD29-expressing skin cells were added at a concentration of 1×10 6 cells/well, and then cultured for 2 more days in a culture medium holding the skin cells. Thereafter, the Multi Insert Dish was transferred to a 24-well dish and cultured for 3 days in a medium to which 1% FBS, ITS, EGF, hydrocortisone, L-glutamine, and calcium chloride were added. At this time, the cultivation was performed using an air-liquid interface method in which culture medium was added to only the lower portion of the multi-insert dish and cultured. As a result, when a skin model was constructed using only skin cells expressing CD29 of the early (passage 3) and late (passage 10), in both cell groups, various cells in several layers similar to human skin tissues The organization model composed of was confirmed.

본 발명은 또 다른 측면으로, 본 발명에 따른 체외 인공피부를 제조하는 방법에 의해 제조된 체외 인공피부를 제공한다.In another aspect, the present invention provides an in vitro artificial skin manufactured by the method for manufacturing an in vitro artificial skin according to the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어 "체외 인공피부"는 체외에서 인공적인 배양 과정을 통하여 제조한 자연피부층에 유사한 피부층 모델을 의미한다. 이를 구성하는 피부세포는 인간 피부 유래일 수 있다.The term "artificial skin in vitro" as used herein refers to a skin layer model similar to a natural skin layer manufactured through an artificial culture process in vitro. Skin cells constituting this may be derived from human skin.

본 발명의 체외 인공피부를 제조하는 방법에 따라 제조된 체외 인공피부에서는 CD29, Cytokeratin 10, Cytokeratin 14, Yap 및 P63로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 단백질의 발현이 증가할 수 있다.In the in vitro artificial skin manufactured according to the method of manufacturing the in vitro artificial skin of the present invention, the expression of any one or more proteins selected from the group consisting of CD29, Cytokeratin 10, Cytokeratin 14, Yap, and P63 may be increased.

본 발명의 체외 인공피부를 제조하는 방법에 따라 제조된 체외 인공피부는 인간을 포함하는 동물의 피부와 관련된 생리학적, 분자생물학적 또는 생화학적 연구의 수행에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 통상적으로 피부에 접촉되는 것이 기대되는 물질에 대한 효능 또는 독성 검사에 사용될 수 있다. 상기 피부에 접촉되는 것이 기대되는 물질은 의약품(특히, 외용제재), 화장품, 섬유 또는 세제 등의 모든 물질을 총칭하며, 대표적으로는 의약품 또는 화장품의 효능 또는 독성 검사에 사용되는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 체외 인공피부는 정상적인 피부상태에서의 효능 도는 독성 검사뿐 아니라, 화학물질, 화상, 창상, 흉터, 궤양 등으로 피부가 손상된 경우에 대한 병증 모델로도 사용될 수 있다. 이에 더하여, 본 발명에 따른 체외 인공피부는 동물실험 대체용으로서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 체외 인공피부는 단순 실험용이 아니라 피부이식용 또는 상처치료용 의약품으로도 사용될 수 있다.The in vitro artificial skin manufactured according to the method for manufacturing the in vitro artificial skin of the present invention can be usefully used in conducting physiological, molecular biology, or biochemical studies related to the skin of animals including humans. It can also be used for efficacy or toxicity tests on substances that are usually expected to come into contact with the skin. The substances expected to come into contact with the skin are generically referred to as all substances such as pharmaceuticals (especially external preparations), cosmetics, textiles, or detergents, and may be those that are typically used for efficacy or toxicity testing of pharmaceuticals or cosmetics. In addition, the in vitro artificial skin according to the present invention can be used not only for efficacy or toxicity tests in normal skin conditions, but also as a disease model for cases in which the skin is damaged by chemicals, burns, wounds, scars, ulcers, and the like. In addition, the in vitro artificial skin according to the present invention can be used as a substitute for animal testing. In addition, the in vitro artificial skin manufactured according to the present invention may be used not only for experiments but also as a drug for skin transplantation or wound treatment.

본 발명에 따른 체외 인공피부를 제조하는 방법으로 제작된 체외 인공피부는 진피층과 표피층의 형성 및 분화가 우수하였으며, 진피층 및 콜라겐 수축 현상이 억제되어 실제 사람의 피부층에 유사한 구조를 나타내었다.The in vitro artificial skin produced by the method of manufacturing the in vitro artificial skin according to the present invention was excellent in the formation and differentiation of the dermal layer and the epidermal layer, and the dermal layer and collagen contraction were suppressed, showing a structure similar to that of a real human skin layer.

이하, 본원 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본원 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본원 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1. 피부 유래 일차세포의 계대 배양 및 인공 피부 모델 제작Example 1. Subculture of skin-derived primary cells and production of artificial skin models

인간 피부 유래 일차세포(Applied Biological Materials 및 (주)바이오솔루션)를 0.2% 젤라틴(gelatin)이 코팅된 배양 디쉬에서 배양하였다. 이때, 배양액은 KGM-Gold keratinocyte growth medium(Lonza)을 사용하였다. 세포의 수는 40 세포/cm2 내지 1,000 세포/cm2로 디쉬에 넣어서 배양하였다. 2일에 한번씩 배양액을 교체하였으며, 밀집도(confluence)가 70% 내지 80%에 도달하였을 때 계대 배양하였다. CD29 세포를 분리하기 위해, 배양 7일에서 14일이 된 피부 유래 일차세포를 배양 디쉬에서 떼어내었다. 그후, 형광 염료가 붙어있는 CD29 항체(Abcam)를 사용하여 CD29를 발현하는 세포만을 염색한 후, FACS를 통해 CD29 세포를 분리하였다. 이후, KGMTM GoldTM keratinocyte growth medium(Lonza)에 배양하였으며, 2일에 한번씩 배양액을 교체하고 밀집도가 70% 내지 80%에 도달하였을 때 계대 배양하였다. Human skin-derived primary cells (Applied Biological Materials and Biosolution Co., Ltd.) were cultured in a culture dish coated with 0.2% gelatin. At this time, as the culture medium, KGM-Gold keratinocyte growth medium (Lonza) was used. The number of cells was 40 cells / cm 2 to 1,000 cells / cm 2 put in a dish and cultured. The culture solution was changed once every 2 days, and passage was performed when the confluence reached 70% to 80%. In order to isolate CD29 cells, skin-derived primary cells aged 7 to 14 days of culture were removed from the culture dish. Thereafter, only cells expressing CD29 were stained using a CD29 antibody (Abcam) with a fluorescent dye attached, and then CD29 cells were isolated through FACS. Thereafter, the culture was cultured in KGM TM Gold TM keratinocyte growth medium (Lonza), and the culture medium was changed once every 2 days and subcultured when the density reached 70% to 80%.

상기 인간 피부 유래 일차세포를 체외에서 계대 배양한 후, 각 계대별 세포를 이용하여 피부 조직 모델을 제작하였다. 구체적인 배양과정은 하기와 같다. 먼저, 망사형인 인설트(insert)를 1 mg/ml 내지 3 mg/ml의 type I 콜라겐(collagen)으로 코팅하였다. 이후, 6000 rad로 조사시킨(gamma irradiation) 섬유아세포(ATCC)를 1 mg/ml 내지 3 mg/ml의 type I 콜라겐, 5 ug/ml 내지 100 ug/ml의 피브로넥틴 및 10 ul 내지 100 ul의 매트리겔(matrigel)이 섞인 매트릭스(matrix)에 넣어준 후, 7일 내지 10일 동안 10% FBS가 첨가된 DMEM 배지에서 배양하였다. 7일 내지 10일 후, 분리배양하지 않은 피부 유래 일차 세포 또는 CD29를 발현하는 피부세포만을 1x106 세포수/웰의 농도로 넣어준 후 피부 유래 세포를 유지하는 배양액(KGMTM GoldTM, Lonza)에 2일 더 배양하였다. 그 후, 인설트 디쉬(insert dish)를 24 웰 dish로 옮겨 1% FBS, ITS, EGF, 히드로코르티손(hydrocortisone), L-글루타민(L-glutamine) 및 염화칼슘(calcium chloride)이 첨가된 배지에서 3일 내지 7일간 배양하였다. 이때, 상기 배양은 multi-insert dish의 아래 부분에만 배양액을 넣어서 배양하는 air-liquid interface 방법을 사용하여 수행하였다. 상기 배양 세포를 이용하여 피부 조직 모델을 제작하였다. After the human skin-derived primary cells were subcultured in vitro, a skin tissue model was produced using cells for each passage. The specific culture process is as follows. First, a mesh-type insert was coated with 1 mg/ml to 3 mg/ml of type I collagen. Then, fibroblasts (ATCC) irradiated with 6000 rad (gamma irradiation) of 1 mg/ml to 3 mg/ml of type I collagen, 5 ug/ml to 100 ug/ml of fibronectin and 10 ul to 100 ul of mat After putting in a matrix mixed with a rigel (matrigel), it was cultured in DMEM medium to which 10% FBS was added for 7 to 10 days. After 7 to 10 days, only skin-derived primary cells or skin cells expressing CD29 are added at a concentration of 1x10 6 cells/well and then cultured to maintain skin-derived cells (KGM TM Gold TM , Lonza) Incubated for 2 more days. Thereafter, the insert dish was transferred to a 24-well dish, and in a medium containing 1% FBS, ITS, EGF, hydrocortisone, L-glutamine, and calcium chloride, 3 Incubated for days to 7 days. At this time, the cultivation was performed using an air-liquid interface method in which culture medium was added to only the lower portion of the multi-insert dish and cultured. A skin tissue model was produced using the cultured cells.

상기 제작된 모델 중, 계대 2번째, 4번째 및 6번째 세포로 제작된 피부 조직 모델을 H&E 염색하여 각 구조를 확인하였다. 상기 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9에 나타난 바와 같이, 계대 6번째 세포로 제작한 피부 모델의 경우, 다양한 세포층이 관찰되지 않았지만, CD29를 발현하는 세포로 제작한 피부 모델의 경우 계대 10번째 세포를 사용하더라도 초기 계대의 세포를 사용한 것과 비슷하게 피부 진피의 다양한 세포층이 관찰 되었다. Among the produced models, each structure was confirmed by H&E staining a skin tissue model made of passage 2, 4, and 6 cells. The results are shown in FIG. 9. As shown in FIG. 9, in the case of the skin model made with the 6th cell of the passage, various cell layers were not observed, but in the case of the skin model made with the cells expressing CD29, the cells of the initial passage were Similar to the one used, various cell layers of the skin dermis were observed.

실시예 2. 계대별 피부세포 내 줄기세포 마커 발현 확인Example 2. Confirmation of expression of stem cell markers in skin cells by passage

체외에서 증식 가능한 세포를 수득하기 위해, 각 계대별 피부세포에서 다양한 피부 줄기세포 마커들(CD29, CK14, CD34, P63, YAP, CD44, CD49f, CD200, Cytokeratin 10 및 Cytokeratin 14)의 발현 양상을 확인하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다. 또한, FACS를 통해 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하여 배양하였고, 상기 세포의 체외 증식률 및 계대별 세포 모양을 도 2 내지 도 5에 나타내었다.In order to obtain cells that can proliferate in vitro, the expression patterns of various skin stem cell markers (CD29, CK14, CD34, P63, YAP, CD44, CD49f, CD200, Cytokeratin 10 and Cytokeratin 14) were confirmed in skin cells of each passage. I did. The results are shown in FIG. 2. In addition, only skin cells expressing CD29 were isolated and cultured through FACS, and the in vitro proliferation rate and cell shape by passage are shown in FIGS. 2 to 5.

도 2에 나타난 바와 같이, 피부 줄기세포 마커 CD29의 경우, 피부세포의 증식률이 떨어진 후 발현 양이 현저하게 떨어지는 것으로 관찰되었다. 또한, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, CD29를 발현하는 피부세포들만의 증식률이 분리배양을 하지 않은 피부 유래 일차세포(대조군, CTL)에 비해 현저하게 증가되었으며, 계대 15번째까지 세포의 모양 및 증식속도가 유지되는 것이 관찰되었다. 또한, 도 5에 나타난 바와 같이, CD29를 발현하는 피부세포에서는 분리배양을 하지 않은 피부 유래 일차세포(대조군, control(CTL))에 비해 CD29뿐만 아니라 피부 관련 마커(Cytokeratin 10 및 Cytokeratin 14) 및 다른 피부 줄기세포 마커(Yap 및 P63) 등의 발현이 현저하게 증가되었다. As shown in FIG. 2, in the case of the skin stem cell marker CD29, it was observed that the expression amount decreased significantly after the proliferation rate of skin cells fell. In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the proliferation rate of only skin cells expressing CD29 was significantly increased compared to that of skin-derived primary cells (control, CTL) that were not separated and cultured, and the shape of the cells until the 15th passage And it was observed that the growth rate was maintained. In addition, as shown in FIG. 5, in skin cells expressing CD29, not only CD29 but also skin-related markers (Cytokeratin 10 and Cytokeratin 14) and other The expression of skin stem cell markers (Yap and P63) was remarkably increased.

실시예 3. 체외 증식률과 CD29 발현과의 연관성 확인Example 3. Confirmation of association between in vitro proliferation rate and CD29 expression

CD29를 발현하는 세포에서 현저하게 증가한 체외 증식률 및 피부 줄기세포의 마커 발현이 CD29의 발현과의 직접적인 연관성이 있는지 확인하기 위해, CD29에 특이적으로 결합할 수 있는 항체(Abcam #AB24693) 또는 siRNA를 처리하여 CD29의 발현을 감소시킨 후 세포의 증식 및 증식 관련 마커들의 발현 양상을 확인하였다. 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.Antibodies capable of specifically binding to CD29 (Abcam #AB24693) to confirm whether CD29-expressing cells remarkably increased in vitro proliferation rate and skin stem cell marker expression have a direct correlation with CD29 expression (Abcam #AB24693) Alternatively, after reducing the expression of CD29 by treatment with siRNA, the expression patterns of cell proliferation and proliferation-related markers were confirmed. The results are shown in FIGS. 6 and 7.

도 6에 나타난 바와 같이, CD29 발현하는 세포에 CD29 항체를 처리한지 48시간 후에 세포의 증식률을 확인한 결과, 항체를 처리하지 않은 대조군(CTL)에 비해 5 ug/ml의 항체를 처리한 세포에서 Ki67를 발현하는 세포군의 양이 현저하게 줄어드는 것이 관찰되었다. 또한, CD29의 mRNA 발현을 조절할 수 있는 siRNA를 처리하여 세포의 증식률을 확인한 결과, 1 nM의 siRNA를 처리한 세포 그룹에서 siRNA를 처리하지 않은 대조군에 비해 KI67을 발현하는 세포군의 양이 줄어들 뿐 아니라, 세포 증식과 관련된 마커(cyclin D1 및 cyclin B1) 및 피부 줄기세포 마커(Yap 및 P63) 등의 발현이 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있었다(도 7). 상기 결과를 통해, CD29의 발현이 피부 유래 일차세포의 체외 증식률을 조절하는 것을 알 수 있었다. As shown in Figure 6, as a result of confirming the proliferation rate of cells 48 hours after treatment with the CD29 antibody on the CD29-expressing cells, Ki67 in cells treated with 5 ug/ml of the antibody compared to the control (CTL) not treated with the antibody. It was observed that the amount of the cell group expressing the was significantly reduced. In addition, as a result of confirming the proliferation rate of cells by treatment with siRNA that can control the mRNA expression of CD29, the amount of KI67-expressing cell group not only decreased compared to the control group not treated with siRNA in the cell group treated with 1 nM siRNA. , It was confirmed that the expression of markers related to cell proliferation (cyclin D1 and cyclin B1) and skin stem cell markers (Yap and P63) were significantly reduced (FIG. 7). Through the above results, it was found that the expression of CD29 regulates the in vitro proliferation rate of skin-derived primary cells.

실시예 4. 인공 피부 모델 제작 및 피부 세포 마커 확인Example 4. Preparation of artificial skin model and identification of skin cell markers

CD29를 발현하는 피부세포만을 이용하여 체외 피부 조직을 제작하기 위해, SPL사의 24 웰용 Multi Insert Dish를 사용하였다. 이때, 상기 Multi Insert Dish 및 이를 이용하여 세포를 배양하는 모습을 도 8에 나타내었으며, 상기 배양 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다.In order to prepare skin tissue in vitro using only skin cells expressing CD29, SPL's 24-well Multi Insert Dish was used. At this time, the Multi Insert Dish and the state of culturing the cells using the same are shown in Fig. 8, and the culture results are shown in Figs. 9 and 10.

도 9에 나타난 바와 같이, 계대 2번째 및 6번째 분리배양하지 않은 피부 유래 일차 세포로 제작된 피부 조직 모델을 H&E 염색하여 각 구조를 확인한 결과, 계대 6번째 세포로 제작된 피부 조직 모델에서는 계대 2번째 세포로 제작된 피부 조직 모델에 비해 정상 피부에서 보여지는 다양한 층의 구조가 보이지 않았다.As shown in Figure 9, as a result of confirming each structure by H&E staining a skin tissue model made of skin-derived primary cells that were not separated and cultured for passage 2 and 6, passage 2 The structure of various layers seen in normal skin was not seen compared to the skin tissue model made with the first cell.

그러나, CD29를 발현하는 피부세포만을 사용하여 피부 조직 모델의 제작하였을 경우, 초기(계대 3번째) 및 후기(계대 10번째) 계대의 세포군 모두에서 인간의 피부 조직과 유사한 여러 층의 다양한 세포들로 구성된 조직 모델을 확인할 수 있었다.However, when a skin tissue model was constructed using only skin cells expressing CD29, various cells in several layers similar to human skin tissue were formed in both the early (passage 3rd) and late (passage 10th) cell groups. The structured organization model could be confirmed.

도 10에 나타난 바와 같이, 제작된 피부 조직 모델의 여러층에서 피부 세포 마커들의 발현을 확인한 결과, 초기(계대 3번째) 및 후기(계대 10번째) 계대의 세포군 모두에서 다양한 피부 조직 특이적인 마커가 발현되는 것을 확인하였다. 상기 결과를 통해, 제작된 피부 조직 모델이 인체의 피부 조직과 유사한 층으로 형성이 되었음을 확인하였다. As shown in FIG. 10, as a result of confirming the expression of skin cell markers in several layers of the produced skin tissue model, various skin tissue-specific markers were found in both the early (passage 3rd) and late (passage 10th) cell groups. It was confirmed that it was expressed. Through the above results, it was confirmed that the produced skin tissue model was formed in a layer similar to that of the human body.

실시예 5. 인공 피부 모델의 체외 피부자극 시험 Example 5. In vitro skin irritation test of artificial skin model

CD29를 발현하는 피부세포를 사용하여 제작된 체외 인공 피부 모델이 체외 인체 모델로서 활용가능한지 여부를 검증하기 위해, 체외 피부자극시험(in vitro skin irritation test)를 수행하였다. 피부 자극이 없는 대조군 화합물로 프탈산디에틸(diethyl phthalate)을 사용하였고, 피부를 자극하는 것으로 알려진 테트라클로로에틸렌(tetrachloroethylene)의 효과를 살펴보았으며, 5% SDS를 세포 사멸의 대조군으로 사용하였다. 상기 시험 결과를 도 11 및 도 12에 나타내었다.To verify whether an in vitro artificial skin model produced using skin cells expressing CD29 can be used as an in vitro human model, an in vitro skin irritation test was performed. Diethyl phthalate was used as a control compound without skin irritation, the effect of tetrachlorethylene, which is known to irritate the skin, was examined, and 5% SDS was used as a control for cell death. The test results are shown in FIGS. 11 and 12.

도 11에 나타난 바와 같이, 체외 피부자극시험을 수행한 후 피부 조직을 잘라 H&E 염색한 결과, 화합물을 처리하지 않은 대조군(CTL)과 피부 자극이 없는 대조군 화합물인 프탈산디에틸의 경우 피부 조직 모델이 영향을 받지 않고 정상적인 피부 모델의 모습을 나타내었다. 반면, 피부를 자극하는 것으로 알려진 테트라클로로에틸렌의 경우 피부세포의 팽윤(swelling)이 일어나 세포의 사멸이 일어난 것으로 보였다. As shown in FIG. 11, after performing an in vitro skin irritation test, the skin tissue was cut and H&E stained. As a result, in the case of a control compound not treated with the compound (CTL) and diethyl phthalate, a control compound without skin irritation, the skin tissue model was It showed the appearance of a normal skin model without being affected. On the other hand, in the case of tetrachloroethylene, which is known to irritate the skin, swelling of skin cells appeared to occur, resulting in cell death.

도 12에 나타난 바와 같이, 체외 피부자극시험 후 세포의 사멸 여부를 MTT assay를 통해 확인한 결과, 피부 자극을 줄 수 있는 테트라클로로에틸렌을 처리한 피부 조직 모델의 경우 약 70%의 세포가 사멸한 것으로 확인되었다. 상기 결과를 통해 제작된 피부 조직 모델이 체외 피부모델로써 활용이 가능함을 증명하였다. As shown in FIG. 12, as a result of confirming the death of cells after the in vitro skin irritation test through the MTT assay, about 70% of the cells died in the case of a skin tissue model treated with tetrachloroethylene, which can irritate the skin. Confirmed. Through the above results, it was proved that the produced skin tissue model can be used as an in vitro skin model.

상기 결과로 미루어 볼 때, 실시예에 따른 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계를 포함하는 피부세포 배양 방법은, 안정적이고 효과적으로 피부 조직 모델을 재현할 수 있을 것으로 예상된다. 뿐만 아니라, 상기 피부세포 배양 방법으로 제작된 체외 인공피부는 실험동물 대체시험법으로서 다양한 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.From the above results, it is expected that the skin cell culture method including the step of isolating only skin cells expressing CD29 according to the embodiment can stably and effectively reproduce a skin tissue model. In addition, the in vitro artificial skin produced by the skin cell culture method is expected to be applicable to various fields as an alternative test method for experimental animals.

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> SKIN EQUIVALENT MANUFACTURED USING CD29 EXPRESSING CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF <130> FPD/202104-0004 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 798 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CD29 <400> 1 Met Asn Leu Gln Pro Ile Phe Trp Ile Gly Leu Ile Ser Ser Val Cys 1 5 10 15 Cys Val Phe Ala Gln Thr Asp Glu Asn Arg Cys Leu Lys Ala Asn Ala 20 25 30 Lys Ser Cys Gly Glu Cys Ile Gln Ala Gly Pro Asn Cys Gly Trp Cys 35 40 45 Thr Asn Ser Thr Phe Leu Gln Glu Gly Met Pro Thr Ser Ala Arg Cys 50 55 60 Asp Asp Leu Glu Ala Leu Lys Lys Lys Gly Cys Pro Pro Asp Asp Ile 65 70 75 80 Glu Asn Pro Arg Gly Ser Lys Asp Ile Lys Lys Asn Lys Asn Val Thr 85 90 95 Asn Arg Ser Lys Gly Thr Ala Glu Lys Leu Lys Pro Glu Asp Ile Thr 100 105 110 Gln Ile Gln Pro Gln Gln Leu Val Leu Arg Leu Arg Ser Gly Glu Pro 115 120 125 Gln Thr Phe Thr Leu Lys Phe Lys Arg Ala Glu Asp Tyr Pro Ile Asp 130 135 140 Leu Tyr Tyr Leu Met Asp Leu Ser Tyr Ser Met Lys Asp Asp Leu Glu 145 150 155 160 Asn Val Lys Ser Leu Gly Thr Asp Leu Met Asn Glu Met Arg Arg Ile 165 170 175 Thr Ser Asp Phe Arg Ile Gly Phe Gly Ser Phe Val Glu Lys Thr Val 180 185 190 Met Pro Tyr Ile Ser Thr Thr Pro Ala Lys Leu Arg Asn Pro Cys Thr 195 200 205 Ser Glu Gln Asn Cys Thr Ser Pro Phe Ser Tyr Lys Asn Val Leu Ser 210 215 220 Leu Thr Asn Lys Gly Glu Val Phe Asn Glu Leu Val Gly Lys Gln Arg 225 230 235 240 Ile Ser Gly Asn Leu Asp Ser Pro Glu Gly Gly Phe Asp Ala Ile Met 245 250 255 Gln Val Ala Val Cys Gly Ser Leu Ile Gly Trp Arg Asn Val Thr Arg 260 265 270 Leu Leu Val Phe Ser Thr Asp Ala Gly Phe His Phe Ala Gly Asp Gly 275 280 285 Lys Leu Gly Gly Ile Val Leu Pro Asn Asp Gly Gln Cys His Leu Glu 290 295 300 Asn Asn Met Tyr Thr Met Ser His Tyr Tyr Asp Tyr Pro Ser Ile Ala 305 310 315 320 His Leu Val Gln Lys Leu Ser Glu Asn Asn Ile Gln Thr Ile Phe Ala 325 330 335 Val Thr Glu Glu Phe Gln Pro Val Tyr Lys Glu Leu Lys Asn Leu Ile 340 345 350 Pro Lys Ser Ala Val Gly Thr Leu Ser Ala Asn Ser Ser Asn Val Ile 355 360 365 Gln Leu Ile Ile Asp Ala Tyr Asn Ser Leu Ser Ser Glu Val Ile Leu 370 375 380 Glu Asn Gly Lys Leu Ser Glu Gly Val Thr Ile Ser Tyr Lys Ser Tyr 385 390 395 400 Cys Lys Asn Gly Val Asn Gly Thr Gly Glu Asn Gly Arg Lys Cys Ser 405 410 415 Asn Ile Ser Ile Gly Asp Glu Val Gln Phe Glu Ile Ser Ile Thr Ser 420 425 430 Asn Lys Cys Pro Lys Lys Asp Ser Asp Ser Phe Lys Ile Arg Pro Leu 435 440 445 Gly Phe Thr Glu Glu Val Glu Val Ile Leu Gln Tyr Ile Cys Glu Cys 450 455 460 Glu Cys Gln Ser Glu Gly Ile Pro Glu Ser Pro Lys Cys His Glu Gly 465 470 475 480 Asn Gly Thr Phe Glu Cys Gly Ala Cys Arg Cys Asn Glu Gly Arg Val 485 490 495 Gly Arg His Cys Glu Cys Ser Thr Asp Glu Val Asn Ser Glu Asp Met 500 505 510 Asp Ala Tyr Cys Arg Lys Glu Asn Ser Ser Glu Ile Cys Ser Asn Asn 515 520 525 Gly Glu Cys Val Cys Gly Gln Cys Val Cys Arg Lys Arg Asp Asn Thr 530 535 540 Asn Glu Ile Tyr Ser Gly Lys Phe Cys Glu Cys Asp Asn Phe Asn Cys 545 550 555 560 Asp Arg Ser Asn Gly Leu Ile Cys Gly Gly Asn Gly Val Cys Lys Cys 565 570 575 Arg Val Cys Glu Cys Asn Pro Asn Tyr Thr Gly Ser Ala Cys Asp Cys 580 585 590 Ser Leu Asp Thr Ser Thr Cys Glu Ala Ser Asn Gly Gln Ile Cys Asn 595 600 605 Gly Arg Gly Ile Cys Glu Cys Gly Val Cys Lys Cys Thr Asp Pro Lys 610 615 620 Phe Gln Gly Gln Thr Cys Glu Met Cys Gln Thr Cys Leu Gly Val Cys 625 630 635 640 Ala Glu His Lys Glu Cys Val Gln Cys Arg Ala Phe Asn Lys Gly Glu 645 650 655 Lys Lys Asp Thr Cys Thr Gln Glu Cys Ser Tyr Phe Asn Ile Thr Lys 660 665 670 Val Glu Ser Arg Asp Lys Leu Pro Gln Pro Val Gln Pro Asp Pro Val 675 680 685 Ser His Cys Lys Glu Lys Asp Val Asp Asp Cys Trp Phe Tyr Phe Thr 690 695 700 Tyr Ser Val Asn Gly Asn Asn Glu Val Met Val His Val Val Glu Asn 705 710 715 720 Pro Glu Cys Pro Thr Gly Pro Asp Ile Ile Pro Ile Val Ala Gly Val 725 730 735 Val Ala Gly Ile Val Leu Ile Gly Leu Ala Leu Leu Leu Ile Trp Lys 740 745 750 Leu Leu Met Ile Ile His Asp Arg Arg Glu Phe Ala Lys Phe Glu Lys 755 760 765 Glu Lys Met Asn Ala Lys Trp Asp Thr Gly Glu Asn Pro Ile Tyr Lys 770 775 780 Ser Ala Val Thr Thr Val Val Asn Pro Lys Tyr Glu Gly Lys 785 790 795 <110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> SKIN EQUIVALENT MANUFACTURED USING CD29 EXPRESSING CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF <130> FPD/202104-0004 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 798 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CD29 <400> 1 Met Asn Leu Gln Pro Ile Phe Trp Ile Gly Leu Ile Ser Ser Val Cys 1 5 10 15 Cys Val Phe Ala Gln Thr Asp Glu Asn Arg Cys Leu Lys Ala Asn Ala 20 25 30 Lys Ser Cys Gly Glu Cys Ile Gln Ala Gly Pro Asn Cys Gly Trp Cys 35 40 45 Thr Asn Ser Thr Phe Leu Gln Glu Gly Met Pro Thr Ser Ala Arg Cys 50 55 60 Asp Asp Leu Glu Ala Leu Lys Lys Lys Gly Cys Pro Pro Asp Asp Ile 65 70 75 80 Glu Asn Pro Arg Gly Ser Lys Asp Ile Lys Lys Asn Lys Asn Val Thr 85 90 95 Asn Arg Ser Lys Gly Thr Ala Glu Lys Leu Lys Pro Glu Asp Ile Thr 100 105 110 Gln Ile Gln Pro Gln Gln Leu Val Leu Arg Leu Arg Ser Gly Glu Pro 115 120 125 Gln Thr Phe Thr Leu Lys Phe Lys Arg Ala Glu Asp Tyr Pro Ile Asp 130 135 140 Leu Tyr Tyr Leu Met Asp Leu Ser Tyr Ser Met Lys Asp Asp Leu Glu 145 150 155 160 Asn Val Lys Ser Leu Gly Thr Asp Leu Met Asn Glu Met Arg Arg Ile 165 170 175 Thr Ser Asp Phe Arg Ile Gly Phe Gly Ser Phe Val Glu Lys Thr Val 180 185 190 Met Pro Tyr Ile Ser Thr Thr Pro Ala Lys Leu Arg Asn Pro Cys Thr 195 200 205 Ser Glu Gln Asn Cys Thr Ser Pro Phe Ser Tyr Lys Asn Val Leu Ser 210 215 220 Leu Thr Asn Lys Gly Glu Val Phe Asn Glu Leu Val Gly Lys Gln Arg 225 230 235 240 Ile Ser Gly Asn Leu Asp Ser Pro Glu Gly Gly Phe Asp Ala Ile Met 245 250 255 Gln Val Ala Val Cys Gly Ser Leu Ile Gly Trp Arg Asn Val Thr Arg 260 265 270 Leu Leu Val Phe Ser Thr Asp Ala Gly Phe His Phe Ala Gly Asp Gly 275 280 285 Lys Leu Gly Gly Ile Val Leu Pro Asn Asp Gly Gln Cys His Leu Glu 290 295 300 Asn Asn Met Tyr Thr Met Ser His Tyr Tyr Asp Tyr Pro Ser Ile Ala 305 310 315 320 His Leu Val Gln Lys Leu Ser Glu Asn Asn Ile Gln Thr Ile Phe Ala 325 330 335 Val Thr Glu Glu Phe Gln Pro Val Tyr Lys Glu Leu Lys Asn Leu Ile 340 345 350 Pro Lys Ser Ala Val Gly Thr Leu Ser Ala Asn Ser Ser Asn Val Ile 355 360 365 Gln Leu Ile Ile Asp Ala Tyr Asn Ser Leu Ser Ser Glu Val Ile Leu 370 375 380 Glu Asn Gly Lys Leu Ser Glu Gly Val Thr Ile Ser Tyr Lys Ser Tyr 385 390 395 400 Cys Lys Asn Gly Val Asn Gly Thr Gly Glu Asn Gly Arg Lys Cys Ser 405 410 415 Asn Ile Ser Ile Gly Asp Glu Val Gln Phe Glu Ile Ser Ile Thr Ser 420 425 430 Asn Lys Cys Pro Lys Lys Asp Ser Asp Ser Phe Lys Ile Arg Pro Leu 435 440 445 Gly Phe Thr Glu Glu Val Glu Val Ile Leu Gln Tyr Ile Cys Glu Cys 450 455 460 Glu Cys Gln Ser Glu Gly Ile Pro Glu Ser Pro Lys Cys His Glu Gly 465 470 475 480 Asn Gly Thr Phe Glu Cys Gly Ala Cys Arg Cys Asn Glu Gly Arg Val 485 490 495 Gly Arg His Cys Glu Cys Ser Thr Asp Glu Val Asn Ser Glu Asp Met 500 505 510 Asp Ala Tyr Cys Arg Lys Glu Asn Ser Ser Glu Ile Cys Ser Asn Asn 515 520 525 Gly Glu Cys Val Cys Gly Gln Cys Val Cys Arg Lys Arg Asp Asn Thr 530 535 540 Asn Glu Ile Tyr Ser Gly Lys Phe Cys Glu Cys Asp Asn Phe Asn Cys 545 550 555 560 Asp Arg Ser Asn Gly Leu Ile Cys Gly Gly Asn Gly Val Cys Lys Cys 565 570 575 Arg Val Cys Glu Cys Asn Pro Asn Tyr Thr Gly Ser Ala Cys Asp Cys 580 585 590 Ser Leu Asp Thr Ser Thr Cys Glu Ala Ser Asn Gly Gln Ile Cys Asn 595 600 605 Gly Arg Gly Ile Cys Glu Cys Gly Val Cys Lys Cys Thr Asp Pro Lys 610 615 620 Phe Gln Gly Gln Thr Cys Glu Met Cys Gln Thr Cys Leu Gly Val Cys 625 630 635 640 Ala Glu His Lys Glu Cys Val Gln Cys Arg Ala Phe Asn Lys Gly Glu 645 650 655 Lys Lys Asp Thr Cys Thr Gln Glu Cys Ser Tyr Phe Asn Ile Thr Lys 660 665 670 Val Glu Ser Arg Asp Lys Leu Pro Gln Pro Val Gln Pro Asp Pro Val 675 680 685 Ser His Cys Lys Glu Lys Asp Val Asp Asp Cys Trp Phe Tyr Phe Thr 690 695 700 Tyr Ser Val Asn Gly Asn Asn Glu Val Met Val His Val Val Glu Asn 705 710 715 720 Pro Glu Cys Pro Thr Gly Pro Asp Ile Ile Pro Ile Val Ala Gly Val 725 730 735 Val Ala Gly Ile Val Leu Ile Gly Leu Ala Leu Leu Leu Ile Trp Lys 740 745 750 Leu Leu Met Ile Ile His Asp Arg Arg Glu Phe Ala Lys Phe Glu Lys 755 760 765 Glu Lys Met Asn Ala Lys Trp Asp Thr Gly Glu Asn Pro Ile Tyr Lys 770 775 780 Ser Ala Val Thr Thr Val Val Asn Pro Lys Tyr Glu Gly Lys 785 790 795

Claims (13)

CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계; 및
분리된 피부세포를 배양하는 단계를 포함하는 피부세포 배양 방법.
Separating only skin cells expressing CD29; And
Skin cell culture method comprising the step of culturing the separated skin cells.
제1항에 있어서,
상기 CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하기 전 피부세포를 일차 배양하는 단계를 추가적으로 포함하는 것인, 피부세포 배양 방법.
The method of claim 1,
The skin cell culture method further comprising the step of primary culturing the skin cells before separating only the skin cells expressing the CD29.
제1항에 있어서,
상기 CD29를 발현하는 분리된 피부세포는 적어도 15 패시지 배양 가능한 것인, 피부세포 배양 방법.
The method of claim 1,
The isolated skin cells expressing the CD29 are capable of culturing at least 15 passages.
제1항에 있어서,
상기 CD29는 서열번호 1의 아미노산 서열인 것인, 피부세포 배양 방법.
The method of claim 1,
The CD29 is the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, skin cell culture method.
제1항에 있어서,
CD29를 발현하는 피부세포만을 분리하는 단계는 FACS를 통해 수행되는 것인, 피부세포 배양 방법.
The method of claim 1,
The step of isolating only the skin cells expressing CD29 is performed through FACS, skin cell culture method.
매트릭스에 섬유아세포를 배양하는 단계; 및
CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계를 포함하는 체외 인공피부를 제조하는 방법.
Culturing fibroblast cells in a matrix; And
A method of producing an in vitro artificial skin comprising the step of culturing by adding skin cells expressing CD29.
제6항에 있어서,
상기 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계는 1일 내지 3일 동안 수행하는 것인, 체외 인공피부를 제조하는 방법.
The method of claim 6,
The step of culturing by adding the skin cells expressing CD29 is performed for 1 to 3 days.
제6항에 있어서,
상기 CD29를 발현하는 피부세포는 1x104 내지 1x106 세포수/웰의 농도로 첨가되는 것인, 체외 인공피부를 제조하는 방법.
The method of claim 6,
Skin cells expressing the CD29 will be added at a concentration of 1x10 4 to 1x10 6 cells/well, a method for producing artificial skin in vitro.
제6항에 있어서,
상기 CD29를 발현하는 피부세포를 첨가하여 배양하는 단계 후, 인슐린, EGF 및 히드로코르티손으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 배지에서 배양하는 단계를 추가적으로 포함하는 것인, 체외 인공피부를 제조하는 방법.
The method of claim 6,
After the step of culturing by adding the skin cells expressing the CD29, the step of culturing in a medium containing at least one selected from the group consisting of insulin, EGF and hydrocortisone is further comprising the step of preparing an in vitro artificial skin Way.
제9항에 있어서,
상기 배지에서 배양하는 단계는 3일 내지 7일 동안 수행하는 것인, 체외 인공피부를 제조하는 방법.
The method of claim 9,
The step of culturing in the medium is to be carried out for 3 to 7 days, the method of manufacturing an in vitro artificial skin.
제6항의 방법에 의해 제조된 체외 인공피부.In vitro artificial skin manufactured by the method of claim 6. 제11항에 있어서,
상기 체외 인공피부에서는 CD29, Cytokeratin 10, Cytokeratin 14, Yap 및 P63로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 단백질의 발현이 증가하는 것인, 체외 인공피부.
The method of claim 11,
In the in vitro artificial skin, the expression of any one or more proteins selected from the group consisting of CD29, Cytokeratin 10, Cytokeratin 14, Yap, and P63 is increased.
제11항에 있어서,
상기 체외 인공피부는 동물실험 대체용, 피부이식용 또는 상처치료용인 것인, 체외 인공피부.
The method of claim 11,
The in vitro artificial skin is for an animal test replacement, for skin transplantation, or for wound treatment, in vitro artificial skin.
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