KR20220091310A

KR20220091310A - 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 또는 탈모 방지용 조성물

Info

Publication number: KR20220091310A
Application number: KR1020200185049A
Authority: KR
Inventors: 조병성
Original assignee: 주식회사 엑소코바이오
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-06-30

Abstract

본 발명은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 조성물을 제공한다. 본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물은 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효과가 우수하며, 특히 종래의 중간엽 줄기세포 유래 엑소좀 보다 우수한 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효능을 나타낸다.

Description

유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 또는 탈모 방지용 조성물 {Composition comprising exosomes derived from induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cell or induced pluripotent stem cell for promoting hair growth or preventing hair loss}

본 발명은 발모 촉진 및/또는 탈모 방지에 사용되는 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 약학 조성물, 의약 외품, 피부외용제 및 화장료 조성물에 관한 것이다.

사람의 탈모주기는 성장기(anagen), 퇴행기(catagen) 및 휴지기(telogen)로 구분된다. 퇴행기에는 모발 생성이 느려져 세포분열 및 성장이 멈춘다. 휴지기에는 모낭과 모유두가 완전히 분리되어 모낭은 위축되고 모근은 더욱 위쪽으로 올라가 머리카락이 빠지게 된다. 휴지기가 끝난 후 다시 성장기로 들어가면 새로운 모발의 모유두가 만들어지면서 휴지기에 있던 모발은 밀려나서 완전히 두피 밖으로 빠져나오게 된다.

대략 3~6년 동안 모발의 성장과 탈모가 주기적으로 발생하게 되는데, 탈모가 진행되고 있는 사람은 성장기가 짧아지고 휴지기가 긴 모발주기를 가지게 되어 전체 모발에서 성장기 모발의 비중이 감소하게 된다. 발모 및 탈모의 정확한 기전은 현재까지 완전하게 밝혀져 있지 않으나 탈모 유발 원인으로는 남성호르몬 관여에 의한 모포 기능의 저하, 모포 및 모구부의 신진대사 기능의 저하, 두피 긴장에 의한 국소 혈류 장애, 영양불량, 스트레스, 약물에 의한 부작용, 유전적 요인, 자가면역, 국소감염, 화학물질, 백혈병, 결핵 등의 질병과 모발제품의 남용 등으로 매우 다양하다.

모발성장을 촉진하는 약물로서 미국 FDA(Food and Drug Administration)에서 지금까지 공인받은 것은 미녹시딜(minoxidil)과 피나스테리드가 있다. 미녹시딜에 의한 모발성장효과는 6개월에서 12개월 이후에 나타나며 도포를 중단하면 급속하게 탈모가 진행되어 치료이전 상태로 돌아가고 장기간 사용할 경우 두피의 가려움증, 홍반, 표피 벗겨짐, 건성화를 동반한 피부염, 알레르기성 접촉성 피부염 및 지루성 피부염을 일으킬 수 있다. 또한 미녹시딜을 사용할 경우 급격한 몸무게 증가, 부종, 심장 박동수 증가, 협심증 및 혈액학적 부작용을 초래할 수 있다는 보고가 있다. 피나스테리드는 육모의 효능은 우수하지만 모발 성장효과를 유지하기 위해서는 평생 동안 지속적으로 복용해야 하는 단점이 있고, 남성의 성기능 장애와 가임 여성의 경우 기형아 출산과 같은 부작용이 있어 안전성의 문제점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 최소화하면서도 안전하게 사용할 수 있는 새로운 탈모 방지 또는 발모 촉진 물질 개발에 대한 관심이 높아지고 있다.

한편, 최근 세포 분비물(secretome)에 세포의 행동(behavior)을 조절하는 다양한 생체활성인자가 포함되어 있다는 연구가 보고되고 있으며, 특히 세포 분비물 내에는 세포 간 신호전달 기능을 갖는 '엑소좀(exosome)'이 포함되어 있어 그 성분과 기능에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.

세포는 세포외 환경에 다양한 막(membrane) 유형의 소포체를 방출하는데, 통상 이러한 방출 소포체들을 세포외 소포체(Extracellular vesicles, EVs)라고 부르고 있다. 세포외 소포체는 세포막 유래 소포체, 엑토좀(ectosomes), 쉐딩 소포체(shedding vesicles), 마이크로파티클(microparticles), 엑소좀 등으로 불려지기도 하며, 경우에 따라서는 엑소좀과는 구별되어 사용되기도 한다.

엑소좀은 세포막의 구조와 동일한 이중인지질막으로 이루어진 수십 내지 수백 나노미터 크기의 소포체로서 내부에는 엑소좀 카고(cargo)라고 불리는 단백질, 핵산(mRNA, miRNA 등) 등이 포함되어 있다. 엑소좀 카고에는 광범위한 신호전달 요소들(signaling factors)이 포함되며, 이들 신호전달 요소들은 세포 타입에 특이적이고 분비세포의 환경에 따라 상이하게 조절되는 것으로 알려져 있다. 엑소좀은 세포가 분비하는 세포 간 신호전달 매개체로서 이를 통해 전달된 다양한 세포 신호는 표적 세포의 활성화, 성장, 이동, 분화, 탈분화, 사멸(apoptosis), 괴사(necrosis)를 포함한 세포 행동을 조절한다고 알려져 있다. 엑소좀은 유래된 세포의 성질 및 상태에 따라 특이적인 유전물질과 생체활성 인자들이 포함되어 있다. 증식하는 줄기세포 유래 엑소좀의 경우 세포의 이동, 증식 및 분화와 같은 세포 행동을 조절하고, 조직 재생과 관련된 줄기세포의 특성이 반영되어 있다(Nature Review Immunology 2002 (2) 569-579).

즉, 세포의 아바타라고 불리는 엑소좀은 세포와 유사하게 성장인자와 같은 생체활성 인자들이 포함되어 있는데, 생체활성 인자들을 세포와 세포 간에 실어 나르는 전달체 역할, 즉, 세포와 세포 간의 교신 역할을 한다. 엑소좀은 줄기세포, 면역세포, 섬유아세포 및 암세포 등의 동물세포로부터 방출될 뿐만 아니라 식물, 세균(bacteria), 균류(fungi), 조류(algae) 등 다양한 생물의 세포로부터도 방출되는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 엑소좀은 배아줄기세포, 유도만능 줄기세포(induced pluripotent stem cell; iPSC), 성체줄기세포, 배아줄기세포 유래 중간엽 줄기세포, 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포, T 세포, B 세포, NK 세포, 세포독성 T 세포(cytotoxic T cell), 수지상 세포 또는 대식 세포로부터 분비 또는 방출될 수 있다.

본 발명자들은 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 치료제 내지는 화장료 조성물을 개발하고자 예의 연구를 거듭하던 중, 유도만능 줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC)로부터 분화된 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀이 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효과가 우수한 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

한편, 상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 본 발명의 "선행 기술"로서 이용될 수 있다는 승인으로서 인용한 것은 아님을 이해하여야 한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0107021호 (2016.09.13) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0127280호 (2018.11.28)

본 발명의 목적은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 약학 조성물, 의약 외품, 피부외용제 및 화장료 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 화장료 조성물을 이용하여, 치료용을 제외한 포유동물의 두피 또는 모발 상태를 개선하는 미용방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 약학 조성물을 이용한, 발모촉진 또는 탈모방지 방법을 제공하는데 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 본 발명의 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 조성물을 제공한다.

본 명세서에서 용어, "세포외 소포체(Extracellular vesicles, EVs)"는 통상 세포막 유래 소포체(membrane vesicles), 엑토좀(ectosomes), 쉐딩 소포체(shedding vesicles), 마이크로파티클(microparticles), 또는 이의 등가물을 포괄하는 의미로 사용된다. 분리 환경, 조건 및 방법 등에 따라 세포외 소포체는 엑소좀과 동일한 의미를 가질 수도 있고 엑소좀과 크기는 동일 내지는 유사하지만 엑소좀의 조성을 갖지 않는 나노베지클까지 포함하는 의미를 가질 수도 있다.

본 명세서에서 용어, "엑소좀(exosomes)"은 세포막의 구조와 동일한 이중인지질막으로 이루어진 수십 내지 수백 나노미터(바람직하게는 대략 30~200 nm) 크기의 소포체를 의미한다(단, 분리 대상이 되는 세포 종류, 분리방법 및 측정방법에 따라 엑소좀의 입자 크기는 가변될 수 있음)(Vasiliy S. Chernyshev et al., "Size and shape characterization of hydrated and desiccated exosomes", Anal Bioanal Chem, (2015) DOI 10.1007/s00216-015-8535-3). 엑소좀에는 엑소좀 카고(cargo)라고 불리는 단백질, 핵산(mRNA, miRNA 등) 등이 포함되어 있다. 엑소좀 카고에는 광범위한 신호전달 요소들(signaling factors)이 포함되며, 이들 신호전달 요소들은 세포 타입에 특이적이고 분비세포의 환경에 따라 상이하게 조절되는 것으로 알려져 있다. 엑소좀은 세포가 분비하는 세포 간 신호전달 매개체로서 이를 통해 전달된 다양한 세포 신호는 표적 세포의 활성화, 성장, 이동, 분화, 탈분화, 사멸(apoptosis), 괴사(necrosis)를 포함한 세포 행동을 조절한다고 알려져 있다.

한편, 본 명세서에서 사용된 "엑소좀"이란 용어는 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포 또는 유도만능 줄기세포에서 분비되어 세포외 공간으로 방출된 나노 크기의 베지클 구조를 갖고 있고 엑소좀과 유사한 조성을 갖는 베지클(예를 들어, 엑소좀-유사 베지클)을 모두 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "유도만능 줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC)"란 용어는 체세포와 같은 이미 분화된 세포에 역분화(dedifferentiation)를 유도하여 초기의 미분화된 상태로 돌아가, 전분화능(pluripotency)을 가지게 된 세포를 의미한다. 상기 역분화는 특정 유전자(예를 들어, Sox2, c-Myc, Klf4, Oct-4 등)를 도입하여 발현시키거나 상기 특정 유전자가 도입된 세포에서 만들어진 역분화 유도 단백질을 주입하여 유도될 수 있다. 상기 전분화능은 생체를 구성하는 3가지 배엽(germ layer), 즉 내배엽(endoderm), 중배엽(mesoderm) 및 외배엽(ectoderm) 기원의 조직 또는 기관으로 분화할 수 있는 능력을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 유도만능 줄기세포는 인간, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 개, 고양이, 생쥐, 토끼 등 모든 포유동물 유래의 유도만능 줄기세포를 포함하되, 바람직하게는 인간 유래의 유도만능 줄기세포이다. 본 명세서에서 사용된 "유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포"란 용어는 유도만능 줄기세포로부터 분화된 중간엽 줄기세포를 의미한다.

본 발명의 명세서에서 사용된 "탈모"란 용어는 모발이 완전히 두피 밖으로 빠져나오는 현상을 의미한다. 또한 "발모"란 두피에서 모발이 나는 것을 의미하고, "양모"와 실질적으로 동일한 의미로 사용된다.

한편, 본 발명의 명세서에서 사용된 "모발"이란 용어는 체모(體毛)와 두발(頭髮)을 포괄하는 것으로서 헤어(hair)라는 용어와 실질적으로 동등한 의미이다. 또한 모발은 사람 및 동물의 것을 모두 포함한다.

본 발명의 발모 촉진 및/또는 탈모 방지용 조성물은 종래의 중간엽 줄기세포 유래 엑소좀의 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효과 보다 우수한 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효과를 갖는다.

본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물은 화장료 조성물, 약학 조성물, 의약 외품 또는 피부 외용제일 수 있다. 본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물은 국소 도포, 마이크로니들링, 주사, 또는 이들의 조합에 의해 투여될 수 있다. 예를 들어, 아주 가느다란 니들이 장착된 MTS(Microneedle Therapy System)를 사용하여 상기 조성물을 두피에 경피 투여하면 간편하고 효율적이다.

본 발명은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모촉진 및/또는 탈모방지용 화장료 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 구체예의 화장료 조성물은 예를 들어, 크림 또는 로션일 수 있다.

또한, 본 발명은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모촉진 및/또는 탈모방지용 약학 조성물, 의약 외품 또는 피부 외용제를 제공한다. 예를 들어, 상기 약학 조성물은 주사제형, 주입제형, 분무제형, 액상제형 또는 패취제형일 수 있고, 상기 의약 외품 또는 상기 피부외용제는 액제, 연고제, 크림제, 스프레이제, 패취제, 겔제, 또는 에어로졸제일 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 조성물이 약학 조성물로 사용되는 경우 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제 등을 포함할 수 있다. 상기 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 트레할로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 카보네이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스(microcrystalline cellulose), 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 미네랄 오일 등을 들 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 일 구체예의 약학 조성물의 유효량은 발모촉진 및/또는 탈모방지 효과를 기대하기 위하여 투여에 요구되는 양을 의미한다.

본 발명의 일 구체예의 약학 조성물의 배합비율은 전술한 바와 같은 추가 성분들의 종류나 양, 형태 등에 따라서 적당하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 주사제 전량에 대해, 본 발명의 약학 조성물은 약 0.1 내지 99 중량%, 바람직하게는 약 10 내지 90 중량% 정도 포함될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구체예의 약학 조성물의 적합한 투여량은 질환의 경중, 제형의 종류, 제제화 방법, 환자의 연령, 성별, 체중, 건강 상태, 식이, 배설률, 투여 시간 및 투여 방법에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 성인에게 본 발명의 일 구체예의 약학 조성물을 투여하는 경우, 하루에 0.001 mg/kg ~ 100 mg/kg의 용량으로 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 구체예의 조성물이 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위내에서 통상 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물에 이용되는 성분, 예를 들면 보습제, 산화방지제, 유성성분, 자외선 흡수제, 유화제, 계면활성제, 증점제, 알콜류, 분말성분, 색재, 수성성분, 물, 각종 피부영양제 등을 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구체예의 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물은 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 이외에, 그 작용(예를 들어, 발모촉진 및/또는 탈모방지 효능)을 손상시키지 않는 한도에서 종래부터 사용된 발모촉진제 및/또는 탈모방지제를 함께 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물은 예를 들면, 패취, 마스크팩, 마스크시트, 크림, 토닉, 연고, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 로션, 젤, 오일, 팩, 스프레이, 에어졸, 미스트, 파운데이션, 파우더, 기름 종이 등의 다양한 형태에 적용할 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 화장료 조성물은 발모촉진 및/또는 탈모방지 등의 목적으로 사용될 수 있으며, 화장품 제형은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있다. 예를 들어 패취, 마스크팩, 마스크시트, 유연화장수, 영양화장수, 수렴화장수, 영양크림, 마사지크림, 아이크림, 클렌징크림, 에센스, 아이에센스, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 선스크린, 립스틱, 비누, 샴푸, 계면활성제-함유 클렌징, 입욕제, 바디로션, 바디크림, 바디오일, 바디에센스, 바디세정제, 염모제, 헤어토닉 등으로 제형화할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구체예의 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물은 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함하며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제 그리고 담체를 포함할 수 있다. 또한, 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물에 대한 각각의 제형에 있어서, 다른 성분들은 의약 외품, 피부외용제 및/또는 화장료 조성물의 종류 또는 사용목적 등에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있다.

본 발명의 다른 구체예는 상기 화장료 조성물을 이용하여, 치료용을 제외한 포유동물의 두피 또는 모발의 상태를 조절하는 미용방법을 제공한다. 본 발명의 미용방법에 있어서, 두피의 상태 조절이란 두피의 상태를 개선시키고/시키거나 두피의 상태를 예방적으로 조절하는 것을 의미하고, 두피의 상태 개선이란 두피 조직의 외관 및 느낌의 시각적 및/또는 촉각적으로 지각할 수 있는 긍정적인 변화를 의미한다. 예를 들어, 모발 상태의 개선이란 모발이 풍성하고 모발의 굵기가 가늘지 않으며, 모발이 부드럽고 윤기가 있는 상태일 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 미용방법은, (a) 상기 화장료 조성물을 포유동물의 두피 또는 모발에 직접 도포하는 것, (b) 상기 화장료 조성물이 도포되거나 침적된 패취, 마스크팩 또는 마스크시트를 포유동물의 두피 또는 모발에 접촉 또는 부착하는 것, 또는 상기 (a) 및 (b)를 순차적으로 진행하는 것을 포함한다. 상기 (a) 단계에서는 화장료 조성물로서 로션이나 크림이 사용될 수 있다.

대안으로, 본 발명의 일 구체예의 미용방법은, (c) 상기 (b) 단계 이후에 상기 패취, 마스크팩 또는 마스크시트를 상기 포유동물의 두피 또는 모발로부터 제거하고, 상기 화장료 조성물을 포유동물의 두피 또는 모발에 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 (c) 단계에서는 화장료 조성물로서 로션이나 크림이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 미용방법에 있어서, 상기 포유동물은 인간, 개, 고양이, 설치류, 말, 소, 원숭이, 또는 돼지일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 약학 조성물의 치료학적으로 유효한 양을 포유동물에게 투여하거나, 상기 의약 외품 또는 상기 피부외용제를 두피에 도포하는 단계를 포함하는, 발모촉진 또는 탈모방지 방법을 제공한다. 상기 포유동물은 인간, 개, 고양이, 설치류, 말, 소, 원숭이, 또는 돼지일 수 있다.

본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물은 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효과가 우수하며, 특히 종래의 중간엽 줄기세포 유래 엑소좀 보다 우수한 발모 촉진 및/또는 탈모 방지 효능을 나타낸다.

한편, 전술한 바와 같은 효과들에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

이하 본 발명을 하기 실시예에서 보다 상세하게 기술한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. 본 발명에 인용된 참고문헌들은 본 발명에 참고로서 통합된다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

실시예

실시예 1: 유도만능 줄기세포와 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포 준비

인간의 피부 섬유아세포 또는 말초혈액 단핵세포에 특정 유전자(예를 들어, Sox2, c-Myc, Klf4, Oct-4 등)를 도입하여 발현시켜 유도만능 줄기세포를 준비하였다. 준비된 유도만능 줄기세포를 비트로넥틴으로 미리 코팅한 배양 디쉬에 부착시킨 다음, 10% FBS, bFGF, 0.1 mM MEM NEAA, β-머캅토에탄올, 페니실린 및 스트렙토마이신이 첨가된 DMEM 배양액을 이용하여 37℃에서 중간엽 줄기세포로의 분화를 유도하였다. 이후, 유도만능 줄기세포, 또는 중간엽 줄기세포의 특성이 확인된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포를 5% CO₂, 37℃ 조건에서 배양하였다. 그 다음, 인산염 완충용액(phosphate-buffered saline)(ThermoFisher Scientific에서 구입)으로 세척 후, 무혈청, 무페놀레드 배지로 교체하여 1일 내지 10일간 배양하고 그 상층액(이하, 배양액)을 회수하였다.

엑소좀의 분리 과정에서 입자크기 분포가 균일하고 순도가 높은 엑소좀을 수득하기 위하여 배양액에 트레할로오스를 2 중량% 첨가하였다. 트레할로오스를 첨가한 후 배양액을 0.22 ㎛ 필터로 여과하여 세포 잔해물, 노폐물 및 거대 입자 등의 불순물을 제거해 주었다. 여과된 배양액은 즉시 분리 과정을 통해 엑소좀을 분리하였다. 또한, 여과된 배양액은 냉장고(영상 10℃ 이하)에서 보관한 후 엑소좀 분리에 사용하였다. 또한, 여과된 배양액은 -60℃ 이하의 초저온 냉동고에서 동결 보관하였다가 해동시킨 후 엑소좀 분리를 수행하였다. 이후, 배양액으로부터 접선흐름여과장치(Tangential Flow Filtration; TFF)를 이용하여 엑소좀을 분리하였다.

실시예 2: TFF 방법에 의한 엑소좀의 분리 및 정제

실시예 1에서 0.22 ㎛ 필터로 여과된 배양액으로부터 엑소좀을 분리, 농축, 탈염과 버퍼교환(diafiltration)을 위해 TFF(Tangential Flow Filtration) 방법을 사용하였다. TFF 방법을 위한 필터로는 카트리지 필터(cartridge filter, 일명 hollow fiber filter; GE Healthcare에서 구입) 또는 카세트 필터(cassette filter; Pall 또는 Sartorius 또는 Merck Millipore에서 구입)를 사용하였다. TFF 필터는 다양한 분자량 차단(molecular weight cutoff;MWCO)에 의해 선택될 수 있다. 선택된 MWCO에 의해 선별적으로 엑소좀을 분리, 농축하였고, MWCO보다 작은 입자나 단백질, 지질, 핵산, 저분자 화합물 등은 제거하였다.

엑소좀을 분리, 농축하기 위하여 MWCO 100,000 Da(Dalton), 300,000 Da, 또는 500,000 Da의 TFF 필터를 사용하였다. 배양액을 TFF 방법을 이용하여 1/100 내지 1/25 정도의 부피가 될 때까지 농축하면서, MWCO보다 작은 물질들은 제거하여 엑소좀을 분리하였다.

분리, 농축된 엑소좀 용액은 TFF 방법을 이용하여 추가로 탈염과 버퍼교환(diafiltration)을 수행하였다. 이때, 탈염과 버퍼교환은 연속적으로 수행(continuous diafiltration)하거나 단속적으로 수행(discontinuous diafiltration)하였으며, 시작 부피(starting volume)에 대하여 적어도 4배, 바람직하게는 6배 내지는 10배 이상, 보다 바람직하게는 12배 이상의 부피를 갖는 완충용액을 이용하여 수행하였다. 완충용액에는 입자크기 분포가 균일하고 순도가 높은 엑소좀을 수득하기 위하여 PBS에 녹인 2 중량%의 트레할로오스를 첨가하였다.

실시예 3: 모낭 모유두 세포 증식 효과 평가

실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀이 모발 생성을 촉진하는지 여부를 확인하기 위하여 인간 모낭 모유두 세포 증식 효과를 평가하였다. 모발을 잘 자라게 하기 위해서는 모유두(papilla)의 역할이 중요하다. 모유두 세포는 발생학적으로 간엽계에서 유래된 세포로서 주위의 상피계 세포의 분열을 조절하는 능력이 있으며, 이러한 기능은 성장 인자에 의해 조절된다고 알려져 있다. 또한 모발을 구성하는 케라틴 단백질은 모근부 각질세포(keratinocyte)에서 생성되는데, 이러한 모근부 각질세포는 모유두 세포로부터 분화된다. 그리고 모근부 각질세포는 모유두 세포와 상호작용을 하며 모낭의 형성과 모낭 주기의 조절에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 특정 후보 물질 처리 후 모유두 세포의 증식이 증가하는지 여부를 분석하면, 후보 물질의 모발 생성 촉진 효능을 평가할 수 있다.

실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀이 모발 생성을 촉진하는지 여부를 평가하기 위하여 인간 모낭 모유두세포(Human hair follicle dermal papilla cell)에서 다음과 같은 두 가지 방법을 통해 세포증식효과를 측정하였다.

우선, 인간 모낭 모유두세포를 CFSE(Carboxyfluorescein Diacetate Succinimidyl Ester)(Sigma에서 구입)로 염색하고 6웰 플레이트(well plate)에서 24시간 배양한 후 실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 처리하였다. 그리고 48시간 후에 실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 다시 한번 처리하였다. 48시간 후 유세포 분석(Flow cytometric analysis)을 통해 세포 증식률(%)을 평가하였다. 그 결과, 실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 처리한 경우 음성 대조군에 비해 모유두 세포의 증식을 유의적으로 증가시키는 것을 확인하였다.

다음으로, 세포내 전자전달계 내의 탈수소효소(Dehydrogenase)가 테트라졸리움 염(Tetrazolium salt)을 분해하여 생성하는 포르마잔(Formazan)의 흡광도를 측정하여 살아있는 세포의 밀도를 간접적으로 분석하는 CCK-8 (Cell counting kit-8) 평가법을 수행하였다. 96웰 플레이트(well plate)에서 모낭 모유두세포를 배양한 다음, 배지 부피의 10%에 해당하는 CCK-8 용액을 37 ℃에서 2시간 동안 처리한 후, 450 nm 파장에서의 흡광도를 측정함으로써 분광학적으로 세포증식률을 분석하였다. 본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀에 의한 모낭 모유두세포 증식률은 (처리군의 흡광도/미처리 대조군의 흡광도)×100으로 계산하였다. 그 결과, 실시예 2에서 준비된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 처리한 그룹에서 모낭 모유두세포에 대한 우수한 증식 촉진 효과를 보였다.

따라서, 본 발명의 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물은 모유두 세포의 증식을 촉진시키고, 이에 따라 모근부 각질세포의 활성 및 모발 생성을 촉진할 수 있다.

이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims

유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 발모 촉진 또는 탈모 방지용 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
크림 또는 로션인 발모 촉진 또는 탈모 방지용 화장료 조성물.
유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는, 발모촉진 또는 탈모방지용 약학 조성물.
제3항에 있어서,
주사제형, 주입제형, 분무제형, 액상제형 또는 패취제형인 발모 촉진 또는 탈모 방지용 약학 조성물.
제4항에 있어서,
상기 약학 조성물은 포유동물의 두피에 대한 국소 도포, 마이크로니들링, 주사, 또는 이들의 조합에 의해 경피 투여되는 것을 특징으로 하는, 발모 촉진 또는 탈모 방지용 약학 조성물.
제5항에 있어서,
주사 또는 MTS(Microneedle Therapy System)를 이용하여 상기 약학 조성물을 두피에 경피 투여하는 것을 특징으로 하는, 발모 촉진 또는 탈모 방지용 약학 조성물.
유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는, 발모촉진 또는 탈모방지용 의약 외품 또는 피부 외용제.
제7항에 있어서,
액제, 연고제, 크림제, 스프레이제, 패취제, 겔제, 또는 에어로졸제인 발모 촉진 또는 탈모 방지용 의약 외품 또는 피부 외용제.
유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 이용하여, 치료용을 제외한 포유동물의 두피 또는 모발의 상태를 조절하는 미용방법.
제9항에 있어서,
(a) 상기 화장료 조성물을 포유동물의 두피 또는 모발에 직접 도포하는 것, (b) 상기 화장료 조성물이 도포되거나 침적된 패취, 마스크팩 또는 마스크시트를 포유동물의 두피 또는 모발에 접촉 또는 부착하는 것, 또는 상기 (a) 및 (b)를 순차적으로 진행하는 것을 포함하는, 미용방법.
제10항에 있어서,
상기 (a) 단계에서는 화장료 조성물로서 로션이나 크림이 사용되는, 미용방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
(c) 상기 (b) 단계 이후에 상기 패취, 마스크팩 또는 마스크시트를 상기 포유동물의 두피 또는 모발로부터 제거하고, 상기 화장료 조성물을 포유동물의 두피 또는 모발에 도포하는 단계를 더 포함하는, 미용방법.
제12항에 있어서,
상기 (c) 단계에서는 화장료 조성물로서 로션이나 크림이 사용되는, 미용방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포유동물은 인간, 개, 고양이, 설치류, 말, 소, 원숭이, 또는 돼지인, 미용방법.
유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물의 치료학적으로 유효한 양을 포유동물에게 투여하는 단계, 또는 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포로부터 유래된 엑소좀 또는 유도만능 줄기세포로부터 유래된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 의약 외품 또는 피부외용제를 두피에 도포하는 단계를 포함하는, 발모촉진 또는 탈모방지 방법.
제15항에 있어서,
상기 포유동물은 인간, 개, 고양이, 설치류, 말, 소, 원숭이, 또는 돼지인, 발모촉진 또는 탈모방지 방법.