KR20220000688A - Pharmaceutical composition for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy comprising mesenchymal stem cell line expressing brain-derived neurotrophic factor - Google Patents

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KR20220000688A KR1020200078632A KR20200078632A KR20220000688A KR 20220000688 A KR20220000688 A KR 20220000688A KR 1020200078632 A KR1020200078632 A KR 1020200078632A KR 20200078632 A KR20200078632 A KR 20200078632A KR 20220000688 A KR20220000688 A KR 20220000688A
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김효진
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장윤실
박원순
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Abstract

The present invention relates to the treatment use for hypoxic ischemic encephalopathy (HIE) of stem cells expressing brain-derived neurotrophic factor. A pharmaceutical composition for treatment of HIE of the present invention is capable of mass production and expresses BDNF as a stem cell capable of maintaining the same effect, in particular, the stem cell is an immortalized mesenchymal stem cell, which has a high cell proliferation rate, and has high stability due to low possibility of abnormal differentiation and proliferation, thereby being able to be usefully used as the pharmaceutical composition for treatment of HIE.

Description

뇌 유래 신경영양인자를 발현하는 불사화된 줄기세포주를 포함하는 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료용 약학적 조성물 {Pharmaceutical composition for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy comprising mesenchymal stem cell line expressing brain-derived neurotrophic factor}Pharmaceutical composition for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy comprising immortalized stem cell line expressing brain-derived neurotrophic factor {Pharmaceutical composition for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy comprising mesenchymal stem cell line expressing brain-derived neurotrophic factor}

본 발명은 뇌 유래 신경영양인자(Brain-derived neurotrophic factor)를 발현하는 줄기세포의 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료 용도에 관한 것이다. The present invention relates to the use of stem cells expressing brain-derived neurotrophic factor for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy.

뇌 유래 신경 영양인자(BDNF, Brain-Derived Neurotrophic Factor)는 우리 몸의 뇌, 망막, 운동 신경세포, 신장, 침, 전립선 등에서 발현되며, 뇌의 해마(hippocampus), 대뇌피질(cerebral cortex), 시상하부(hypothalamus), 기부 전뇌(basal forebrain) 등에서 발현된다. BDNF는 장기기억(long-term memory)에 있어서 중요한 부분을 차지하는데, 학습이 일어난 동물에서 BDNF mRNA는 뇌의 해마 부위에서 높은 수준으로 발현하게 된다. 이러한 해마부위에서 발현이 증가하는 것은 학습 수준도 연관되는 것으로 보고되었다. Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) is expressed in the brain, retina, motor neurons, kidneys, saliva, prostate, etc. It is expressed in the lower (hypothalamus), basal forebrain, etc. BDNF occupies an important part in long-term memory, and in animals where learning has taken place, BDNF mRNA is expressed at a high level in the hippocampus of the brain. It has been reported that the increase in expression in the hippocampus is also associated with the level of learning.

또한, BDNF는 신경세포의 생성을 촉진하는 뉴로트로핀에 대해 가장 우수한 활성을 보이는 물질이다. 실제로 BDNF가 유전적으로 완전히 제거된 쥐의 경우에는 출생 후 심각한 사망률을 보이며 소뇌, 후각 구근(olfactory bulb), 시각 피질(visual cortex)과 와우각(cochlear) 등에서 신경세포의 손실이 관찰된다. 반면에 부분적으로 BDNF 유전자가 제거된 경우에는 뉴로트로핀의 발현이 감소하며 해마부위의 장기강화(long-term potentiation, LTP)와 감각 및 통각 시스템의 변화가 관찰되며 행동학적인 문제와 더불어 정신학적인 문제까지 관찰된다.In addition, BDNF is a substance showing the most excellent activity for neurotrophin, which promotes the generation of nerve cells. In fact, in the case of mice in which BDNF is genetically removed, severe mortality is observed after birth, and neuronal loss is observed in the cerebellum, olfactory bulb, visual cortex, and cochlear. On the other hand, when the BDNF gene is partially removed, neurotrophin expression is reduced, long-term potentiation (LTP) in the hippocampus and changes in sensory and nociceptive systems are observed. problem is also observed.

따라서, BDNF는 신경퇴행성 질환(neurodegenerative disorder)을 치료하기 위한 약의 개발에 있어서 표적물질로 활용되고 있다. BDNF가 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD), 파키슨병(Parkinson's disease, PD), 헌팅턴병(Huntington's disease, HD), 루게릭병(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)과 같은 신경퇴행성 질환에 관여한다는 실험적인 증거들은 1990년대 초반부터 보고되어 왔다. 다양한 연구들에서 BDNF의 유전자적 이상이 질병과 관련이 있다고 보고된 바 있다. 실제로 이러한 신경퇴행성 질환을 겪고 있는 환자에서는 BDNF 양이 정상인보다 감소되어 있다. 특히, 헌팅턴병과 관련해서는 다양한 세포 및 동물실험을 통해서, 질환이 진행되면 BDNF 수송에 문제가 생긴다는 점이 보고되었다. 감소한 BDNF를 외부로 공급해주는 방법을 통해서 질환을 치료하고자 하는 시도가 이뤄지고 있으나, 현재까지 효과적으로 BDNF를 뇌로 전달하기가 어렵다는 문제가 있다.Therefore, BDNF is being used as a target material in the development of drugs for treating neurodegenerative disorders. Experimental evidence that BDNF is involved in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), Huntington's disease (HD), and Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) was established in 1990. It has been reported since the early 1990s. Various studies have reported that genetic abnormalities of BDNF are associated with diseases. In fact, in patients suffering from these neurodegenerative diseases, the amount of BDNF is decreased compared to normal people. In particular, with respect to Huntington's disease, it has been reported that a problem occurs in BDNF transport as the disease progresses through various cell and animal experiments. Attempts have been made to treat diseases through a method of externally supplying reduced BDNF, but there is a problem in that it is difficult to effectively deliver BDNF to the brain so far.

한편, 전 세계적으로 세포를 이용한 질병의 치료 방법이 개발되고 있으며, 성체줄기세포를 이용한 세포치료제에 대해 많은 연구가 진행 중이다. 성체줄기세포인 중간엽줄기세포(Mesenchymal Stem cell; MSC)는 뼈, 연골, 근육, 지방, 섬유아세포 등으로 분화할 수 있는 다능성(multipotent) 세포이다. 상기 MSC는 골수, 제대혈, 지방 등 다양한 성체조직에서 비교적 쉽게 얻을 수 있다. MSC는 염증 또는 손상부위로 이동하는 특이성이 있어, 치료 약물을 전달하기 위한 전달체로서도 큰 장점이 있다. 또한, T 세포, B 세포, 수지상 세포 및 자연살해 세포와 같은 면역 세포의 기능을 억제하거나 활성화시켜, 인체의 면역기능을 조절할 수 있다. 그뿐 아니라, MSC는 시험관 내(in vitro)에서 비교적 쉽게 배양할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 특성으로 인해 MSC를 세포치료제로 이용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Meanwhile, treatment methods for diseases using cells are being developed around the world, and many studies are being conducted on cell therapy products using adult stem cells. Mesenchymal stem cells (MSCs), which are adult stem cells, are multipotent cells capable of differentiating into bone, cartilage, muscle, fat, fibroblast, and the like. The MSC can be obtained relatively easily from various adult tissues, such as bone marrow, umbilical cord blood, and fat. MSC has the specificity of moving to the site of inflammation or damage, and thus has a great advantage as a carrier for delivering therapeutic drugs. In addition, by inhibiting or activating the functions of immune cells such as T cells, B cells, dendritic cells and natural killer cells, it is possible to regulate the immune function of the human body. In addition, MSCs have the advantage that they can be cultured relatively easily in vitro. Due to these characteristics, studies for the use of MSC as a cell therapy are being actively conducted.

그러나, 이와 같은 MSC의 장점에도 불구하고, 세포 치료제로서 임상에 사용할 수 있는 등급의 MSC를 생산하는데 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, MSC의 증식에는 한계가 있어, 이를 대량으로 생산하기 어렵다. 둘째, 수득한 MSC는 다양한 종류의 세포가 혼합되어 있어, 생산시 동일한 효과를 유지하기 어렵다. 셋째, MSC만을 이용할 경우 치료 효과가 높지 않다. 마지막으로, 인체에 주입된 MSC가 체내에서 암세포로 될 가능성도 있다.However, despite the advantages of MSCs, there are the following problems in producing MSCs that can be clinically used as cell therapeutics. First, there is a limit to the proliferation of MSCs, making it difficult to mass-produce them. Second, since the obtained MSCs are mixed with various types of cells, it is difficult to maintain the same effect during production. Third, when only MSC is used, the therapeutic effect is not high. Finally, there is a possibility that MSCs injected into the body can become cancer cells in the body.

한편, 대한민국 등록특허 제1585032호에서는 하이드로겔에서 배양한 중간엽줄기세포를 함유하는 세포 치료제를 개시하고 있다. 상기 문헌에는 세포 치료제로 사용하기 위한 중간엽줄기세포를 분리하는 공정에서 전처리 과정을 단축하여 바로 투여 가능한 조성물을 제공하고 있으나, 상기와 같은 중간엽줄기세포의 문제점 및 이를 해소하기 위한 방안에 대해서는 전혀 언급하고 있지 않다. 따라서, 세포 치료제로 사용할 수 있는 안전하고 효과적인 중간엽줄기세포에 대한 연구가 필요하다.Meanwhile, Korean Patent Registration No. 1585032 discloses a cell therapeutic agent containing mesenchymal stem cells cultured in a hydrogel. The literature provides a composition that can be administered immediately by shortening the pretreatment process in the process of isolating mesenchymal stem cells for use as a cell therapeutic agent. not mentioned Therefore, there is a need for research on safe and effective mesenchymal stem cells that can be used as cell therapeutics.

특히, 뇌유래-신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)를 발현하도록, 아데노 바이러스를 이용하여 중간엽줄기세포를 형질전환시킨 연구가 수행된 바 있다(Kari Pollock et al., Molecular Therapy, vol.24 no.5: 965-977, 2016). 하지만, 상기 연구에서 사용된 중간엽줄기세포는 조직에서 수득한 일반적인 중간엽줄기세포로서 MSC의 증식에는 한계가 있어 대량 생산하기 어려운 문제점이 있다. 그뿐 아니라, BDNF 유전자의 발현 정도가 균일하지 않아, 생산 시 동일한 효과를 기대하기 어렵다. In particular, a study of transforming mesenchymal stem cells using adenovirus to express brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has been conducted (Kari Pollock et al ., Molecular Therapy, vol. .24 no.5: 965-977, 2016). However, the mesenchymal stem cells used in the above study are general mesenchymal stem cells obtained from tissues, and there is a limitation in the proliferation of MSCs, so it is difficult to mass-produce them. In addition, the expression level of the BDNF gene is not uniform, so it is difficult to expect the same effect during production.

한편, 저산소성 허혈성 뇌병증(hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)은 뇌에 산소와 혈류의 공급이나 통과가 부족하여 비가역적인 뇌 손상이 발생하는 질병이다. 특히 신생아와 소아에서 사망 또는 영구적인 장애를 일으킬 수 있다고 알려져 있으며, 신생아의 경우 신생아 가사 등 출생 시 문제로 인하여 발생하거나, 소아의 경우 심장수술, 감염성 상기도 폐쇄, 화상, 수술 중 과다 출혈, 부적절한 수혈, 영아 돌연사증후군, 부적절한 마취, 대사성, 감염성, 외상 후 또는 다른 신경학적 원인에 의해서도 발생된다. 저산소성 허혈성 뇌병증은 인지 및 각성 상태의 변화, 여러 형태의 뇌전증, 자율신경계의 부전, 운동 장애 등 다양한 합병증을 유발한다. 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료 방법은 저체온 요법 등이 사용될 수 있으나, 이러한 치료에 따른 합병증이 발생할 수 있어, 합병증 발생률이 적은 치료제 혹은 치료 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.On the other hand, hypoxic ischemic encephalopathy (HIE) is a disease in which irreversible brain damage occurs due to insufficient supply or passage of oxygen and blood flow to the brain. In particular, it is known that it can cause death or permanent disability in newborns and children. In the case of newborns, it is caused by problems at birth, such as newborn housework, or in children, heart surgery, infectious upper airway obstruction, burns, excessive bleeding during surgery, improper It can also be caused by blood transfusions, sudden infant death syndrome, inadequate anesthesia, metabolic, infectious, post-traumatic, or other neurological causes. Hypoxic ischemic encephalopathy causes various complications such as changes in cognitive and arousal states, various types of epilepsy, autonomic nervous system failure, and movement disorders. Hypothermic therapy may be used as a treatment method for hypoxic ischemic encephalopathy, but complications may occur due to such treatment, so there is a need for research on a therapeutic agent or treatment method with a low incidence of complications.

대한민국 등록특허 제1585032호Republic of Korea Patent No. 1585032

Kari Pollock et al., Molecular Therapy, vol.24 no.5: 965-977, 2016 Kari Pollock et al., Molecular Therapy, vol.24 no.5: 965-977, 2016

이에 본 발명자들은 저산소성 허혈성 뇌병증(HIE)의 치료 효과를 가지는 치료제로서, 대량 생산이 가능하고, 동일한 효과를 유지할 수 있는 줄기세포치료제를 개발하기 위해 연구한 결과, 본 발명의 형질 감염된 중간엽 줄기세포(MSC)가 HIE에 대하여 치료 효과를 나타냄을 확인하였다. 또한 상기 MSC는 160일 이상 계대 배양(증식)이 가능하며, 뇌 유래 신경영양인자(BDNF) 유전자를 안정적으로 발현할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors studied to develop a stem cell therapeutic agent capable of mass production and maintaining the same effect as a therapeutic agent having a therapeutic effect on hypoxic ischemic encephalopathy (HIE). As a result, the transfected mesenchymal stem of the present invention It was confirmed that cells (MSCs) exhibit a therapeutic effect on HIE. In addition, the present invention was completed by confirming that the MSC can be subcultured (proliferated) for more than 160 days and can stably express the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene.

따라서 본 발명의 목적은, BDNF를 발현하는 줄기세포주를 이용한 HIE의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating HIE using a stem cell line expressing BDNF.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 BDNF를 발현하는 줄기세포를 포함하는 HIE의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating HIE comprising stem cells expressing BDNF.

본 발명의 일 양태로서, 본 발명의 약학 조성물은 BDNF를 코딩하는 유전자를 포함하는 불사화된 줄기세포주를 함유할 수 있다. As an aspect of the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention may contain an immortalized stem cell line comprising a gene encoding BDNF.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명의 약학 조성물은 BDNF 단백질을 발현하도록 세포에 형질도입 하는 렌티바이러스 벡터를 함유할 수 있다.In another aspect of the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention may contain a lentiviral vector for transducing cells to express the BDNF protein.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명의 약학 조성물은 상기 렌티바이러스로 형질 감염된 숙주세포를 유효성분으로 함유할 수 있다. As another aspect of the present invention, the pharmaceutical composition of the present invention may contain the host cells transfected with the lentivirus as an active ingredient.

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

본 발명은 BDNF를 발현하는 줄기세포를 포함하는 HIE의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 대한 것이다. 상기 줄기세포는 BDNF 단백질을 발현하는 재조합 벡터로 형질 도입되거나, 상기 벡터가 도입된 바이러스를 포함할 수 있다. The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating HIE comprising stem cells expressing BDNF. The stem cells may be transduced with a recombinant vector expressing BDNF protein, or may include a virus into which the vector is introduced.

본 명세서에서 사용된 용어 "뇌유래-신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)" 단백질은 뇌에 가장 풍부하게 분포되어 있는 뉴로트로핀(neurotrophin)이다. 이는 신경원(neuron)의 성장을 촉진하고, 신경전달물질의 합성, 대사, 유리 및 신경원의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 또한, BDNF 단백질은 우울증 환자의 전두엽 피질 또는 해마에서 감소되고, 이의 농도를 증가시켜 우울증을 치료할 수 있음이 알려져 있다.As used herein, the term "brain-derived neurotrophic factor (BDNF)" protein is the most abundantly distributed neurotrophin in the brain. It is known to promote the growth of neurons, and to regulate the synthesis, metabolism, release and activity of neurotransmitters. In addition, it is known that BDNF protein is decreased in the prefrontal cortex or hippocampus of depressed patients, and can treat depression by increasing its concentration.

본 발명에 따른 BDNF 단백질은 인간 유래의 단백질일 수 있다. 상기 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드일 수 있다. 상기 BDNF 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열과 약 80%, 90%, 95% 또는 99% 이상의 상동성을 가질 수 있다. 한편, 상기 BDNF 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 2의 염기서열일 수 있다. 또한, 상기 BDNF 단백질을 코딩하는 염기서열은 서열번호 2의 염기 서열과 약 80%, 90%, 95% 또는 99% 이상의 상동성을 가질 수 있다.The BDNF protein according to the present invention may be a human-derived protein. The protein may be a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The BDNF protein may have about 80%, 90%, 95%, or 99% or more homology to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. Meanwhile, the gene encoding the BDNF protein may be the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. In addition, the nucleotide sequence encoding the BDNF protein may have about 80%, 90%, 95%, or 99% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명의 재조합 벡터는 렌티바이러스 벡터일 수 있다. 상기 "렌티바이러스 벡터"는 레트로바이러스의 일종이다. 상기 벡터는 렌티바이러스 트랜스퍼 벡터로 혼용하여 지칭되기도 한다. 상기 렌티바이러스 벡터는 감염 대상인 세포의 게놈 DNA에 삽입되어 안정되게 유전자를 발현시킨다. 또한, 상기 벡터는 분열세포 및 비분열세포에 유전자를 전달할 수 있다. 상기 벡터는 인체의 면역반응을 유도하지 않기 때문에 발현이 지속적이다. 또한, 종래에 사용되는 바이러스 벡터인 아데노바이러스 벡터에 비하여 큰 사이즈의 유전자도 전달 가능한 이점이 있다.The recombinant vector of the present invention may be a lentiviral vector. The "lentiviral vector" is a kind of retrovirus. The vector is also referred to as a lentiviral transfer vector interchangeably. The lentiviral vector is inserted into the genomic DNA of a cell to be infected to stably express the gene. In addition, the vector can deliver genes to dividing cells and non-dividing cells. Since the vector does not induce an immune response of the human body, its expression is continuous. In addition, there is an advantage in that a gene of a large size can be delivered compared to an adenoviral vector, which is a viral vector used in the prior art.

본 발명의 재조합 렌티바이러스 벡터는 프로모터에 의해 이에 적재된 유전자의 발현을 조절할 수 있다. 상기 프로모터는 사이토메갈로바이러스(CMV), 호흡기세포융합바이러스(RSV), 인간 성장인자-1 알파(human elongation factor-1 alpha, EF-1α) 또는 TRE(tetracycline response elements) 프로모터일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 재조합 렌티바이러스 벡터는 1개의 프로모터에 의해서 BDNF 단백질의 발현을 조절할 수 있다. 상기 프로모터는 발현시키고자 하는 단백질을 코딩하는 유전자에 작동 가능하게 연결된다.The recombinant lentiviral vector of the present invention can regulate the expression of a gene loaded therein by a promoter. The promoter may be a cytomegalovirus (CMV), respiratory syncytial virus (RSV), human elongation factor-1 alpha (EF-1α) or tetracycline response elements (TRE) promoter. According to an embodiment of the present invention, the recombinant lentiviral vector can regulate the expression of BDNF protein by one promoter. The promoter is operably linked to a gene encoding a protein to be expressed.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 BDNF 단백질은 TRE 프로모터에 연결될 수 있다. 상기 TRE 프로모터는 tTA(tetracycline transactivator) 단백질에 의하여 프로모터와 연결된 유전자의 전사를 활성화시킬 수 있다. 구체적으로, tTA 단백질은 테트라사이클린(tetracycline) 또는 독시사이클린(doxycycline)이 존재하지 않을 때 TRE 프로모터에 결합하여 전사를 활성화시킨다. 반면, 이들이 존재하는 경우에는 tTA 단백질이 TRE 프로모터에 결합하지 못하여 전사를 활성화시키지 못한다. 따라서, 테트라사이클린 또는 독시사이클린의 존재 여부의 따라 BDNF 단백질의 발현을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the BDNF protein may be linked to a TRE promoter. The TRE promoter may activate transcription of a gene linked to the promoter by a tetracycline transactivator (tTA) protein. Specifically, the tTA protein binds to the TRE promoter and activates transcription in the absence of tetracycline or doxycycline. On the other hand, when they are present, the tTA protein cannot bind to the TRE promoter and thus cannot activate transcription. Therefore, the expression of BDNF protein can be regulated depending on the presence of tetracycline or doxycycline.

상기 용어 "작동 가능하게 연결된"은 특정 폴리뉴클레오티드가 그 기능을 발휘할 수 있게 다른 폴리뉴클레오티드에 연결된 것을 의미한다. 즉, 특정 단백질을 코딩하는 유전자가 프로모터에 작동 가능하게 연결되었다는 것은 당해 프로모터에 의해 유전자가 mRNA로 전사되어 단백질로 번역될 수 있다는 것을 의미한다.The term "operably linked" means that a particular polynucleotide is linked to another polynucleotide so that it can exert its function. That is, the fact that a gene encoding a specific protein is operably linked to a promoter means that the gene can be transcribed into mRNA and translated into a protein by the promoter.

본 발명의 상기 재조합 렌티바이러스는 렌티바이러스 벡터, 패키징 (packaging) 플라스미드 및 엔벨로프(envelope) 플라스미드로 숙주세포를 형질 전환시키는 단계; 및 형질 전환된 숙주세포로부터 렌티바이러스를 분리하는 단계를 통하여 수득할 수 있다.The recombinant lentivirus of the present invention comprises the steps of transforming a host cell with a lentiviral vector, a packaging plasmid and an envelope plasmid; And it can be obtained through the step of isolating the lentivirus from the transformed host cell.

상기 용어 "패키징 플라스미드(packaging plasmid)" 및 "엔벨로프 플라스미드(envelope plasmid)"는 단백질을 코딩하는 유전자가 적재된 플라스미드이다. 이들 플라스미드는 렌티바이러스 벡터 이외에, 렌티바이러스를 생산하기 위해 필요한 헬퍼 구조물(예를 들어, 플라스미드 또는 단리된 핵산)을 제공할 수 있다. 이러한 구조물은 숙주세포에서 렌티바이러스 벡터를 제조하고, 이를 패키징하는데 유용한 요소들을 함유한다. 상기 요소로는 GAG 전구체와 같은 구조 단백질; pol 전구체와 같은 프로세싱 단백질; 프로테아제, 외피 단백질, 및 숙주세포에서 단백질을 제조하고 렌티바이러스 입자를 생산하는데 필요한 발현 및 조절 신호 등을 포함할 수 있다.The terms "packaging plasmid" and "envelope plasmid" are plasmids loaded with genes encoding proteins. These plasmids may provide, in addition to the lentiviral vector, the helper constructs (eg, plasmids or isolated nucleic acids) necessary to produce the lentivirus. This construct contains elements useful for manufacturing and packaging the lentiviral vector in a host cell. Such elements include structural proteins such as GAG precursors; processing proteins such as pol precursors; proteases, envelope proteins, and expression and regulatory signals necessary for production of proteins and lentiviral particles in host cells.

재조합 렌티바이러스의 생산에는 Clonetech Laboratories사의 Lenti-X Lentiviral Expression System이나, Addgene사에서 제공하는 패키징 플라스미드(예를 들어, pRSV-Rev, psPAX, pCl-VSVG, pNHP 등) 또는 엔벨로프 플라스미드(예를 들어, pMD2.G, pLTR-G, pHEF-VSVG 등)를 사용할 수 있다.For the production of recombinant lentivirus, Clonetech Laboratories' Lenti-X Lentiviral Expression System or Addgene's packaging plasmid (eg, pRSV-Rev, psPAX, pCl-VSVG, pNHP, etc.) or envelope plasmid (eg, pMD2.G, pLTR-G, pHEF-VSVG, etc.) can be used.

본 발명의 일 양태로서, 본 발명은 상기 재조합 렌티바이러스가 형질 도입된 숙주 세포를 함유한 HIE 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.As one aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating HIE containing the host cell transduced with the recombinant lentivirus.

상기 용어 "형질도입(transduction)"은, 바이러스 감염을 통하여 재조합 렌티바이러스 벡터에 적재된 유전자를 전달하는 것을 의미한다.The term “transduction” refers to transfer of a gene loaded into a recombinant lentiviral vector through viral infection.

본 발명에 따른 숙주세포는 인간배아줄기세포(human embryonic stem cell, hES), 골수줄기세포(bone marrow stem cell, BMSC), 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC), 인간신경줄기세포(human neural stem cell, hNSC), 윤부줄기세포(limbal stem cell) 또는 경구점막상피세포(oral mucosal epithelial cell)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 숙주세포는 중간엽줄기세포일 수 있다.Host cells according to the present invention are human embryonic stem cells (hES), bone marrow stem cells (BMSC), mesenchymal stem cells (MSC), human neural stem cells (human neural stem cells) stem cells, hNSCs), limbal stem cells, or oral mucosal epithelial cells. According to an embodiment of the present invention, the host cell may be a mesenchymal stem cell.

상기 용어 "중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC)"는 골세포, 연골세포 및 지방세포를 포함하는 다양한 세포로 분화될 수 있는 다분화능 기질세포를 말한다. 중간엽줄기세포는 뼈, 연골, 지방, 힘줄, 신경조직, 섬유아세포 및 근육세포 등 구체적인 장기의 세포로 분화될 수 있다. 이들 세포는 지방조직, 골수, 말초신경 혈액, 제대혈, 골막, 진피, 중배엽-유래 조직 등으로부터 분리 또는 정제될 수 있다.The term "mesenchymal stem cell (MSC)" refers to a multipotent stromal cell that can be differentiated into various cells including osteocytes, chondrocytes and adipocytes. Mesenchymal stem cells can be differentiated into cells of specific organs, such as bone, cartilage, fat, tendon, nervous tissue, fibroblasts, and muscle cells. These cells can be isolated or purified from adipose tissue, bone marrow, peripheral nerve blood, umbilical cord blood, periosteum, dermis, mesoderm-derived tissue, and the like.

본 발명에 따른 형질 감염된 숙주세포는 불사화된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 숙주세포는 hTERT 및/또는 c-Myc 유전자가 도입된 것일 수 있다.The transfected host cell according to the present invention may be an immortalized one. Specifically, the host cell may be one into which hTERT and/or c-Myc genes are introduced.

또한, 본 발명에 따른 형질 감염된 숙주세포는 티미딘키나아제(thymidine kinase, TK) 유전자를 더 포함할 수 있다. In addition, the transfected host cell according to the present invention may further include a thymidine kinase (TK) gene.

본 발명에서 사용하는 용어 "티미딘키나아제"란, ATP의 γ위치의 인산을 티미딘에 결합시켜 티미딘은 삼인산 형태로 변형되면서 티미딜산을 생성하는 반응을 촉매하는 효소를 의미한다. 변형된 티미딘은 DNA 복제에 사용될 수 없고, 따라서 이를 포함하는 세포의 사멸을 유도하는 것으로 알려져 있다. 상기 TK 단백질은 공지된 서열이라면 모두 사용이 가능하다. The term "thymidine kinase" used in the present invention refers to an enzyme that catalyzes the reaction of producing thymidylic acid while thymidine is transformed into a triphosphate form by binding phosphate at the γ-position of ATP to thymidine. It is known that modified thymidine cannot be used for DNA replication and thus induces death of cells containing it. Any known sequence of the TK protein may be used.

본 발명에서 사용하는 용어 "hTERT"란, 텔로머라아제 역전사효소를 의미한다. 상기 텔로머라아제 역전사효소는 텔로머라아제의 RNA 주형을 상보적 DNA를 합성하여, RNA-DNA 하이브리드 형태가 이룬 다음, 이중고리의 DNA가 되어 숙주세포의 염색체에 삽입된다. 그러면 상기 숙주세포는 텔로미어 대신 텔로머라아제가 염색체 말단소립에 붙어 텔로미어를 계속 생성하게 되어 불멸화된 세포를 만들 수 있다. As used herein, the term "hTERT" refers to telomerase reverse transcriptase. The telomerase reverse transcriptase synthesizes DNA complementary to the RNA template of telomerase, forms an RNA-DNA hybrid, and becomes double-ringed DNA and is inserted into the chromosome of the host cell. Then, in the host cell, instead of telomeres, telomerase attaches to chromosome telomeres and continues to produce telomeres, thereby making immortalized cells.

본 발명에서 사용하는 용어 "c-Myc"란, 사람의 8번 염색체에 위치한 전사인자를 코딩하는 유전자를 의미한다. 세포내 유전자 약 15%의 발현을 조절하는 c-Myc에 코딩된 단백질은 전사 조절인자(transcription factor)로, 상기 전사 조절인자가 과발현될 경우 세포활성 및 증식이 촉진된다.As used herein, the term “c-Myc” refers to a gene encoding a transcription factor located on chromosome 8 of a human. The protein encoded by c-Myc, which regulates the expression of about 15% of intracellular genes, is a transcription factor, and when the transcription factor is overexpressed, cell activity and proliferation are promoted.

상기 숙주세포는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다:The host cell can be prepared in the following way:

1) 숙주세포에 c-Myc 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 1차 감염시키는 단계;1) first infecting the host cell with a lentivirus containing the c-Myc gene;

2) 1차 감염된 숙주세포에 tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 2차 감염시키는 단계;2) secondary infection of the lentivirus containing the tTA gene into the primary infected host cell;

3) 2차 감염된 숙주세포에 BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 3차 감염시키는 단계.3) a third step of infecting the second-infected host cells with a lentivirus containing the BDNF gene.

상기 단계 1)에서 c-Myc은 숙주세포를 불사화시키는 유전자로서, 상기 c-Myc 이외에도 불사화 유전자로 알려진 다른 유전자도 사용 가능하다. 일 실시예에 의하면, 상기 c-Myc 단백질은 서열번호 3 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드일 수 있다. 한편, 상기 c-Myc 단백질을 코딩하는 유전자는 각각 서열번호 4의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드일 수 있다.In step 1), c-Myc is a gene that immortalizes host cells, and other genes known as immortalization genes other than c-Myc can be used. In one embodiment, the c-Myc protein may be a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO:3. Meanwhile, the gene encoding the c-Myc protein may be a polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, respectively.

상기 단계 2)에서 tTA는 표적 단백질의 발현을 조절할 수 있는 유전자로, 테트라사이클린 트랜스 액티베이터를 의미한다. 본 발명에서 사용된 Tet-off 시스템은, 상기 서술한 바와 같은 방법으로 테트라사이클린 또는 독시사이클린의 존재 유무에 따라 표적 단백질의 발현을 조절할 수 있다.In step 2), tTA is a gene capable of regulating the expression of a target protein, and refers to a tetracycline transactivator. The Tet-off system used in the present invention can regulate the expression of a target protein according to the presence or absence of tetracycline or doxycycline in the same manner as described above.

본 발명의 BDNF를 발현하는 중간엽줄기세포는 TRE 프로모터에 의해 ex vivo에서 독시사이클린 처리에 의해 BDNF 단백질의 발현이 억제되고, 독시사이클린 제거 시 BDNF가 발현하도록 제작된 것을 특징으로 한다.The BDNF-expressing mesenchymal stem cells of the present invention are characterized in that the expression of BDNF protein is suppressed by treatment with doxycycline ex vivo by the TRE promoter, and BDNF is expressed when doxycycline is removed.

즉, 본 발명은 상기 서술한 바와 같은 재조합 렌티바이러스 또는 형질 감염된 숙주 세포를 함유하는 HIE의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 대한 것이다. 본 발명의 재조합 렌티 바이러스 또는 숙주 세포는 BDNF의 발현을 통해 신경 보호 효과를 나타낼 수 있고, 특히 세포 내 실험 및 동물 실험을 통하여 HIE에 대한 효과적인 치료 효과를 가지는 것을 확인하였다. That is, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating HIE containing the recombinant lentivirus or transfected host cell as described above. The recombinant lentivirus or host cell of the present invention can exhibit a neuroprotective effect through the expression of BDNF, and in particular, it was confirmed that it has an effective therapeutic effect on HIE through intracellular and animal experiments.

본 발명에서, 상기 저산소성 허혈성 뇌병증(HIE)이란, 뇌에 전달되는 산소 및 혈류의 부족으로 인하여 뇌의 기능 및 구조에 변화가 온 상태를 말하는 것으로 특히 신생아의 가사에 의하여 유발되며, 소아의 경우 다양한 원인에 의해 발생되는 질병이다. 본 발명에서 "HIE의 예방 또는 치료"란, 상기 질환의 경감, 완화 및 증상의 개선을 포함하며, HIE가 유발되는 가능성을 감소시키는 것을 포함한다. In the present invention, the hypoxic ischemic encephalopathy (HIE) refers to a state in which the function and structure of the brain are changed due to the lack of oxygen and blood flow delivered to the brain. It is a disease caused by various causes. In the present invention, "prophylaxis or treatment of HIE" includes alleviation, alleviation and improvement of symptoms of the disease, and includes reducing the likelihood of HIE induced.

상기 약학 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 담체는 약품 제조 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸셀룰로스, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘, 미네랄 오일 등을 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition may further include a pharmaceutically acceptable carrier. The carrier is commonly used in the manufacture of pharmaceuticals, and is lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia gum, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrol money, cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, mineral oil, and the like.

또한, 본 발명의 약학 조성물은 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable additive selected from the group consisting of lubricants, wetting agents, sweetening agents, flavoring agents, emulsifying agents, suspending agents, preservatives, and combinations thereof.

상기 담체는 본 발명의 약학 조성물 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 99.99 중량%, 바람직하게는 약 90 중량% 내지 약 99.99 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 약학적으로 허용 가능한 첨가제는 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%로 포함될 수 있다.The carrier may be included in an amount of from about 1% to about 99.99% by weight, preferably from about 90% to about 99.99% by weight, based on the total weight of the pharmaceutical composition of the present invention, and the pharmaceutically acceptable additive is about 0.1 It may be included in an amount of about 20% by weight to about 20% by weight.

상기 약학 조성물은 통상의 방법에 따라, 약학적으로 허용되는 담체 및 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나, 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition may be prepared in a unit dose form by formulating using a pharmaceutically acceptable carrier and excipient according to a conventional method, or may be prepared by internalizing it in a multi-dose container. In this case, the formulation may be in the form of a solution, suspension, syrup, or emulsion in oil or an aqueous medium, or may be in the form of an extract, powder, powder, granule, tablet or capsule, and may further include a dispersant or stabilizer.

또한, 본 발명은 본 발명의 약학 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 상기 서술한 바와 같은 저산소성 허혈성 뇌병증을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preventing or treating hypoxic ischemic encephalopathy as described above, comprising administering the pharmaceutical composition of the present invention to a subject.

상기 개체는 포유동물, 구체적으로 인간일 수 있다. 상기 약학 조성물의 투여 경로 및 투여량은 환자의 상태 및 부작용의 유무에 따라 다양한 방법 및 양으로 대상에게 투여될 수 있고, 최적의 투여 방법 및 투여량은 통상의 기술자가 적절한 범위로 선택할 수 있다. 또한, 상기 약학 조성물은 치료하고자 하는 질환에 대하여 치료 효과가 공지된 다른 약물 또는 생리학적 활성물질과 병용하여 투여되거나, 다른 약물과의 조합 제제 형태로 제형화될 수 있다.The subject may be a mammal, specifically a human. The administration route and dosage of the pharmaceutical composition may be administered to the subject in various ways and amounts depending on the patient's condition and presence or absence of side effects, and the optimal administration method and dosage may be selected within an appropriate range by a person skilled in the art. In addition, the pharmaceutical composition may be administered in combination with other drugs or physiologically active substances with known therapeutic effects on the disease to be treated, or formulated in the form of a combination preparation with other drugs.

상기 약학 조성물을 비경구적으로 투여하는 경우, 그 예로는 피하, 눈, 복강 내, 근육 내, 구강, 직장, 안와 내, 뇌 내, 두개 내(intracranial), 척추 내, 뇌실 내, 수강막 내, 비 내, 혈관 내 투여가 있고, 바람직하게는 뇌실 내 또는 혈관 내로 투여하는 것이 바람직하다. When the pharmaceutical composition is administered parenterally, examples thereof include subcutaneous, ocular, intraperitoneal, intramuscular, oral, rectal, orbital, intracerebral, intracranial, intravertebral, intraventricular, intrathecal, There are intranasal and intravascular administration, preferably intraventricular or intravascular administration.

상기 투여는 1회 이상, 1 내지 4회 투여될 수 있고, 구체적으로 2회로 나누어 투여될 수 있다. 이를 반복 투여하는 경우에는 12 내지 48시간, 24 내지 36시간 간격, 1주, 2주 내지 4주 간격으로 투여할 수 있고, 구체적으로는 24시간 또는 1주 이상 간격으로 투여할 수 있다. 상기 투여는 렌티바이러스의 경우, 1일 1.0x106 내지 1.0x1012 TU, 구체적으로 1.0x108 내지 1.0x1010 TU의 양으로 투여될 수 있다. 한편, 세포의 경우, 1일 1.0x105 내지 1.0x1011 cells, 구체적으로 1.0x107 내지 1.0x109 cells의 양으로 투여될 수 있다. 투여량이 많은 경우에는 하루에 수회에 걸쳐 투여될 수 있다.The administration may be administered more than once, 1 to 4 times, and specifically divided into two administrations. In the case of repeated administration, it may be administered at intervals of 12 to 48 hours, 24 to 36 hours, 1 week, 2 weeks to 4 weeks, and specifically, may be administered at intervals of 24 hours or 1 week or more. The administration may be administered in an amount of 1.0x10 6 to 1.0x10 12 TU, specifically 1.0x10 8 to 1.0x10 10 TU per day in the case of lentivirus. Meanwhile, cells may be administered in an amount of 1.0x10 5 to 1.0x10 11 cells, specifically 1.0x10 7 to 1.0x10 9 cells per day. In the case of a large dose, it may be administered several times a day.

본 발명의 BDNF를 발현하는 중간엽줄기세포를 유효성분으로 포함하는 HIE 치료용 약학 조성물은 대량 생산이 가능하고, 동일한 효과를 유지할 수 있는 세포 치료제로서 BDNF를 발현하며, 특히 상기 세포는 불사화된 중간엽 줄기세포로서 높은 세포 증식률을 가지면서도 비정상적인 분화 및 증식 가능성이 낮아 안정성이 높으므로 HIE에 대한 치료용 약학 조성물로 유용하게 활용될 수 있다.The pharmaceutical composition for treating HIE comprising the BDNF-expressing mesenchymal stem cells of the present invention as an active ingredient is capable of mass production and expresses BDNF as a cell therapeutic agent capable of maintaining the same effect, in particular, the cells are immortalized As mesenchymal stem cells, they have a high cell proliferation rate, but have a low possibility of abnormal differentiation and proliferation, and thus have high stability, so they can be usefully used as a therapeutic pharmaceutical composition for HIE.

도 1은 불사화된 MSC(STEM24)와 불사화되지 않은 MSC(BM-MSC)의 세포 증식률을 비교한 그래프이다:
X축: 배양기간; 및
Y축: 누적된 세포집단배가수(population doubling level, PDL).
도 2는 BDNF 단백질 발현이 확인된 클론의 독시사이클린 존재 유무에 따른 BDNF 단백질 발현량을 나타낸 그래프이다.
도 3는 BM102 단클론 세포주의 유전자 조작 이후의 MSC가 지닌 고유한 특성인 표면 항원 단백질 CD44와 CD105 등의 발현과 골수 유래 MSC의 표면항원 단백질의 발현을 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스로 형질 도입된 불사화된 MSC의 세포를 장기 배양하면서 증식률을 확인한 그래프이다:
X축: 배양기간; 및
Y축: 누적된 세포집단배가수(population doubling level, PDL).
도 5은 독시사이클린 처리 유무에 따른 BM102의 세포 증식률을 장기 배양하면서 확인한 그래프이다.
X축: 배양기간; 및
Y축: 누적된 세포집단배가수(population doubling level, PDL).
도 6은 독시사이클린 처리 유무에 따른 BM102 세포주의 각 계대별로 형태학적으로 세포의 특성이 유지되는 것을 확인한 도면이다.
도 7은 독시사이클린 처리 유무에 따른 BM102 세포주의 BDNF 단백질 발현량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 BM102 세포주에 유전자가 도입된 것을 확인한 도면이다.
도 9는 BM102 세포주의 유전자 조작 후에도 종양원성이 없음을 확인한 그래프이다.
도 10은 OGD 모델(in virtro)에서 BM102 세포주의 농도 의존적 신경 보호 효과를 세포 생존률을 통해 확인한 것이다.
도 11은 OGD 모델(in virtro)에서 BM102 세포주 투여에 따른 신경 보호 효과를 세포 생존률, 세포 독성 및 산화 스트레스의 정도를 통해 확인한 것이다.
도 12는 OGD 모델(in virtro)에서 BM102 세포주의 투여에 따른 세포 사멸 여부를 확인한 TUNEL 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 13은 BM102 세포주의 투여에 따른 HIE의 치료 효과를 단기 in vivo 평가 모델을 통해 확인한 실험의 모식도이다.
도 14는 단기 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 나타나는 뇌의 비손상 영역의 측정치를 나타낸 결과이다.
도 15는 단기 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 뇌에서 발현되는 전-염증성 사이토카인의 분비량을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 16은 단기 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 각 뇌의 영역별로 나타나는 조직학적 점수를 비교한 결과이다.
도 17은 BM102 세포주의 투여에 따른 HIE의 치료 효과를 장기 in vivo 평가 모델을 통해 확인한 실험의 모식도이다.
도 18은 장기 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 나타나는 뇌의 비손상 영역의 측정치를 나타낸 결과이다.
도 19는 장기 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 뇌에서 발현되는 전-염증성 사이토카인의 분비량을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 20은 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 각 뇌의 영역별로 나타나는 조직학적 점수를 비교한 면역 염색 결과이다.
도 21은 in vivo 평가 모델에서, BM102 세포주 투여 시 동물 모델의 감각 운동신경 분석 결과를 나타낸 것이다.
1 is a graph comparing cell proliferation rates of immortalized MSCs (STEM24) and non-immortalized MSCs (BM-MSCs):
X-axis: incubation period; and
Y-axis: cumulative population doubling level (PDL).
FIG. 2 is a graph showing the BDNF protein expression level according to the presence or absence of doxycycline in clones in which BDNF protein expression was confirmed.
FIG. 3 shows a comparison of the expression of surface antigen proteins CD44 and CD105, which are unique characteristics of MSCs, and the expression of surface antigen proteins of bone marrow-derived MSCs after genetic manipulation of the BM102 monoclonal cell line.
4 is a graph confirming the proliferation rate while culturing immortalized MSC cells transduced with a lentivirus containing the BDNF gene for a long time:
X-axis: incubation period; and
Y-axis: cumulative population doubling level (PDL).
5 is a graph confirming the cell proliferation rate of BM102 according to the presence or absence of doxycycline treatment during long-term culture.
X-axis: incubation period; and
Y-axis: cumulative population doubling level (PDL).
6 is a view confirming that morphological characteristics of cells are maintained for each passage of the BM102 cell line with or without doxycycline treatment.
7 is a graph showing the expression level of BDNF protein in the BM102 cell line with or without doxycycline treatment.
8 is a view confirming that the gene was introduced into the BM102 cell line.
9 is a graph confirming that there is no tumorigenicity even after genetic manipulation of the BM102 cell line.
10 shows the concentration-dependent neuroprotective effect of the BM102 cell line in the OGD model (in virtro) through cell viability.
11 shows the neuroprotective effect of the BM102 cell line administration in the OGD model (in virtro) through cell viability, cytotoxicity, and the degree of oxidative stress.
12 shows the results of the TUNEL analysis confirming whether or not apoptosis according to the administration of the BM102 cell line in the OGD model (in virtro).
13 is a schematic diagram of an experiment confirming the therapeutic effect of HIE according to the administration of the BM102 cell line through a short-term in vivo evaluation model.
14 is a result showing the measurement value of the non-injured area of the brain that appears when the BM102 cell line is administered in a short-term in vivo evaluation model.
15 shows the results of measuring the secretion amount of pro-inflammatory cytokines expressed in the brain upon administration of the BM102 cell line in a short-term in vivo evaluation model.
16 is a comparison result of histological scores appearing for each brain region when the BM102 cell line is administered in a short-term in vivo evaluation model.
17 is a schematic diagram of an experiment confirming the therapeutic effect of HIE according to the administration of the BM102 cell line through a long-term in vivo evaluation model.
18 is a long-term in vivo evaluation model, a result showing the measurement value of the non-injured area of the brain that appears when the BM102 cell line is administered.
19 shows the results of measuring the secretion amount of pro-inflammatory cytokines expressed in the brain when the BM102 cell line is administered in a long-term in vivo evaluation model.
20 is an immunostaining result comparing the histological scores appearing for each brain region when the BM102 cell line is administered in an in vivo evaluation model.
21 shows the sensorimotor nerve analysis results of the animal model when the BM102 cell line is administered in the in vivo evaluation model.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present specification in detail. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various other forms, and the scope of the present specification is not to be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely explain the present specification to those of ordinary skill in the art.

실시예 1. 불사화된 중간엽줄기세포(MSC)의 제조Example 1. Preparation of immortalized mesenchymal stem cells (MSCs)

실시예 1.1 불사화 유전자를 포함하는 렌티바이러스 벡터의 제조 Example 1.1 Preparation of Lentiviral Vector Containing Immortalization Gene

MSC를 불사화시키기 위하여, 불사화 유전자인 c-Myc을 포함하는 렌티바이러스 벡터를 제조하였다. 이때, Tet-off 시스템을 사용하기 위해 tTA 단백질을 발현하는 유전자 컨스트럭트를 함께 삽입하였다.In order to immortalize MSCs, a lentiviral vector including the immortalization gene c-Myc was prepared. At this time, in order to use the Tet-off system, a gene construct expressing tTA protein was inserted together.

먼저, pWPT 벡터(Bioneer 합성)의 발현 카세트 내에 EF 프로모터를 CMV 프로모터로 치환하여 pBD 렌티바이러스 벡터를 제작하였다. 상기 pBD 렌티바이러스 벡터에, c-Myc 유전자(서열번호 4)가 CMV 프로모터에 의해 발현이 조절될 수 있도록 삽입하였다. 상기 제작된 벡터는 pBD-1로 명명하였다.First, a pBD lentiviral vector was prepared by replacing the EF promoter with the CMV promoter in the expression cassette of the pWPT vector (Bioneer synthesis). The c-Myc gene (SEQ ID NO: 4) was inserted into the pBD lentiviral vector so that expression could be regulated by the CMV promoter. The constructed vector was named pBD-1.

실시예 1.2 불사화 유전자를 포함하는 렌티바이러스의 생산 Example 1.2 Production of Lentiviruses Containing Immortalization Genes

상기 실시예 1.1에서 제작된 렌티바이러스 벡터를 이용하여, 다음과 같은 방법으로 불사화 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 생산하였다. Using the lentiviral vector prepared in Example 1.1, a lentivirus containing an immortalized gene was produced in the following way.

먼저, 렌티-X 세포(Clontech Laboratories, 미국)는 10% 우태아 혈청이 포함된 DMEM 배지를 사용하여 150 ㎜ 디쉬(dish)에 배양하였다. 한편, 렌티바이러스 벡터는 EndoFree Plasmin Maxi Kit(Qiagen, 미국)를 사용하여 DH5α 대장균 세포로부터 추출 및 정량하였다. First, lenti-X cells (Clontech Laboratories, USA) were cultured in a 150 mm dish using DMEM medium containing 10% fetal bovine serum. Meanwhile, lentiviral vectors were extracted and quantified from DH5α E. coli cells using the EndoFree Plasmin Maxi Kit (Qiagen, USA).

상기 배양된 렌티 X 세포를 PBS로 세척한 후, 3 ㎖의 TrypLETM Select CTSTM(Gibco, 미국)을 첨가하였다. 세포를 37

Figure pat00001
에서 약 5분 동안 방치한 뒤, 세포가 탈착된 것을 확인하였다. 탈착된 세포를 7 ㎖의 10% 우태아 혈청이 포함된 DMEM 배지를 첨가하여 중화시켰다. 중화된 세포는 50 ㎖ 튜브에 모아서 1,500rpm으로 5분 동안 원심분리하였다. 상층액을 제거하고 10 ㎖의 10% 우태아 혈청이 포함된 DMEM 배양배지를 첨가하여 세포를 재현탁하였다.After washing the cultured lenti X cells with PBS, 3 ml of TrypLE™ Select CTS™ (Gibco, USA) was added. 37 cells
Figure pat00001
After leaving it for about 5 minutes, it was confirmed that the cells were detached. The detached cells were neutralized by adding 7 ml of DMEM medium containing 10% fetal bovine serum. The neutralized cells were collected in a 50 ml tube and centrifuged at 1,500 rpm for 5 minutes. The supernatant was removed and the cells were resuspended by adding 10 ml of DMEM culture medium containing 10% fetal bovine serum.

현탁된 세포는 헤마토사이토미터로 그 수를 측정한 뒤, 150 ㎜ 디쉬에 1.2x107개의 세포가 되도록 분주하였다. 상기 분주된 세포의 세포 포화도가 약 90% 정도로 배양되었을 때, 12 ㎍의 렌티바이러스 벡터, 12 ㎍의 psPAX(Addgene; gag-pol 발현, 패키징 플라스미드) 및 2.4 ㎍의 pMD.G 플라스미드(Addgene; vesicular stomatitis virus G protein, VSV-G 발현, 엔벨로프 플라스미드) 혼합물을 상기 세포에 형질도입하였다. 형질도입을 돕기 위해, 리포펙타민(Invitrogen, 미국)과 플러스 리에이전트(Invitrogen, 미국)를 사용하였다. 형질도입 6시간 후, 10% 우태아 혈청이 포함된 DMEM으로 배지를 교환하였다. 이를 48시간 추가 배양한 뒤 상층액을 모았다.Suspended cells were counted with a hematocrit, and then aliquoted to 1.2x10 7 cells in a 150 mm dish. When the seeded cells were cultured to a cell confluency of about 90%, 12 μg of lentiviral vector, 12 μg of psPAX (Addgene; gag-pol expression, packaging plasmid) and 2.4 μg of pMD.G plasmid (Addgene; vesicular) stomatitis virus G protein, VSV-G expression, envelope plasmid) mixture was transduced into the cells. To aid in transduction, lipofectamine (Invitrogen, USA) and plus reagent (Invitrogen, USA) were used. After 6 hours of transduction, the medium was exchanged with DMEM containing 10% fetal bovine serum. After further culturing for 48 hours, the supernatant was collected.

상기 수득된 상층액을 렌티바이러스 농축키트(Lenti-X concentrator, Clontech Laboratories, 미국)와 혼합한 후, 4℃에서 하룻밤 동안 배양하였다. 이를 4℃ 4,000 rpm의 조건으로 2시간 동안 원심분리하여 바이러스를 수득하고, 이를 FBS가 포함되지 않은 0.5 ㎖의 DMEM에 재현탁하였다. 그 결과, pBD-1 렌티바이러스 벡터로부터 생산된 렌티바이러스를 8.3x106 copies/㎖의 농도로 준비하였다.The obtained supernatant was mixed with a lentivirus concentration kit (Lenti-X concentrator, Clontech Laboratories, USA), and then incubated at 4°C overnight. The virus was obtained by centrifugation at 4°C and 4,000 rpm for 2 hours, and it was resuspended in 0.5 ml of DMEM without FBS. As a result, the lentivirus produced from the pBD-1 lentivirus vector was prepared at a concentration of 8.3x10 6 copies/ml.

실시예 1.3 불사화된 중간엽줄기세포의 제조Example 1.3 Preparation of immortalized mesenchymal stem cells

상기 실시예 1.2.에서 생산된 불사화 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 사용하여, 불사화된 MSC를 제조하였다.Immortalized MSCs were prepared using the lentivirus containing the immortalized gene produced in Example 1.2.

먼저, 골수유래 MSC를 다음과 같은 방법으로 준비하였다. 구체적으로, 건강한 공여자(donor)의 장골능(iliac crest)에서 골수천자액(bone marrow aspirate)을 수득하였다. 이를 멸균 콘테이너에서 20 IU/㎖의 헤파린과 혼합하여 응고를 억제하였다. 상기 골수 혼합액을 4℃, 739 G의 조건으로 7분 동안 원심분리한 후, 상층액을 제거하고, 10배 부피의 멸균된 물과 혼합하였다. 이를 동일한 조건으로 다시 원심분리하여 세포의 펠렛을 수득하였다. 수득된 펠렛을 20%의 FBS 및 5 ng/㎖의 b-FGF(100-18B, Peprotech, 미국)가 포함된 DMEM-low glucose(11885-084, Gibco, 미국) 배지에 현탁하여 배양 플라스크에 분주하였다. 이를 37℃, 5% CO2 조건에서 24 내지 48시간 동안 배양한 뒤, 새로운 배지로 교체하였다. 이를 3 내지 4일 간격으로 새로운 배지로 교체하면서 계대배양 하였고, 배양 2주 후 형광세포분석기를 사용하여 MSC 여부를 확인하였다. First, bone marrow-derived MSCs were prepared as follows. Specifically, bone marrow aspirate was obtained from the iliac crest of a healthy donor. This was mixed with 20 IU/ml heparin in a sterile container to inhibit coagulation. The bone marrow mixture was centrifuged for 7 minutes at 4°C and 739 G, the supernatant was removed, and mixed with 10 times the volume of sterilized water. This was centrifuged again under the same conditions to obtain a cell pellet. The obtained pellet was suspended in DMEM-low glucose (11885-084, Gibco, USA) medium containing 20% FBS and 5 ng/ml of b-FGF (100-18B, Peprotech, USA) and dispensed into a culture flask. did This was cultured at 37° C., 5% CO 2 conditions for 24 to 48 hours, and then replaced with a fresh medium. It was subcultured while replacing it with a new medium every 3 to 4 days, and after 2 weeks of culture, MSC was checked using a fluorescence cytometer.

상기 실시예 1.2.에서 생산된 pBD-1 렌티바이러스로 상기 준비된 MSC를 레트로넥틴(Retronectin, Clontech Laboratories, 미국)을 사용하여 100 MOI로 감염시켰다. 그 결과, 불사화 유전자를 포함하는 MSC 및 그렇지 않은 MSC의 세포 증식률을 도 1에 나타내었다. The prepared MSCs with the pBD-1 lentivirus produced in Example 1.2. were infected with retronectin (Retronectin, Clontech Laboratories, USA) at an MOI of 100. As a result, the cell proliferation rates of MSCs containing the immortalized gene and MSCs not including the immortalized gene are shown in FIG. 1 .

도 1에 나타낸 바와 같이, 불사화 유전자인 c-Myc을 포함하는 렌티바이러스에 의해 감염된 MSC 세포는, 불사화 유전자에 의해 불멸화됨에 따라 감염 후 배양 30일을 기준으로 증식률이 증가하였고, 50일까지 높은 증식률을 유지하였다. 반면, 정상 MSC 세포는 배양 20일 이후에는 세포 증식률이 급격히 감소하였다.As shown in Figure 1, MSC cells infected with the lentivirus containing the immortalization gene c-Myc, as immortalized by the immortalization gene, the proliferation rate increased based on the culture 30 days after infection, and up to 50 days A high growth rate was maintained. On the other hand, the cell proliferation rate of normal MSC cells decreased sharply after 20 days of culture.

실시예 2. tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스의 제작Example 2. Construction of a lentivirus containing the tTA gene

실시예 2.1. tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스 벡터의 제작Example 2.1. Construction of Lentiviral Vector Containing tTA Gene

상기 실시예 1.1.에서 제작한 pBD 렌티바이러스 벡터에, tTA(tetracycline trans activator) 유전자(서열번호 6)를 CMV 프로모터에 의해 발현이 조절될 수 있도록 삽입하였다. 상기 제작된 벡터는 pBD-2으로 명명하였다.In the pBD lentiviral vector prepared in Example 1.1., a tetracycline trans activator (tTA) gene (SEQ ID NO: 6) was inserted so that expression could be controlled by the CMV promoter. The constructed vector was named pBD-2.

실시예 2.2. tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스의 생산 Example 2.2. Production of Lentiviruses Containing the tTA Gene

상기 실시예 2.1에서 제작된 tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스 벡터를 이용하여, 상기 실시예 1.2.에 기재된 바와 동일한 방법으로 렌티바이러스를 생산하였다. 생산된 렌티바이러스는 7.2x106 copies/㎖의 농도로 준비하였다.Using the lentiviral vector containing the tTA gene constructed in Example 2.1, lentiviruses were produced in the same manner as described in Example 1.2. The produced lentivirus was prepared at a concentration of 7.2x10 6 copies/ml.

상기 실시예 1.3에서 제조한 불사화된 MSC에, 상기 tTA 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 100MOI로 감염시켜, tTA 유전자를 발현하는 세포를 제조하였다. The immortalized MSCs prepared in Example 1.3 were infected with the lentivirus containing the tTA gene at an MOI of 100 to prepare cells expressing the tTA gene.

실시예 3. BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스의 제작Example 3. Construction of Lentivirus Containing BDNF Gene

실시예 3.1. BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스 벡터의 제작Example 3.1. Construction of Lentiviral Vector Containing BDNF Gene

상기 실시예 1.1에서 제작한 pBD 렌티바이러스 벡터에, BDNF 유전자 (서열번호 2)를 삽입하였다. The BDNF gene (SEQ ID NO: 2) was inserted into the pBD lentiviral vector constructed in Example 1.1.

먼저, BDNF 발현에 미치는 프로모터의 영향을 확인하기 위하여 CMV 프로모터 및 TRE 프로모터를 각각 사용하여 BDNF 유전자가 발현되도록 렌티바이러스 벡터를 제조하고, 이를 이용하여 BDNF 유전자를 발현하는 MSC를 제조하였다. 그 결과, CMV 프로모터가 적용된 세포주의 경우, 장기 계대배양시 BDNF를 발현하는 MSC가 형태학적으로 변화하고, 계대배양이 진행될수록 BNDF의 발현율이 감소하는 것을 확인하였다. First, in order to confirm the effect of the promoter on BDNF expression, a lentiviral vector was prepared to express the BDNF gene using the CMV promoter and the TRE promoter, respectively, and MSC expressing the BDNF gene was prepared using this. As a result, in the case of a cell line to which the CMV promoter was applied, it was confirmed that the MSC expressing BDNF was morphologically changed during long-term subculture, and the expression rate of BNDF decreased as the subculture progressed.

이에, BNDF 유전자를 TRE 프로모터에 의해 발현이 조절되도록 삽입하였다. TRE 프로모터는 독시사이클린의 첨가 유무에 따라 상기 프로모터와 연결된 유전자의 발현을 조절할 수 있다.Accordingly, the BNDF gene was inserted so that expression was regulated by the TRE promoter. The TRE promoter can control the expression of genes linked to the promoter depending on whether doxycycline is added or not.

실시예 3.2. BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스의 생산Example 3.2. Production of Lentiviruses Containing the BDNF Gene

상기 실시예 3.1.에서 제작된 BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스 벡터를 이용하여, 상기 실시예 1.2. 에 기재된 바와 동일한 방법으로 렌티바이러스를 생산하였다. 생산된 렌티 바이러스는 4.7x106 copies/㎖의 농도로 준비하였다. Using the lentiviral vector containing the BDNF gene constructed in Example 3.1., Example 1.2. Lentiviruses were produced in the same manner as described in The produced lentivirus was prepared at a concentration of 4.7x10 6 copies/ml.

실시예 4. BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스가 형질 감염된 MSC의 제조 Example 4. Preparation of MSCs transfected with lentiviruses containing BDNF gene

상기 실시예 2.2.에서 제조한 tTA 유전자가 형질 감염된 불사화된 MSC에, 상기 실시예 3.2.에서 생산한 BDNF 유전자를 포함하는 렌티바이러스를 100 MOI 감염시켜, BDNF 유전자를 발현하는 세포를 제조하였다. 형질 도입된 세포는 2 ㎍/㎖의 독시사이클린(doxycycline, 631311, Clontech, 미국)이 첨가된 배지에서 배양함으로써, 배양 중에 BDNF 단백질의 발현을 억제시켰다. Immortalized MSCs transfected with the tTA gene prepared in Example 2.2. were infected with the lentivirus containing the BDNF gene produced in Example 3.2. at an MOI of 100 to prepare cells expressing the BDNF gene. The transduced cells were cultured in a medium supplemented with 2 μg/ml doxycycline (doxycycline, 631311, Clontech, USA) to suppress the expression of BDNF protein during culture.

Clone select imager를 이용하여 상기 세포가 콜로니를 형성하도록 배양하였다. 96well plate에서 세포를 접종한 well별로 번호를 부여한 후 콜로니 형성을 확인한 200여개의 클론 중 인간 BDNF DuoSet ELISA 키트(R&D systems, DY248, 미국)로 BDNF 단백질 발현 유무를 확인하였으며, 독시사이클린 제거 후 BDNF 단백질을 1.5 ng/㎖ 이상 발현하는 #10, #22, #28, #65, #110, #116, #126, #596, #669 및 #741클론을 선별하였다. 그 후, 독시사이클린 처리시 BDNF 단백질을 0.5 ng/㎖ 이하로 발현하는 #28과 #110클론을 선별하였다(도 2).The cells were cultured to form colonies using a clone select imager. After numbering each well inoculated with cells in a 96-well plate, the presence or absence of BDNF protein expression was confirmed with the human BDNF DuoSet ELISA kit (R&D systems, DY248, USA) among 200 clones that confirmed colony formation. Clones #10, #22, #28, #65, #110, #116, #126, #596, #669 and #741 expressing 1.5 ng/ml or more were selected. Thereafter, clones #28 and #110 expressing BDNF protein at a level of 0.5 ng/ml or less upon doxycycline treatment were selected ( FIG. 2 ).

그 결과, 안정적인 증식패턴을 보이며 BDNF 단백질 발현량이 가장 우수한 #28 클론을 'BM102 세포주'라고 명명하고 특허 균주 기탁(수탁번호 KCTC13876BP) 하였으며, 이후 실험을 진행하였다.As a result, clone #28 showing a stable proliferation pattern and the best BDNF protein expression level was named 'BM102 cell line' and deposited as a patent strain (Accession No. KCTC13876BP), and then the experiment was carried out.

실험예 1. BM102 세포주에서 표면항원 단백질 발현 확인Experimental Example 1. Confirmation of surface antigen protein expression in BM102 cell line

유전자를 삽입하기 전의 골수유래 MSC와 BDNF 유전자가 삽입된 BM102 세포주의 표면항원 단백질 발현을 인간 MSC 분석 키트 (StemflowTM, Cat No562245, BD)를 이용하여 분석하였다. 실험은 각 키트에 포함되어 있는 매뉴얼에 따라 수행되었고, 실험 결과를 도 3에 나타내었다.Surface antigen protein expression of bone marrow-derived MSC and BM102 cell line into which the BDNF gene was inserted before gene insertion was analyzed using a human MSC assay kit (Stemflow™, Cat No562245, BD). The experiment was performed according to the manual included in each kit, and the experimental results are shown in FIG. 3 .

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, BM102 세포주는 BDNF를 발현시키기 위한 유전자 조작을 거친 후에도 MSC가 지니고 있는 고유한 특성인 표면항원 단백질인 CD44와 CD105의 발현이 골수유래 MSC와 유사함을 증명하였다.As a result, as shown in Figure 3, the BM102 cell line demonstrated that the expression of surface antigen proteins CD44 and CD105, which are unique characteristics of MSCs, is similar to that of bone marrow-derived MSCs even after genetic manipulation to express BDNF. .

실험예 2. BM102 세포주의 증식률 확인Experimental Example 2. Confirmation of proliferation rate of BM102 cell line

상기 실시예 4에서 확립한 BM102 세포주의 증식률을 확인하였다. The proliferation rate of the BM102 cell line established in Example 4 was confirmed.

T175 플라스크에 0.2x106 내지 0.8x106 개의 BM102 세포주를 접종한 후 독시사이클린을 첨가 또는 첨가하지 않고 3일 또는 4일 배양을 진행하며 PDL(Proliferation Doubling Level)과 세포 생존율을 측정하였다. PDL은 "PDL=X+3.222 (logY-logI)" 공식에 의해 계산하였으며, X는 초기 PDL, I는 플라스크에 접종된 초기 세포 수, Y는 최종 세포 수를 나타내었다. 확립된 세포주의 증식률을 도 4 및 도 5에 나타내었다. After inoculating 0.2x10 6 to 0.8x10 6 BM102 cell lines in a T175 flask, culture was performed for 3 or 4 days with or without doxycycline, and PDL (Proliferation Doubling Level) and cell viability were measured. PDL was calculated by the formula "PDL=X+3.222 (logY-logI)", where X denotes the initial PDL, I denotes the initial number of cells inoculated into the flask, and Y denotes the final number of cells. The proliferation rates of the established cell lines are shown in FIGS. 4 and 5 .

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 BM102 세포주는 100일이 넘는 기간까지 안정적으로 증식하였다. 또한, 도 5에 나타난 바와 같이 독시사이클린을 첨가하지 않고 80일까지 배양한 BM102 세포주는 독시사이클린을 첨가하여 배양한 BM102 세포주 대비 세포 증식률이 점차적으로 감소하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 4 , the BM102 cell line proliferated stably for more than 100 days. In addition, as shown in FIG. 5 , it was confirmed that the cell proliferation rate of the BM102 cell line cultured up to 80 days without doxycycline was gradually decreased compared to the BM102 cell line cultured with doxycycline added.

실험예 3. 계대 배양에 따른 BM102 세포주의 형태학적 확인 Experimental Example 3. Morphological confirmation of the BM102 cell line according to subculture

상기 실시예 4에서 확립한 BM102 세포주의 계대 배양에 따른 형태학적 변형을 확인하기 위해 실험예 2.에서 BM102 세포주의 증식률을 확인하며 현미경으로 세포의 사진을 촬영하고, BM102 세포의 형태를 도 6에 나타내었다.In order to confirm the morphological change according to the passage culture of the BM102 cell line established in Example 4, the proliferation rate of the BM102 cell line was confirmed in Experimental Example 2, and pictures of the cells were taken under a microscope, and the morphology of the BM102 cells is shown in FIG. indicated.

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 BM102 세포주는 100 일까지 장기 배양을 하여도 형태학적으로 변화가 없는 것을 확인하였고, 이를 통해 장기 배양에 의한 세포 노화와 같은 현상이 관찰되지 않음을 알 수 있었다. 그러나 독시사이클린을 첨가하지 않고 배양했을 경우 BDNF의 발현으로 인해 BM102 세포주가 형태학적으로 변화하는 것을 확인하였다. 이는 BDNF 단백질이 발현됨으로서 BM102 세포에 영향을 미치고 이로 인해 세포의 특성이 변화함을 의미한다.As a result, as shown in FIG. 6 , it was confirmed that there was no morphological change in the BM102 cell line even after long-term culture up to 100 days. However, when cultured without the addition of doxycycline, it was confirmed that the BM102 cell line was morphologically changed due to the expression of BDNF. This means that the expression of BDNF protein affects BM102 cells, thereby changing cell properties.

실험예 4. BM102 세포주에서 BDNF 단백질의 발현 확인Experimental Example 4. Confirmation of expression of BDNF protein in BM102 cell line

상기 실시예 4에서 확립한 BM102 세포에서 BDNF 단백질의 발현을 ELISA 분석 방법으로 확인하였다. 구체적으로, BDNF 단백질의 발현 수준은 인간 BDNF DuoSet ELISA 키트로 확인하였다. 실험은 각 키트에 포함되어 있는 매뉴얼에 따라 수행되었다. 독시사이클린을 제거한 배지와 독시사이클린을 제거하지 않은 배지에서 약 1x105개의 세포로부터 48시간 동안 발현이 유도된 BDNF 단백질의 발현 수준을 도 7에 나타내었다.The expression of BDNF protein in the BM102 cells established in Example 4 was confirmed by ELISA analysis. Specifically, the expression level of BDNF protein was confirmed with the human BDNF DuoSet ELISA kit. Experiments were performed according to the manual included in each kit. 7 shows the expression level of BDNF protein induced by expression from about 1×10 5 cells in a medium in which doxycycline was removed and in a medium in which doxycycline was not removed for 48 hours.

그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이 독시사이클린이 있는 배지에서는 약 0.2 ng의 BDNF가 검출된 반면 독시사이클린을 제거한 배지에서는 약 740 ng의 BDNF가 검출되었다.As a result, as shown in FIG. 7 , about 0.2 ng of BDNF was detected in the medium with doxycycline, whereas about 740 ng of BDNF was detected in the medium without doxycycline.

표적 단백질target protein 발현 수준expression level BDNFBDNF 740 ng/105 cells740 ng/10 5 cells

상기 표 1과 같이, 본 발명의 BM102 세포주에서 약 740 ng/105 cells 의 BDNF 단백질이 발현되는 것을 확인하였다.As shown in Table 1, it was confirmed that about 740 ng/10 5 cells of the BDNF protein were expressed in the BM102 cell line of the present invention.

실험예 5. BM102 세포주에서 BDNF 도입유전자 확인Experimental Example 5. Confirmation of BDNF transgene in BM102 cell line

상기 실시예 4에서 제조한 BM102 세포주에 유전자가 도입되었는지를 확인하기 위해 PCR을 수행하였다. 구체적으로, 상기 BM102 세포주를 9 ㎖ PBS 가 포함된 15 ㎖ 튜브에 옮긴 후 1,500 rpm으로 5분간 셀 다운(Cell Down)시켰다. PBS를 완전히 제거한 뒤, 1.5 ㎖ 튜브에 200㎕ PBS로 펠렛을 현탁시킨 후 옮겼다. 그 후, NucleoSpin® Tissue (MN, 740952.250)를 이용하여 gDNA를 준비하고 하기 표 2와 같이 혼합물을 만든 후, 하기 표 3의 단계로 PCR을 수행하였다. 이때, 양성 대조군으로 100 ng의 BM102 플라스미드 DNA를, 음성대조군으로 1㎕의 정제수를 넣었다. 상기 BM102 플라스미드 DNA는 대한민국 공개특허 제2017-0093748호에 기재된 방법에 따라 분리 정제할 수 있다.PCR was performed to confirm whether the gene was introduced into the BM102 cell line prepared in Example 4. Specifically, the BM102 cell line was transferred to a 15 ml tube containing 9 ml PBS and then cell-downed at 1,500 rpm for 5 minutes. After the PBS was completely removed, the pellet was suspended in 200 μl PBS in a 1.5 ml tube and then transferred. Thereafter, gDNA was prepared using NucleoSpin® Tissue (MN, 740952.250) and a mixture was prepared as shown in Table 2 below, and then PCR was performed in the steps of Table 3 below. At this time, 100 ng of BM102 plasmid DNA was added as a positive control and 1 μl of purified water was added as a negative control. The BM102 plasmid DNA can be separated and purified according to the method described in Korean Patent Application Laid-Open No. 2017-0093748.

정방향 프라이머(서열번호 7) (10 pmol/㎕, 코스모진텍 합성)Forward primer (SEQ ID NO: 7) (10 pmol/μl, Cosmogenetec synthesis) 1㎕1 μl 역방향 프라이머(서열번호 8) (10 pmol/㎕, 코스모진텍 합성)Reverse primer (SEQ ID NO: 8) (10 pmol/μl, Cosmogenetek synthesis) 1㎕1 μl 검체 (100 ng/㎕)sample (100 ng/μl) 1㎕1 μl 정제수Purified water 17㎕17 μl 총 부피total volume 20㎕20 μl

단계step 온도Temperature 시간hour 횟수number 1One 95℃95 5분5 minutes 1One 22 95℃95℃ 30초30 seconds 3535 62℃62℃ 30초30 seconds 72℃72℃ 40초40 seconds 33 72℃72℃ 7분7 minutes 1One 44 4℃4℃ 무한정indefinitely 1One

1%(v/v) 아가로오스 겔을 전기영동 키트에 넣었다. 첫번째 웰에 10㎕의 DNA Size Marker를 로딩하였고, 다음 웰부터 음성대조군, 양성대조군, 3개의 BM102 검체 순서로 각각 10㎕씩 로딩하였다. 이후 100V로 20분 동안 전기영동을 실시하였고, 겔 사진을 찍어 그 결과를 도 8에 나타내었다. 그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이 BM102 세포주 3개 모두 양성대조군과 동일한 사이즈 (0.6kb)의 PCR 프로덕트를 확인하였다.A 1% (v/v) agarose gel was placed in the electrophoresis kit. 10 μl of DNA Size Marker was loaded into the first well, and 10 μl of each was loaded in the order of negative control, positive control, and three BM102 samples from the next well. Thereafter, electrophoresis was performed at 100 V for 20 minutes, and a photograph of the gel was taken and the results are shown in FIG. 8 . As a result, as shown in FIG. 8, PCR products of the same size (0.6 kb) as the positive control group were confirmed for all three BM102 cell lines.

실험예 6. 시험관 내(in vitro) BM102 세포주의 종양원성 확인Experimental Example 6. Confirmation of tumorigenicity of BM102 cell line in vitro

CytoSelectTM 96-well Cell Transformation Assay를 이용해 연한천겔(Soft Agar Gels)에서 골수유래 MSC, BM102 세포주, 양성대조군 (HeLa) 및 음성대조군 (NIH3T3)에서 비부착 증식 (Anchorage-independent Growth)에 의한 콜로니 형성 유무를 확인하였고, MTS 용액으로 염색하여 흡광도를 측정함으로써 세포 형질전환에 의한 종양 형성 여부를 정량화하였다.Bone marrow-derived MSC, BM102 cell line, positive control group (HeLa) and negative control group (NIH3T3) on soft agar gels using CytoSelectTM 96-well Cell Transformation Assay. Colony formation by anchorage-independent growth was confirmed, and by measuring absorbance by staining with MTS solution, tumor formation due to cell transformation was quantified.

그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이 양성대조군에서 세포 형질전환에 의한 콜로니가 형성되었으며, 음성대조군, 골수유래 MSC 및 BM102 세포주는 콜로니가 형성되지 않은 것으로부터 BM102 세포주는 세포배양시 형질전환 능력이 없으며 시험관내(in vitro) 종양원성이 없음을 확인할 수 있었다.As a result, colonies were formed by cell transformation in the positive control group as shown in FIG. 9, and the BM102 cell line had no transformation ability during cell culture, from which colonies were not formed in the negative control group, bone marrow-derived MSCs and BM102 cell lines. It was confirmed that there was no tumorigenicity in vitro.

실험예 7. 시험관 내(in vitro) BM102 세포주의 HIE 예방 및 치료 효과 확인Experimental Example 7. Confirmation of HIE prevention and treatment effect of BM102 cell line in vitro

실험예 7.1. 세포의 준비 및 이식Experimental Example 7.1. Cell preparation and transplantation

모든 동물실험은 에스엘바이젠에서 제공한 냉동 상태의 줄기세포를 이용하여 수행되었으며, 세포는 시험 전까지 액체질소에 보관되다 37℃ water bath에서 해동 후 사용 전까지 4℃의 온도에 유지되었다. 대조군에는 부형제만 처리하였다.All animal experiments were performed using frozen stem cells provided by SL Weizen, and the cells were stored in liquid nitrogen until testing and then thawed in a 37°C water bath and maintained at a temperature of 4°C until use. In the control group, only the vehicle was treated.

실험예 7.2. HIE 체외 모델 Experimental Example 7.2. HIE in vitro model

7.2.1. 체외모델 제작 7.2.1. In vitro model production

Sprague Dawley (SD) 랫트 뇌 피질 영역에서 신경 세포를 분리한 다음 7일간 배양 후 glucose- free 배양액을 이용하여 95% N2, 5% CO2 및 37 ℃환경에 1시간 노출시켜 체외 oxygen glucose deprivation (OGD) 모델을 제작하였다. OGD 모델 제작 후, 세포 이동이 어려운 1μm pore upper chamber에 검체(Primary MSC 혹은 BM102)를 넣어 24시간 공배양한 뒤 변화를 측정하였다. Sprague Dawley (SD) rats to release the nerve cells in the cerebral cortex area, and then 7 days after the culture was 1 hour exposure to 95% N 2, 5% CO 2 and 37 ℃ environment using glucose- free culture medium in vitro oxygen glucose deprivation ( OGD) model was fabricated. After making the OGD model, a sample (Primary MSC or BM102) was put into a 1 μm pore upper chamber where cell migration is difficult, and the change was measured after co-culture for 24 hours.

7.2.2. 세포 염색 평가 (TUNEL assay)7.2.2. Cell staining evaluation (TUNEL assay)

상기 OGD 모델 제작 후 세포를 고정액으로 고정 및 세척 후 TUNEL(세포사멸 지표) 염색을 실시하였다. 염색된 슬라이드를 형광 현미경을 이용하여 400X 배율로 촬영하였다. 촬영한 사진으로 TUNEL positive 세포 개수를 측정하여 분석하였다.After the production of the OGD model, the cells were fixed and washed with a fixative, followed by TUNEL (apoptosis indicator) staining. The stained slides were photographed at 400X magnification using a fluorescence microscope. The number of TUNEL positive cells was measured and analyzed with the photograph taken.

7.2.3. 생화학적 평가 7.2.3. biochemical evaluation

세포 생존(CCK-8) 및 세포독성(lactate dehydrogenase assay)을 시약 제조사의 표준 시험법에 따라 측정하였다.Cell viability (CCK-8) and cytotoxicity (lactate dehydrogenase assay) were measured according to the reagent manufacturer's standard test method.

또한, 산화 스트레스 측정을 위하여 malondialdehyde assay kit를 이용하여 시약 제조사의 표준 시험법에 따라 측정하였다.In addition, for the measurement of oxidative stress, it was measured according to the standard test method of the reagent manufacturer using a malondialdehyde assay kit.

7.2.4. 통계처리 7.2.4. Statistical processing

SPSS(ver.18.0) 프로그램을 사용하였으며, one way-ANOVA with Tukey's post-test를 통해 그룹별 통계차이가 분석되었다. 그룹간 P값이 0.05 미만인 경우를 통계적 의의가 있다고 판단하였다.The SPSS (ver.18.0) program was used, and statistical differences were analyzed for each group through one way-ANOVA with Tukey's post-test. A case where the P value between groups was less than 0.05 was judged to be statistically significant.

실험예 7.3. BM102 세포주 처리 농도에 따른 신경세포 생존 개선 효과Experimental Example 7.3. Neuronal survival improvement effect according to BM102 cell line treatment concentration

OGD 모델에 1x103, 1x104, 5x104, 1x105, 1x106 개의 BM102 세포를 각각 공배양하여 시험을 실시하였다. 도 10에서 보듯이, primary MSC 군에 비하여 OGD 모델에서 BM102 군이 neuronal cell viability가 통계적으로 유의하게 증가함을 확인하였다. BM102 세포를 1X104 처리한 군부터 세포 생존률이 통계적으로 유의하게 증가하였으며 5X104, 1X105 처리군에서는 primary MSC 및 BM102 처리 시, 통계적으로 유의하게 신경 세포 생존률 개선 효능을 보이는 것을 확인하였다.In the OGD model, 1x10 3 , 1x10 4 , 5x10 4 , 1x10 5 , 1x10 6 BM102 cells were co-cultured and tested. As shown in FIG. 10 , it was confirmed that neuronal cell viability was statistically significantly increased in the BM102 group in the OGD model compared to the primary MSC group. Significantly increased the BM102 cells with a cell viability statistically from 1X10 4-treated groups was confirmed to be seen the 4 5X10, 1X10 5 treatment groups in the primary MSC and processed with BM102, statistically significant improvement neuron survival efficacy.

실험예 7.4. BM102 세포주 처리에 따른 세포생존, 세포독성 및 산화적 스트레스 측정 Experimental Example 7.4. Measurement of cell survival, cytotoxicity and oxidative stress following treatment with BM102 cell line

해당 실험은 OGD 모델에서 1x105 개의 BM102 세포를 처리한 군의 세포 생존률, 세포 독성 및 산화적 스트레스를 측정하였다. 도 11에서 보듯이, 무처리 대조군(NC)군에 비하여 OGD 모델에서 신경 세포의 생존률이 통계적으로 유의하게 감소함을 확인하였다. Primary MSC를 처리한 군에서는 OGD control 군 대비 신경 세포 생존률이 증가하는 경향은 보이지만 BM102를 처리한 군에서는 OGD control 군과 primary MSC를 처리한 군보다 신경세포의 생존율이 통계적으로 유의하게 증가하였다. The experiment measured the cell viability, cytotoxicity and oxidative stress of the group treated with 1x10 5 BM102 cells in the OGD model. As shown in FIG. 11 , it was confirmed that the survival rate of nerve cells was statistically significantly decreased in the OGD model compared to the untreated control group (NC). The group treated with primary MSC showed a tendency to increase neuronal survival compared to the OGD control group, but the group treated with BM102 showed a statistically significant increase in neuronal survival compared to the group treated with OGD control and primary MSC.

LDH(세포 독성) 및 Malondialdehyde(산화 스트레스) 측정 결과에서도 primary MSC를 처리한 군보다 BM102를 처리한 군에서 LDH 및 Malondialdehyde 측정값이 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 확인하였다.In the LDH (cytotoxicity) and Malondialdehyde (oxidative stress) measurement results, it was confirmed that the measured values of LDH and Malondialdehyde were statistically significantly decreased in the group treated with BM102 than in the group treated with primary MSC.

실험예 7.5. BM102 세포주 처리에 따른 세포 사멸 분석Experimental Example 7.5. Cell death assay following treatment with BM102 cell line

OGD 모델에서 1x105 개의 BM102 세포를 처리한 군의 경우, 도 12에서 보듯이, normal control(NC) 군에 비하여 OGD 모델에서 TUNEL positive cell 개수가 통계적으로 유의미하게 증가함을 확인하였다. Primary MSC를 처리한 군에서는 OGD control 그룹 대비 TUNEL positive cell 개수가 감소하는 경향은 보이지만 BM102를 처리한 군에서는 OGD control 군과 primary MSC를 처리한 그룹보다 TUNEL positive cell 개수가 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 확인하였다. In the case of the group treated with 1x10 5 BM102 cells in the OGD model, as shown in FIG. 12, it was confirmed that the number of TUNEL positive cells in the OGD model increased statistically significantly compared to the normal control (NC) group. In the group treated with primary MSC, there was a tendency to decrease the number of TUNEL positive cells compared to the OGD control group, but in the group treated with BM102, the number of TUNEL positive cells was statistically significantly decreased compared to the group treated with OGD control and primary MSC. Confirmed.

상기 결과로부터, OGD가 유도된 신경세포와 BM102 세포를 공배양하는 경우, 신경세포의 생존율이 증가하며, 세포독성 및 산화 스트레스가 감소되는 결과를 확인할 수 있었다. 또한, 신경세포의 사멸이 감소되므로, BM102 세포주는 신경세포에 대한 보호 효과를 가짐을 알 수 있다. From the above results, it was confirmed that, when OGD-induced neurons and BM102 cells were co-cultured, the survival rate of neurons was increased, and cytotoxicity and oxidative stress were reduced. In addition, since apoptosis of neurons is reduced, it can be seen that the BM102 cell line has a protective effect on neurons.

실험예 8. HIE 유발 동물 모델에서 BM102 세포주의 단기 치료 효과 확인 Experimental Example 8. Confirmation of short-term therapeutic effect of BM102 cell line in HIE-induced animal model

실험예 8.1. 세포 준비 및 이식 방법Experimental Example 8.1. Cell Preparation and Transplantation Methods

모든 동물실험은 에스엘바이젠에서 제공한 냉동 상태의 줄기세포를 이용하여 수행되었으며, 세포는 이식 전까지 액체질소에 보관되다 37℃ water bath에서 해동 후 투여 전까지 4℃의 온도에 유지되었다. Primary MSC 혹은 BM102를 용량에 맞게 조제하였으며, 랫트의 오른쪽 반구 측 뇌실(lateral ventricle)에 이식하기 위해 랫트를 뇌정위적으로(stereotaxic) 고정한 후 지정된 좌표 (x=+0.5, y=+1.2, z=-2.7 mm)에 맞춰 주입하였다. 대조군에는 10μLl의 부형제만 주입하였다.All animal experiments were performed using frozen stem cells provided by SL Weizen, and the cells were stored in liquid nitrogen until transplantation, thawed in a 37°C water bath and maintained at a temperature of 4°C until administration. Primary MSC or BM102 was prepared according to the dose, and the designated coordinates (x=+0.5, y=+1.2, z= -2.7 mm). In the control group, only 10 μL of the vehicle was injected.

실험예 8.2. 동물 실험 Experimental Example 8.2. animal testing

8.2.1. HIE 모델 제작 및 BM102 세포 투여군 선정8.2.1. HIE model production and BM102 cell administration group selection

생후 7일령의 수컷 Sprague dawley (SD) 랫트의 오른쪽 경동맥을 묶은 후, 2시간 30분 동안 특수 챔버에서 8% O2에 노출시켜 체내 저산소성 허혈성 뇌병증 모델을 제작하였다. 실험 그룹은 부형제 (CryoStor® CS10)를 투여한 대조군을 포함하여 총 다섯 그룹이며, 저산소성 허혈성 뇌병증 유도가 끝난 랫트는 모든 실험군에서 24시간의 32℃의 저체온 치료가 실시되었으며, 실험은 단기 평가를 위해 투여 2일 후인 생후 10일령에 실시되었다.After tying the right carotid artery of 7-day-old male Sprague dawley (SD) rats, they were exposed to 8% O 2 in a special chamber for 2 hours and 30 minutes to prepare an in vivo hypoxic ischemic encephalopathy model. The experimental group was a total of five groups including the control group administered with the excipient (CryoStor® CS10), and the rats that had finished hypoxic ischemic encephalopathy induction were treated with hypothermia at 32°C for 24 hours in all experimental groups. It was performed at the age of 10 days after birth, 2 days after administration.

Group 1 : HIE 모델+ CS10 투여 (n=11)Group 1: HIE model + CS10 administration (n=11)

Group 2 : HIE 모델 + Primary MSC 1X105/10ul 투여 (n=7)Group 2: HIE model + Primary MSC 1X10 5 /10ul administration (n=7)

Group 3 : HIE 모델 + BM102 1X104/10ul 투여 (n=9)Group 3: HIE model + BM102 1X10 4 /10ul administration (n=9)

Group 4 : HIE 모델 + BM102 5X104/10ul 투여 (n=14)Group 4: HIE model + BM102 5X10 4 /10ul administration (n=14)

Group 5 : HIE 모델 + BM102 1X105/10ul 투여 (n=14)Group 5: HIE model + BM102 1X10 5 /10ul administration (n=14)

상기의 실험 절차의 모식도를 도 13에 나타내었다. A schematic diagram of the above experimental procedure is shown in FIG. 13 .

8.2.2. 조직 보관 및 분석 샘플 준비 8.2.2. Tissue storage and sample preparation for analysis

병리학적 분석을 위하여 생후 10일령 랫트의 뇌 조직을 실온에서 포르말린 용액에 보관하였다. 조직은 파라핀 블록에 고정되었으며, 4 μm(-3.60mm to -3.80mm/bregma)의 두께로 슬라이스하여 empty slide를 만든 후 분석에 사용하였다.For pathological analysis, brain tissues of 10-day-old rats were stored in formalin solution at room temperature. The tissue was fixed on a paraffin block, sliced to a thickness of 4 μm (-3.60mm to -3.80mm/bregma) to make an empty slide, and then used for analysis.

또한, 생화학적 분석을 위하여 생후 10일령의 랫트의 뇌를 -80℃에 보관하였다. 분석 전 보관된 뇌 샘플을 분쇄한 후 8,000g에 20분동안 원심분리하여 상층액을 분리하였으며, 분리된 상층액을 분석에 사용하였다. In addition, the brains of 10-day-old rats were stored at -80°C for biochemical analysis. After grinding the brain samples stored before analysis, the supernatant was separated by centrifugation at 8,000 g for 20 minutes, and the separated supernatant was used for analysis.

8.2.3. Heamatoxylin & Eosin 염색8.2.3. Heamatoxylin & Eosin staining

랫트의 뇌가 고정된 empty slide를 H&E(hematoxylin & eosin) 용액에 각각 10분씩 노출시켜 H&E 염색을 실시하였다. 저산소성 허혈성 뇌병증 모델을 유도한 오른쪽 반구의 남은 면적을 왼쪽 정상 반구 면적에 대비한 비율로 산출하였다.H&E staining was performed by exposing an empty slide on which the rat brain was fixed to H&E (hematoxylin & eosin) solution for 10 minutes each. The remaining area of the right hemisphere from which the hypoxic ischemic encephalopathy model was derived was calculated as a ratio to the area of the left normal hemisphere.

8.2.4. 효소면역측정법(ELISA)8.2.4. Enzyme Immunoassay (ELISA)

생후 10일령 랫트의 brain 조직의 homogenate를 효소면역측정법(ELISA)을 이용하여 전-염증성 사이토카인인 IL-1α, IL-1β, IL-6 와 TNF-α의 level을 측정하였다.The levels of pro-inflammatory cytokines IL-1α, IL-1β, IL-6 and TNF-α were measured using the enzyme immunoassay (ELISA) in the brain tissue homogenate of 10-day-old rats.

8.2.5. MRI 분석8.2.5. MRI analysis

MRI는 모델링 직후 (생후 7일) 및 장기 실험이 끝나는 시점인 5주차 (생후 42일)에 각각 실시하였다. 생후 7일 촬영한 MRI를 통해서 오른쪽 뇌조직이 왼쪽대비 약 50% 정도 손상된 것을 확인하였으며, 각 개체의 손상영역 측정을 통해 group randomization을 실시하였다.MRI was performed immediately after modeling (7 days old) and at the 5th week (42 days old) at the end of the long-term experiment, respectively. Through MRI taken 7 days after birth, it was confirmed that the right brain tissue was damaged by about 50% compared to the left, and group randomization was performed by measuring the damaged area of each individual.

8.2.6. 통계 분석 8.2.6. statistical analysis

SPSS(ver.18.0) 프로그램을 사용하였으며, non-parametric tests with Mann-Whitney U test를 통해 그룹별 통계차이가 분석되었다. 그룹간 P값이 0.05 미만인 경우를 통계적 의의가 있다고 판단하였다.The SPSS (ver.18.0) program was used, and statistical differences by group were analyzed through non-parametric tests with Mann-Whitney U test. A case where the P value between groups was less than 0.05 was judged to be statistically significant.

실험예 8.3. 뇌의 비손상영역 측정 (brain intact area) Experimental Example 8.3. Measurement of brain intact area

생후 10일령 랫트에서 부형제 투여군(CS10, vehicle) 대비 BM102 5X104/10ul를 투여한 군에서부터 오른쪽 반구의 intact volume의 비율이 유의적으로 증가하였으며, primary MSC 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 오른쪽 반구의 intact volume의 비율이 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. (도 14)In 10-day-old rats, the ratio of the intact volume in the right hemisphere increased significantly from the group administered with BM102 5X10 4 /10ul compared to the excipient-administered group (CS10, vehicle), and in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to the primary MSC It was confirmed that the ratio of the intact volume in the right hemisphere was significantly increased. (Fig. 14)

실험예 8.4. 전염증성 사이토카인 분비량 측정 Experimental Example 8.4. Measurement of proinflammatory cytokine secretion

생후 10일령 랫트의 brain 조직에서 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 5X104/10ul를 투여한 군에서부터 전염증성 사이토카인으로 알려진 IL-1α, IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 유의미한 감소가 나타났으며, primary MSC 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 전염증성 사이토카인들의 감소가 나타났다. (도 15)Significant reduction of IL-1α, IL-1β, IL-6 and TNF-α, known as pro-inflammatory cytokines, from the group administered with BM102 5X10 4 /10ul compared to the excipient-administered group (CS10, vehicle) in the brain tissue of 10-day-old rats appeared, and a decrease in pro-inflammatory cytokines was observed in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to primary MSC. (Fig. 15)

실험예 8.5. 조직학적 점수 분석 (Histology score) Experimental Example 8.5. Histology score

생후 10일령 랫트 brain의 손상 정도를 피질, 해마, 선조체, 시상과 같은 부위별로 관측 및 수치화 하였을 때 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 및 primary MSC 대비 BM102 1X105/10ul 를 투여한 군에서 조직학적 점수가 유의미하게 감소하였으며, 해당 값들을 총합하여 뇌 전체로 봤을 때는 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 및 primary MSC 대비 BM102 5X104/10ul 를 투여한 군에서부터 조직학적 손상 정도가 유의미하게 감소하였다.(도 16)When the degree of brain damage in 10-day-old rats was observed and quantified by regions such as cortex, hippocampus, striatum, and thalamus, the histological score was higher in the excipient-administered group (CS10, vehicle) and the group administered with BM102 1X10 5/10ul compared to the primary MSC. There was a significant decrease, and when the values were summed up and viewed as a whole, the degree of histological damage was significantly reduced from the excipient administration group (CS10, vehicle) and the group administered with BM102 5X10 4/10ul compared to the primary MSC (Fig. 16).

상기 결과로부터, HIE 유발된 동물 모델에 대해 24시간 이후 BM102 투여 시, 투여 2일 이후, 대조군과 비교하여 조직학적 평가 및 생화학적 평가 결과 HIE를 회복시키는 효과가 있음을 확인하였으며, 이를 통해 HIE의 단기적인 치료 효과가 있음을 알 수 있다. From the above results, it was confirmed that when BM102 was administered after 24 hours for the HIE-induced animal model, after 2 days of administration, there was an effect of restoring HIE as a result of histological and biochemical evaluations compared to the control group, and through this It can be seen that there is a short-term therapeutic effect.

실험예 9. HIE 유발 동물 모델에서 BM102 세포주의 장기 치료 효과 확인Experimental Example 9. Confirmation of long-term therapeutic effect of BM102 cell line in HIE-induced animal model

실험예 9.1. 세포 준비 및 이식Experimental Example 9.1. Cell preparation and transplantation

본 실험에 사용되는 줄기 세포 및 이식 방법은 상기 실험예 8.1과 동일한 방법으로 준비하였다. Stem cells and transplantation methods used in this experiment were prepared in the same manner as in Experimental Example 8.1.

실험예 9.2. 동물 실험Experimental Example 9.2. animal testing

9.2.1. HIE 모델 제작 및 BM102 세포 투여군 선정9.2.1. HIE model production and BM102 cell administration group selection

실험에 사용되는 동물 모델은 상기 실험예 8.2.1과 동일하게 준비되었으며, 하기와 같은 실험군으로 분류하였다. 실험은 장기 평가를 위해 5주 동안 실시되었다.The animal model used in the experiment was prepared in the same manner as in Experimental Example 8.2.1, and was classified into the following experimental groups. The experiment was conducted for 5 weeks for long-term evaluation.

Group 1 : HIE 모델+ CS10 투여 (n=18)Group 1: HIE model + CS10 administration (n=18)

Group 2 : HIE 모델 + Primary MSC 1X105/10ul 투여 (n=12)Group 2: HIE model + Primary MSC 1X10 5 /10ul administration (n=12)

Group 3 : HIE 모델 + BM102 1X104/10ul 투여 (n=17)Group 3: HIE model + BM102 1X10 4 /10ul administration (n=17)

Group 4 : HIE 모델 + BM102 5X104/10ul 투여 (n=17)Group 4: HIE model + BM102 5X10 4 /10ul administration (n=17)

Group 5 : HIE 모델 + BM102 1X105/10ul 투여 (n=15)Group 5: HIE model + BM102 1X10 5 /10ul administration (n=15)

상기의 실험 절차의 모식도를 도 17에 나타내었다. A schematic diagram of the above experimental procedure is shown in FIG. 17 .

9.2.2. 조직 보관 및 분석 샘플 준비9.2.2. Tissue storage and sample preparation for analysis

병리학적 및 생화학적 분석은 상기 단기 in vivo 실험(실험예 8.2.2.)과 동일한 방법에 따라, 생후 42일령의 랫트 뇌 조직을 이용하여 수행하였다. Pathological and biochemical analysis were performed using the brain tissue of a 42-day-old rat according to the same method as the short-term in vivo experiment (Experimental Example 8.2.2.).

9.2.3. 효소면역측정법(ELISA) 9.2.3. Enzyme Immunoassay (ELISA)

생후 42일령 랫트의 brain 조직의 homogenate를 효소면역측정법(ELISA)을 이용하여 전-염증성 사이토카인인 IL-1α, IL-1β, IL-6 와 TNF-α의 level을 측정하였다.The levels of pro-inflammatory cytokines IL-1α, IL-1β, IL-6 and TNF-α were measured using enzyme immunoassay (ELISA) in the brain tissue homogenate of 42-day-old rats.

9.2.4. MRI 분석9.2.4. MRI analysis

MRI는 모델링 직후 (생후 7일) 및 장기 실험이 끝나는 시점인 5주차 (생후 42일)에 각각 실시하였다. 생후 7일 촬영한 MRI를 통해서 오른쪽 뇌조직이 왼쪽대비 약 50% 정도 손상된 것을 확인하였으며, 각 개체의 손상영역 측정을 통해 그룹-무작위 분석을 실시하였다. HIE 예후는 생후 42일에 MRI을 재촬영하여 확인하였다. MRI 분석은 총 8개의 연속적인 사진에 대해 volumetry를 실시하였다. HIE을 유도한 오른쪽 반구의 남은 면적에 대한 왼쪽 정상 반구 면적 대비 비율을 산출하여 MRI를 분석하였다.MRI was performed immediately after modeling (7 days old) and at the 5th week (42 days old) at the end of the long-term experiment, respectively. Through MRI taken 7 days after birth, it was confirmed that the right brain tissue was damaged by about 50% compared to the left, and group-random analysis was performed by measuring the damaged area of each individual. The prognosis for HIE was confirmed by re-imaging MRI at 42 days of age. For MRI analysis, volumetry was performed on a total of 8 consecutive pictures. MRI was analyzed by calculating the ratio of the area of the left normal hemisphere to the remaining area of the right hemisphere inducing HIE.

9.2.5. 면역염색법(immunostaining)9.2.5. Immunostaining

생후 42일령 랫트의 뇌를 고정한 empty slide로 각각 GFAP (reactive gliosis의 지표), ED-1 (activated microglia의 지표) 그리고 TUNEL (cell death의 지표) 염색을 실시하였다. 염색된 슬라이드를 공초첨 현미경을 이용하여 400X의 배율로 HIE 모델에서 뇌 손상에 대한 penumbra area를 촬영하였다. 촬영한 사진으로는 GFAP의 intensity 와 ED-1 및 TUNEL 양성 세포 개수를 측정하여 분석하였으며, 두 개의 뇌 부위에서 얻은 사진을 분석한 값을 평균하여 데이터화 하였다.GFAP (indicator of reactive gliosis), ED-1 (indicator of activated microglia), and TUNEL (indicator of cell death) staining were performed on an empty slide on which the brains of 42-day-old rats were fixed. The penumbra area for brain injury was photographed in the HIE model at a magnification of 400X using a confocal microscope on the stained slides. The photographed pictures were analyzed by measuring the intensity of GFAP and the number of ED-1 and TUNEL-positive cells.

GFAP intensity 값, ED-1 또는 TUNEL 양성 세포 개수의 경우 MRI에 의하여 측정된 1에서 오른쪽 반구의 비손상 부위 비율(intact volume ratio)를 뺀 후 오른쪽 반구의 손상 부위 비율(damaged volume ratio) 값을 계산하였다. 손상 부위 비율의(Damaged volume ratio) 값을 GFAP intensity 값, ED-1 또는 TUNEL 양성 세포의 개수에 곱하는 방법으로 보정한 후 통계 분석하였다.In the case of GFAP intensity value, ED-1 or TUNEL-positive cell count, subtract the intact volume ratio of the right hemisphere from 1 measured by MRI, and then calculate the value of the damaged volume ratio of the right hemisphere did Statistical analysis was performed after correcting the value of the damaged volume ratio by multiplying the GFAP intensity value and the number of ED-1 or TUNEL positive cells.

※ 보정 공식: 손상 부위 부피 비율 ⅹ 조직학적 분석값※ Correction formula: volume ratio of damaged area ⅹ histological analysis value

9.2.6. 행동 평가 9.2.6. behavioral evaluation

HIE 모델의 감각 운동기능을 측정하기 위하여, 음성 주지성 평가(negative geotaxis) 및 로타로드 평가(rotarod test)가 실시되었다. To measure the sensorimotor function of the HIE model, negative geotaxis and rotarod test were performed.

음성 주지성 평가는 생후 14일부터 생후 42일까지 주 1회씩, 총 5회 실시되었다. 쥐의 머리를 경사진 면의 아래쪽으로 둔 다음 몸을 180도 회전해 머리가 경사면의 위쪽 방향으로 도는 시간(duration)을 측정하였다.Negative intelligence was evaluated once a week from 14 days old to 42 days old, a total of 5 times. After placing the rat's head down on the inclined surface, the body was rotated 180 degrees to measure the duration of the head turning upwards on the inclined surface.

로타로드 평가는 생후 40일부터 42일까지 3일간 연속적으로 실시되었다. 최대 측정 시간은 5분이며, 돌아가는 원통 막대 위에서 버티는 시간(latency)을 측정하였다.Rotarod evaluation was performed for 3 consecutive days from 40 days to 42 days after birth. The maximum measurement time was 5 minutes, and the latency on the rotating cylindrical rod was measured.

9.2.7. 통계 처리 9.2.7. statistical processing

SPSS(ver.18.0) 프로그램을 사용하였으며, one way-ANOVA with Tukey's post-test, non-parametric tests with Wald-Wolfowitz test를 통해 그룹별 통계 차이가 분석되었다. 그룹간 P값이 0.05 미만인 경우를 통계적 의의가 있다고 판단하였다.The SPSS (ver. 18.0) program was used, and statistical differences were analyzed for each group through one way-ANOVA with Tukey's post-test and non-parametric tests with Wald-Wolfowitz test. A case where the P value between groups was less than 0.05 was judged to be statistically significant.

실험예 9.3. MRI 이미징 분석 Experimental Example 9.3. MRI imaging analysis

생후 7일령 랫트의 MRI를 통해 전체 HIE 유도군들에서 심각한 허혈성 뇌 손상이 고르게 온 것을 확인하였다. 실험의 end point인 생후 42일령 랫트의 MRI에서는 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 오른쪽 반구의 비손상 부위의 비율이 유의적으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. (도 18) Through MRI of 7-day-old rats, it was confirmed that severe ischemic brain damage occurred evenly in all HIE induction groups. In MRI of 42-day-old rats, which is the end point of the experiment, it was confirmed that the ratio of the non-injured area of the right hemisphere was significantly increased in the group administered with BM102 1X10 5/10ul compared to the excipient-administered group (CS10, vehicle). (Fig. 18)

실험예 9.4. 전염증성 사이토카인 분비량 측정 Experimental Example 9.4. Measurement of proinflammatory cytokine secretion

생후 42일령 랫트의 brain 조직에서 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul 를 투여한 군에서 전염증성 사이토카인으로 알려진 IL-1α, IL-1β, IL-6 및 TNF-α 의 유의미한 감소가 나타났다. (도 19)Significant reduction of IL-1α, IL-1β, IL-6 and TNF-α, known as pro-inflammatory cytokines, in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to the vehicle administered group (CS10, vehicle) in the brain tissue of 42-day-old rats has appeared (Fig. 19)

실험예 9.5. 면역염색법에 의한 분석 결과 Experimental Example 9.5. Analysis result by immunostaining method

활성화된 미세아교세포(microglia)의 경우, 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 HIE에 의해 증가된 ED-1 양성 세포 개수가 유의미하게 감소되었다.In the case of activated microglia, the number of ED-1 positive cells increased by HIE was significantly reduced in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to the vehicle-administered group (CS10, vehicle).

반응성 성상세포(astrocyte)는 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 저산소성 허혈성 뇌병증에 의해 증가된 GFAP 양성 세포 개수가 유의미하게 감소되었다.Reactive astrocytes were significantly reduced in the number of GFAP-positive cells increased by hypoxic ischemic encephalopathy in the group administered with BM102 1X10 5 / 10ul compared to the excipient-administered group (CS10, vehicle).

세포 사멸은 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 저산소성 허혈성 뇌병증에 의해 증가된 TUNEL positive cell 개수가 유의미하게 감소되었다.Cell death was significantly reduced in the number of TUNEL positive cells increased by hypoxic ischemic encephalopathy in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to the excipient administration group (CS10, vehicle).

상기 결과는 도 20에 나타내었다. The results are shown in FIG. 20 .

실험예 9.6. 행동 기능 분석Experimental Example 9.6. behavioral function analysis

도 20에서 보듯이, 음성 주지성 평가 결과, 생후 35일 및 42일에 실시한 행동 평가에서 부형제 투여군(CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 duration이 유의미하게 감소하였다. As shown in FIG. 20 , as a result of the negative intelligence evaluation, the duration was significantly reduced in the group administered with BM102 1X10 5 /10ul compared to the excipient administration group (CS10, vehicle) in the behavioral evaluation performed on the 35th and 42nd days of life.

또한 로타로드 평가 결과에서 생후 40~41일까지는 그룹간 유의미한 결과가 관찰되지 않았으나, 생후 42일에 실시한 행동평가에서는 부형제 투여군 (CS10, vehicle) 대비 BM102 1X105/10ul를 투여한 군에서 지속성이 유의미하게 증가하였다. (도 21) In addition, in the rotarod evaluation results, no significant results were observed between groups until 40 to 41 days of age, but in the behavioral evaluation conducted at 42 days of age, the persistence was significant in the group administered with BM102 1X10 5/10ul compared to the excipient-administered group (CS10, vehicle). increased significantly. (Fig. 21)

상기와 같은 결과로부터, HIE 유발된 동물 모델에 대해 24시간 이후 BM102 투여 시, 투여 후 5주의 장기 평가에서 대조군과 비교하여 조직학적 평가 및 생화학적 평가 결과 HIE를 회복시키는 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 행동 평가 결과에서도 HIE에 의해 손상된 감각 운동 기능이 회복되는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해, 본 발명의 BM102 세포 투여 시, HIE의 장기적인 치료 효과가 있음을 알 수 있다. From the above results, it was confirmed that when BM102 was administered after 24 hours for HIE-induced animal models, there was an effect of restoring HIE as a result of histological and biochemical evaluations compared to the control group in long-term evaluation 5 weeks after administration, Also, it was confirmed that the sensorimotor function damaged by HIE was restored in the behavior evaluation result. Through these results, it can be seen that when the BM102 cells of the present invention are administered, there is a long-term therapeutic effect of HIE.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to preferred embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

<110> SLBIGEN Inc SAMSUNG LIFE PUBLIC WELFARE FOUNDATION <120> Pharmaceutical composition for the treatment of hypoxic ischemic encephalopathy comprising mesenchymal stem cell line expressing brain-derived neurotrophic factor <130> 1067431 <160> 8 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 255 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of BDNF <400> 1 Met Phe His Gln Val Arg Arg Val Met Thr Ile Leu Phe Leu Thr Met 1 5 10 15 Val Ile Ser Tyr Phe Gly Cys Met Lys Ala Ala Pro Met Lys Glu Ala 20 25 30 Asn Ile Arg Gly Gln Gly Gly Leu Ala Tyr Pro Gly Val Arg Thr His 35 40 45 Gly Thr Leu Glu Ser Val Asn Gly Pro Lys Ala Gly Ser Arg Gly Leu 50 55 60 Thr Ser Leu Ala Asp Thr Phe Glu His Val Ile Glu Glu Leu Leu Asp 65 70 75 80 Glu Asp Gln Lys Val Arg Pro Asn Glu Glu Asn Asn Lys Asp Ala Asp 85 90 95 Leu Tyr Thr Ser Arg Val Met Leu Ser Ser Gln Val Pro Leu Glu Pro 100 105 110 Pro Leu Leu Phe Leu Leu Glu Glu Tyr Lys Asn Tyr Leu Asp Ala Ala 115 120 125 Asn Met Ser Met Arg Val Arg Arg His 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Ala 115 120 125 Asn Met Ser Met Arg Val Arg Arg His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly 130 135 140 Glu Leu Ser Val Cys Asp Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp 145 150 155 160 Lys Lys Thr Ala Val Asp Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu 165 170 175 Lys Val Pro Val Ser Lys Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr 180 185 190 Lys Cys Asn Pro Met Gly Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp 195 200 205 Lys Arg His Trp Asn Ser Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg 210 215 220 Ala Leu Thr Met Asp Ser Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg 225 230 235 240 Ile Asp Thr Ser Cys Val Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 245 250 255 <210> 2 <211> 768 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> nucleotide sequence of BDNF <400> 2 atgttccacc aggtgagaag agtgatgacc atcctgttcc tgaccatggt gatcagctac 60 ttcggctgca tgaaggctgc ccctatgaag gaggccaaca tcagaggaca gggcggcctg 120 gcctaccccg gcgtgagaac ccacggcacc ctggagagcg tgaacggccc caaggccggc 180 agcagaggcc tgaccagcct ggccgacacc ttcgagcacg tgatcgagga 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Pro Ser Glu Asp Ile 50 55 60 Trp Lys Lys Phe Glu Leu Leu Pro Thr Pro Pro Leu Ser Pro Ser Arg 65 70 75 80 Arg Ser Gly Leu Cys Ser Pro Ser Tyr Val Ala Val Thr Pro Phe Ser 85 90 95 Leu Arg Gly Asp Asn Asp Gly Gly Gly Gly Ser Phe Ser Thr Ala Asp 100 105 110 Gln Leu Glu Met Val Thr Glu Leu Leu Gly Gly Asp Met Val Asn Gln 115 120 125 Ser Phe Ile Cys Asp Pro Asp Asp Glu Thr Phe Ile Lys Asn Ile Ile 130 135 140 Ile Gln Asp Cys Met Trp Ser Gly Phe Ser Ala Ala Ala Lys Leu Val 145 150 155 160 Ser Glu Lys Leu Ala Ser Tyr Gln Ala Ala Arg Lys Asp Ser Gly Ser 165 170 175 Pro Asn Pro Ala Arg Gly His Ser Val Cys Ser Thr Ser Ser Leu Tyr 180 185 190 Leu Gln Asp Leu Ser Ala Ala Ala Ser Glu Cys Ile Asp Pro Ser Val 195 200 205 Val Phe Pro Tyr Pro Leu Asn Asp Ser Ser Ser Pro Lys Ser Cys Ala 210 215 220 Ser Gln Asp Ser Ser Ala Phe Ser Pro Ser Ser Asp Ser Leu Leu Ser 225 230 235 240 Ser Thr Glu Ser Ser Pro Gln Gly Ser Pro Glu Pro Leu Val Leu His 245 250 255 Glu Glu Thr Pro Pro Thr Thr Ser Ser Asp Ser Glu Glu Glu Gln Glu 260 265 270 Asp Glu Glu Glu Ile Asp Val Val Ser Val Glu Lys Arg Gln Ala Pro 275 280 285 Gly Lys Arg Ser Glu Ser Gly Ser Pro Ser Ala Gly Gly His Ser Lys 290 295 300 Pro Pro His Ser Pro Leu Val Leu Lys Arg Cys His Val Ser Thr His 305 310 315 320 Gln His Asn Tyr Ala Ala Pro Pro Ser Thr Arg Lys Asp Tyr Pro Ala 325 330 335 Ala Lys Arg Val Lys Leu Asp Ser Val Arg Val Leu Arg Gln Ile Ser 340 345 350 Asn Asn Arg Lys Cys Thr Ser Pro Arg Ser Ser Asp Thr Glu Glu Asn 355 360 365 Val Lys Arg Arg Thr His Asn Val Leu Glu Arg Gln Arg Arg Asn Glu 370 375 380 Leu Lys Arg Ser Phe Phe Ala Leu Arg Asp Gln Ile Pro Glu Leu Glu 385 390 395 400 Asn Asn Glu Lys Ala Pro Lys Val Val Ile Leu Lys Lys Ala Thr Ala 405 410 415 Tyr Ile Leu Ser Val Gln Ala Glu Glu Gln Lys Leu Ile Ser Glu Glu 420 425 430 Asp Leu Leu Arg Lys Arg Arg Glu Gln Leu Lys His Lys Leu Glu Gln 435 440 445 Leu Arg Asn Ser Cys Ala 450 <210> 4 <211> 1365 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> nucleotide sequence of c-Myc <400> 4 atggatttct ttcgcgtcgt cgagaaccag cagccacccg ccactatgcc tctgaacgtg 60 tcttttacta acaggaacta tgatctggat tacgacagcg tgcagcccta cttctattgc 120 gatgaggaag agaactttta tcagcagcag cagcagagcg agctgcagcc acctgcacct 180 tccgaagaca tttggaagaa attcgagctg ctgcctacac cacccctgtc tccaagtcgg 240 agaagcggcc tgtgttcacc cagctacgtg gccgtcactc ctttcagcct gaggggggac 300 aatgatggcg ggggaggctc cttttctaca gccgatcagc tggaaatggt gactgagctg 360 ctggggggag acatggtcaa ccagagcttc atttgcgatc ctgacgatga aacttttatc 420 aagaacatca tcatccagga ctgtatgtgg tcaggcttta gcgccgctgc aaagctggtg 480 tctgagaaac tggcaagtta tcaggccgct cggaaagata gtgggtcacc taacccagct 540 agaggacact ccgtgtgctc tacaagctcc ctgtacctgc aggacctgag cgcagccgct 600 tccgagtgta ttgatccctc cgtggtcttc ccctatcctc tgaatgactc tagttcaccc 660 aagagttgcg catcacagga cagctccgcc ttttcacctt ctagtgatag cctgctgtca 720 agcactgaat cctctccaca gggcagccca gagccactgg tgctgcatga agagacccct 780 ccaaccacaa gttcagattc cgaagaggaa caggaggacg aggaagagat cgatgtggtc 840 tctgtggaaa agcgccaggc tccaggaaaa cgaagcgagt ccggctctcc aagtgcagga 900 ggacactcca agccacctca ttctcccctg gtgctgaaaa ggtgccacgt ctccacccac 960 cagcataact acgcagcccc accctctaca cgaaaggact atccagctgc aaagcgcgtg 1020 aaactggata gcgtgagagt cctgaggcag atcagtaaca atcggaagtg tacttcaccc 1080 agaagctccg acaccgaaga gaacgtgaaa aggcgcaccc ataatgtcct ggaacgccag 1140 cgacggaatg agctgaagag gtccttcttt gccctgcgcg atcagattcc tgaactggag 1200 aacaatgaga aggctccaaa agtggtcatt ctgaagaaag ccacagctta catcctgtct 1260 gtgcaggccg aagagcagaa actgatcagt gaagaggacc tgctgagaaa acgcagggaa 1320 cagctgaaac ataaactgga acagctgaga aactcttgtg cttaa 1365 <210> 5 <211> 248 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> amino acid sequence of tTA <400> 5 Met Ser Arg Leu Asp Lys Ser Lys Val Ile Asn Ser Ala Leu Glu Leu 1 5 10 15 Leu Asn Glu Val Gly Ile Glu Gly Leu Thr Thr Arg Lys Leu Ala Gln 20 25 30 Lys Leu Gly Val Glu Gln Pro Thr Leu Tyr Trp His Val Lys Asn Lys 35 40 45 Arg Ala Leu Leu Asp Ala Leu Ala Ile Glu Met Leu Asp Arg His His 50 55 60 Thr His Phe Cys Pro Leu Glu Gly Glu Ser Trp Gln Asp Phe Leu Arg 65 70 75 80 Asn Asn Ala Lys Ser Phe Arg Cys Ala Leu Leu Ser His Arg Asp Gly 85 90 95 Ala Lys Val His Leu Gly Thr Arg Pro Thr Glu Lys Gln Tyr Glu Thr 100 105 110 Leu Glu Asn Gln Leu Ala Phe Leu Cys Gln Gln Gly Phe Ser Leu Glu 115 120 125 Asn Ala Leu Tyr Ala Leu Ser Ala Val Gly His Phe Thr Leu Gly Cys 130 135 140 Val Leu Glu Asp Gln Glu His Gln Val Ala Lys Glu Glu Arg Glu Thr 145 150 155 160 Pro Thr Thr Asp Ser Met Pro Pro Leu Leu Arg Gln Ala Ile Glu Leu 165 170 175 Phe Asp His Gln Gly Ala Glu Pro Ala Phe Leu Phe Gly Leu Glu Leu 180 185 190 Ile Ile Cys Gly Leu Glu Lys Gln Leu Lys Cys Glu Ser Gly Gly Pro 195 200 205 Ala Asp Ala Leu Asp Asp Phe Asp Leu Asp Met Leu Pro Ala Asp Ala 210 215 220 Leu Asp Asp Phe Asp Leu Asp Met Leu Pro Ala Asp Ala Leu Asp Asp 225 230 235 240 Phe Asp Leu Asp Met Leu Pro Gly 245 <210> 6 <211> 747 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> nucleotide sequence of tTA <400> 6 atgtcaaggc tggataaaag caaagtgatt aactccgctc tggaactgct gaacgaagtc 60 ggcattgagg ggctgaccac acgcaagctg gcacagaagc tgggagtgga gcagcccacc 120 ctgtactggc acgtgaagaa caagcgcgcc ctgctggacg ccctggccat cgagatgctg 180 gatcggcacc acacacactt ctgccctctg gagggcgaga gctggcagga cttcctgcgg 240 aacaatgcca agagctttag atgtgccctg ctgtcccaca gggatggagc aaaggtgcac 300 ctgggcacca gaccaacaga gaagcagtac gagaccctgg agaaccagct ggccttcctg 360 tgccagcagg gcttttctct ggagaatgcc ctgtatgccc tgagcgccgt gggacacttc 420 accctgggat gcgtgctgga ggaccaggag caccaggtgg ccaaggagga gagagagaca 480 cctaccacag actccatgcc ccctctgctg aggcaggcca tcgagctgtt tgatcaccag 540 ggcgccgagc cagccttcct gtttggcctg gagctgatca tctgcggcct ggagaagcag 600 ctgaagtgtg agtctggagg accagcagat gccctggacg atttcgacct ggatatgctg 660 cccgccgacg ccctggacga ttttgatctg gacatgctgc ctgctgatgc cctggatgat 720 tttgacctgg atatgctgcc tggataa 747 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for BDNF <400> 7 gcatcgacaa gagacactgg 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer for BDNF <400> 8 caacaccacg gaattgtcag 20

Claims (7)

뇌유래-신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 단백질을 발현하는 줄기세포를 포함하는 저산소성 허혈성 뇌병증(hypoxic ischemic encephalopathy) 예방 또는 치료용 약학 조성물. Brain-derived neurotrophic factor (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) containing stem cells expressing the protein hypoxic ischemic encephalopathy (hypoxic ischemic encephalopathy) prevention or treatment pharmaceutical composition. 제1항에 있어서,
상기 줄기세포는 인간배아줄기세포, 골수줄기세포, 중간엽줄기세포, 인간신경줄기세포, 윤부줄기세포 또는 경구점막상피세포 중 선택되는 것을 특징으로 하는 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
According to claim 1,
The stem cells are human embryonic stem cells, bone marrow stem cells, mesenchymal stem cells, human neural stem cells, limbal stem cells, or a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of hypoxic ischemic encephalopathy, characterized in that selected from oral mucosal epithelial cells.
제1항에 있어서,
상기 줄기세포는 불사화된 줄기세포주인 것을 특징으로 하는 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
The method of claim 1,
The stem cell is a pharmaceutical composition for preventing or treating hypoxic ischemic encephalopathy, characterized in that the immortalized stem cell line.
제1항에 있어서,
상기 줄기세포는, 서열번호 1의 BDNF 단백질 유래 아미노산 서열을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 렌티바이러스로 감염된 것인, 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
The method of claim 1,
The stem cell is, the BDNF protein-derived amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 will be infected with a recombinant lentivirus comprising a protein, hypoxic ischemic encephalopathy prevention or treatment pharmaceutical composition.
제4항에 있어서,
상기 BDNF 단백질 유래 아미노산 서열을 코딩하는 유전자는 서열번호 2의 염기서열을 포함하는 것인, 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
5. The method of claim 4,
The gene encoding the BDNF protein-derived amino acid sequence comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, a pharmaceutical composition for preventing or treating hypoxic ischemic encephalopathy.
제1항에 있어서,
상기 줄기세포는 수탁번호 번호 KCTC13876BP 인 세포주인 것을 특징으로 하는 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The method of claim 1,
The stem cell is a pharmaceutical composition for preventing or treating hypoxic ischemic encephalopathy, characterized in that the cell line of accession number KCTC13876BP.
제1항에 있어서,
상기 약학적 조성물은 뇌실 내 또는 혈관 내 투여되는 것을 특징으로 하는 저산소성 허혈성 뇌병증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.


The method of claim 1,
The pharmaceutical composition is a pharmaceutical composition for preventing or treating hypoxic ischemic encephalopathy, characterized in that it is administered intraventricularly or intravascularly.


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Kari Pollock et al., Molecular Therapy, vol.24 no.5: 965-977, 2016

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