KR20220149781A - USE OF EXOSOME-BASED DELIVERY OF NF-κB INHIBITORS - Google Patents

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Abstract

본 개시 내용은, NF-κB 억제제를 함유하는 엑소솜을 사용하여 급성 신장 손상을 치료하는 방법에 관한 것이다. 본 개시 내용은, NF-κB 억제제를 함유하는 엑소솜을 사용하여 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to methods of treating acute kidney injury using exosomes containing NF-κB inhibitors. The present disclosure relates to methods of treating diseases caused by sepsis using exosomes containing NF-κB inhibitors.

Description

NF-κB 억제제의 엑소솜 기반 전달의 사용{USE OF EXOSOME-BASED DELIVERY OF NF-κB INHIBITORS}USE OF EXOSOME-BASED DELIVERY OF NF-κB INHIBITORS

본 개시 내용은, NF-κB의 억제제를 함유하는 엑소솜(exosome)을 사용하여 급성 신장 손상(acute kidney injury)을 치료하는 방법에 관한 것이다. 본 개시 내용은, NF-κB 억제제를 함유하는 엑소솜을 사용하여 패혈증(sepsis)에 의해 유발된 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method of treating acute kidney injury using an exosome containing an inhibitor of NF-κB. The present disclosure relates to methods of treating diseases caused by sepsis using exosomes containing NF-κB inhibitors.

AKI는 단기적 부작용에 기여할 뿐만 아니라, 생존자들은 만성 신장(CKD) 및 말기 신장 질환(ESRD)을 앓을 수 있다. 병인의 가장 중요한 구성 요소 중의 하나로서, NF-κB의 체계적 억제는 AKI의 중증도에 영향을 미친다. 엽산에 의해 유도된 질환 모델에서, NF-κB의 억제는 RelA 및 NF-κB2 활성화를 감소시켜 AKI-손상을 경감시킨다.AKI not only contributes to short-term side effects, but survivors can develop chronic kidney (CKD) and end-stage renal disease (ESRD). As one of the most important components of pathogenesis, systemic inhibition of NF-κB affects the severity of AKI. In a folate-induced disease model, inhibition of NF-κB alleviates AKI-damage by reducing RelA and NF-κB2 activation.

800개 초과의 합성 및 천연 재료는, NF-κB의 활성화의 조절에 부분적으로 관여하는 것으로 공지되어 있다. 몇몇 연구는, 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템(RAAS) 차단 또는 종양 괴사 인자-α(TNF-α) 차단제 등의 NF-ĸB 신호전달 차단이 신장 손상을 경감시킬 수 있음을 나타내었다. 그러나, 이들의 작용 메커니즘은 다면적이고, 특이성을 결여한다. 나노-기술의 최근의 진보는, NF-ĸB 신호전달을 표적화하는 특정 유전자 서열 또는 나노입자를 생산할 수 있게 하였다. 그러나, NF-ĸB 억제제는 아직 인간 사용을 위해 상업적으로 승인되지 않았다.More than 800 synthetic and natural materials are known to be involved in part in the regulation of activation of NF-κB. Several studies have shown that blockade of NF-ĸB signaling, such as renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) blockers or tumor necrosis factor-α (TNF-α) blockers, can alleviate kidney damage. However, their mechanism of action is multifaceted and lacks specificity. Recent advances in nano-technology have made it possible to produce nanoparticles or specific gene sequences that target NF-ĸB signaling. However, NF-ĸB inhibitors have not yet been commercially approved for human use.

통제되지 않은 염증은 패혈증 반응의 현저한 특징이다. Toll-유사 수용체(TLR)에 의해 매개되는 숙주-병원체 상호작용은, 염증유발성(pro-inflammatory) 사이토카인, 케모카인 및 면역-활성화 분자의 생성을 자극한다. 이 염증유발성 반응 후에, 면역 세포의 다양한 정량적 및 기능적 결함을 포함하는 보상 면역억제 반응이 수반된다. 병원체에 의해 유도된 세포 변형은, 이러한 변화를 조절할 때에 중추적 역할을 하는 핵 인자 카파-B(NF-κB) 전사 인자를 사용하여, 숙주 유전자 발현의 현저한 변화를 수반한다. 종양 괴사 인자(TNF)-α 및 인터류킨(IL)-1을 포함하여 NF-κB의 조절 제어하에 몇몇 사이토카인은, 이 전사 인자의 추가 활성화를 유도하여 염증 반응과 패혈성 쇼크를 강화할 수 있다. 또한, NF-κB는, 주로 Bcl-xL, A1 및 A20 등의 항아폽토시스 유전자의 전사를 증강시키는 것을 통해, 아폽토시스 반응에 관여한다. 따라서, NF-κB 활성화와 관련된 염증은, 2개 상호작용 메커니즘, 즉 염증유발성 매개인자의 발현 증가 및 호중구 등의 세포 모집단의 수명 연장에 의해 악화될 수 있고, 이는 활성화되어 염증유발성 분자를 생성하고 급성 염증 프로세스에서 직접 관여한다.Uncontrolled inflammation is a prominent feature of the sepsis response. Host-pathogen interactions mediated by Toll-like receptors (TLRs) stimulate the production of pro-inflammatory cytokines, chemokines and immune-activating molecules. This proinflammatory response is followed by a compensatory immunosuppressive response involving various quantitative and functional defects of immune cells. Pathogen-induced cellular transformation involves significant changes in host gene expression, using the nuclear factor kappa-B (NF-κB) transcription factor, which plays a pivotal role in regulating these changes. Several cytokines under the regulatory control of NF-κB, including tumor necrosis factor (TNF)-α and interleukin (IL)-1, can induce further activation of these transcription factors, enhancing the inflammatory response and septic shock. In addition, NF-κB is mainly involved in the apoptotic response by enhancing the transcription of anti-apoptotic genes such as Bcl-xL, A1 and A20. Thus, inflammation associated with NF-κB activation can be exacerbated by two interacting mechanisms: increased expression of proinflammatory mediators and extended lifespan of cell populations such as neutrophils, which are activated to release proinflammatory molecules. and is directly involved in the acute inflammatory process.

패혈증에 의해 유발되는 폐렴(pneumonia), 사이토카인 폭풍 증후군(cytokine storm syndrome), 호흡 곤란 증후군(respiratory distress syndrome) 및 장기 부전(organ failure) 등의 다양한 질환이 있다. 패혈증은, 급성 미생물 감염으로 인한 선천성 면역계의 활성화에 의해 유발되는 전신 염증 증후군이고, 집중 치료 단위의 사망률의 주요 원인이다. 더욱이, 광범위하게 상이한 증상을 갖는 패혈증에 의해 유발된 다양한 질환이 있고, 이중 일부는 치명적이다. 불행하게도, 패혈증에 대한 일반적 치료법(즉, 항생제)은, 사이토카인 증후군 또는 손상된 장기 등의 패혈증에 의해 유발된 상이한 질환을 치료하는데 효과적이지 않을 수 있다. 현재, 패혈증에 의해 유발된 질환에 대한 임상적 사용이 가능한 치료법은 없다. 따라서, 효과적인 대체 요법의 개발이 시급하다. 700개 이상의 억제제가 NF-κB에 대해 보고되었지만, 현재까지 치료제로 승인된 억제제는 없다. 추가로, 다양한 스테로이드성 및 비스테로이드성 항염증제는 NF-κB를 차단하는 것으로 공지되어 있지만, 이들의 효과는 NF-κB를 억제하는데 특이적이지 않다.There are various diseases such as pneumonia caused by sepsis, cytokine storm syndrome, respiratory distress syndrome, and organ failure. Sepsis is a systemic inflammatory syndrome caused by activation of the innate immune system due to acute microbial infection and is a major cause of mortality in intensive care units. Moreover, there are various diseases caused by sepsis with widely different symptoms, some of which are fatal. Unfortunately, conventional treatments for sepsis (ie, antibiotics) may not be effective in treating different diseases caused by sepsis, such as cytokine syndrome or damaged organs. Currently, there is no clinically available treatment for diseases caused by sepsis. Therefore, there is an urgent need to develop an effective alternative therapy. More than 700 inhibitors have been reported for NF-κB, but no inhibitors have been approved as therapeutics to date. Additionally, although various steroidal and nonsteroidal anti-inflammatory agents are known to block NF-κB, their effects are not specific to inhibiting NF-κB.

성공적 유전자 및 약물 전달은, 수용자에게 악영향을 미치지 않으면서, 표적 분자를 작용 부위에 안정적으로 전달하기 위한 적절한 벡터의 선택을 필요로 한다. 재조합 아데노 바이러스, 리포좀, 리간드-접합된 나노입자 및 초음파 미세 기포를 포함한 다양한 유형의 벡터는, 이들의 안정성 및 높은 로딩(loading) 용량으로 인해 약물 전달에 효율적인 것으로 보고되어 있다. 그러나, 특정 우려 및 제한이 이들의 사용과 연관되었다. 이들은 망상내피 시스템에 의해 신속하게 인식되고 제거되었지만, 불균일한 입자 크기 및 비특이적 흡수 패턴은 생물-담체로서의 사용을 제한했다. 아데노 바이러스 벡터의 높은 면역원성은, 투여 후에 면역 반응을 유발할 수 있고, 바이러스 자체는 고용량에서 독성일 수 있다. 리포좀의 사용은 또한, 유해 면역원성 및 비-IgE-매개된 과민 반응을 유도할 수 있다.Successful gene and drug delivery requires the selection of an appropriate vector to stably deliver the target molecule to the site of action without adversely affecting the recipient. Various types of vectors, including recombinant adenoviruses, liposomes, ligand-conjugated nanoparticles and ultrasonic microbubbles, have been reported to be effective for drug delivery due to their stability and high loading capacity. However, certain concerns and limitations have been associated with their use. Although they were rapidly recognized and eliminated by the reticuloendothelial system, non-uniform particle size and non-specific absorption patterns limited their use as bio-carriers. The high immunogenicity of adenoviral vectors can elicit an immune response after administration, and the virus itself can be toxic at high doses. The use of liposomes can also induce adverse immunogenicity and non-IgE-mediated hypersensitivity reactions.

치료용 단백질을 전달하기 위한 현재의 종래 전략은, 합성 나노입자 내의 단백질의 엔벨로핑(enveloping)을 포함한다. 가장 바람직한 단백질 전달 시스템은 리포좀 및 고분자 나노입자(PNP)이다. 리포좀은, 수성 환경 중의 다양한 크기 및 형상으로 자가-조립하는 인지질 막을 갖는 합성 소포이다. PNP는, 10 내지 1000nm의 크기를 갖는 고체 콜로이드 입자이고, 카고(cargo) 단백질이 나노입자 매트릭스(nanoparticle matrix)에 포획(entrapping), 캡슐화(encapsulating) 또는 부착될 수 있는 생분해성 고분자(biodegradable polymer)로 구성되어 있다. 그러나, 리포좀은 서로 융합 또는 응집되는 경향이 있고, 그 결과, 경시적으로 리포좀 카고의 조기 방출을 초래한다. PNP는 리포좀보다 안정성이 보다 양호할 수 있지만, 생체적합성 및 장기간 잠재적 안전성은 여전히 문제이다. 또한, 단백질을 리포좀 및 PNP로 캡슐화하는 것은, 합성 또는 재조합 단백질의 생성 및 생체 외 캡슐화 프로세스를 필요로 하고, EXPLOR 기술은, 천연 엑소솜 생합성을 통해 카고-로딩 엑소솜을 생성할 수 있는 안정한 세포의 생성 및 유지를 필요로 한다. 또한, 엑소솜은 생체적합성, 고유한 독성의 최소화 또는 부재, 순환 중의 긴 반감기, 조직을 표적화하는 고유한 능력 등의 이상적 단백질 전달 시스템의 다수의 바람직한 특징을 갖고 있다.Current conventional strategies for delivering therapeutic proteins include the enveloping of proteins in synthetic nanoparticles. The most preferred protein delivery systems are liposomes and polymeric nanoparticles (PNPs). Liposomes are synthetic vesicles with phospholipid membranes that self-assemble into various sizes and shapes in an aqueous environment. PNP is a solid colloidal particle having a size of 10 to 1000 nm, and a cargo protein is entrapped, encapsulated or attached to a nanoparticle matrix. Biodegradable polymer (biodegradable polymer) is composed of However, liposomes tend to fuse or aggregate with each other, resulting in premature release of the liposome cargo over time. Although PNPs may have better stability than liposomes, biocompatibility and long-term potential safety are still issues. In addition, encapsulating proteins into liposomes and PNPs requires the production of synthetic or recombinant proteins and an in vitro encapsulation process, and EXPLOR technology is a stable cell capable of generating cargo-loading exosomes through natural exosome biosynthesis. requires the creation and maintenance of In addition, exosomes possess many desirable characteristics of an ideal protein delivery system, such as biocompatibility, minimal or no inherent toxicity, long half-life in circulation, and unique ability to target tissues.

최근, 엑소솜은, 유전자/약물 전달을 위한 신규의 바이오-담체로서 상당한 주목을 받았다. 엑소솜은, 생물활성 물질을 수용자 세포로 전달하거나 표적 세포의 신호전달 경로에 영향을 미침으로써 세포 간 통신에서 중요한 역할을 하는 세포 외 소포(EV)이다. 엑소솜은, 다른 생물활성제보다 저장하기 쉽고 보다 큰 안정성을 나타낸다. 엑소솜은, 생물학적 장벽을 극복할 수 있는 높은 능력을 갖고 있고, 특정 세포 유형을 표적화하는 표면 분자를 운반할 수 있으며, 따라서 오프-표적 효과(off-target effect)를 보다 적게 유발한다.Recently, exosomes have received considerable attention as novel bio-carriers for gene/drug delivery. Exosomes are extracellular vesicles (EVs) that play an important role in intercellular communication by delivering bioactive substances to recipient cells or by influencing signaling pathways in target cells. Exosomes are easier to store and exhibit greater stability than other bioactive agents. Exosomes have a high ability to overcome biological barriers and can carry surface molecules that target specific cell types, thus causing fewer off-target effects.

본 개시 내용은, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 대상체에게 투여하는 것을 포함하여, 이를 필요로 하는 환자에서 급성 신장 손상(AKI)을 치료하는 방법을 제공한다. The present disclosure provides a method of treating acute kidney injury (AKI) in a patient in need thereof comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor.

본 개시 내용은 또한, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 이를 필요로 하는 대상체에서 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하는 방법을 제공한다. The present disclosure also provides a method of treating a disease caused by sepsis in a subject in need thereof, comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor.

도 1. HEK293T로부터 생산된 조작된 엑소솜의 특성화
(A) 슈퍼-리프레서(super-repressor) IκB 로딩 엑소솜(엑소-srIκB)(상부)의 생산에 사용되는 DNA 작제물의 개략도, 및 광 가역적 단백질-단백질 상호작용을 사용하는 카고 단백질-보유 엑소솜의 생합성, 소위 EXPLOR 기술(하부). (B) 엑소-나이브 및 엑소-srIκB의 대표적 TEM 이미지. 스케일 바: 100nm. (C) 엑소-나이브(상부) 및 엑소-srIκB(하부)의 농도 및 크기 분포는 제타뷰(Zetaview) 기구에 의해 결정되었다. (D) 표적 단백질(srIκB, mCherry, CD9 및 GFP), 엑소솜 양성 마커(CD63, TSG101, Alix 및 GAPDH) 및 엑소솜 음성 마커(세포 소기관 마커; 프로히비틴, 칼넥신, GM130 및 뉴클레오포린 p62)의 발현을 분석하기 위한 HEK293T 세포 및 HEK203T 세포-유래 엑소솜의 면역블롯팅. 나이브 세포 및 엑소-나이브는 엑소-srIκB의 음성 대조군으로 사용되었다.
도 2. 신장 IRI 후의 엑소-srIκB의 신장 보호 효과.
(A) 신장 IRI 수술 및 엑소솜 전달의 실험 도식. 각 마우스 그룹에 3×109pn의 엑소-나이브 또는 엑소-srIκB를 1시간 간격으로 3회(총 9×109pn) 복강 내 주사했다. IRI 수술 후 24시간 또는 48시간 후에 마우스를 희생시키고, 추가 평가를 위해 혈청 및 조직을 수집했다. (B-D) 처리 유형(엑소-나이브 대 엑소-srIκB), 약물 전달 시기(전처리 대 후처리) 및 추적 시점에 따라 상이한 그룹 간의 BUN, 크레아티닌 및 NGAL의 혈청 수준(24시간 및 48시간), 이는 엑소-srIκB 처리의 신장 보호 효과를 나타낸다(전처리 24-h, n=10; 전처리 48-h, n=4-5; 후처리 24-h, n=5-10; 후처리 48-h, n=4-11). (E) 좌측: 각 그룹의 신장 절편에서 피질 관 세포(cortical tubular cell)의 대표적 PAS 염색 이미지. 통상의 근위 관 솔 가장자리(brush border)(*) 또는 솔 가장자리의 손실(o); 크로마틴 응축(흑색 화살표); 노출된(denuded) 기저막(흑색 화살표); 액포화(vacuolization)(황색 화살표); 스케일 바, 100μM. 우측: 병리학적 관 손상; 각 그룹으로부터의 다수의 신장 샘플은, 엑소-나이브 처리에 의한 것보다 엑소-srIκB 처리에 의한 관 손상이 보다 적음을 나타낸다(전처리 24-h, n=5; 후처리 24-h, n=5). 그룹 사이의 비교는, 본페로니(Bonferroni) 사후 시험과 함께 일방향 ANOVA를 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 제시되었다. ***P <0.001, 엑소-나이브-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05 및 ###P<0.001, 엑소-나이브-IRI 및 엑소-srIκB-IRI 수술 그룹 비교시.
도 3. 엑소-srIκB 처리후 IRI 유도된 NF-κB 활성화의 억제.
(A) 각각의 실험 마우스 그룹으로부터의 신장 핵 추출물을 사용하여 NF-ĸB p65 발현의 웨스턴 블롯 분석. 핵 추출물을 세포질 분획으로부터 생화학적으로 분리하고, NF-ĸB p65 및 라민 B1 발현을 웨스턴 블롯팅을 통해 분석했다. IRI-유도된 NF-ĸB 신호전달의 활성화는, 수술 전후 엑소-srIĸB 처리로 유의하게 억제되었다. (B) 신장 IRI 후의 NF-ĸB p65의 증가된 DNA 결합 활성은, 수술 전후 엑소-srIĸB 처리로 억제되었다. (C) 좌측: 각 처리 그룹으로부터의 NF-κB p65 항체를 사용한 대표적 IHC 이미지. 스케일 바, 50μM. 우측: 각 실험 그룹에서 NF-ĸB p65의 면역조직화학 검출을 나타내는 그래프 표시. 엑소-srIĸB에 의한 처리는, 대조군 그룹과 비교하여, NK-ĸB 발현을 감소시켰다(전처리 24-h, n=5-8; 전처리 48시간, n=4-5; 후처리 24-h, n=5-10; 후처리 48-h, n=4-11). 그룹 사이의 비교는, 본페로니(Bonferroni) 사후 시험과 함께 일방향 ANOVA를 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 표시되었다. **P<0.01, ***P<0.001, 엑소-나이브-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001, 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 및 엑소-srIκB-IRI 수술 그룹 비교시.
도 4. 염증유발성 사이토카인/케모카인 및 접착 분자의 발현은 국소적으로 및 전신적으로 엑소-srIĸB 처리에 의해 악영향을 받는다.
(A) 각 실험 그룹으로부터 전체 신장 용해물을 qRT-PCR에 사용하여, IL-1β, IL-6, Tnf-α, Ccl2, Ccl5, 및 Cxcl2를 포함하여 염증유발성 사이토카인의 발현 수준을 측정했다. 이러한 유전자의 mRNA 수준은 신장 중의 IR 손상 후에 유의하게 증가했고, 이 효과는 엑소-srIĸB 처리로 경감되었다(전처리 24-h, n=5-8; 전처리 48-h, n=4-5; 후처리 24-h, n=5-10; 후처리 48-h, n=4-11). (B) 각 실험 그룹의 혈청을 사용한 다중 사이토카인 연구는 또한 엑소-srIĸB 처리에 의한 허혈후 마우스 그룹에서 염증유발성 사이토카인 수준의 유사한 감소 경향을 나타냈다. (C) qRT-PCR 데이터는, 허혈후 엑소-나이브 처리 그룹에서 Icam-1 mRNA의 증가된 수준 및 엑소-srlĸB 처리에 의한 Icam-1 mRNA의 유의한 감소를 나타낸다. (D) 각 그룹으로부터의 전체 신장 용해물의 웨스턴 블롯 분석 결과는 엑소-srIĸB 처리로 IR 손상 신장에서 ICAM-1의 감소된 발현을 입증했다. (E) ICAM-1 IHC 염색(좌측) 및 ICAM-1 IHC의 그래프 표시(우측)을 나타내는 대표적 신장 절편은, 엑소-srIĸB 처리가 C57BL/6J 마우스의 허혈후 신장에서 ICAM-1 발현을 감소시켰음을 나타낸다. 스케일 바, 50μM(B-E: 전처리 24-h, n=5; 전처리 48-h, n=4-5; 후처리 24-h, n=5; 후처리 48-h, n=3-6). 그룹 사이의 비교는 본페로니(Bonferroni) 사후 시험과 함께 일방향 ANOVA를 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 표시되었다. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, 엑소-나이브-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05, ##P<0.01, ###P <0.001, 엑소-나이브-IRI 및 엑소-srIκB-IRI 수술 그룹 비교시.
도 5. 엑소-srIκB 처리는 IR 유도된 신장 아폽토시스를 개선한다.
(A) 좌측: 각 실험 그룹으로부터의 신장에서 절단된 카스파제-3과 절단된 PARP 단백질의 발현을 비교한 웨스턴 블롯 분석 결과. 우측: 그래프 표시는, 엑소-srIκB 처리가, 엑소-나이브 처리와 비교하여, 절단된 카스파제-3 수준 및 절단된 PARP를 저하시켰음을 나타낸다. (B) 좌측: TUNEL 염색의 대표적 이미지(FITC 표지)가 제시되어 있다. 아폽토시스 세포는 녹색(백색 화살표)이고, DAPI는 대비염색으로 사용했다. 스케일 바, 50μM. 우측: 각 그룹으로부터의 신장 절편에서 TUNEL 양성 세포를 나타내는 막대 그래프. 엑소-srIκB 처리는 보다 적은 수의 아폽토시스 세포를 유도했다(전처리 24-h, n=5, 전처리 48-h, n=4-5, 후처리 24-h, n=5, 후처리 48-h, n=3-6). 그룹 사이의 비교는, 본페로니(Bonferroni) 사후 시험과 함께 일방향 ANOVA을 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 표시했다. ***P<0.001, 엑소-나이브-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05, ##P<0.01 및 ###P<0.001, 엑소-나이브-IRI 및 엑소-srIκB IRI 수술 그룹 비교시.
도 6. 신장 허혈-재관류 손상후 엑소솜의 생체분포
(a) 생체 내 이미징 및 엑소솜 전달의 실험 도식. (b) 순차적 생체 내 이미징은 DiD-표지된 엑소솜(녹색)의 정맥 엑소-srIκB로 처리된 허혈후 신장에서 호중구(Ly6G+, 적색) 및 대식세포(F4/80+, 청색)로의 흡수를 나타낸다. 백색 화살표는 면역 세포에 포함된 DiD-표지된 엑소솜을 나타낸다. 백색 파선은 신장 간질을 나타낸다. (c) 신장 IRI 수술후의 비장에서 DiD-표지된 엑소솜(녹색)의 생체분포는 외부 실질(parenchyma)에서 호중구(Ly6G+, 적색) 및 대식세포(F4/80+, 청색)로의 엑소솜 흡수를 나타낸다. 경과 시간이 표시된다. 스케일 바, 20μm.
도 7. 엑소-srIκB 처리는 IR-유도된 AKI 후의 신장 면역 세포 모집단을 조절한다.
(A) 수술 후 24시간에서 마우스를 희생시켰다. KMNC는, 효소 소화, 기계적 파괴 및 퍼콜(Percoll) 밀도 구배를 사용하여 농후화시켰다. 이러한 방법을 사용하여 결정된 총 신장 세포 수는, 실험 그룹 사이에서 통계적 차이를 나타내지 않았다. (B) 유세포 분석의 그래프 표시는, 효소 소화, 기계적 파괴 및 퍼콜 밀도 구배를 사용하여, 단리된 신장 세포 중에서 IRI 후에 보다 높은 비율의 신장 CD45+ 세포를 나타냈다. 엑소-srIκB 처리는 신장 면역 세포의 허혈후 급증(surge)을 경감시켰다. (C) 추가의 면역 세포 마커를 사용하여 추가로 염색한 결과는, 농후화된 KMNC 중의 호중구(CD45+Ly6G+), 염증유발성/항-염증성 단핵 식세포 세포(CD45+Ly6C+/CD45+F4/80+), T 세포(CD45+CD3+)를 포함한 다계통 면역 세포의 빈도가 또한 허혈후 신장에서 엑소-srIκB 처리로 감소했음을 나타냈다. (D-F) Ly6G, Ly6C 및 F4/80을 표적화하는 각 실험 그룹의 허혈후 신장에 대해 면역형광 연구를 수행했다. Alexa Fluor 647과 접합된 2차 항체를 모든 면역형광 실험에 사용했다. 데이터는, 엑소-srIκB 처리 후의 허혈후 신장에서 Alexa Fluor 647 염색 세포(백색 화살표)의 감소된 빈도를 나타냈고, 이는 엑소-srIκB 처리된 신장에 보다 적은 호중구(Ly6G+) 및 엑소-srIκB 프로/항-염증성 단핵 식세포(Ly6C+/F4/80+)가 있었음을 시사한다. 근위 관 세포를 LTL(녹색)로 염색하고, DAPI를 대비염색으로 사용했다. 스케일 바, 50μM. (실험 그룹당 n=5). 그룹 사이의 비교는, 본페로니 사후 시험과 함께 일방향 ANOVA을 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 표시했다. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, 엑소-나이브-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05, ##P<0.01, 엑소-나이브-IRI 및 엑소-srIκB-IRI 수술 그룹 비교시.
도 8. 엑소-srIκB의 정맥 내 전달은 허혈성 AKI 모델에서 복강 내 전달과 비교하여 유사한 생물학적 효과를 나타낸다.
(a) 신장 IRI 수술 및 엑소솜 전달의 실험 도식. 각 마우스 그룹에, 재관류 1시간 후 9×109pn의 엑소-나이브, 엑소-srIκB 또는 PBS를 정맥 내 주사했다. IRI 수술후 24시간 또는 48시간에 마우스를 치사시키고, 추가 평가를 위해 혈청 및 조직을 수집했다. (b-d) 치료 유형(PBS 대 엑소-나이브 대 엑소-srIκB) 및 추적 관찰 시점(24-h 및 48-h)에 따라 상이한 그룹 사이의 BUN, 크레아티닌 및 NGAL의 혈청 수준, 이는 엑소-srIκB 처리의 신장 보호 효과(실험 그룹당 n=5)를 나타낸다. (e) 각 실험 마우스 그룹으로부터의 신장 핵 추출물을 사용하여 NF-ĸB p65 발현의 웨스턴 블롯 분석. 핵 추출물을 세포질 분획으로부터 생화학적으로 분리하고, NF-ĸB p65 및 라민 B1 발현은 웨스턴 블롯팅을 통해 분석했다. NF-ĸB 신호전달의 IRI-유도된 활성화는 수술후 엑소-srIĸB 처리로 유의하게 억제되었다. (f) 신장 IRI 후의 NF-ĸB p65의 상승된 DNA 결합 활성은 수술후 엑소-srIĸB 처리로 억제되었다. (g) qRT-PCR 데이터는, 허혈후 엑소-나이브 처리 그룹에서 Icam-1 mRNA의 증가된 수준 및 엑소-srlĸB 처리로 Icam-1 mRNA의 현저한 감소를 나타낸다. (h) 각 그룹으로부터의 총 신장 용해물의 웨스턴 블롯 분석 결과는, 엑소-srIĸB 처리로 IR-손상된 신장에서 ICAM-1의 감소된 발현을 입증했다. 그룹 사이의 비교는 본페로니 사후 시험으로 일방향 ANOVA를 사용하여 평가했다. 데이터는 평균±SD 값으로 표시했다. ns; 유의하지 않음, **P<0.01, ***P <0.001. PBS-허위 및 엑소-나이브-IRI 수술 그룹 비교시. #P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001, 엑소-나이브-IRI 및 엑소-srIκB-IRI 수술 그룹 비교시.
도 9(1). 조작된 엑소솜의 생성 및 특성화
(A) 슈퍼-리프레서 IκB-로딩된 엑소솜(엑소-srIκB)(상부)의 생산에 사용되는 DNA 작제물의 개략도. 융합 단백질 및 제안된 활동을 나타내는 개략도(하부). (B) 투과 전자 현미경(TEM)을 통한 엑소-나이브 및 엑소-srIκB의 형태학적 특성 화. (C) mCherry 또는 srIκB를 안정적으로 발현하는 HEK293T 세포 및 이들 HEK293T 세포로부터의 엑소솜을 용해시키고, 지시된 단백질에 대해 면역 블롯팅했다.
도 10(2). 내독소혈증 및 맹장 결찰 및 천공(CLP)-유도된 패혈증에서 엑소-srIκB의 보호 효과
(A) 인산염 완충 식염수(PBS)-처리된, 엑소-나이브 및 엑소-srlκB-처리된 패혈증 마우스의 생존 곡선. 리포폴리사카라이드(LPS) C57BL/6 마우스(n=5-6/그룹), LPS BALB/c 마우스(n=10/그룹) 및 CLP C57BL/6 마우스(n=14-15/그룹). **p<0.01, *p<0.05 PBS 처리된 패혈증 그룹과 비교. (B) 엑소솜 처리된 마우스의 혈장에서 종양 괴사 인자(TNF)-α, 인터류킨(IL)-6, IL-1β 및 CCL4/대식세포 염증 단백질(MIP)-1β의 수준을 LPS 주사 또는 CLP후 24시간에서 측정했다. **p<0.01, *p<0.05 PBS 처리된 패혈증 그룹과 비교. †p<0.05 엑소-나이브 처리된 패혈증 그룹과 비교. (C) 허위(sham), PBS를 갖는 CLP, 엑소-나이브를 갖는 CLP, 엑소-srlκB를 갖는 CLP로부터의 신장 절편의 피질 관 세포의 대표적 이미지, 근위 관의 정상적 솔 가장자리(*) 또는 솔 가장자리 손실(○); 크로마틴 응축(백색 화살표); 노출된 기저막(백색 화살촉); 액포화(황색 화살표); 스케일 바, 100μM. (D) 각 그룹의 대표적 신장 샘플의 병리학적 신장 손상 점수(score). *p<0.05 PBS 처리된 패혈증 그룹과 비교. †p<0.05 엑소-나이브 처리된 패혈증 그룹과 비교.
도 11(3). LPS 주사 마우스에서 엑소솜의 생체분포
(A) 허위 마우스의 간에서 호중구(LysMgfp/+, 녹색; Ly6G+, 청색) 내로 mCLING 표지된 엑소솜(적색) 흡수의 생체 내 이미징. (B) LPS 처리된 C57BL/6 마우스에서 간의 Ly6G+ 호중구 세포(녹색) 내부의 mCLING 표지된 엑소솜(적색)의 대표적 저속 촬영(time-lapse) 이미징. (C) 허위 및 LPS 처리된 LysMGFP/+ 마우스의 비장 내부에서 mCLING-표지된 엑소솜(적색)의 흐름의 순차적 이미지. 경과 시간이 표시된다. 자홍색, 자가 형광; 스케일 바, 50μm.
도 12(4). 시험관 내에서 핵 인자-카파-B(NF-κB) 신호전달에 미치는 엑소-srIκB의 억제 효과
(A) HEK293-NF-κB-루시퍼라제 세포(2×104 세포)를, 엑소-나이브 또는 엑소-srIκB 2×105 입자와 함께 배양했다. 24시간 후, 세포를 추가 18시간 동안 0.5ng/ml TNF-α로 처리했다. 루시퍼라제 활성을 측정하고 정규화했다. (B) 엑소-srIκB는 NF-κB-루시퍼라제 세포에서 용량 의존적으로 NF-κB 활성화를 억제했다. (C) THP-1 세포(5×105 세포)를 1㎍/ml LPS로 자극시키고, 엑소-srIκB 5×106 입자로 처리했다. 상청액을 수집하고, TNF-α 및 단핵구 화학유인성 단백질(monocyte chemoattractant protein; MCP)-1의 생성에 대해 검정했다. JSH-23(50μM)을 양성 대조군으로 사용했다. **p<0.01 (D) mCLING-표지된 엑소-srIκB와 함께 배양된 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVEC)의 면역형광. 대표적 이미지가 제시되어 있다. 핵은 Hoechst로 표지했다. (E) HUVEC를 300ng/ml LPS로 24시간 동안 자극했다. 세포를 단일 세포 현탁액으로 수확하고, 인간 세포 간 세포 부착 분자(ICAM)-1에 대한 특정 피코에리트린(PE)-접합된 항체를 사용하여 유세포 분석을 통해 평가했다.
도 13(S1). 엑소솜 특성화
(A) 조작된 엑소솜을 생성하기 위해 사용되는 절차의 개략도. (B) 엑소-나이브, 엑소-mCherry 및 엑소-srIκB의 희석된 샘플에서 유사한 크기 분포를 입증하는 나노입자 추적 분석(NTA)의 대표적 그래프.
도 14(S2). 패혈증의 마우스 모델에서 엑소-srIκB의 억제 효과
(A) 체온 변화는 야생형 및 LPS 처리된 C57BL/6 마우스에게 지시된 엑소솜을 주사한 후에 모니터링했다. **p<0.01 PBS 처리된 LPS 그룹과 비교. (B) LPS 및 PBS(좌측), 엑소-나이브(중간) 및 엑소-srIκB(우측)으로 처리한 C57BL/6(상부 패널) 및 BALB/c(하부 패널) 마우스의 절편에서 신장 피질 영역의 대표적 이미지. 근위 관의 정상 솔 가장자리(*) 또는 솔 가장자리 손실(○); 크로마틴 응축(적색 화살표); 노출된 기저막(적색 화살표); 액포화(청색 화살표); 스케일 바, 100μM. (C) LPS-유도된 패혈증 마우스의 엑소-나이브와 엑소-srIκB 처리된 그룹 사이의 각 장기에서 침윤된 Ly6G+ 세포의 수의 비교. (D) IL-10의 수준은 PBS-, 엑소-나이브- 및 엑소-srIκB 처리된 패혈증 마우스의 혈장에서 측정했다. NS, 유의하지 않음.
도 15(S3). LPS 챌린지의 존재 또는 부재하의 마우스에서 엑소솜의 생체분포
(A) LPS의 정맥 내 투여 후에 생체 내 이미징 시스템을 사용하여 신장에서 검출된 mCLING-표지된 엑소솜의 분석.
도 16(S4). HUVEC에서 LPS-유도된 염증 반응에 대한 엑소-srIκB의 억제 효과
(A) HUVEC(7×104 세포)를 24시간 동안 엑소-srIκB 1×107 입자와 함께 배양하고, 이어서 36ng/㎖ LPS로 자극했다. 24시간 후에 상청액을 수집하고, 각각 IL-8(좌측) 및 MCP-1(우측)의 생산을 분석했다. JSH-23(50μM)을 양성 대조군으로 사용했다. ***p<0.001 디메틸 설폭사이드(DMSO)와 비교. #p<0.05 LPS 단독으로 처리된 세포와 비교. (B) HUVEC를 24시간 동안 엑소-srIκB로 전처리하고, 이어서 36ng/ml의 LPS 자극을 1시간 동안 수행했다. 웨스턴 블롯팅을 사용하여 p65 및 IκBα의 단백질 수준을 평가했다. GAPDH 및 히스톤 H3(HH3)을 각각 세포질 세포 용해물 및 핵 분획에 대한 내인성 대조군으로 사용했다(좌측). 이의 표적 DNA 서열, 5'-GGGACTTTCC-3'에 대한 핵 NF-κB의 결합은 효소-결합 면역흡착 검정(ELISA)을 통해 측정했다(우측).
도 17 내지 20. LPS-유도된 패혈증에서 폐 손상에 대한 엑소-srIκB의 보호 효과
도 17은, (1) 폐포; (2) 모세관; (3) 호중구; (4) 폐포 대식세포; (5) 울혈; (6) 출혈; (7) 괴사를 나타내는 H&E 염색을 도시한다.
도 18은, 허위, 나이브 엑소솜, 엑소-srIκB 처리된 패혈증 마우스의 생존 곡선을 도시한다.
도 19는, 엑소-srIκB-처리된 패혈증 마우스의 혈장 중의 TNF-α의 수준을 도시한다.
도 20은, (1) 중앙 정맥 및 (2) 면역 세포의 침윤을 나타내는 H&E 염색을 도시한다.
Figure 1. Characterization of engineered exosomes produced from HEK293T.
(A) Schematic of the DNA construct used for the production of super-repressor IκB loading exosomes (exo-srlκB) (top), and cargo protein-retaining using photoreversible protein-protein interactions Biosynthesis of exosomes, the so-called EXPLOR technology (bottom). (B) Representative TEM images of exo-naive and exo-srlκB. Scale bar: 100 nm. (C) Concentration and size distributions of exo-naive (top) and exo-srlκB (bottom) were determined by the Zetaview instrument. (D) Target proteins (srlκB, mCherry, CD9 and GFP), exosome positive markers (CD63, TSG101, Alix and GAPDH) and exosome negative markers (cell organelle markers; prohibitin, calnexin, GM130 and nucleoporin) p62) immunoblotting of HEK293T cells and HEK203T cell-derived exosomes to analyze the expression. Naive cells and exo-naive were used as negative controls for exo-srlκB.
Figure 2. Renal protective effect of exo-srlκB after renal IRI.
(A) Experimental schematic of renal IRI surgery and exosome delivery. Each group of mice was intraperitoneally injected with 3×10 9 pn of exo-naive or exo-srIκB 3 times at 1 hour intervals (total of 9×10 9 pn). Mice were sacrificed 24 or 48 hours after IRI surgery and serum and tissues were collected for further evaluation. (BD) Serum levels of BUN, creatinine, and NGAL (24 h and 48 h) between different groups depending on treatment type (exo-naive vs. exo-srlκB), drug delivery time (pre- vs. post-treatment) and follow-up time points, which are exo -Shows renal protective effect of srIκB treatment (pretreatment 24-h, n=10; pretreatment 48-h, n=4-5; post-treatment 24-h, n=5-10; post-treatment 48-h, n= 4-11). (E) Left: Representative PAS staining images of cortical tubular cells in each group of kidney sections. normal proximal canal brush border ( * ) or loss of brush border (o); chromatin condensation (black arrow); denuded basement membrane (black arrow); vacuolization (yellow arrow); Scale bar, 100 μM. Right: Pathological ductal injury; Multiple kidney samples from each group showed less vascular damage with exo-srlκB treatment than with exo-naive treatment (pretreatment 24-h, n=5; post-treatment 24-h, n=5) ). Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are presented as mean±SD values. ***P <0.001, comparing exo-naive-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05 and ###P<0.001, when comparing exo-naive-IRI and exo-srlκB-IRI surgical groups.
Figure 3. Inhibition of IRI induced NF-κB activation after exo-srlκB treatment.
(A) Western blot analysis of NF-ĸB p65 expression using kidney nuclear extracts from each experimental mouse group. Nuclear extracts were biochemically isolated from the cytoplasmic fraction, and NF-ĸB p65 and lamin B1 expression were analyzed by Western blotting. IRI-induced activation of NF-ĸB signaling was significantly inhibited by exo-srlĸB treatment before and after surgery. (B) The increased DNA binding activity of NF-ĸB p65 after renal IRI was inhibited by exo-srlĸB treatment before and after surgery. (C) Left: Representative IHC images with NF-κB p65 antibody from each treatment group. Scale bar, 50 μM. Right: Graph showing immunohistochemical detection of NF-ĸB p65 in each experimental group. Treatment with exo-srlĸB decreased NK-ĸB expression compared to the control group (pretreatment 24-h, n=5-8; pretreatment 48 h, n=4-5; post-treatment 24-h, n =5-10; post-treatment 48-h, n=4-11). Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are presented as mean±SD values. **P<0.01, ***P<0.001, comparing exo-naive-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001, when comparing the exo-naive-IRI surgical group and the exo-srIκB-IRI surgical group.
Figure 4. Expression of pro-inflammatory cytokines/chemokines and adhesion molecules is adversely affected by exo-srlĸB treatment locally and systemically.
(A) Whole kidney lysates from each experimental group were subjected to qRT-PCR to measure the expression levels of proinflammatory cytokines, including IL-1β, IL-6, Tnf-α, Ccl2, Ccl5, and Cxcl2. did. The mRNA levels of these genes were significantly increased after IR injury in the kidney, and this effect was alleviated with exo-srlĸB treatment (pretreatment 24-h, n=5-8; pretreatment 48-h, n=4-5; post-treatment) treatment 24-h, n=5-10; post-treatment 48-h, n=4-11). (B) Multiple cytokine studies using sera from each experimental group also showed a similar trend for pro-inflammatory cytokine levels in the post-ischemic mouse group by exo-srIĸB treatment. (C) qRT-PCR data show increased levels of Icam-1 mRNA and significant reduction of Icam-1 mRNA by exo-srlĸB treatment in the post-ischemia exo-naive treatment group. (D) Western blot analysis of whole kidney lysates from each group demonstrated reduced expression of ICAM-1 in IR-injured kidneys with exo-srlĸB treatment. (E) Representative kidney sections showing ICAM-1 IHC staining (left) and graphical representation of ICAM-1 IHC (right), exo-srIĸB treatment reduced ICAM-1 expression in post-ischemic kidneys of C57BL/6J mice. indicates Scale bar, 50 μM (BE: pretreatment 24-h, n=5; pretreatment 48-h, n=4-5; post-treatment 24-h, n=5; post-treatment 48-h, n=3-6). Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are presented as mean±SD values. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, comparing exo-naive-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001, when comparing exo-naive-IRI and exo-srIκB-IRI surgical groups.
Figure 5. Exo-srlκB treatment ameliorates IR-induced renal apoptosis.
(A) Left: Western blot analysis results comparing the expression of cleaved caspase-3 and cleaved PARP protein in the kidneys from each experimental group. Right: Graph representation shows that exo-srlκB treatment lowered cleaved caspase-3 levels and cleaved PARP compared to exo-naive treatment. (B) Left: Representative image of TUNEL staining (FITC label) is shown. Apoptotic cells are green (white arrow) and DAPI was used as counterstaining. Scale bar, 50 μM. Right: Bar graph showing TUNEL positive cells in kidney sections from each group. Exo-srlκB treatment induced fewer apoptotic cells (pretreatment 24-h, n=5, pretreatment 48-h, n=4-5, post-treatment 24-h, n=5, post-treatment 48-h) , n=3-6). Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are expressed as mean±SD values. ***P<0.001, comparing exo-naive-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05, ##P<0.01 and ###P<0.001, when comparing exo-naive-IRI and exo-srIκB IRI surgical groups.
Figure 6. Biodistribution of exosomes after renal ischemia-reperfusion injury.
(a) Experimental schematic of in vivo imaging and exosome delivery. (b) Sequential in vivo imaging of uptake of DiD-labeled exosomes (green) into neutrophils (Ly6G + , red) and macrophages (F4/80 + , blue) in post-ischemic kidneys treated with intravenous exo-srIκB indicates. White arrows indicate DiD-labeled exosomes contained in immune cells. The white dashed line indicates renal epilepsy. (c) Biodistribution of DiD-labeled exosomes (green) in the spleen after renal IRI surgery, exosome uptake from the outer parenchyma into neutrophils (Ly6G + , red) and macrophages (F4/80 + , blue) indicates The elapsed time is displayed. Scale bar, 20 μm.
Figure 7. Exo-srlκB treatment modulates renal immune cell populations after IR-induced AKI.
(A) Mice were sacrificed 24 hours after surgery. KMNCs were enriched using enzymatic digestion, mechanical disruption, and a Percoll density gradient. The total renal cell number determined using this method showed no statistical difference between the experimental groups. (B) Graph representation of flow cytometry revealed a higher proportion of renal CD45 + cells after IRI among isolated kidney cells using enzymatic digestion, mechanical disruption and Percoll density gradient. Exo-srlκB treatment alleviated the post-ischemic surge of renal immune cells. (C) Further staining with additional immune cell markers showed that neutrophils (CD45 + Ly6G + ), pro-inflammatory/anti-inflammatory mononuclear phagocytes (CD45 + Ly6C + /CD45 + F4) in KMNC enriched /80 + ), the frequency of multilineage immune cells, including T cells (CD45 + CD3 + ), also decreased with exo-srIκB treatment in the post-ischemic kidney. (DF) Immunofluorescence studies were performed on post-ischemic kidneys in each experimental group targeting Ly6G, Ly6C and F4/80. A secondary antibody conjugated with Alexa Fluor 647 was used for all immunofluorescence experiments. The data showed a decreased frequency of Alexa Fluor 647 staining cells (white arrows) in the post-ischemic kidney after exo-srlκB treatment, which resulted in fewer neutrophils (Ly6G + ) and exo-srlκB pro/ suggesting the presence of anti-inflammatory mononuclear phagocytes (Ly6C + /F4/80 + ). Proximal tubular cells were stained with LTL (green) and DAPI was used as counterstaining. Scale bar, 50 μM. (n=5 per experimental group). Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are expressed as mean±SD values. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, comparing exo-naive-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05, ##P<0.01, when comparing exo-naive-IRI and exo-srIκB-IRI surgical groups.
Figure 8. Intravenous delivery of exo-srlκB shows similar biological effects compared to intraperitoneal delivery in an ischemic AKI model.
(a) Experimental schematic of renal IRI surgery and exosome delivery. Each group of mice was injected intravenously with 9×10 9 pn of exo-naive, exo-srlκB or PBS 1 hour after reperfusion. Mice were sacrificed 24 or 48 hours after IRI surgery and serum and tissues were collected for further evaluation. (bd) Serum levels of BUN, creatinine, and NGAL between different groups according to treatment type (PBS vs. exo-naive vs. exo-srIκB) and follow-up time points (24-h and 48-h), which is the result of exo-srIκB treatment. Renal protective effect (n=5 per experimental group). (e) Western blot analysis of NF-ĸB p65 expression using kidney nuclear extracts from each experimental mouse group. Nuclear extracts were biochemically isolated from the cytoplasmic fraction, and NF-ĸB p65 and lamin B1 expression were analyzed by Western blotting. IRI-induced activation of NF-ĸB signaling was significantly inhibited by postoperative exo-srlĸB treatment. (f) Elevated DNA binding activity of NF-ĸB p65 after renal IRI was inhibited by postoperative exo-srlĸB treatment. (g) qRT-PCR data show increased levels of Icam-1 mRNA in the post-ischemia exo-naive treatment group and a significant decrease in Icam-1 mRNA with exo-srlĸB treatment. (h) Western blot analysis of total kidney lysates from each group demonstrated reduced expression of ICAM-1 in IR-injured kidneys with exo-srlĸB treatment. Comparisons between groups were assessed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test. Data are expressed as mean±SD values. ns; Not significant, **P<0.01, ***P <0.001. When comparing the PBS-sham and exo-naive-IRI surgical groups. #P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001, when comparing exo-naive-IRI and exo-srIκB-IRI surgical groups.
Fig. 9(1). Generation and Characterization of Engineered Exosomes
(A) Schematic of the DNA construct used for production of super-repressor IκB-loaded exosomes (exo-srlκB) (top). Schematic showing the fusion protein and proposed activity (bottom). (B) Morphological characterization of exo-naive and exo-srIκB via transmission electron microscopy (TEM). (C) HEK293T cells stably expressing mCherry or srlKB and exosomes from these HEK293T cells were lysed and immunoblotted for the indicated proteins.
Fig. 10(2). Protective effect of exo-srIκB in endotoxemia and cecal ligation and perforation (CLP)-induced sepsis
(A) Survival curves of phosphate buffered saline (PBS)-treated, exo-naive and exo-srlκB-treated sepsis mice. Lipopolysaccharide (LPS) C57BL/6 mice (n=5-6/group), LPS BALB/c mice (n=10/group) and CLP C57BL/6 mice (n=14-15/group). **p<0.01, *p<0.05 compared to PBS-treated sepsis group. (B) Levels of tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin (IL)-6, IL-1β and CCL4/macrophage inflammatory protein (MIP)-1β in plasma of exosome-treated mice after LPS injection or CLP Measured at 24 hours. **p<0.01, *p<0.05 compared to PBS-treated sepsis group. † p <0.05 compared to exo-naive treated sepsis group. (C) Representative images of cortical tubular cells of kidney sections from sham, CLP with PBS, CLP with exo-naive, CLP with exo-srlκB, normal brush edge (*) or brush edge of the proximal canal loss (○); chromatin condensation (white arrow); exposed basement membrane (white arrowheads); vacuolation (yellow arrow); Scale bar, 100 μM. (D) Pathological kidney injury scores of representative kidney samples from each group. *p<0.05 compared to PBS treated sepsis group. †p<0.05 compared to exo-naive treated sepsis group.
Fig. 11(3). Biodistribution of exosomes in LPS-injected mice
(A) In vivo imaging of mCLING-labeled exosomes (red) uptake into neutrophils (LysM gfp/+ , green; Ly6G + , blue) in the liver of sham mice. (B) Representative time-lapse imaging of mCLING-labeled exosomes (red) inside Ly6G + neutrophil cells (green) of the liver in LPS-treated C57BL/6 mice. (C) Sequential images of the flow of mCLING-labeled exosomes (red) inside the spleen of sham and LPS-treated LysM GFP/+ mice. The elapsed time is displayed. magenta, autofluorescence; Scale bar, 50 μm.
Fig. 12(4). Inhibitory effect of exo-srlκB on nuclear factor-kappa-B (NF-κB) signaling in vitro
(A) HEK293-NF-κB-luciferase cells (2×10 4 cells) were cultured with exo-naive or exo-srIκB 2×10 5 particles. After 24 h, cells were treated with 0.5 ng/ml TNF-α for an additional 18 h. Luciferase activity was measured and normalized. (B) Exo-srIκB dose-dependently inhibited NF-κB activation in NF-κB-luciferase cells. (C) THP-1 cells (5×10 5 cells) were stimulated with 1 μg/ml LPS and treated with exo-srlκB 5×10 6 particles. Supernatants were collected and assayed for production of TNF-α and monocyte chemoattractant protein (MCP)-1. JSH-23 (50 μM) was used as a positive control. **p<0.01 (D) Immunofluorescence of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) incubated with mCLING-labeled exo-srIκB. Representative images are presented. The nucleus was labeled with Hoechst. (E) HUVECs were stimulated with 300 ng/ml LPS for 24 h. Cells were harvested as single cell suspensions and evaluated via flow cytometry using specific phycoerythrin (PE)-conjugated antibodies to human intercellular cell adhesion molecule (ICAM)-1.
13 (S1). Exosome characterization
(A) Schematic of the procedure used to generate engineered exosomes. (B) Representative graph of nanoparticle tracking analysis (NTA) demonstrating similar size distribution in diluted samples of exo-naive, exo-mCherry and exo-srlκB.
14 (S2). Inhibitory effect of exo-srIκB in a mouse model of sepsis
(A) Body temperature changes were monitored after injection of indicated exosomes in wild-type and LPS-treated C57BL/6 mice. **p<0.01 compared to PBS treated LPS group. (B) Representative of renal cortical regions in sections from C57BL/6 (top panel) and BALB/c (bottom panel) mice treated with LPS and PBS (left), exo-naive (middle) and exo-srlκB (right). image. Normal bristle edge of the proximal canal (*) or loss of bristle edge (○); chromatin condensation (red arrow); exposed basement membrane (red arrow); vacuolation (blue arrow); Scale bar, 100 μM. (C) Comparison of the number of infiltrated Ly6G + cells in each organ between exo-naive and exo-srlκB treated groups of LPS-induced sepsis mice. (D) Levels of IL-10 were measured in the plasma of septic mice treated with PBS-, exo-naive- and exo-srlκB. NS, not significant.
15 (S3). Biodistribution of exosomes in mice with or without LPS challenge
(A) Analysis of mCLING-labeled exosomes detected in the kidney using an in vivo imaging system after intravenous administration of LPS.
16 (S4). Inhibitory effect of exo-srIκB on LPS-induced inflammatory response in HUVECs
(A) HUVECs (7×10 4 cells) were incubated with exo-srlκB 1×10 7 particles for 24 h, followed by stimulation with 36 ng/ml LPS. After 24 hours, the supernatant was collected and the production of IL-8 (left) and MCP-1 (right), respectively, was analyzed. JSH-23 (50 μM) was used as a positive control. ***p<0.001 compared to dimethyl sulfoxide (DMSO). #p<0.05 compared to cells treated with LPS alone. (B) HUVECs were pretreated with exo-srlκB for 24 h, followed by LPS stimulation at 36 ng/ml for 1 h. Western blotting was used to assess protein levels of p65 and IκBα. GAPDH and histone H3 (HH3) were used as endogenous controls for cytoplasmic cell lysate and nuclear fraction, respectively (left). Binding of nuclear NF-κB to its target DNA sequence, 5′-GGGACTTTCC-3′, was determined via enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) (right).
17-20. Protective effect of exo-srlκB on lung injury in LPS-induced sepsis.
17 shows: (1) alveoli; (2) capillary; (3) neutrophils; (4) alveolar macrophages; (5) congestion; (6) bleeding; (7) H&E staining showing necrosis is shown.
18 depicts survival curves of sham, naïve exosomes, exo-srlκB treated sepsis mice.
19 depicts the levels of TNF-α in plasma of exo-srlκB-treated sepsis mice.
20 depicts H&E staining showing (1) central vein and (2) infiltration of immune cells.

본 개시 내용은 EXPLOR 기술[참조: Yim et al., Nature Communications 7, 12277 (2016)]를 제공하고, 이는, 허혈성 AKI 과정에 미치는 이들의 영향을 평가하기 위해, srIĸB를 엑소솜에 로딩하고 엑소-srIĸB를 전신적으로 전달하기 위해 사용되었다. 2개의 재조합 단백질, CIBN-EGFP-CD9 및 srIĸB-mCherry-CRY2를 생산한 인간 배아 신장(HEK) 293T 세포주를, 청색광 조명을 사용하여 CRY2 및 CIBN의 일시적 도킹을 유도함으로써 srIĸB 함유 엑소솜(엑소-srIĸB)을 생산하기 위해 사용했다(도 1A). 대조군 엑소솜(엑소-나이브)은 무손상 HEK293T 세포에서 생성했다. 결과는, 광유전학적으로 조작된 엑소솜이 치료제로 활용될 수 있고, 엑소-srIĸB가 면역 반응 조절 및 아폽토시스를 통해 IR-유도된 신장 손상을 경감시킬 수 있음을 확인했다.The present disclosure provides the EXPLOR technology (Yim et al., Nature Communications 7, 12277 (2016)), which, in order to evaluate their effect on the ischemic AKI process, loaded srIĸB into exosomes and exosomes -srIĸB was used for systemic delivery. The human embryonic kidney (HEK) 293T cell line, which produced two recombinant proteins, CIBN-EGFP-CD9 and srIĸB-mCherry-CRY2, was transformed into srIĸB-containing exosomes (exo-) by inducing transient docking of CRY2 and CIBN using blue light illumination. srIĸB) was used to produce (Fig. 1A). Control exosomes (exo-naive) were generated in intact HEK293T cells. The results confirmed that optogenetically engineered exosomes can be utilized as therapeutic agents, and that exo-srIĸB can alleviate IR-induced kidney damage through immune response modulation and apoptosis.

본 개시 내용(특히 특허청구의 범위의 문맥에서)을 설명하는 맥락에서 사용되는 용어 단수 표현("a", "an", "the") 및 유사한 지시어는, 본원에서 달리 명시되거나 문맥에 의해 모순되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본원에서 값의 범위를 인용하는 것은, 단지 범위 내에 있는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 단축 방법으로 기능하는 것으로 단순히 의도된다. 본원에서 달리 지시되지 않는 한, 각각의 개별 값은, 각각이 본원에서 개별적으로 언급된 것과 같이 본 명세서에 도입된다. 본원에 기재된 모든 방법은, 본원에서 달리 지시되거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 예 또는 예시적 언어(예: "예를 들면")의 사용은, 단지 본 개시 내용을 보다 잘 설명하기 위한 것이며, 달리 청구된 개시 내용의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서의 어떤 언어도, 본 개시 내용의 실시에 필수적인 임의의 비청구 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 된다.The terms singular expressions ("a", "an", "the") and similar referents used in the context of describing the present disclosure (especially in the context of the claims), as otherwise specified herein or contradicted by context Unless otherwise stated, it should be construed to include both the singular and the plural. Recitation of a range of values herein is merely intended to serve as a shorthand method of referring individually to each individual value within the range. Unless otherwise indicated herein, each individual value is incorporated herein as if each were individually recited herein. All methods described herein can be performed in any suitable order unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by context. The use of any and all examples or illustrative language (eg, “for example”) provided herein is merely to better illuminate the disclosure and does not limit the scope of the otherwise claimed disclosure. No language in this specification should be construed as indicating any non-claimed element essential to the practice of this disclosure.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은, 예를 들면, 뉴클레오티드 서열의 길이, 오차 정도, 치수, 조성물 중의 성분 양, 농도, 용적, 프로세스 온도, 프로세스 시간, 수율, 유속, 압력 및 이와 유사한 값 및 이의 범위의 변형을 의미하고, 예를 들면, 화합물, 조성물, 농축물 또는 사용 제형을 제조하기 위해 사용되는 전형적 측정 및 취급 절차를 통해; 이 절차에서 부주의한 오류를 통해; 이들 방법을 수행하기 위해 사용되는 출발 물질 또는 성분의 제조, 공급원 또는 순도의 차이를 통해; 및 고려 사항 등을 통해 발생할 수 있는 수량의 변동을 지칭한다. 용어 "약"은 또한, 예를 들면, 특정 초기 농도 또는 혼합물을 갖는 조성물, 제형 또는 세포 배양물의 노화로 인해 상이한 양, 및 특정 초기 농도 또는 혼합물을 갖는 조성물 또는 제형의 혼합 또는 처리로 인해 상이한 양을 포함한다. 용어 "약"에 의해 수정되더라도, 첨부된 특허청구범위는 이러한 양에 대한 등가물을 포함한다. 용어 "약"은, 언급된 기준 값과 유사한 값의 범위를 추가로 지칭할 수 있다. 특정 실시형태에서, 용어 "약"은 언급된 기준 값의 50, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% 이하에 속하는 값의 범위를 지칭한다. As used herein, the term “about” refers to, for example, the length, degree of error, dimension, amount of a component in the composition, concentration, volume, process temperature, process time, yield, flow rate, pressure, and the like of a nucleotide sequence, for example, of a nucleotide sequence. Variations in values and ranges thereof are meant, for example, through typical measurement and handling procedures used to prepare compounds, compositions, concentrates or formulations for use; through careless errors in this procedure; through differences in the preparation, source or purity of the starting materials or components used to carry out these methods; and a change in quantity that may occur through considerations, etc. The term "about" also includes, for example, a different amount due to aging of a composition, formulation or cell culture having a certain initial concentration or mixture, and an amount different due to mixing or processing of a composition or formulation having a certain initial concentration or mixture. includes Although modified by the term “about,” the appended claims include equivalents to these quantities. The term “about” may further refer to a range of values similar to the stated reference value. In certain embodiments, the term “about” refers to a range of values that fall within 50, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1% or less of the stated reference value.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "대상체"는, 인간 또는 비인간 동물(예, 마우스, 래트, 래빗, 개, 고양이, 소, 돼지, 양, 말 또는 영장류)를 지칭한다. As used herein, the term “subject” refers to a human or non-human animal (eg, mouse, rat, rabbit, dog, cat, cow, pig, sheep, horse or primate).

AKIAKI

NF-ĸB 신호 전달에 의한 면역 반응은 AKI에 관여할 수 있고, 엑소-srIĸB는 패혈증으로 인한 신장 손상에서 신장 손상을 개선하는 효과를 발휘할 수 있다. 본원의 일부 실시예에서는, 억제제의 투여가 허혈성 AKI 과정을 경감시킬 수 있는지의 여부를 평가했다. 본원의 실시예에서는 EXPLOR 기술을 사용하여 IRI 수술 전후에 SrIĸB를 마우스에 전달하고, 그 결과를 대조군과 비교했다. 그 결과, 엑소-srIĸB-처리된 마우스는, 대조군 그룹과 비교하여, 보다 낮은 수준의 혈청 BUN 및 크레아티닌 수치를 나타냈고, 이에 의해 IR-유도된 AKI로부터 예방 및 치료 효과를 발휘함을 확인했다. 한편, 엑소-srIĸB의 투여가 신장의 NF-ĸB 신호에 국소적으로 영향을 미치는지의 여부를 확인한 결과, 엑소-srIĸB는, 대조군 그룹과 비교하여, NF-ĸB의 핵 전좌 및 핵 결합 활성을 현저히 감소시키는 것으로 밝혀졌다. NF-ĸB 경로는 면역 반응 프로세스에서 중요한 역할을 할 수 있다. 엑소-srIĸB 치료 그룹과 대조군 그룹, IL-1β, IL-6에서 Pan-염증성 사이토카인/케모카인의 유전자 발현을 비교한 결과, CCL2, CCL5, CXCL2 및 TNF-α를 포함한 다수의 염증 매개인자의 현저한 감소가 확인되었다. 마지막으로, 본원의 실시예에서는, NF-ĸB 억제제 처리가 신장 면역 세포 모집단에 영향을 미치는지의 여부를 비교하기 위해 유세포 분석을 수행했으며, 호중구, 단핵구/대식세포 및 T 세포를 포함한 다중 면역 세포 모집단의 빈도가 현저하게 감소하는 것으로 관찰되었다. Immune response by NF-ĸB signaling may be involved in AKI, and exo-srIĸB may exert the effect of ameliorating renal damage in sepsis-induced renal damage. In some examples herein, it was evaluated whether administration of an inhibitor could alleviate the ischemic AKI process. In the example of the present application, SrIĸB was delivered to mice before and after IRI surgery using EXPLOR technology, and the results were compared with the control group. As a result, it was confirmed that exo-srlĸB-treated mice showed lower serum BUN and creatinine levels compared to the control group, thereby exerting prophylactic and therapeutic effects from IR-induced AKI. On the other hand, as a result of confirming whether the administration of exo-srIĸB locally affects the renal NF-ĸB signal, exo-srIĸB significantly improved the nuclear translocation and nuclear binding activity of NF-ĸB, compared to the control group. has been found to decrease The NF-ĸB pathway may play an important role in immune response processes. Comparison of the gene expression of Pan-inflammatory cytokines/chemokines in the exo-srIĸB treatment group and the control group, IL-1β, and IL-6, showed that a significant number of inflammatory mediators, including CCL2, CCL5, CXCL2 and TNF-α, were A decrease was confirmed. Finally, in the examples herein, flow cytometry was performed to compare whether NF-ĸB inhibitor treatment affects renal immune cell populations, and multiple immune cell populations including neutrophils, monocytes/macrophages and T cells. was observed to decrease significantly.

IRI는 염증성 캐스케이드 및 산화 스트레스를 유도하고, 사이토카인 폭풍을 유발하고, 아폽토시스 및 인접 조직에 대한 구조적 손상을 유도한다. NF-ĸB 신호전달 경로는 IRI 자극, 특히 저산소증/재관류의 초기 단계 동안 손상된 세포로부터의 높은 수준의 신속한 반응으로 세포 생존 및 염증을 조절할 수 있다. 예를 들면, 이동성 그룹 box 1(HMGB1), 열 충격 단백질(HSP) 및 병원체/손상 연관된 분자 패턴(PAMP/DAMP) 등의 다수의 내인성 인자가 방출된다. 이들 내인성 분자는 IL-1R 등의 Toll-유사 수용체(TLR) 및 패턴 인식 수용체(PRP)를 자극할 수 있다. TLR 및 IL-1R은 동일한 세포 내 도메인을 공유하고, 억제 단백질 IĸB 잔기를 인산화화하고, IĸB 키나제(IKK)를 활성화하고, 이는 궁극적으로 프로테아좀에 의한 IĸB의 분해를 유도한다. 이 프로세스는, 헤테로이량체(예: p50/p65)가 세포질로부터 핵으로 이동하는 것을 가능하게 하고, 이는 DNA에 결합하고, TNF-α, IL-1, IL-6 및 IL-8을 포함한 염증성 매개인자의 전사를 촉진하고, NF-ĸB 신호전달을 가속화한다. 이 염증유발성 캐스케이드는, 아폽토시스를 유도하고 IRI에 노출된 신관 세포에서 백혈구 이동/활성화 촉진함으로써 주변 미세환경을 조절할 수 있다. 본 개시 내용의 허혈성 AKI 모델은 또한 NF-ĸB 신호전달의 활성화를 유도할 수 있고, 이는 거짓 수술 그룹과 비교하여 신장 면역 세포 모집단에 유의적으로 영향을 미치는 다수의 염증성 사이토카인/케모카인 유전자의 발현을 유도한다. 최근 연구에는, TLR 길항제, 사이토카인 길항제, IKK 복합체 길항제, 프로테아좀 억제제, 특정 NF-ĸB 복합체에 특이적인 디코이 올리고데옥시뉴클레오티드(ODN), 및 다양한 기관에서 Rel 단백질 번역을 억제하는 ODN이 포함된다. 이는, 다양한 약리학적 억제제를 사용하여 NF-ĸB 신호전달을 억제함으로써 IRI에서 NF-ĸB를 차단하는 효과를 나타낸다. 세린 잔기 32 및 36에 돌연변이를 갖는 IĸBα 단백질은 인산화되지 않고, 따라서 세포질에서 NF-ĸB와의 다량체로서 존재하고, 분해되지 않기 때문에, NF-ĸB 핵 전좌(translocation)를 보류(holding)한다. 이 비분해성 IĸBα, 소위 슈퍼-리프레서 IĸBα(srIĸB)는 아폽토시스를 유도하여 항-종양 효과를 갖는 것으로 공지되어 있다.IRI induces inflammatory cascades and oxidative stress, triggers a cytokine storm, and induces apoptosis and structural damage to adjacent tissues. The NF-ĸB signaling pathway can regulate cell survival and inflammation with high levels of rapid response from damaged cells during IRI stimulation, particularly the early stages of hypoxia/reperfusion. For example, a number of endogenous factors are released, including mobility group box 1 (HMGB1), heat shock protein (HSP) and pathogen/damage associated molecular patterns (PAMP/DAMP). These endogenous molecules can stimulate Toll-like receptors (TLRs) such as IL-1R and pattern recognition receptors (PRPs). TLR and IL-1R share the same intracellular domain, phosphorylate inhibitory protein IĸB residues, and activate IĸB kinase (IKK), which ultimately leads to degradation of IĸB by the proteasome. This process allows heterodimers (eg, p50/p65) to migrate from the cytoplasm to the nucleus, which binds to DNA and mediates inflammatory mediation including TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-8. It promotes factor transcription and accelerates NF-ĸB signaling. This proinflammatory cascade may modulate the surrounding microenvironment by inducing apoptosis and promoting leukocyte migration/activation in renal cells exposed to IRI. The ischemic AKI model of the present disclosure is also able to induce activation of NF-ĸB signaling, which significantly affects the renal immune cell population compared to the sham surgery group. Expression of multiple inflammatory cytokine/chemokine genes induce Recent studies have included TLR antagonists, cytokine antagonists, IKK complex antagonists, proteasome inhibitors, decoy oligodeoxynucleotides (ODNs) specific for specific NF-ĸB complexes, and ODNs that inhibit Rel protein translation in various organs. do. This shows the effect of blocking NF-ĸB in IRI by inhibiting NF-ĸB signaling using various pharmacological inhibitors. The IĸBα protein with mutations at serine residues 32 and 36 is not phosphorylated and thus holds NF-ĸB nuclear translocation because it exists as a multimer with NF-ĸB in the cytoplasm and is not degraded. This non-degradable IĸBα, the so-called super-repressor IĸBα (srIĸB), is known to induce apoptosis and thus have anti-tumor effects.

본 개시 내용에서, 엑소-srIĸB의 치료 효과는 급성 신염을 나타내는 신장 IRI 모델에서 제시된다. 엑소-srIĸB는, 백혈구 이동/활성화를 제한할 수 있는 염증유발성 매개인자의 생산을 하향-조절하고 염증 세포의 조기 아폽토시스를 유도하여 염증 단계의 조기 종결을 유도함으로써 AKI의 프로세스를 조절한다. 본 개시 내용에서, 엑소-srIĸB의 투여는 신장 내 면역 세포 모집단의 빈도에만 영향을 미치고, 비장 내 면역 세포 모집단의 빈도에는 영향을 미치지 않음을 확인했다. 이러한 결과는, 엑소-srIĸB가 세포 증식을 선택적으로 억제하거나, 신장 상주 면역 세포에서 아폽토시스를 촉진한다는 것을 나타낸다. 한편, 엑소-srIĸB의 생체 내 전달은, 손상된 신장으로의 비장 면역 세포의 유출을 차단하는 것으로 해석될 수 있다. 본 개시 내용에서, 엑소-srIĸB는 NF-ĸB 신호의 활성을 억제함으로써 마우스에서 IR-유도된 AKI를 경감시키는 것으로 밝혀졌다. 또한, 엑소-srIĸB의 생체 내 전달은, 염증유발성 유전자의 발현을 감소시키고 호중구, 단핵구/대식세포 및 T 세포를 포함하는 신장 면역 세포 모집단을 감소시킴으로써 신장의 전체 염증 상태를 개선할 수 있다. 따라서, 한 가지 측면에서, 본 개시 내용은, srIκB가 탑재된 엑소솜에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 srIκB가 탑재된 엑소솜에 관한 것이다. 이하, srIκB는 카고 단백질로 표현될 수 있다. In the present disclosure, the therapeutic effect of exo-srlĸB is presented in a renal IRI model representing acute nephritis. Exo-srIĸB regulates the process of AKI by down-regulating the production of pro-inflammatory mediators that can limit leukocyte migration/activation and inducing premature apoptosis of inflammatory cells, leading to premature termination of the inflammatory phase. In the present disclosure, it was confirmed that administration of exo-srIĸB only affected the frequency of the immune cell population in the kidney, but did not affect the frequency of the immune cell population in the spleen. These results indicate that exo-srlĸB selectively inhibits cell proliferation or promotes apoptosis in renal resident immune cells. On the other hand, the in vivo delivery of exo-srIĸB can be interpreted as blocking the outflow of splenic immune cells to the damaged kidney. In the present disclosure, exo-srlĸB was found to alleviate IR-induced AKI in mice by inhibiting the activity of NF-ĸB signaling. In addition, in vivo delivery of exo-srlĸB may improve the overall inflammatory state of the kidney by reducing the expression of pro-inflammatory genes and reducing the renal immune cell population including neutrophils, monocytes/macrophages and T cells. Accordingly, in one aspect, the present disclosure relates to an exosome loaded with srIκB, and more particularly, to an exosome loaded with srIκB represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. Hereinafter, srlκB may be expressed as a cargo protein.

일부 실시형태에서, 본원에 기재된 AKI는 허혈-재관류(IR)-유도된 AKI, 리포폴리사카라이드(LPS)-유도된 AKI 또는 패혈증-유도된 AKI이지만, 이들로 한정되지 않는다. 허혈-재관류(IR)-유도된 급성 신장 손상(AKI)은, 대상체가 전신성 저관류를 앓고 있고 이어서 혈류 및 재-산소화의 회복을 수반하는 경우에 발생할 수 있는 비교적 일반적이지만 중증의 의학적 상태이다. 가장 일반적 임상 예는, 신장 이식 또는 심장 수술을 받은 환자, 및 패혈증, 외상 또는 심근경색을 갖는 환자를 포함한다. 신장 IR 손상(IRI)은 높은 이환율/사망률과 관련이 있고, 심장, 폐 및 간을 포함한 다른 원위 기관에서 기능장애를 유발하는 것으로 공지되어 있다. IR-유도된 AKI에서, 저산소증 및 재관류는 활성 산소 종(ROS)을 생성하고, 이어서 아폽토시스 및 염증을 포함한 캐스케이드 반응, 및 후속적으로 신부전을 발생시킨다. 면역학적 반응은, 신장 IRI 및 수복에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 사이토카인 생산 및 세포 생존을 조절하는 핵 인자(NF)-ĸB 신호전달은 IR-유도된 AKI에 유의적으로 관여하고, 이의 억제는 허혈성 AKI를 완화시킬 수 있다.In some embodiments, the AKI described herein is, but is not limited to, ischemia-reperfusion (IR)-induced AKI, lipopolysaccharide (LPS)-induced AKI, or sepsis-induced AKI. Ischemia-reperfusion (IR)-induced acute kidney injury (AKI) is a relatively common but severe medical condition that can occur when a subject suffers from systemic hypoperfusion followed by restoration of blood flow and re-oxygenation. The most common clinical examples include patients who have undergone kidney transplantation or heart surgery, and patients with sepsis, trauma or myocardial infarction. Renal IR injury (IRI) is associated with high morbidity/mortality and is known to cause dysfunction in other distant organs including the heart, lung and liver. In IR-induced AKI, hypoxia and reperfusion generate reactive oxygen species (ROS) followed by a cascade of responses including apoptosis and inflammation, and subsequently renal failure. Immunological responses can have a significant impact on renal IRI and repair. Nuclear factor (NF)-ĸB signaling, which regulates cytokine production and cell survival, is significantly involved in IR-induced AKI, and its inhibition can alleviate ischemic AKI.

EXPLOR, 외과적으로 조작된 엑소솜 기술을 사용하여, NF-ĸB(엑소-srIĸB)의 엑소솜 슈퍼-리프레서 억제제를 엑소솜에 로딩하고, 본원의 실시예에 제시된 바와 같이 신장 IR 수술 후/전에 B6 WT 마우스에게 투여했다. 결과는 대조군 엑소솜(엑소-나이브) 주사 그룹의 결과와 비교했다. 엑소-srIĸB 처리는, 엑소-나이브 처리 그룹보다 허혈후 마우스에서 보다 낮은 수준의 혈청 혈중 우레아 질소, 크레아티닌 및 호중구 젤라티나제 연관 리포칼린을 초래했다. 엑소-srIĸB의 전신 전달은 허혈후 신장에서 NF-ĸB 활성을 감소시켜 아폽토시스 수준을 저하시켰다. 허혈후 신장은, 대조군과 비교하여, 엑소-srIĸB 처리로 염증유발성 사이토카인 및 부착 분자의 유전자 발현 감소를 나타냈다. 엑소-srIĸB 처리는 또한, 허혈후 신장 면역 세포 모집단에 유의적으로 영향을 미쳐, 대조군과 비교하여 호중구, 단핵구/대식세포 및 T 세포 빈도를 저하시켰다. 따라서, 엑소솜 전달을 통한 NF-ĸB 신호전달의 조절은 IR-유도된 AKI를 포함한 AKI에 대한 신규한 치료 방법으로서 사용될 수 있다.Using EXPLOR, a surgically engineered exosome technology, exosomes are loaded with an exosome super-repressor inhibitor of NF-ĸB (exo-srlĸB) and post-renal IR surgery as shown in the Examples herein/ Previously administered to B6 WT mice. The results were compared with those of the control exosome (exo-naive) injection group. Exo-srlĸB treatment resulted in lower levels of serum blood urea nitrogen, creatinine and neutrophil gelatinase-associated lipocalin in post-ischemic mice than in the exo-naive treatment group. Systemic delivery of exo-srIĸB reduced NF-ĸB activity in the post-ischemic kidney, thereby lowering the level of apoptosis. The post-ischemic kidney showed a decrease in gene expression of proinflammatory cytokines and adhesion molecules with exo-srlĸB treatment, compared with the control group. Exo-srlĸB treatment also significantly affected the post-ischemic renal immune cell population, resulting in lower neutrophil, monocyte/macrophage and T cell frequencies compared to controls. Therefore, modulation of NF-ĸB signaling via exosome delivery can be used as a novel therapeutic method for AKI, including IR-induced AKI.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 엑소솜은, 슈퍼-리프레서(SR) IκB(srIκB, 서열번호 1)로서 불리우는 NF-κB의 생물학적 억제제의 돌연변이 형태를 함유하도록 조작된다[참조: N. Yim et al., Nature Communications 7, 12277 (2016)]. In another embodiment of the present invention, exosomes are engineered to contain a mutant form of a biological inhibitor of NF-κB called super-repressor (SR) IκB (srlκB, SEQ ID NO: 1). See N. Yim et al., Nature Communications 7, 12277 (2016)].

하기 실시예에 제시된 바와 같이, 안정하게 형질감염된 세포에서 엑소솜에 다량의 srIκB의 로딩을 위해, 광유전학적으로 조작된 엑소솜 시스템(EXPLOR)을 사용했다. 하기 실시예는, 정제된 srIκB-로딩된 엑소솜(엑소-srIκBs)의 복강 내 주사가 패혈성 마우스 모델에서 사망률과 전신 염증을 약화시킨다는 것을 확인한다. 형광 염료로 표지된 엑소솜을 사용한 생체분포 연구에서, 엑소-srIκB는 마우스의 비장 및 간에서 주로 호중구에서 및 보다 적은 정도의 단핵구에서 관찰되었다. 더욱이, 실시예는 엑소-srIκB가, 지질 다당류(LPS) 또는 종양 괴사 인자(TNF)-α에 반응하여, 단핵구 THP-1 세포 및 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVEC)에서 염증 반응을 경감시킨다는 것을 확인한다. 이러한 결과는, 엑소-srIκB가 NF-κB 활성화를 억제함으로써 전신성 염증 및 패혈증-유도된 사망으로부터 보호할 수 있음을 확인한다.For the loading of large amounts of srlκB into exosomes in stably transfected cells, as shown in the Examples below, an optogenetic engineered exosome system (EXPLOR) was used. The following example confirms that intraperitoneal injection of purified srIκB-loaded exosomes (exo-srlκBs) attenuates mortality and systemic inflammation in a septic mouse model. In biodistribution studies using fluorescent dye-labeled exosomes, exo-srIκB was observed mainly in neutrophils and to a lesser extent monocytes in the spleen and liver of mice. Moreover, the Examples confirm that exo-srlκB alleviates the inflammatory response in monocyte THP-1 cells and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in response to lipopolysaccharide (LPS) or tumor necrosis factor (TNF)-α. do. These results confirm that exo-srIκB can protect against systemic inflammation and sepsis-induced death by inhibiting NF-κB activation.

본 개시 내용은, 이를 필요로 하는 대상체에서 급성 신장 손상(AKI)을 치료하는 방법으로서, 대상체에게 NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 방법을 제공한다. 일부 실시형태에서, NF-κB의 억제제는 NF-κB 억제 단백질, 이의 단편 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. The present disclosure provides a method of treating acute kidney injury (AKI) in a subject in need thereof, comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor. do. In some embodiments, the inhibitor of NF-κB is selected from the group consisting of NF-κB inhibitory proteins, fragments thereof, and mixtures thereof.

상기 조성물은 엑소솜의 생리학적으로 허용되는 수계 용액 또는 현탁액이다. The composition is a physiologically acceptable aqueous solution or suspension of exosomes.

NF-κB 억제제는 NF-κB 억제 약물, NF-κB 억제 단백질 또는 이의 단편, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. The NF-κB inhibitor is selected from an NF-κB inhibitory drug, an NF-κB inhibitory protein or fragment thereof, or a mixture thereof.

바람직하게는, NF-κB 억제제는 슈퍼-리프레서 IκB, IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, 이들의 돌연변이체(mutant), 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. Preferably, the NF-κB inhibitor is selected from the group consisting of the super-repressors IκB, IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, mutants thereof, and mixtures thereof.

본 개시 내용의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 본 개시 내용의 엑소솜은, 슈퍼-리프레서(SR) IκB(srIκB, 서열번호 1)로 불리우는 NF-κB의 돌연변이 형태의 생물학적 억제제를 함유한다. In another preferred embodiment of the present disclosure, the exosomes of the present disclosure contain a biological inhibitor of a mutant form of NF-κB called super-repressor (SR) IκB (srlκB, SEQ ID NO: 1).

본 개시 내용의 한 가지 실시형태에서, srIκB는, Ala로 치환된 IκB(서열번호 2)의 Ser32 및 Ser36을 갖는다. In one embodiment of the present disclosure, srlκB has Ser32 and Ser36 of IκB (SEQ ID NO: 2) substituted with Ala.

서열번호 1 호모 사피엔스, 슈퍼-리프레서-IκB(srIκB)SEQ ID NO: 1 Homo sapiens, super-repressor-IκB (srlκB)

MFQAAERPQEWAMEGPRDGLKKERLLDDRHDAGLDAMKDEEYEQMVKELQEIRLEPQEVPRGSEPWKQQLTEDGDSFLHLAIIHEEKALTMEVIRQVKGDLAFLNFQNNLQQTPLHLAVITNQPEIAEALLGAGCDPELRDFRGNTPLHLACEQGCLASVGVLTQSCTTPHLHSILKATNYNGHTCLHLASIHGYLGIVELLVSLGADVNAQEPCNGRTALHLAVDLQNPDLVSLLLKCGADVNRVTYQGYSPYQLTWGRPSTRIQQQLGQLTLENLQMLPESEDEESYDTESEFTEFTEDELPYDDCVFGGQRLTLMFQAAERPQEWAMEGPRDGLKKERLLDDRHDAGLDAMKDEEYEQMVKELQEIRLEPQEVPRGSEPWKQQLTEDGDSFLHLAIIHEEKALTMEVIRQVKGDLAFLNFQNNLQQTPLHLAVITNQPEIAEALLGAGCDPELRDFRGNTPLHLACEQGCLASVGVLTQSCTTPHLHSILKATNYNGHTCLHLASIHGYLGIVELLVSLGADVNAQEPCNGRTALHLAVDLQNPDLVSLLLKCGADVNRVTYQGYSPYQLTWGRPSTRIQQQLGQLTLENLQMLPESEDEESYDTESEFTEFTEDELPYDDCVFGGQRLTL

서열번호 2, 호모 사피엔스, IκB-αSEQ ID NO: 2, Homo sapiens, IκB-α

MFQAAERPQEWAMEGPRDGLKKERLLDDRHDSGLDSMKDEEYEQMVKELQEIRLEPQEVPRGSEPWKQQLTEDGDSFLHLAIIHEEKALTMEVIRQVKGDLAFLNFQNNLQQTPLHLAVITNQPEIAEALLGAGCDPELRDFRGNTPLHLACEQGCLASVGVLTQSCTTPHLHSILKATNYNGHTCLHLASIHGYLGIVELLVSLGADVNAQEPCNGRTALHLAVDLQNPDLVSLLLKCGADVNRVTYQGYSPYQLTWGRPSTRIQQQLGQLTLENLQMLPESEDEESYDTESEFTEFTEDELPYDDCVFGGQRLTLMFQAAERPQEWAMEGPRDGLKKERLLDDRHDSGLDSMKDEEYEQMVKELQEIRLEPQEVPRGSEPWKQQLTEDGDSFLHLAIIHEEKALTMEVIRQVKGDLAFLNFQNNLQQTPLHLAVITNQPEIAEALLGAGCDPELRDFRGNTPLHLACEQGCLASVGVLTQSCTTPHLHSILKATNYNGHTCLHLASIHGYLGIVELLVSLGADVNAQEPCNGRTALHLAVDLQNPDLVSLLLKCGADVNRVTYQGYSPYQLTWGRPSTRIQQQLGQLTLENLQMLPESEDEESYDTESEFTEFTEDELPYDDCVFGGQRLTL

서열번호 3 재조합 srIκBα 펩티드 SEQ ID NO: 3 Recombinant srlκBα peptide

DRHDAGLDAMKDEDRHDAGLDAMKDE

일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는, 서열번호 1 또는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성(sequence identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 86% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 87% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 88% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 89% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 91% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 92% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 93% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 94% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 95% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 96% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 97% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 98% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1로 표시된다. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity with SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 86% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 87% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 88% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 89% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 90% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 91% sequence identity with SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 92% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 93% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 94% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 95% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 96% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 97% sequence identity with SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 98% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 99% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In an embodiment, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1.

일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 86% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 87% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 88% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 89% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 91% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 92% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 93% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 94% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 95% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 96% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시예에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 97% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 98% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1로 표시된다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2로 표시된다.In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 86% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 87% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 88% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 89% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 90% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 91% sequence identity with SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 92% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 93% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 94% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 95% sequence identity with SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 96% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 97% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 98% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 99% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO:2.

본 개시 내용의 특정 실시형태에서, 엑소솜은, 광-특이적 결합 단백질(photo-specific binding protein)을 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 광-특이적 결합 단백질은, 조사시에 서로 가역적으로 상호작용하는 제1 광-특이적 결합 단백질 및/또는 제2 광-특이적 결합 단백질을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 엑소솜 특이적 마커에 접합하여 제1 융합 단백질(융합 단백질 I)을 형성한다. 일부 실시형태에서, 제2 광-특이적 결합 단백질은 NF-κB 억제 단백질에 접합하여 제2 융합 단백질(융합 단백질 II)을 형성한다. 일부 실시형태에서, 융합 단백질 I 및 융합 단백질 II는, 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질을 통해 가역적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은, 엑소솜의 내측을 향한 방향으로 위치되도록 엑소솜 특이적 마커에 접합된다.In certain embodiments of the present disclosure, the exosome further comprises a photo-specific binding protein. In some embodiments, the photo-specific binding protein comprises a first photo-specific binding protein and/or a second photo-specific binding protein that reversibly interact with each other upon irradiation. In some embodiments, the first light-specific binding protein conjugates to an exosome specific marker to form a first fusion protein (fusion protein I). In some embodiments, the second light-specific binding protein is conjugated to an NF-κB inhibitory protein to form a second fusion protein (fusion protein II). In some embodiments, fusion protein I and fusion protein II are reversibly linked via a first photo-specific binding protein and a second photo-specific binding protein. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker such that it is positioned in an inwardly directed direction of the exosome.

추가의 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질은, CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY 또는 PHR을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 그룹으로부터 선택된다. In a further embodiment, the first photo-specific binding protein and the second photo-specific binding protein are from the group including but not limited to CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY or PHR. is chosen

추가의 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CIB 또는 CIBN이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CRY 또는 PHR이거나; 제1 광-특이적 결합 단백질은 CRY 또는 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIB 또는 CIBN이다. In a further embodiment, the first photo-specific binding protein is CIB or CIBN and the second photo-specific binding protein is CRY or PHR; The first photo-specific binding protein is CRY or PHR and the second photo-specific binding protein is CIB or CIBN.

추가의 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PhyB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PIF이거나, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PIF이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PhyB이다. In a further embodiment, the first photo-specific binding protein is PhyB, the second photo-specific binding protein is PIF, or the first photo-specific binding protein is PIF, and the second photo-specific binding protein is PhyB.

추가의 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 GIGANTEA이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 FKF1이거나, 제1 광-특이적 결합 단백질은 FKF1이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 GIGANTEA이다. In a further embodiment, the first light-specific binding protein is GIGANTEA, the second light-specific binding protein is FKF1, or the first light-specific binding protein is FKF1, and the second light-specific binding protein is is GIGANTEA.

일부 실시형태에서, 엑소솜의 특이적 마커는, CD9, CD63, CD81 또는 CD82을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 그룹으로부터 선택된다. 추가의 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD9이다. 추가의 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD63이다. 추가의 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD81이다. 추가의 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD82이다. In some embodiments, the specific marker of an exosome is selected from the group including, but not limited to, CD9, CD63, CD81 or CD82. In a further embodiment, the exosome specific marker is CD9. In a further embodiment, the exosome specific marker is CD63. In a further embodiment, the exosome specific marker is CD81. In a further embodiment, the exosome specific marker is CD82.

일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 75nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 75nm 내지 약 100nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 100nm 내지 약 125nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 125nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 150nm 내지 약 175nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 175nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는다. 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150 이상의 직경 및/또는 약 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200 이하의 직경을 갖는다.In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 50 nm and about 200 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 75 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter of about 75 nm to about 100 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 100 nm and about 125 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 125 nm and about 150 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 150 nm and about 175 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 175 nm and about 200 nm. In an embodiment, the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 150 nm. In some embodiments, the exosomes are about 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150 greater than or equal to about 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200 or less in diameter.

모든 세부 사항을 기재하지 않고서, 미국 특허 제10702581호 및 한국 특허 제10-2100420호의 내용은, 본 개시 내용의 NF-κB 억제제를 함유하는 엑소솜을 제조하기 위한 조성물 및 방법을 제공하기 위해 참조에 의해 본원에 도입된다. Without setting forth all details, the contents of US Patent No. 10702581 and Korean Patent No. 10-2100420 are incorporated by reference to provide compositions and methods for making exosomes containing the NF-κB inhibitor of the present disclosure. introduced herein by

본 개시 내용은 또한, 치료학적 유효 약물의 지속 방출을 제공하지만, 종래의 지속 효과는 치료제의 반복 투여를 필요로 한다. Although the present disclosure also provides sustained release of a therapeutically effective drug, conventional sustained effects require repeated administration of the therapeutic agent.

본 개시 내용은 또한, NF-κB 억제제를 담지하는 세포 외 소포(엑소솜) 및 약제학적으로 허용되는 담체 또는 담체들을 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다.The present disclosure also provides an extracellular vesicle (exosome) carrying an NF-κB inhibitor and a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier or carriers.

IR-유도된 AKI의 병태생리학을 이해하는데 있어서 최근의 주목할만한 진보에도 불구하고, 허혈성 AKI를 치료하기 위한 임상적 효능 및 안전성이 입증된 약물은 개발되지 않았고; 따라서 관련 사망률 및 이환율 수준이 중요하다. NF-ĸB 신호전달은 IR-유도된 AKI의 과정에 깊이 관여하기 때문에, 엑소솜을 사용한 NF-ĸB 억제제의 전신 전달이 허혈성 AKI 과정을 경감시킬 수 있는지를 평가했다. EXPLOR 기술을 사용하여 광학적으로 제어된 엑소솜의 생합성을 통해, 엑소-srIĸB를 IRI 수술 전후에 마우스에 전달하고, 결과를 대조군 그룹의 결과와 비교했다. 그 결과는, 엑소-srIĸB 처리를 제공받은 마우스 그룹이 IR-유도된 AKI로부터 보호되었음을 나타냈고; 이는, 대조군 그룹보다 양호한 생화학적 및 조직학적 결과를 나타냈다. 엑소-srIĸB의 전신 전달은 허혈후 신장에서 NF-ĸB 신호전달을 억제했고, 이는 염증유발성 사이토카인/케모카인 및 부착 분자의 발현을 감소시키고, 아폽토시스를 경감시켰다. 마지막으로, NF-ĸB 처리는 신장 면역 세포 모집단에 영향을 미쳤고, 유세포 분석 및 면역형광 분석을 통해, 호중구, 단핵구/대식세포 및 T 세포를 포함한 복수 면역 세포 모집단 빈도의 현저한 감소가 관찰되었다.Despite recent remarkable advances in understanding the pathophysiology of IR-induced AKI, no drug has been developed that has demonstrated clinical efficacy and safety to treat ischemic AKI; Therefore, the relevant mortality and morbidity levels are important. Because NF-ĸB signaling is deeply involved in the process of IR-induced AKI, we evaluated whether systemic delivery of NF-ĸB inhibitors using exosomes could alleviate the ischemic AKI process. Through optically controlled biosynthesis of exosomes using EXPLOR technology, exo-srIĸB was delivered to mice before and after IRI surgery, and the results were compared with those of the control group. The results indicated that the group of mice receiving exo-srlĸB treatment was protected from IR-induced AKI; It showed better biochemical and histological results than the control group. Systemic delivery of exo-srlĸB inhibited NF-ĸB signaling in the post-ischemic kidney, which reduced the expression of pro-inflammatory cytokines/chemokines and adhesion molecules, and alleviated apoptosis. Finally, NF-ĸB treatment affected the renal immune cell population and, through flow cytometry and immunofluorescence analysis, a significant decrease in the frequency of multiple immune cell populations including neutrophils, monocytes/macrophages and T cells was observed.

IRI의 초기 과정에서, 염증유발성 캐스케이드 및 산화 스트레스는 NF-ĸB 경로 활성화를 초래하고, 이어서 세포 생존 및 염증의 조절을 유도한다. 저산소증/재관류의 초기 단계에서 높은 이동성 그룹 box 1, 열 충격 단백질 및 병원체-/손상-연관된 분자 패턴을 포함한 복수의 내인성 인자가 방출되고, 이러한 분자는 Toll 유사 수용체(TLR) 및 인터류킨-1 수용체(IL-1R) 등의 패턴 인식 수용체를 자극한다. 이 프로세스는 이후에 IĸB 키나제(IKK)를 활성화시켜 프로테아좀에 의한 IĸB 분해를 유도한다. 이어서, 헤테로이량체(예: p50/p65)는 사이토졸에서 핵으로 이동하고, 이들은 TNF-α, IL-1, IL-6 및 IL-8을 포함한 염증 매개인자의 전사를 촉진하고, 또한 NF-ĸB 신호전달을 추가로 촉진한다. 이들 염증유발성 캐스케이드는, IRI에 제공된 세뇨관 세포에서 아폽토시스를 유도하고 백혈구 이동/활성화를 촉진시킴으로써 주변 미세환경을 조절한다. 본 실험적 허혈성 AKI 모델은, 신장 IRI 후의 NF-ĸB 신호전달의 활성화를 재현할 수 있고, 이는 신장 면역 세포 모집단에 유의적으로 영향을 미치는 다발성 염증성 사이토카인/케모카인 및 조직 아폽토시스의 증가된 발현을 유도할 수 있다.In the early course of IRI, pro-inflammatory cascades and oxidative stress lead to NF-ĸB pathway activation, which in turn leads to regulation of cell survival and inflammation. In the early stages of hypoxia/reperfusion, multiple endogenous factors are released, including high mobility group box 1, heat shock proteins and pathogen-/injury-associated molecular patterns, and these molecules are Toll-like receptors (TLRs) and interleukin-1 receptors ( IL-1R) and other pattern recognition receptors. This process then activates IĸB kinase (IKK), which induces IĸB degradation by the proteasome. Heterodimers (e.g., p50/p65) then migrate from the cytosol to the nucleus, where they promote transcription of inflammatory mediators including TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-8, and also NF- It further promotes ĸB signaling. These proinflammatory cascades regulate the surrounding microenvironment by inducing apoptosis in tubular cells presented to IRI and promoting leukocyte migration/activation. This experimental ischemic AKI model can reproduce the activation of NF-ĸB signaling after renal IRI, which induces increased expression of multiple inflammatory cytokines/chemokines and tissue apoptosis that significantly affect renal immune cell populations can do.

최근 실험 연구는, TLR 길항제, 사이토카인 길항제(33), IKK 복합체 길항제, 프로테아좀 억제제 및 다양한 기관에서 특정 NF-ĸB 복합체에 특이적인 디코이 올리고데옥시뉴클레오티드를 포함하여, NF-ĸB 신호전달의 선택적 약리학적 억제제를 사용하여, IRI에 대한 NF-ĸB 차단의 효과에 관한 보다 상세한 증거를 나타냈다. srIĸB는, 세린 잔기 32 및 36에 돌연변이를 갖는 비-분해성 IĸBα 단백질이다. 이 단백질은 NF-ĸB 핵 전좌 및 후속 NF-ĸB 신호전달을 방지한다. srIĸB는, 호중구 침윤 및 폐 부종을 감소시켜 폐 IRI 모델에서 보호 효과를 입증하고, 또한 화학저항성을 감소시켜 항-종양 효과를 갖는 것으로 공지되어 있다. 그러나, 신장 손상의 과정에서 srIĸB 처리의 효과는 완전히 평가되지 않았다. 생명공학 엑소솜을 벡터로서 사용함으로써, 최 등(Choi et al)은, 최근 패혈성 AKI 모델에서 srIĸB 처리의 치료적 이점을 나타냈다. 하기 실시예는 또한, 신장 IRI 모델에서 엑소-srIĸB 처리의 보호 효과를 입증하고, 다양한 유형의 AKI에서 엑소솜을 통해 srIĸB 전달의 치료적 잠재력을 확장한다.Recent experimental studies have investigated the effects of NF-ĸB signaling, including TLR antagonists, cytokine antagonists (33), IKK complex antagonists, proteasome inhibitors, and decoy oligodeoxynucleotides specific for specific NF-ĸB complexes in various organs. Using selective pharmacological inhibitors, more detailed evidence was presented regarding the effect of NF-ĸB blockade on IRI. srlĸB is a non-degradable IĸBα protein with mutations at serine residues 32 and 36. This protein prevents NF-ĸB nuclear translocation and subsequent NF-ĸB signaling. srlĸB is known to have a protective effect in the lung IRI model by reducing neutrophil infiltration and pulmonary edema, and also to have anti-tumor effects by reducing chemo-resistance. However, the effect of srIĸB treatment on the course of renal injury has not been fully evaluated. By using bioengineered exosomes as vectors, Choi et al recently demonstrated the therapeutic benefit of srIĸB treatment in a septic AKI model. The following example also demonstrates the protective effect of exo-srlĸB treatment in a renal IRI model and expands the therapeutic potential of srIĸB delivery via exosomes in various types of AKI.

염증 프로세스 조절은, 허혈성 AKI의 분야에서 중요한 치료적 고찰이었다. 비장절제술 및 항-TNF-α 제제, 인플릭시맙의 사용은, 염증성 사이토카인 발현 및 대식세포/단핵구 축적을 저하시켜 실험적 허혈성 AKI 모델에서 보호 효과를 나타냈다. 백혈구 및 대식세포의 이동을 억제하는 것은 신장 기능을 보존하고, 세포 사멸을 경감시켰다. 제공된 예는, 엑소-srIĸB 처리가 염증유발성 사이토카인/케모카인 및 접착 분자의 발현을 하향조절하고, 아폽토시스를 감소시키며, IR-손상된 신장에서 다계통 면역 세포 축적을 경감시킨다는 것을 나타냈다. 이러한 결과는, 엑소-srIĸB가 염증유발성 캐스케이드 하향조절을 통해 허혈성 AKI의 과정을 변형시켜, 후속 백혈구 이동/활성화를 제한하고 아폽토시스를 방지한다는 것을 시사한다.Regulation of inflammatory processes has been an important therapeutic consideration in the field of ischemic AKI. Splenectomy and use of the anti-TNF-α agent, infliximab, showed protective effects in an experimental ischemic AKI model by lowering inflammatory cytokine expression and macrophage/monocyte accumulation. Inhibiting the migration of leukocytes and macrophages preserved renal function and alleviated apoptosis. The examples provided showed that exo-srlĸB treatment down-regulates the expression of pro-inflammatory cytokines/chemokines and adhesion molecules, reduces apoptosis, and alleviates multi-lineage immune cell accumulation in IR-injured kidneys. These results suggest that exo-srlĸB modifies the process of ischemic AKI through pro-inflammatory cascade downregulation, limiting subsequent leukocyte migration/activation and preventing apoptosis.

엑소솜은, 다른 유형의 벡터를 컨베이어로서 사용하는 것보다 몇가지 이점를 갖는다. 첫째, EV는 순환 중의 분해로부터 자연적으로 보호되고, 자가 사용되는 경우에 비-면역원성이다. 엑소솜은 또한, 이들의 고유한 세포 표적화 특성을 통해, 혈액-뇌 장벽 등의 천연 장벽을 극복할 수 있다. 추가로, 엑소솜은, 흡수, 세포 내 운송 및 표적 세포로의 카고의 최종 전달의 과정에서 수용자 세포의 고유한 메커니즘을 사용한다. 이러한 특성을 유지하면서, EXPLOR 기술은, 엑소솜으로부터 제어가능한 가역적 분리를 통해 카고 단백질의 세포 내 수준을 현저히 증가시킬 수 있었다. 치료 단백질의 세포 내 전달에는 낮은 정제 효율, 숙주에 대한 면역 반응의 유도 및 한정된 사이토졸 전달을 포함하여 몇 가지 기술적 장애가 있고, EXPLOR 기술을 사용한 이러한 신규한 엑소솜 전달 방법은, 이전 기술의 것과 비교하여, 엑소솜 로딩 성능, 전달 효율 및 순도를 현저히 개선시켰다. 하기의 실시예는, EXPLOR 기술을 사용한 엑소-srIĸB의 효율적 전달이 실험적 IRI 후에 신장 결과에 유의한 개선을 가져올 수 있음을 나타낸다.Exosomes have several advantages over using other types of vectors as conveyors. First, EVs are naturally protected from degradation in circulation and are non-immunogenic when used autologous. Exosomes can also overcome natural barriers, such as the blood-brain barrier, through their unique cell-targeting properties. Additionally, exosomes use the unique mechanisms of recipient cells in the process of uptake, intracellular transport, and eventual delivery of cargo to target cells. While maintaining these properties, EXPLOR technology was able to significantly increase the intracellular levels of cargo proteins through controllable and reversible separation from exosomes. Intracellular delivery of therapeutic proteins has several technical hurdles, including low purification efficiency, induction of immune responses to the host, and limited cytosolic delivery, and this novel exosome delivery method using EXPLOR technology is superior to that of previous technologies. Thus, the exosome loading performance, delivery efficiency and purity were significantly improved. The examples below show that efficient delivery of exo-srlĸB using EXPLOR technology can lead to significant improvement in renal outcomes after experimental IRI.

전신 엑소-srIĸB 처리는, 신장 내의 면역 세포 모집단 빈도에만 영향을 미치지만, 비장 내의 것에는 영향을 미치지 않는다. 이는, 증식을 경감시키거나 아폽토시스를 촉진하는 신장 상주 면역 세포에 선택적으로 작용하거나, 손상된 신장으로의 비장 면역 세포의 유출을 차단하는 엑소-srIĸB의 전신 전달에 선택적으로 작용하는 엑소-srIĸB에 관여할 수 있다. 신장 상주 면역 세포 및 림프 기관으로부터의 면역 세포는, 상이한 기원, 표현형 및 기능적 특성을 갖는 것으로 공지되어 있다. 키메라 마우스 또는 생체 내 이미징을 사용한 추가 연구는, 체류 신장 면역 세포를 순환 면역 세포와 구별할 수 있고, 전신 엑소-srIĸB 처리에 의해 영향을 받는 면역 세포 모집단에 대한 보다 많은 정보를 제공할 수 있다. Systemic exo-srlĸB treatment only affects immune cell population frequency in the kidney, but not in the spleen. It may be involved in exo-srIĸB, which acts selectively on renal resident immune cells to alleviate proliferation or promotes apoptosis, or selectively acts on systemic delivery of exo-srIĸB to block the outflow of splenic immune cells into the damaged kidney. can Renal resident immune cells and immune cells from lymphoid organs are known to have different origins, phenotypic and functional properties. Further studies using chimeric mice or in vivo imaging could differentiate resident renal immune cells from circulating immune cells and provide more information about the immune cell populations affected by systemic exo-srlĸB treatment.

활성 치료제의 카고를 전달하기 위한 담체로서 엑소솜을 사용하는 것은, IR-유도된 AKI 모델로 srIĸB를 전달하는 안전하고 효율적인 방법이다. 엑소-srIĸB 처리는, NF-ĸB 신호전달을 하향조절하고 허혈성 손상된 신장에서 염증 및 아폽토시스를 개선함으로써 마우스에서 IR-유도된 AKI를 경감시킨다. 엑소솜을 사용하여 표적 세포에 대한 면역억제 단백질의 직접 세포 내 전달은, IR-유도된 AKI의 유망한 치료 도구이고, 인간 신장 IRI에서 엑소-srIĸB의 치료 가능성은 추가로 탐색되어야 한다. The use of exosomes as carriers for the delivery of cargoes of active therapeutics is a safe and efficient method of delivering srIĸB in an IR-induced AKI model. Exo-srIĸB treatment alleviates IR-induced AKI in mice by downregulating NF-ĸB signaling and ameliorating inflammation and apoptosis in ischemic damaged kidneys. Direct intracellular delivery of immunosuppressive proteins to target cells using exosomes is a promising therapeutic tool for IR-induced AKI, and the therapeutic potential of exo-srlĸB in human renal IRI should be further explored.

패혈증에 의해 유발된 질환Diseases caused by sepsis

패혈증은, 다수의 장기 부전 및 과다한 염증 반응을 수반하고, 복잡한 병태생리학적 특징을 갖고, 모든 증상을 효과적으로 치료할 수 있는 치료제를 개발하는 것은 용이하지 않다. 패혈증은, 선천성 면역계의 강력한 활성화를 통해 개시되고, 병원체에 의한 패턴 인식 수용체(PRR)의 활성화에 의해 매개되어, 보체 시스템, 응고 시스템 및 혈관 내피의 활성화를 유도하여 정상적 항상성이 곤란하다. Sepsis is accompanied by multiple organ failure and excessive inflammatory response, has complex pathophysiological features, and it is not easy to develop a therapeutic agent that can effectively treat all symptoms. Sepsis is initiated through potent activation of the innate immune system and is mediated by the activation of pattern recognition receptors (PRR) by pathogens, leading to activation of the complement system, the coagulation system and the vascular endothelium, making normal homeostasis difficult.

본원의 실시예에서 제시된 바와 같이, 엑소-srIκB의 효과는, 패혈증 마우스 모델에서 NF-κB 활성의 억제를 통해 염증 반응을 해결하고 장기 손상을 감소시킬 수 있었다. srIκB는, NF-κB가 핵으로 유입되고 전사 인자로 작용하는 것을 방지하는 분해-불가능한 형태의 IκBα이다. 예를 들면, srIκB가 로딩된 면역억제성 엑소솜을 생성하기 위해, 기능성 단백질을 엑소솜에 탑재할 수 있는 최근 기술이 활용되었다. 패혈증 마우스 모델(예를 들면, 전신 전달)에서 엑소-srIκB를 전신에 전달함으로써, 본원의 실시예는, 엑소솜이 호중구 및 대식세포로 전달되고, 이는 패혈증 염증 반응의 주요 참가자인 것을 확인했다. 또한, 본 실시예의 양쪽 마우스 패혈증 모델에서, 엑소-srIκB 처리는, TNF-α, IL-1β 및 IL-6 등의 염증유발성 마커를 유의적으로 감소시켰지만, 항-염증성 사이토카인 IL-10을 감소시키지 않았다. 엑소솜을 LPS 주사 1시간 후에 주사한 경우에도, 엑소-srIκB의 유의한 치료 효과가 관찰되었다. 따라서, 엑소-srIκB에 의한 처리는 면역 억제 상태로 전환되기 전에 패혈증의 초기 단계에도 적용될 수 있다.As shown in the examples herein, the effect of exo-srIκB could resolve the inflammatory response and reduce organ damage through inhibition of NF-κB activity in a mouse model of sepsis. srIκB is the non-degradable form of IκBα, which prevents NF-κB from entering the nucleus and acting as a transcription factor. For example, to generate srIκB-loaded immunosuppressive exosomes, a recent technique capable of loading functional proteins into exosomes has been utilized. By systemic delivery of exo-srIκB in a mouse model of sepsis (eg, systemic delivery), the examples herein confirmed that exosomes are delivered to neutrophils and macrophages, which are major participants in the septic inflammatory response. In addition, in both mouse sepsis models of this example, exo-srIκB treatment significantly reduced proinflammatory markers such as TNF-α, IL-1β and IL-6, but inhibited the anti-inflammatory cytokine IL-10. did not decrease Even when exosomes were injected 1 hour after LPS injection, a significant therapeutic effect of exo-srIκB was observed. Thus, treatment with exo-srIκB can be applied even in the early stages of sepsis before transition to an immunosuppressive state.

염증유발성 사이토카인은 패혈증에 의해 유발된 급성 신장 손상(AKI)에서 중요한 역할을 할 수 있다. 본원의 실시예에서 CLP 수술 또는 LPS 주사에 의해 유발된 AKI를 갖는 마우스 모델에서, 조직병리학적 검사의 결과로서, 사구체 구조가 파괴되고, 세뇨관 상피 세포가 축퇴되고, 중증 세포 내 부종 및 울혈이 패혈증-유도된 그룹의 세뇨관에서 발생했음을 확인했다. 그러나, 엑소-srIκB 투여는 병변의 중증도, 신장 손상 및 염증 세포의 침윤을 감소시켰다. Pro-inflammatory cytokines may play an important role in sepsis-induced acute kidney injury (AKI). In the example herein, in the mouse model with AKI induced by CLP surgery or LPS injection, as a result of histopathological examination, the glomerular structure is destroyed, the tubular epithelial cells are degenerate, and severe intracellular edema and congestion are sepsis. -confirmed that it occurred in the tubules of the induced group. However, exo-srlκB administration reduced the severity of the lesion, kidney damage, and infiltration of inflammatory cells.

호중구의 조직 침윤은, 패혈증에서 주요한 프로세스일 수 있다. 예를 들면, 호중구를 고갈시키고 호중구의 동원을 억제하기 위한 특이적 부착 분자를 표적화하는 일부 연구에서는, 패혈증에서 조직 손상을 감소시킬 수 있고, 보호될 수 있는 것으로 보고되었다. TNF-α 및 IL-1β는, MCP-1 및 IL-8 등의 케모카인의 발현을 위한 주요 매개인자이고, 이는 염증 반응 동안 호중구 및 단핵구/대식세포에 대한 중요한 화학유인제이다. 이러한 케모카인은 활성화 후의 단핵구/대식세포의 국소 침윤을 개시한다. 그러나, HUVEC에서, 엑소-srIκB는 LPS-유도된 MCP-1 및 IL-8의 방출을 감소시키고, 이에 의해 단핵구/대식세포 침윤을 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 데이터는, 본원의 생체 내 연구에서 수득된 결과와 일치한다. 본 실시예에서, 엑소-srIκB 처리는 패혈증 동물 모델의 비장, 신장, 폐 및 간에서 호중구 침윤을 유의적으로 감소시켰다. 패혈증의 병태생리학에서 호중구의 중요한 역할을 고려할 때, 엑소-srIκB의 조직 보호 효과는, 적어도 신장에서 호중구의 침윤의 감소와 관련될 수 있다. Tissue infiltration of neutrophils may be a major process in sepsis. For example, in some studies targeting specific adhesion molecules to deplete neutrophils and inhibit recruitment of neutrophils, it has been reported that tissue damage can be reduced and protected from sepsis. TNF-α and IL-1β are major mediators for the expression of chemokines such as MCP-1 and IL-8, which are important chemoattractants for neutrophils and monocytes/macrophages during the inflammatory response. These chemokines initiate local infiltration of monocytes/macrophages after activation. However, in HUVECs, exo-srlκB has been shown to decrease LPS-induced release of MCP-1 and IL-8, thereby inhibiting monocyte/macrophage infiltration. These data are consistent with the results obtained in the in vivo study herein. In this example, exo-srlκB treatment significantly reduced neutrophil infiltration in the spleen, kidney, lung and liver in an animal model of sepsis. Given the important role of neutrophils in the pathophysiology of sepsis, the tissue protective effect of exo-srIκB may be associated with a reduction in neutrophil infiltration, at least in the kidney.

일부 실시형태에서, 비장은, 신장 및 간 등의 다른 장기와 비교하여, 높은 수준의 호중구를 나타낸다. 염증유발성 사이토카인은 비장에서 발생할 수 있고, 다른 장기에 영향을 미칠 수 있다. 염증유발성 사이토카인을 코딩하는 대부분의 유전자는, LPS에 의해 유발된 패혈성 염증 반응에서 중요한 전사 인자 중의 하나인 NF-κB의 조절하에 있을 수 있다. 엑소-srIκB 처리의 존재 또는 부재에 따라 NF-κB 반응 리포터 단백질의 발현을 본원의 실시예에서 조사했고, p65의 전좌를 확인했다. 엑소-srIκB는, NF-κB 아단위 p65의 핵 전좌를 차단함으로써 NF-κB 신호 활성화를 억제했다. In some embodiments, the spleen exhibits high levels of neutrophils compared to other organs, such as the kidneys and liver. Pro-inflammatory cytokines can occur in the spleen and can affect other organs. Most genes encoding proinflammatory cytokines may be under the control of NF-κB, one of the important transcription factors in the septic inflammatory response induced by LPS. The expression of the NF-κB response reporter protein in the presence or absence of exo-srlκB treatment was investigated in the Examples herein, and the translocation of p65 was confirmed. Exo-srIκB inhibited NF-κB signaling activation by blocking nuclear translocation of the NF-κB subunit p65.

일부 실시형태에서, 엑소솜은, 패혈증 마우스 모델에서 면역억제 단백질의 치료적 전달을 위한 메커니즘으로서 사용될 수 있다. 엑소솜은, srIκB를 세포에 전달할 수 있는 우수한 담체일 수 있고, 패혈증의 치료를 위한 새로운 옵션을 제공할 수 있다. 면역억제 단백질을 생체 내에서 표적 세포에 직접 전달하는 방법은, 이전에 확립되지 않았지만, 본 개시 내용에 따른 엑소-srIκB는 NF-κB의 억제제로 작용하고, 이에 의해 염증-관련 유전자의 발현 및 직접 염증 반응을 억제한다. 본원의 실시예는, 이를 억제하여 패혈증의 염증유발성 사이토카인 폭풍 및 그로 인한 장기 손상을 경감시킬 수 있다.In some embodiments, exosomes can be used as a mechanism for therapeutic delivery of immunosuppressive proteins in a mouse model of sepsis. Exosomes may be an excellent carrier for delivering srlκB to cells and may provide a new option for the treatment of sepsis. Although a method for direct delivery of immunosuppressive proteins to target cells in vivo has not been previously established, exo-srlκB according to the present disclosure acts as an inhibitor of NF-κB, thereby directly and Inhibits the inflammatory response. Examples of the present application, it is possible to reduce the pro-inflammatory cytokine storm of sepsis and organ damage by inhibiting it.

지질다당류(LPS; 내독소 모델) 또는 맹장 결찰 및 천공(CLP, 다균성 모델) 중의 어느 하나에 의해 유도된 패혈증의 동물 모델에서 최근 연구는, 다양한 화학적 특성과 작용 메커니즘을 갖는 NF-κB 억제제가 패혈성 치사로부터 동물을 보호한다는 것을 입증했다. 700개 이상의 NF-κB 억제제가 보고되었지만, 현재까지 인간이 사용할 수 있도록 승인된 NF-κB 차단제는 없다. 다양한 스테로이드 및 비-스테로이드성 항-염증제가 NF-κB를 차단하는 것으로 밝혀졌지만, 이들의 효과는 매우 다면적(pleiotropic)이고 특이성을 결여한다. NF-κB 활성화 경로에서 핵심 요소의 특이적 억제를 목적으로 하는 신규한 치료 전략은 최근 개발 중에 있고, 패혈증에 의해 유발된 하나 이상의 질환에 대한 패혈증 치료 및 치료로서의 잠재적 효능에 대한 기대가 높다. 인산화 부위를 갖지 않는 조작된 IκBα 단백질을 발현하는 유전적 작제물, 슈퍼-리프레서 IκB(srIκB)도 또한 사용되었다. 특정 인산화 부위에서 IκBα 돌연변이(Ser32 및 Ser36이 Ala로 대체됨)는 연장된 반감기를 갖는 IκBα의 우성 활성 형태를 초래한다. 이러한 srIκB는 IκBα의 안정한 세포질 풀을 유도하고, 이에 의해 핵 NF-κB 활성화를 방지한다.Recent studies in animal models of sepsis induced by either lipopolysaccharide (LPS; endotoxin model) or cecal ligation and perforation (CLP, polymicrobial model) have shown that NF-κB inhibitors with diverse chemical properties and mechanisms of action It has been proven to protect animals from septic death. Although more than 700 NF-κB inhibitors have been reported, no NF-κB blockers have been approved for human use to date. Although various steroidal and non-steroidal anti-inflammatory agents have been shown to block NF-κB, their effects are highly pleiotropic and lack specificity. Novel therapeutic strategies aimed at the specific inhibition of key elements in the NF-κB activation pathway are under recent development, and there are high expectations for their potential efficacy as sepsis treatment and treatment for one or more diseases induced by sepsis. A genetic construct expressing an engineered IκBα protein without a phosphorylation site was also used, the super-repressor IκB (srlκB). IκBα mutations at specific phosphorylation sites (replacement of Ser32 and Ser36 by Ala) result in a dominantly active form of IκBα with an extended half-life. This srIκB induces a stable cytoplasmic pool of IκBα, thereby preventing nuclear NF-κB activation.

여기서, 엑소솜은, srIκB를 치료용 표적에 전달하는 치료용 컨베이어로서 이용되었다. 엑소솜은, 다양한 단백질 및 조절 유전자를 표적 세포로 이동시키는 강력한 치료 매개인자로서 인식되어 왔다. 이들은 비-면역원성 나노소포로 기능하고, 혈청 프로테아제 및 면역 반응으로부터 이들의 카고를 보호할 수 있다. 가용성 단백질을 엑소솜에 로딩하는 것은 EXPLOR로서 불리우는 기술에 의해 가능해졌고, 이는 자연적 엑소솜 생합성 프로세스 및 광유전학에 의해 제어되는 가역적 단백질-단백질 상호작용을 이용한다. 특정 표적 단백질을 엑소솜에 로딩하기 위해, 2개의 재조합 단백질, CIBN-EGFP-CD9 및 srIκB-mCherry-CRY2를 안정적으로 발현하는 HEK293T 세포주가 생성되었다(도 1A). 이전 연구와 일치하여, EXPLOR 기술을 사용하여, srIκB 로딩된 엑소솜을 생산했다. srIκB 로딩 엑소솜은 엑소-srIκB로서 지정되었고, 무손상 HEK293T 세포로부터 생성된 엑소솜은 엑소-나이브로 지정되었다. 치료 목적으로 엑소-srIκB를 패혈증 모델에 적용함으로써, 패혈증-유도된 장기 손상은 개선되고, 염증유발성 사이토카인의 분비를 억제하고, 이에 의해 패혈증 환자의 전반적 생존율을 개선시켰다.Here, exosomes were used as a therapeutic conveyor to deliver srlκB to a therapeutic target. Exosomes have been recognized as potent therapeutic mediators that transport various proteins and regulatory genes to target cells. They function as non-immunogenic nanovesicles and can protect their cargo from serum proteases and immune responses. The loading of soluble proteins into exosomes has been made possible by a technique called EXPLOR, which utilizes reversible protein-protein interactions controlled by natural exosome biosynthetic processes and optogenetics. To load specific target proteins into exosomes, a HEK293T cell line stably expressing two recombinant proteins, CIBN-EGFP-CD9 and srlκB-mCherry-CRY2, was generated ( FIG. 1A ). Consistent with previous studies, EXPLOR technology was used to produce srIκB loaded exosomes. srlκB loading exosomes were designated exo-srlκB, and exosomes generated from intact HEK293T cells were designated exo-naive. By applying exo-srlκB to a sepsis model for therapeutic purposes, sepsis-induced organ damage was ameliorated, and secretion of proinflammatory cytokines was suppressed, thereby improving the overall survival rate of sepsis patients.

본 개시 내용은, 이를 필요로 하는 대상체에서 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하는 방법으로서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 상기 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 방법을 제공한다.The present disclosure provides a method of treating a disease caused by sepsis in a subject in need thereof, the method comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor to provide.

실시형태에서, 질환은 폐렴, 사이토카인 폭풍 증후군, 호흡 곤란 증후군 및 장기 부전으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 일부 실시형태에서, 질환은 폐렴이다. 일부 실시형태에서, 질환은 사이토카인 폭풍 증후군이다. 일부 실시형태에서, 질환은 호흡 곤란 증후군이다. 일부 실시형태에서, 질환은 장기 부전이다. In an embodiment, the disease is selected from the group consisting of, but not limited to, pneumonia, cytokine storm syndrome, respiratory distress syndrome, and organ failure. In some embodiments, the disease is pneumonia. In some embodiments, the disease is cytokine storm syndrome. In some embodiments, the disease is respiratory distress syndrome. In some embodiments, the disease is organ failure.

실시형태에서, NF-κB의 억제제는 NF-κB 억제 단백질, 이의 단편 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 실시형태에서, NF-κB 억제제는 슈퍼-억제제(SR)-IκB(srIκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, 이들의 돌연변이체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 실시형태에서, NF-κB 억제제는 슈퍼-리프레서(SR)-IκB(srIκB)이다. In an embodiment, the inhibitor of NF-κB is selected from the group consisting of NF-κB inhibitory proteins, fragments thereof, and mixtures thereof. In an embodiment, the NF-κB inhibitor is selected from the group consisting of a super-inhibitor (SR)-IκB (srlκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, mutants thereof and mixtures thereof. do. In an embodiment, the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB).

실시형태에서, 조성물은 경구, 경피, 복강 내, 정맥 내, 근육 내, 피하 또는 혼합 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 경구 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 경피 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 복강 내 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 정맥 내 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 근육 내 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 피하 경로를 통해 투여된다. 일부 실시형태에서, 조성물은 혼합 경로를 통해 투여된다. In an embodiment, the composition is administered via an oral, transdermal, intraperitoneal, intravenous, intramuscular, subcutaneous or mixed route. In some embodiments, the composition is administered via the oral route. In some embodiments, the composition is administered via a transdermal route. In some embodiments, the composition is administered via the intraperitoneal route. In some embodiments, the composition is administered via the intravenous route. In some embodiments, the composition is administered via an intramuscular route. In some embodiments, the composition is administered via the subcutaneous route. In some embodiments, the composition is administered via a mixed route.

실시형태에 있어서, 방법은 항-염증제를 대상체에게 투여하는 것을 추가로 포함한다. In an embodiment, the method further comprises administering to the subject an anti-inflammatory agent.

실시형태에 있어서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜은 광-특이적 결합 단백을 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1 또는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 86% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 87% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 88% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 89% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 91% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 92% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 93% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 94% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 95% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 96% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 97% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 98% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1과 적어도 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1로 표시된다.In an embodiment, the exosome comprising an NF-κB inhibitor further comprises a photo-specific binding protein. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity with SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 86% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 87% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 88% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 89% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 90% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 91% sequence identity with SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 92% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 93% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 94% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 95% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 96% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 97% sequence identity with SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 98% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 99% sequence identity to SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1.

일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 86% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 87% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 88% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 89% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 91% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 92% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 93% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 94% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 95% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 96% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 97% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 98% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2와 적어도 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 1로 표시된다. 일부 실시형태에서, NF-κB 억제제는 서열번호 2로 표시된다.In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 86% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 87% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 88% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 89% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 90% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 91% sequence identity with SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 92% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 93% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 94% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 95% sequence identity with SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 96% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 97% sequence identity with SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 98% sequence identity to SEQ ID NO:2. In some embodiments, the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 99% sequence identity to SEQ ID NO:2. In an embodiment, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO:2.

일부 실시형태에서, 광-특이적 결합 단백질은 제1 광-특이적 결합 단백질 및/또는 제2 광-특이적 결합 단백질이다. 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 융합 단백질 I을 형성하고; 제2 광-특이적 결합 단백질은 NF-κB 억제제에 접합되어 융합 단백질 II를 형성한다. 실시형태에서, 융합 단백질 I 및 융합 단백질 II는 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질을 통해 가역적으로 연결된다. 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 엑소솜 내측을 향한 방향으로 위치되도록 엑소솜 특이적 마커에 접합된다. In some embodiments, the photo-specific binding protein is a first photo-specific binding protein and/or a second photo-specific binding protein. In an embodiment, the first light-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker to form fusion protein I; A second photo-specific binding protein is conjugated to an NF-κB inhibitor to form fusion protein II. In an embodiment, fusion protein I and fusion protein II are reversibly linked via a first light-specific binding protein and a second light-specific binding protein. In an embodiment, the first photo-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker such that it is positioned in a direction towards the inside of the exosome.

일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY 및 PHR로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CIB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CRY이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CIBN이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CRY이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CIB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PHR이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CIBN이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PHR이다. In some embodiments, the first light-specific binding protein and the second light-specific binding protein are selected from the group consisting of CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY and PHR. In an embodiment, the first photo-specific binding protein is CIB and the second photo-specific binding protein is CRY. In some embodiments, the first light-specific binding protein is CIBN and the second light-specific binding protein is CRY. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is CIB and the second photo-specific binding protein is PHR. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is CIBN and the second photo-specific binding protein is PHR.

일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CRY 또는 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIB 또는 CIBN이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CRY이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIB이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 CRY이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIBN이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIB이다. 일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 CIBN이다. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is CRY or PHR and the second photo-specific binding protein is CIB or CIBN. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is CRY and the second photo-specific binding protein is CIB. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is CRY and the second photo-specific binding protein is CIBN. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is PHR and the second photo-specific binding protein is CIB. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is PHR and the second photo-specific binding protein is CIBN.

일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PhyB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PIF이다. 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 PIF이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 PhyB이다. In some embodiments, the first photo-specific binding protein is PhyB and the second photo-specific binding protein is PIF. In an embodiment, the first photo-specific binding protein is PIF and the second photo-specific binding protein is PhyB.

일부 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 GIGANTEA이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 FKF1이다. 실시형태에서, 제1 광-특이적 결합 단백질은 FKF1이고, 제2 광-특이적 결합 단백질은 GIGANTEA이다. In some embodiments, the first light-specific binding protein is GIGANTEA and the second light-specific binding protein is FKF1. In an embodiment, the first light-specific binding protein is FKF1 and the second light-specific binding protein is GIGANTEA.

일부 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD9, CD63, CD81 및 CD82로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD9이다. 일부 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD63이다. 일부 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD81이다. 일부 실시형태에서, 엑소솜 특이적 마커는 CD82이다. In some embodiments, the exosome specific marker is selected from the group consisting of CD9, CD63, CD81 and CD82. In some embodiments, the exosome specific marker is CD9. In some embodiments, the exosome specific marker is CD63. In some embodiments, the exosome specific marker is CD81. In some embodiments, the exosome specific marker is CD82.

일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 75nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 75nm 내지 약 100nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 100nm 내지 약 125nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 125nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 150nm 내지 약 175nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 175nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는다. 실시형태에서, 엑소솜은 약 50nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는다. 일부 실시형태에서, 엑소솜은 약 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150 이상의 직경 및/또는 약 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200 이하의 직경을 갖는다.In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 50 nm and about 200 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 75 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter of about 75 nm to about 100 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 100 nm and about 125 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 125 nm and about 150 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 150 nm and about 175 nm. In some embodiments, the exosomes have a diameter between about 175 nm and about 200 nm. In an embodiment, the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 150 nm. In some embodiments, the exosomes are about 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150 greater than or equal to about 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200 or less in diameter.

일부 실시형태에서, 상기 조성물은 생리학적으로 허용되는 담체 또는 담체들을 추가로 포함하는 약제학적 조성물이다. In some embodiments, the composition is a pharmaceutical composition further comprising a physiologically acceptable carrier or carriers.

EXPLOREXPLOR ®® 기술 technology

최근, 엑소솜은, 유전자/약물 전달을 위한 신규한 바이오-담체로서 중요한 주목을 받았다. 엑소솜은, 생물활성 물질을 수용자 세포로 전달하거나, 표적 세포의 신호전달 경로에 영향을 미침으로써 세포 간 통신에서 중요한 역할을 하는 세포 외 소포(EV)이다. 엑소솜은 저장이 보다 용이하고 보다 큰 안정성을 나타낸다. 엑소솜은, 생물학적 장벽을 극복할 수 있는 높은 용량을 갖고, 특정 세포 유형을 표적화하는 표면 분자를 운반할 수 있으며, 따라서 오프-표적 효과가 보다 적다. 그러나, 엑소솜의 임상적 적용에서, 다량의 순수한 엑소솜을 수득하고 가용성 단백질을 엑소솜에 로딩하는 것은 중대한 과제였다. 임 등(Yim et al.)에 의해 개발된 신규한, 광유전학적으로 조작된 엑소솜 기술인 "광 가역적 단백질-단백질 상호작용을 통한 단백질 로딩을 위한 엑소솜"(EXPLOR)을 사용하여, 엑소솜의 생산 효율 및 생물학적 호환성에서 현저한 발전이 이루어졌다. 이 EXPLOR 기술은 최근 최 등(Choi et al.)에 의해 실험적 패혈증 모델에 채택되었고; 이들은 슈퍼-리프레서 IĸB(srIĸB)를 함유하는 엑소솜을 마우스에 전달했다. 이것은 NF-ĸB의 핵 전좌를 방지하는 카파 B(IĸB) 억제제의 비-분해성 형태였다. 이들의 연구는 엑소-srIĸB 처리가 마우스 패혈증 모델에서 전신 염증 반응 및 후속하는 장기 기능장애를 개선시켰음을 나타냈다.Recently, exosomes have received significant attention as novel bio-carriers for gene/drug delivery. Exosomes are extracellular vesicles (EVs) that play an important role in intercellular communication by delivering bioactive substances to recipient cells or by influencing signaling pathways in target cells. Exosomes are easier to store and exhibit greater stability. Exosomes have a high capacity to overcome biological barriers, can carry surface molecules that target specific cell types, and thus have less off-target effects. However, in the clinical application of exosomes, obtaining large amounts of pure exosomes and loading soluble proteins into exosomes has been a major challenge. Using the novel, optogenetic engineered exosome technology "exosomes for protein loading via photoreversible protein-protein interactions" (EXPLOR), developed by Yim et al., exosomes Significant advances have been made in the production efficiency and biological compatibility of This EXPLOR technique was recently adopted in an experimental sepsis model by Choi et al.; They delivered exosomes containing the super-repressor IĸB (srIĸB) to mice. This was a non-degradable form of a kappa B (IĸB) inhibitor that prevented nuclear translocation of NF-ĸB. Their study indicated that exo-srlĸB treatment ameliorated the systemic inflammatory response and subsequent organ dysfunction in a mouse model of sepsis.

실시예 Example

동물: 수컷 C57BL/6J 마우스를, 연세 의료 센터의 중앙 동물 시설에서 특정 병원체 비함유 조건(specific pathogen-free condition)에서 사육시켰다. 모든 실험에 6-7주령의 수컷 마우스를 사용했다. 또한, C56BL/6, C57BL/6N, BALB/c 마우스는, 오리엔트바이오(Orientbio)(대한민국 성남)에서 구입했다. 호중구 및 대식세포에서 GFP를 본질적으로 발현하는 LysMGFP/+ 마우스는, Dr. M. Kim(University of Rochester, Rochester, NY, USA)에 의해 관대하게 제공되었다. Animals: Male C57BL/6J mice were bred in a specific pathogen-free condition at the central animal facility of the Yonsei Medical Center. For all experiments, male mice aged 6-7 weeks were used. In addition, C56BL/6, C57BL/6N, and BALB/c mice were purchased from Orientbio (Seongnam, Korea). LysM GFP/+ mice, which express GFP intrinsically in neutrophils and macrophages, were described by Dr. generously provided by M. Kim (University of Rochester, Rochester, NY, USA).

엑소솜 단리: 2개의 재조합 단백질, CIBN-EGFP-CD9 및 srIĸB-mCherry-CRY2를 발현하는 HEK293T 세포주를 사용하여 srIĸB 로딩된 엑소솜을 생산했다. 무손상 HEK293T 세포를 엑소-나이브의 생산에 사용했다. 안정한 세포를 37℃에서 24시간 동안 T175 플라스크에 파종했다. 배지를 제거한 후, 세포를 세척하고, 엑소솜 고갈된 배지에 재현탁시켰다. 이어서, 세포를 CO2 인큐베이터에서 460nm 발광 다이오드의 연속 청색광 조명에 노광시켰다. 72시간 후, 세포 배양 상청액을 회수하고, 원심분리하여 세포와 파편을 제거하고, 0.22μm 폴리에테르 설폰 필터를 통해 여과하고; 접선 유동 여과 및 크기 배제 크로마토그래피의 조합을 사용하여 엑소솜을 단리했다. 일부 실시예에서, 엑소-srIκB를 생산하기 위해, 안정한 세포를 T175 플라스크에 파종했다. 1일 후, 배지를 주의하여 제거하고, 세포를 PBS로 세정하고, 엑소솜 고갈된 배지를 첨가했다. 이어서, 세포를 CO2 인큐베이터에서 460nm 발광 다이오드의 연속 청색광 조명에 노광시켰다. 72시간 후, 세포 배양 상청액을 회수하고, 1,000g에서 15분 동안 원심분리하여 세포 및 세포 파편을 제거하고, 이어서 0.22㎛ 폴리에테르설폰(PES) 필터를 통해 여과하여 거대 입자를 제거했다. 엑소솜을 분자량 컷오프(MWCO) 기반 막 여과를 사용하여 단리했다. 단리된 엑소솜을 SEC로 정제했다.Exosome Isolation: A HEK293T cell line expressing two recombinant proteins, CIBN-EGFP-CD9 and srlĸB-mCherry-CRY2, was used to produce srlĸB-loaded exosomes. Intact HEK293T cells were used for the production of exo-naive. Stable cells were seeded in T175 flasks at 37°C for 24 hours. After removal of the medium, the cells were washed and resuspended in exosome-depleted medium. The cells were then exposed to continuous blue light illumination of a 460 nm light emitting diode in a CO 2 incubator. After 72 hours, the cell culture supernatant was recovered, centrifuged to remove cells and debris, and filtered through a 0.22 μm polyether sulfone filter; Exosomes were isolated using a combination of tangential flow filtration and size exclusion chromatography. In some examples, to produce exo-srlκB, stable cells were seeded into T175 flasks. After 1 day, the medium was carefully removed, the cells were washed with PBS, and the exosome-depleted medium was added. The cells were then exposed to continuous blue light illumination of a 460 nm light emitting diode in a CO 2 incubator. After 72 hours, the cell culture supernatant was recovered, centrifuged at 1,000 g for 15 minutes to remove cells and cell debris, and then filtered through a 0.22 μm polyethersulfone (PES) filter to remove large particles. Exosomes were isolated using molecular weight cutoff (MWCO) based membrane filtration. The isolated exosomes were purified by SEC.

투과 전자 현미경: TEM을 통해 EV의 형태를 관찰하기 위해, 5μL의 EV를 15초 동안 탄소-코팅된 구리 그리드(Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA)에 흡수시켰다. 과량의 액체를 제거한 후, 샘플을 2% 우라닐 아세테이트(Electron Microscopy Sciences)로 음성으로 염색했다. TEM 이미지는, 200kV에서 작동하는 Tecnai G2 Retrofit 전자 현미경(FEI company, Hillsboro, OR)을 사용하여 수득했다. 세포 외 소포(EV)는 음성 염색을 통해 형태학적으로 평가했다. 먼저, PBS에 현탁된 5μl의 EV를 글로우-방전 탄소-코팅된 구리 그리드(Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA, USA)에 로딩했다. 3 내지 5초 동안 샘플을 흡착한 후, 그리드를 여과지로 블로팅하고, 2% 우라닐 아세테이트(UA)로 염색했다. 이어서, 건조기를 사용하여 샘플을 20초 동안 건조시켰다. EV는 200kV의 전압에서 Tecnai G2 Retrofit(FEI Company, Hillsboro, OR, USA)으로 관찰했다.Transmission Electron Microscopy: To observe the morphology of EVs via TEM, 5 μL of EVs were absorbed into a carbon-coated copper grid (Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA) for 15 s. After removal of excess liquid, samples were negatively stained with 2% uranyl acetate (Electron Microscopy Sciences). TEM images were obtained using a Tecnai G2 Retrofit electron microscope (FEI company, Hillsboro, OR) operating at 200 kV. Extracellular vesicles (EV) were evaluated morphologically by negative staining. First, 5 μl of EVs suspended in PBS were loaded onto a glow-discharge carbon-coated copper grid (Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA, USA). After adsorbing the sample for 3-5 seconds, the grid was blotted with filter paper and stained with 2% uranyl acetate (UA). The sample was then dried for 20 seconds using a dryer. EVs were observed with a Tecnai G2 Retrofit (FEI Company, Hillsboro, OR, USA) at a voltage of 200 kV.

나노입자 추적 분석: EV의 입자 수 및 크기 분포는 488nm 레이저가 내장된 제타뷰(Zetaview) 장치(PMX120, Particle Metrix, Germany)를 사용하여 NTA에 의해 측정했다. 제조업자의 지시에 따라서, 입자 비함유 PBS에서 샘플을 희석했다(혈청 1:100 내지 1:10000). 샘플을 25℃에서 카메라 레벨 78 및 셔터 80으로 일정한 유동 조건에서 분석했다. NTA에 의해 결정된 크기 분포는, 현탁액에서 EV의 유체역학적 직경에 상응한다. 브라운 운동 속도로부터 입자 수를 계산하고, 입자 운동 속도를 기반으로 2차원 스토크-아인슈타인 방정식을 사용하여 크기를 결정했다. 특정 샘플을 0.2μM 여과된 PBS에서 1:100 내지 1:10,000로 희석했다. EV 농도는 프레임당 50 내지 200개 입자 수를 기반으로 측정되었다. 각 측정에 대해, 11개 셀 위치에서 2사이클의 스캐닝을 하기 설정으로 수행했다: 초점, 자동 초점; 모든 샘플에 대한 카메라 감도, 78.0; 셔터, 70; 및 셀 온도, 25℃. EV 농도는 ml당 입자 수(pn/ml)로 표시했다.Nanoparticle tracking analysis: The particle number and size distribution of EVs was determined by NTA using a Zetaview instrument (PMX120, Particle Metrix, Germany) with a built-in 488 nm laser. Samples were diluted in particle-free PBS (serum 1:100 to 1:10000) according to the manufacturer's instructions. Samples were analyzed under constant flow conditions with camera level 78 and shutter 80 at 25°C. The size distribution determined by NTA corresponds to the hydrodynamic diameter of the EV in suspension. The number of particles was counted from the Brownian motion velocity, and the size was determined using the two-dimensional Stoke-Einstein equation based on the particle motion velocity. Specific samples were diluted 1:100 to 1:10,000 in 0.2 μM filtered PBS. EV concentrations were determined based on the number of 50 to 200 particles per frame. For each measurement, two cycles of scanning at 11 cell locations were performed with the following settings: focus, auto focus; Camera sensitivity for all samples, 78.0; shutter, 70; and cell temperature, 25°C. EV concentration was expressed as the number of particles per ml (pn/ml).

면역 블롯팅: 세포를 Halt™ 프로테아제 및 포스파타제 억제제 칵테일(100X)(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA)을 함유하는 RIPA 완충액에 용해시키고, 신장을 트리톤 X-100 용해 완충액에 용해시켰다. 용해물을 4℃에서 10-20분 동안 9,000 내지 16,000×g에서 원심분리시키고, 상청액을 후속 면역블롯팅을 위해 -70℃에 보관했다. 단백질 농도는, BCA 검정(Pierce™ BCA Protein Assay, Thermo Scientific TM)을 사용하여 측정했다. 단백질 추출물을 Laemmli 샘플 완충액(Bio-Rad, Hercules, CA)에 용해시키고, 100℃에서 5분 동안 가열했다. 단백질을 아크릴아미드 변성 SDS-폴리아크릴아미드 겔에서 전기영동하여 니트로셀룰로오스(NC) 막으로 옮겼다. 트랜스퍼 막을 차단 완충액 A(PBS, 0.1% Tween-20 및 5% 무지방 밀크)에서 22℃에서 1시간 동안 인큐베이션(incubation)한 다음, srIκB에 대한 1차 항체(맞춤형 항체, Abclon, 서울, 대한민국), mCherry, Alix, TSG101, GM130, 칼넥신(Abcam, Cambridge, UK), CD9, CD63(SBI, Tokyo, Japan), GAPDH(Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX), 프로히비틴(NOVUSBIO, Centennial, CO), 뉴클레오포린 p62(BD bioscience, San Jose, CA), NF-κB(클론 8242S, Cell signalling technology, Danvers, MA), Lamin B1(Clone ab133741), ICAM-1(Clone AF796, R&D Systems), 절단된 카스파제-3(Clone 9661L, 세포 신호전달 기술), 절단된 PARP(클론 9544S, 세포 신호전달 기술) 및 β-액틴(A5441, Sigma-Aldrich)과 함께 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 막을 특정 2차 항체로 세척하고 인큐베이션한 후, 이들을 화학발광제[Clarity 및 Clarity Max ECL Western Blotting Substrates(Bio-Rad) 또는 West-Q Pico Dura ECL 용액(GenDEPOT, Katy, TX)]를 사용하여 발색시켰다. 이미지(Image) J 소프트웨어(NIH)를 사용하여 각 그룹에 대한 밴드의 상대적 광학 밀도를 측정했다.Immunoblotting: Cells were lysed in RIPA buffer containing Halt™ protease and phosphatase inhibitor cocktail (100X) (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Mass.) and kidneys were lysed in Triton X-100 lysis buffer. Lysates were centrifuged at 9,000-16,000×g for 10-20 min at 4°C and the supernatant stored at -70°C for subsequent immunoblotting. Protein concentrations were determined using a BCA assay (Pierce™ BCA Protein Assay, Thermo Scientific™). Protein extracts were dissolved in Laemmli sample buffer (Bio-Rad, Hercules, CA) and heated at 100° C. for 5 minutes. Proteins were transferred to a nitrocellulose (NC) membrane by electrophoresis on an acrylamide-modified SDS-polyacrylamide gel. The transfer membrane was incubated in blocking buffer A (PBS, 0.1% Tween-20 and 5% nonfat milk) at 22°C for 1 hour, followed by a primary antibody against srIκB (customized antibody, Abclon, Seoul, Korea). , mCherry, Alix, TSG101, GM130, Calnexin (Abcam, Cambridge, UK), CD9, CD63 (SBI, Tokyo, Japan), GAPDH (Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX), Prohibitin (NOVUSBIO, Centennial, CO) ), nucleoporin p62 (BD bioscience, San Jose, CA), NF-κB (clone 8242S, Cell signaling technology, Danvers, MA), Lamin B1 (Clone ab133741), ICAM-1 (Clone AF796, R&D Systems), Cleaved caspase-3 (Clone 9661L, cell signaling technology), cleaved PARP (clone 9544S, cell signaling technology) and β-actin (A5441, Sigma-Aldrich) were incubated overnight at 4°C. After washing and incubating the membranes with specific secondary antibodies, they are developed using a chemiluminescent agent [Clarity and Clarity Max ECL Western Blotting Substrates (Bio-Rad) or West-Q Pico Dura ECL solution (GenDEPOT, Katy, TX)]. did it The relative optical density of the bands for each group was measured using Image J software (NIH).

마우스 신장 허혈-재관류 모델: 마우스를, 틸레타민/졸라제팜(Zoletil®)-자일라진(Rompun®) 혼합물(1mg/kg)의 복강 내 투여를 통해 마취시키고, 가열된 수술용 패드(37℃)에 위치시켰다. 양측 IRI는 배측 접근법을 사용하여 수행했다. 신장의 페디클을 해부하고, 마이크로 클램프(Jeungdo Bio & Plant, 서울, 대한민국)를 각 신장 페디클에 30분 동안 위치시켰다. 허위 동물은, 마취 및 양측 배측 절개를 단독으로 제공받았다. 수술 중, 마우스를 따뜻한 보통의 생리식염수 1ml로 수화시켜 탈수를 방지했다. 허혈 30분 후, 양 클램프를 모두 제거하고, Autoclip® 창상 폐쇄 시스템(Harvard apparatus, 매사추세츠주 홀리스턴)으로 창상을 폐쇄하기 전에 혈류 회복을 확인했다. 동물에게 음식 및 물에 자유롭게 접근시켜 회복시켰다. 마우스를 IRI 수술의 24시간 또는 48시간 후에 희생시켰다. 추가 분석을 위해 각 마우스에서 혈청, 비장 및 신장을 수집했다. Cobas C502 자동 분석기(Roche diagnostics, Basel, Switzerland)를 사용하여 혈청 BUN 및 크레아티닌 수치를 분석했다.Mouse Renal Ischemia-Reperfusion Model: Mice are anesthetized via intraperitoneal administration of a tiletamine/zolazepam (Zoletil ® )-xylazine (Rompun ® ) mixture (1 mg/kg) and heated surgical pad (37° C.) ) was placed in Bilateral IRI was performed using a dorsal approach. The renal pedicles were dissected, and micro clamps (Jeungdo Bio & Plant, Seoul, Korea) were placed on each renal pedicle for 30 minutes. Sham animals received anesthesia and bilateral dorsal incision alone. During surgery, mice were hydrated with 1 ml of warm normal saline to prevent dehydration. Thirty minutes after ischemia, both clamps were removed and blood flow was confirmed prior to wound closure with an Autoclip ® wound closure system (Harvard apparatus, Holliston, MA). Animals were allowed to recover with free access to food and water. Mice were sacrificed 24 or 48 hours after IRI surgery. Serum, spleen and kidneys were collected from each mouse for further analysis. Serum BUN and creatinine levels were analyzed using a Cobas C502 automated analyzer (Roche diagnostics, Basel, Switzerland).

효소-결합 면역흡착 검정(ELISA): 샘플을 1:100 내지 1000배로 희석한 후에 제조업자의 프로토콜(마우스 리포칼린-2/NGAL 정량적 ELISA 키트)(R&D Systems, Minneapolis, MN)에 따라, 마우스 ELISA 키트를 사용하여 혈청 NGAL 수준을 측정했다. Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA): A mouse ELISA kit, following the manufacturer's protocol (Mouse Lipocalin-2/NGAL Quantitative ELISA Kit) (R&D Systems, Minneapolis, MN) after diluting the samples 1:100-1000-fold was used to measure serum NGAL levels.

THP-1 및 HUVEC 배양물에서 수집된 상청액의 TNF-α, IL-8 및 MCP-1 수준은, 시판 ELISA 키트(R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)를 사용하여 측정했고, HUVEC에서 NF-κB 활성은 트랜스 AM NF-κB p65 키트(Active Motif, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 측정했다. 고급 CLP 절차 후에 지시된 시점에서 심장 천공을 통해 수집된 마우스 혈장 중의 TNF-α, CCL-4/대식세포 염증 단백질(MIP)-1β, IL-6 및 IL-1β 수준은 마우스 자기 루미넥스 이스크리닝 검정 키트(Magnetic Luminex eScreening Assay kit)(R&D Systems)를 사용하여 측정했다. 검정은 제조업자의 지시에 따라 수행했다. 모든 샘플 및 표준은, 루미넥스(Luminex) 200TM 시스템(Merck Millipore, Darmstadt, Germany)을 사용하여 이중으로 검정했다. 지시된 시점에서 혈청 TNF-α, IL-1β, IL-6 및 CCL4를 측정하기 위해, LPS 내독소혈증 절차 후의 심장 천공을 통해 혈액 샘플을 수집하고, 실온에서 2시간 동안 응혈시키고, 이어서 4℃에서 20분 동안 2,000g으로 원심분리했다.TNF-α, IL-8 and MCP-1 levels in supernatants collected from THP-1 and HUVEC cultures were measured using a commercial ELISA kit (R&D Systems, Minneapolis, MN, USA) and NF-κB in HUVECs. Activity was measured using the trans AM NF-κB p65 kit (Active Motif, Carlsbad, CA, USA). TNF-α, CCL-4/macrophage inflammatory protein (MIP)-1β, IL-6 and IL-1β levels in mouse plasma collected via cardiac puncture at the indicated time points after the advanced CLP procedure were determined by mouse magnetic luminex screening. Measurements were made using a Magnetic Luminex eScreening Assay kit (R&D Systems). Assays were performed according to the manufacturer's instructions. All samples and standards were calibrated in duplicate using a Luminex 200™ system (Merck Millipore, Darmstadt, Germany). To measure serum TNF-α, IL-1β, IL-6 and CCL4 at the indicated time points, blood samples were collected via cardiac puncture after the LPS endotoxemia procedure, clotted at room temperature for 2 hours, and then at 4°C. was centrifuged at 2,000 g for 20 min.

NE-PER 핵 및 세포질 추출: 신장을 수집하고, 소편으로 절단하고, PBS로 세정하고, 신장 중량에 따라 NE-PER 핵 및 세포질 추출 시약 키트(ThermoFisher, Waltham, MA)로부터 수득된 특정 용적의 세포질 추출 시약(CER) 1에서 비드로 균질화했다. 15초의 격렬한 와동 및 10분간의 빙상에서의 인큐베이션 후, CER II를 각 신장 샘플에 첨가한 다음, 빙상에서 1분 동안 인큐베이션하고, 16,000×g에서 5분 동안 원심분리했다. 상청액을 세포질 추출물로 수집하고, 불용성 분획을 핵 추출 시약에 현탁시켰다. 16,000×g에서 10분 동안 원심분리한 후, 모든 상청액을 수집하여 핵 추출물로서 사용했다. NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction: Kidneys were collected, cut into fragments, washed with PBS, and specific volumes of cytoplasm obtained from the NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagent Kit (ThermoFisher, Waltham, Mass.) according to kidney weight. Homogenized with beads in extraction reagent (CER) 1. After 15 seconds of vigorous vortexing and 10 minutes of incubation on ice, CER II was added to each kidney sample, followed by incubation on ice for 1 minute and centrifugation at 16,000×g for 5 minutes. The supernatant was collected as cytoplasmic extract, and the insoluble fraction was suspended in nuclear extraction reagent. After centrifugation at 16,000×g for 10 min, all supernatants were collected and used as nuclear extracts.

신장 손상 점수 및 면역조직화학의 조직병리학적 평가: 포르말린-고정된 및 파라핀-포매된 신장 조직 샘플의 5마이크로미터 두께의 절편을 헤마톡실린-에오신(HE) 및 IHC 염색을 통해 처리했다. 조직학적으로 신장 손상을 평가하기 위해, 각 슬라이드를 HE로 염색했다. 신장 병리학자(JIY)는, 맹목적으로 피질 부위의 전체 관 중의 괴사 관의 비율을 점수화했다. 신장 손상은, 총 관 중의 손상된 관의 비율에 따라 점수화했다: 0, 정상; 1, <25% 손상; 2, 25 내지 50% 손상; 3, 50 내지 75% 손상, 4, 75 내지 90% 손상; 및 5, >90% 손상. 손상된 관에 대한 조직학적 기준은, 관 솔 가장자리의 손실, 액포화, 크로마틴 응축, 및 노출된 관 기저막을 포함했다. 일반적으로, 50-100개 관을 포함하는 5개의 랜덤으로 선택된 고출력 영역에서 세뇨관을 평가하고 점수화했다.Histopathological evaluation of renal injury score and immunohistochemistry: 5-micrometer-thick sections of formalin-fixed and paraffin-embedded kidney tissue samples were processed via hematoxylin-eosin (HE) and IHC staining. To histologically evaluate kidney injury, each slide was stained with HE. A renal pathologist (JIY) blindly scored the proportion of necrotic ducts in the total ducts in the cortical region. Renal impairment was scored according to the proportion of damaged ducts in total ducts: 0, normal; 1, <25% damage; 2, 25-50% damage; 3, 50-75% damage, 4, 75-90% damage; and 5, >90% damage. Histological criteria for damaged ducts included loss of duct brush edges, vacuolization, chromatin condensation, and exposed tubular basement membrane. In general, tubules were evaluated and scored in 5 randomly selected high-power regions containing 50-100 ducts.

IHC의 경우, 조직 절편을 탈파라핀화하고, 에틸 알코올로 재수화하고, 수돗물로 세척했다. 블랙 앤 덱커(Black & Decker) 식물성 기선을 사용하여, 항원을 20분 동안 10mM 시트르산 나트륨 완충액에서 검색했다. 슬라이드를 22℃에서 30분 동안 10% 당나귀 혈청으로 차단하고, PBS를 사용하여 세척했다. NF-κB(Clone 8242S, Cell signalling technology, Danvers, MA) 및 ICAM-1(Clone AF796, R&D Systems)에 대한 1차 항체를, 소 혈청 알부민 중의 2% 카제인을 사용하여 적절한 농도로 희석하고, 슬라이드에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 세척 후, 2차 항체(Dako, Carpinteria, CA)를 22℃에서 1시간 동안 적용했다. 디아미노벤지딘을 2분 동안 첨가하고, 헤마톡실린을 사용하여 슬라이드를 대조염색했다. 염색 강도의 반정량적 점수는, 400배의 배율하에 디지털 이미지 분석(MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp., Downingtown, PA)를 통해 각 절편에서 적어도 5개의 필드를 조사하여 수득했다.For IHC, tissue sections were deparaffinized, rehydrated with ethyl alcohol, and washed with tap water. Using a Black & Decker vegetable steamer, antigens were retrieved in 10 mM sodium citrate buffer for 20 minutes. Slides were blocked with 10% donkey serum for 30 min at 22° C. and washed with PBS. Primary antibodies against NF-κB (Clone 8242S, Cell signaling technology, Danvers, MA) and ICAM-1 (Clone AF796, R&D Systems) were diluted to appropriate concentrations using 2% casein in bovine serum albumin, and slides was added and incubated overnight at 4°C. After washing, a secondary antibody (Dako, Carpinteria, CA) was applied at 22° C. for 1 hour. Diaminobenzidine was added for 2 min and slides were counterstained using hematoxylin. Semiquantitative scores of staining intensity were obtained by examining at least 5 fields in each section via digital image analysis (MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp., Downingtown, PA) under 400-fold magnification.

NF-κB의 DNA 결합 활성의 측정: 20㎍의 신장 핵 추출물을 사용하여, TransAM NF-κB 검정 키트(ActiveMotif, Carlsbad, CA)를 사용하여 제조업자의 프로토콜에 따라 DNA에 대한 p65/c-Rel(NF-κB)의 결합 활성을 측정했다. Determination of DNA binding activity of NF-κB: Using 20 μg of kidney nuclear extract, p65/c-Rel (p65/c-Rel ( NF-κB) binding activity was measured.

정량적 실시간 폴리머라제 연쇄 반응: 전체 신장 RNA 추출의 확립된 방법을 사용했다. 간단히 말해서, 전체 신장 샘플을 700μl의 RNAiso 시약(Takara Bio Inc., Otsu, Shiga, Japan)으로 균질화시켰다. 이어서, 160μl의 클로로포름을 신장 세포의 균질화된 샘플에 첨가했다. 이어서, 혼합물을 30초 동안 격렬하게 진탕시키고, 22℃에서 3분 동안 유지하고, 4℃에서 16,000×g에서 15분 동안 원심분리했다. 3개 상 상부에 위치한 수성 상을, 다른 상과의 오염을 방지하기 위해, 신선한 튜브로 주의하여 옮겼다. 400μl의 이소프로판올을 첨가하여 추출된 RNA를 침전시키고, 4℃에서 30분 동안 16,000×g에서 원심분리했다. RNA 펠렛을 70% 에탄올로 세척하고, 2분 동안 공기 건조하고, 멸균된 디에틸 피로카보네이트 처리된 증류수에 용해시켰다. 추출된 RNA의 양 및 품질은 260 및 280nm의 파장에서 분광광도 측정으로 평가했다. 단리된 RNA를 cDNA 합성 키트(Takara Bio Inc, Shiga Prefecture, Japan)를 사용하여 cDNA로 역전사시켰다. 각 cDNA의 5μl를 10μl의 SYBR Green PCR 마스터 믹스(Master Mix)(Applied Biosystems, Foster City, CA) 및 5pmol의 센스/안티센스 프라이머와 혼합했다. 프라이머 농도는, 각 프라이머에 대한 최적 농도를 확인하는 예비 실험 후에 결정했다. IL-1α, IL-1β, Il-2, Il-4, Il-6, Il-10, Il-17α, Ccl2, Ccl3, Ccl5, Cxcl2, Ifn-γ, Tnf-α 및 Icam-1의 발현 수준은 ABI PRISM 7700 서열 검출 시스템(Applied Biosystems)을 사용하여 측정했다. PCR 조건은 다음과 같다: 초기 가열 단계는 95℃에서 9분 동안 수행한 다음, 94.5℃에서 30분 동안 35사이클의 변성, 60℃에서 30초 동안 어닐링, 72℃에서 1분 동안 신장, 72℃에서 7분 동안 최종 확장. 각 프라이머의 서열 데이터는 표 1에 제시되어 있다.Quantitative real-time polymerase chain reaction: An established method of whole kidney RNA extraction was used. Briefly, whole kidney samples were homogenized with 700 μl of RNAiso reagent (Takara Bio Inc., Otsu, Shiga, Japan). Then 160 μl of chloroform was added to the homogenized sample of kidney cells. The mixture was then vigorously shaken for 30 seconds, held at 22° C. for 3 minutes, and centrifuged at 4° C. at 16,000×g for 15 minutes. The aqueous phase placed on top of the three phases was carefully transferred to a fresh tube to avoid contamination with the other phases. 400 μl of isopropanol was added to precipitate the extracted RNA, followed by centrifugation at 16,000×g at 4° C. for 30 minutes. The RNA pellet was washed with 70% ethanol, air dried for 2 minutes, and dissolved in sterile diethyl pyrocarbonate-treated distilled water. The quantity and quality of extracted RNA was evaluated spectrophotometrically at wavelengths of 260 and 280 nm. The isolated RNA was reverse transcribed into cDNA using a cDNA synthesis kit (Takara Bio Inc, Shiga Prefecture, Japan). 5 μl of each cDNA was mixed with 10 μl of SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems, Foster City, CA) and 5 pmol of sense/antisense primers. Primer concentrations were determined after preliminary experiments to ascertain optimal concentrations for each primer. Expression levels of IL-1α, IL-1β, Il-2, Il-4, Il-6, Il-10, Il-17α, Ccl2, Ccl3, Ccl5, Cxcl2, Ifn-γ, Tnf-α and Icam-1 was measured using an ABI PRISM 7700 sequence detection system (Applied Biosystems). PCR conditions were as follows: an initial heating step was performed at 95°C for 9 minutes, followed by 35 cycles of denaturation at 94.5°C for 30 minutes, annealing at 60°C for 30 seconds, elongation at 72°C for 1 minute, 72°C final extension for 7 min at The sequence data for each primer is presented in Table 1.

프라이머 서열primer sequence 유전자gene 프라이머 유형Primer type 프라이머 서열 (5'에서 3' 방향으로) Primer sequence (in 5' to 3' direction) Il-1αIl-1α 전방forward CCCGTCCTTAAAGCTGTCTGCCCGTCCTTAAAGCTGTCTG 역방reverse AATTGGAATCCAGGGGAAACAATTGGAATCCAGGGGAAAC Il-1βIl-1β 전방forward GCCCATCCTCTGTGACTCATGCCCATCCTCTGTGACTCAT 역방reverse AGGCCACAGGTATTTTGTCGAGGCCACAGGTATTTTGTCG Il-2Il-2 전방forward CCCACTTCAAGCTCCACTTCCCCACTTCAAGCTCCACTTC 역방reverse ATCCTGGGGAGTTTCAGGTTATCCTGGGGAGTTTCAGGTT Il-4Il-4 전방forward CCTCACAGCAACGAAGAACACCTCACAGCAACGAAGAACA 역방reverse ATCGAAAAGCCCGAAAGAGTATCGAAAAGCCCGAAAGAGT Il-6Il-6 전방forward AGTTGCCTTCTTGGGACTGAAGTTGCCTTCTTGGGACTGA 역방reverse TCCACGATTTCCCAGAGAACTCCACGATTTCCCAGAGAAC Il-10Il-10 전방forward TGCTATGCTGCCTGCTCTTATGCTATGCTGCCTGCTCTTA 역방reverse TCATTTCCGATAAGGCTTGGTCATTTCCGATAAGGCTTGG Il-17aIl-17a 전방forward TCCAGAAGGCCCTCAGACTATCCAGAAGGCCCTCAGACTA 역방reverse AGCATCTTCTCGACCCTGAAAGCATCTTCTCGACCCTGAA Ccl2Ccl2 전방forward AGGTCCCTGTCATGCTTCTGAGGTCCCTGTCATGCTTCTG 역방reverse TCTGGACCCATTCCTTCTTGTCTGGACCCATTCCTTCTTG Ccl3Ccl3 전방forward CCTCTGTCACCTGCTCAACACCTCTGTCACCTGCTCAACA 역방reverse GATGAATTGGCGTGGAATCTGATGAATTGGCGTGGAATCT Ccl5Ccl5 전방forward CCCTCACCATCATCCTCACTCCCTCACCATCATCCTCACT 역방reverse GAGCACTTGCTGCTGGTGTAGAGCACTTGCTGCTGTGTA Cxcl2Cxcl2 전방forward AGTGAACTGCGCTGTCAATGAGTGAACTGCGCTGTCAATG 역방reverse TCCAGGTCAGTTAGCCTTGCTCCAGGTCAGTTAGCCTTGC Ifn-Ifn- γγ 전방forward AAGACTGTGATTGCGGGGTTAAGACTGTGATTGCGGGGTT 역방reverse GCACCAGGTGTCAAGTCTCTGCACCAGGTGTCAAGTCTCT Tnf-αTnf-α 전방forward TATGGCTCAGGGTCCAATCTATGGCTCAGGGTCCAATC 역방reverse CTCCCTTTGCAGAACTCAGGCTCCCTTTGCAGAACTCAGG Icam-1Icam-1 전방forward TTCACACTGAATGCCAGCTCTTCACACTGAATGCCAGCTC 역방reverse GTCTGCTGAGACCCCTCTTGGTCTGCTGAGACCCCTCTTG 18S18S 전방forward CGCTTCCTTACCTGGTTGATCGCTTCCTTACCTGGTTGAT 역방reverse GGCCGTGCGTACTTAGACATGGCCGTGCGTACTTAGACAT

각 샘플을 분리 튜브 중에서 삼중으로 실행하고, cDNA를 포함하지 않는 음성 대조군을 각 검정에 병행하여 실행했다. 실시간 PCR 후, 온도를 2℃/min의 속도로 60℃에서 95℃로 증가시켜 용융 곡선을 작성했다. 각각의 유전자의 발현 값을 18S rRNA의 값에 대해 정규화하고, 2-△△CT와의 비교 CT 방법을 사용하여 상대 배수 발현 값을 계산했다. Each sample was run in triplicate in isolation tubes and a negative control containing no cDNA was run in parallel with each assay. After real-time PCR, melting curves were created by increasing the temperature from 60°C to 95°C at a rate of 2°C/min. The expression value of each gene was normalized to the value of 18S rRNA, and the relative fold expression value was calculated using the comparative CT method with 2 -ΔΔCT .

혈청 중의 다중 사이토카인 검정: IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, CCL2, CCL3, CCL5, CXCL2, IFN-γ 및 TNF-α를 포함하는, 13개 염증성 사이토카인 및 케모카인은, 1:2 희석된 혈청을 사용하여, 제조업체의 프로토콜(EMD Millipore, Billerica, MA)에 따라 밀리플렉스 마우스 사이토카인/케모카인 자기 비드 패널(Milliplex Mouse Cytokine/Chemokine Magnetic bead Panel)-멀티플렉스 검정 키트를 사용하여 분석했다. 정량화는, 루미넥스(Luminex) 200 마이크로플레이트 판독기(EMD Millipore)를 사용하여 수행했다. Multiple cytokine assays in serum: IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, CCL2, CCL3, CCL5, CXCL2, IFN-γ and TNF-α Thirteen inflammatory cytokines and chemokines including /Chemokine Magnetic bead Panel)- was analyzed using a multiplex assay kit. Quantification was performed using a Luminex 200 microplate reader (EMD Millipore).

말단 데옥시뉴클레오티딜 트랜스퍼라제 dUTP 닉-말단 표지 검정: 세포 사멸을, 시판 키트(S7110, Merck, Millipore, Billerica, MA)를 사용하여 FITC-표지된 TUNEL 검정으로 평가했다. 포르말린-고정된 신장 조직의 TUNEL-양성 세포는, 400배 확대로 디지털 이미지 분석(MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp.)에서 각 섹션의 최소 5개 필드를 조사하여 확인했다. Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end labeling assay: Cell death was assessed in a FITC-labeled TUNEL assay using a commercial kit (S7110, Merck, Millipore, Billerica, Mass.). TUNEL-positive cells of formalin-fixed kidney tissue were identified by examining at least 5 fields of each section in digital image analysis (MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp.) at 400x magnification.

마우스로부터의 신장 단핵 세포 및 비장 세포의 단리: KMNC는 확립된 프로토콜에 따라 단리했다. 양쪽 신장을 방혈 후에 제거하고, 탈캡슐화하고, 미세하게 다지고, 37℃에서 30분 동안 콜라게나제 유형 I(1mg/ml)(Worthington Biochemical, Lakewood, NJ)에서 인큐베이션했다. 효소 소화 후, 70μm 스트레이너(BD bioscience, San Jose, CA)를 통한 조직의 기계적 파괴에 의해 단일-세포 신장 현탁액을 달성했다. 제조업자의 지시에 따라, 등장성 퍼콜 밀도 구배(GE Healthcare, Chicago, IL)(브레이크 오프 모드에서 30분 동안 1,500×g)를 사용하여 RT에서 원심분리한 후에 KMNC를 수집했다. 수집된 세포를 세척하고, 5% FBS를 포함하는 RPMI 배지에 재현탁하고, Countess® II FL 자동화 세포 계수기(Life Technologies, Waltham, MA)를 사용하여 자동적으로 계수했다.Isolation of renal mononuclear cells and spleen cells from mice: KMNCs were isolated according to established protocols. Both kidneys were removed after exsanguination, decapsulated, minced, and incubated in collagenase type I (1 mg/ml) (Worthington Biochemical, Lakewood, NJ) at 37° C. for 30 minutes. After enzymatic digestion, single-cell kidney suspensions were achieved by mechanical disruption of the tissue through a 70 μm strainer (BD bioscience, San Jose, CA). KMNCs were collected after centrifugation at RT using an isotonic Percoll density gradient (GE Healthcare, Chicago, IL) (1,500×g for 30 min in break-off mode) according to the manufacturer's instructions. Collected cells were washed, resuspended in RPMI medium containing 5% FBS, and automatically counted using a Countess ® II FL automated cell counter (Life Technologies, Waltham, MA).

비장 세포는 70㎛의 스트레이너(BD bioscience)를 사용하여 비장의 기계적 파괴를 통해 수집하고, RBC 용해 용액(Qiagen, Hilden, Germany)과 함께 3분 동안 인큐베이션하여, 적혈구를 제거한다.Splenocytes were collected via mechanical disruption of the spleen using a 70 μm strainer (BD bioscience) and incubated with RBC lysis solution (Qiagen, Hilden, Germany) for 3 min to remove red blood cells.

신장 CD4+ T 세포의 FACS 선별: FACS 선별을 위해, KMNC를 항-CD16/CD32 Fc 블럭(클론 93, Biolegend, San Diego, CA)와 함께 빙상에서 10분 동안 사전-인큐베이션하고, 모노클로날 Ab 항-CD45(APC, Clone 30-F11, Biolegend), 항-Ly6G(APC-Fire750, Clone 1A8, Biolegend), 항-Ly6C(FITC, Clone HK1.4, Biolegend), 항-F4/80(PerCP -Cy5.5, Clone BM8, Biolegend) 및 항-CD3(PE, Clone 17A2, Biolegend)로 4℃에서 30분 동안 염색했다. FACS 완충액(5% FBS를 포함하는 PBS)에서 세척 및 재현탁 후, FACS Diva 소프트웨어(BD Biosciences) 및 FlowJo 소프트웨어(버전 10.2)를 사용하여 염색된 세포를 LSRII로 분석했다. 파편/치사 세포 및 이중선을 제거한 후, 각 샘플을 CD45, Ly6G, Ly6C, F4/80 및 CD3 발현에 기초하여 분석했다. OneComp eBeads(ThermoFisher)를 보정에 사용했다.FACS Selection of Renal CD4 + T Cells: For FACS selection, KMNCs were pre-incubated with anti-CD16/CD32 Fc block (clone 93, Biolegend, San Diego, CA) for 10 min on ice and monoclonal Ab Anti-CD45 (APC, Clone 30-F11, Biolegend), anti-Ly6G (APC-Fire750, Clone 1A8, Biolegend), anti-Ly6C (FITC, Clone HK1.4, Biolegend), anti-F4/80 (PerCP - Cy5.5, Clone BM8, Biolegend) and anti-CD3 (PE, Clone 17A2, Biolegend) were stained at 4° C. for 30 min. After washing and resuspension in FACS buffer (PBS with 5% FBS), stained cells were analyzed with LSRII using FACS Diva software (BD Biosciences) and FlowJo software (version 10.2). After removal of debris/dead cells and doublets, each sample was analyzed based on CD45, Ly6G, Ly6C, F4/80 and CD3 expression. OneComp eBeads (ThermoFisher) were used for calibration.

면역형광: 탈파라핀화, 재수화 및 항원 검색을 수행한 후, 슬라이드를 22℃에서 30분 동안 10% 염소 혈청으로 차단하고, 인산염 완충 식염수를 사용하여 Tween-20으로 세척했다. Ly-6G(Clone ab25377, Abcam, Cambridge, UK), Ly-6C(Clone ab15627, Abcam), F4/80(Clone ab6640, Abcam) 및 플루오레세인(FITC)-접합된 로투스 테스라고놀로부스 렉틴(LTL)(Clone FL-1321, Vector laboratories, Burlingame, CA)에 대한 1차 항체를 소 혈청 알부민 중의 2% 카제인을 사용하여 적절한 농도로 희석하고, 슬라이드에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 세척 후, 염소 항-랫트 IgG Alexa Fluor 647(ab150167, Abcam)을 22℃에서 1시간 동안 적용했다. 이어서, 4',6-디아미디노-2-페닐인돌(DAPI)(MBD0015, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)을 사용하여 슬라이드를 대비염색했다. 염색 강도는, 디지털 이미지 분석(MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp.)을 통해 400배 배율로 각 섹션에서 최소 5개 필드를 조사하여 반-정량적으로 점수화했다.Immunofluorescence: After deparaffinization, rehydration and antigen retrieval, slides were blocked with 10% goat serum at 22° C. for 30 min and washed with Tween-20 using phosphate buffered saline. Ly-6G (Clone ab25377, Abcam, Cambridge, UK), Ly-6C (Clone ab15627, Abcam), F4/80 (Clone ab6640, Abcam) and fluorescein (FITC)-conjugated lotus thesargonolobus lectin ( LTL) (Clone FL-1321, Vector laboratories, Burlingame, CA) was diluted to the appropriate concentration using 2% casein in bovine serum albumin, added to slides, and incubated overnight at 4°C. After washing, goat anti-rat IgG Alexa Fluor 647 (ab150167, Abcam) was applied at 22° C. for 1 hour. Slides were then counterstained using 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (MBD0015, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Staining intensity was semi-quantitatively scored by examining at least 5 fields in each section at 400x magnification via digital image analysis (MetaMorph version 4.6r5, Universal Imaging Corp.).

통계: 데이터는, 평균치±표준 편차(SD) 값으로 표시했다. 통계적 차이는, Prism 8(GraphPad, San Diego, CA)을 사용한 본페로니 사후 시험을 사용한 일방향 ANOVA를 사용하여 분석했다. P<0.05의 경우, 결과는 통계학적으로 유의한 차이를 나타냈다. Statistics: Data are expressed as mean ± standard deviation (SD) values. Statistical differences were analyzed using one-way ANOVA with Bonferroni's post hoc test using Prism 8 (GraphPad, San Diego, CA). For P<0.05, the results showed a statistically significant difference.

LPS의 내독소혈증 모델: LPS 내독소혈증의 마우스 모델을 생성하기 위해, 에스케리키아 콜라이(Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI, USA)로부터 유래하는 LPS를 수컷 마우스에게 주사했다. Endotoxemia Model of LPS: To generate a mouse model of LPS endotoxemia, male mice were injected with LPS derived from Escherichia coli (Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI, USA).

고급 CLP 패혈증 모델 및 치료 섭생: ORIENTBIO(대한민국 경기도 성남시)에서 구입한 수컷 C57BL/6 마우스는, 작은 변경을 수반하는 이전에 기재된 절차를 사용하여 9-10주령에서 고급 CLP에 제공했다. 모든 마우스를 수용하고, 국제 실험 동물 관리 협회(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International)에 의해 승인된 연세대학교 의과대학 생의학 연구소의 특정 병원체-비함유 지역에서 실험을 수행했다. 마우스를, 모든 절차 전에, 80mg/kg 케타민 및 10mg/kg 자일라진 혼합물의 ip 주사를 통해 마취했다. 마취 후, 복막을 무균 방식으로 개봉하고, 맹장을 원위 말단에서 4-0 검은색 명주 실 1cm를 사용하여 결찰하고, 23게이지(gauge) 니들로 천공했다. 천공 후, 니들을 제거하고, 양쪽 천공을 통해 소량의 대변을 압출하여 개통성을 확보했다. 이어서, 맹장을 복강 내에 다시 넣고, 복부의 절개부를 6-0 나일론 봉합사로 봉합하고, 스테인리스 스틸 제거가능한 창상 클립을 피부에 사용했다. 이 절차 후, 체중 20g당 예열된 식염수 1ml를 피하 투여했다. 허위 처리된 마우스는, 맹장의 결찰 및 천공을 제외하고는 동일한 절차를 거쳤다. 이 절차 후, 1.0×109 입자의 엑소-나이브 또는 엑소-srIκB를 0, 6, 12 및 18시간에서 ip 주사를 통해 마우스에게 투여했다. 대조군으로서, 동일 용적의 인산염 완충액(PBS)을 동일한 방식으로 주사했다. 동물을 CLP후 초기 48시간 동안은 2시간마다 평가하고, 이어서 5일 동안은 4시간마다 평가했다. 샘플을 수집하여, CLP후 18시간 이내에 절차의 결과를 평가했다.Advanced CLP sepsis model and treatment regimen: Male C57BL/6 mice purchased from ORIENTBIO (Seongnam-si, Gyeonggi-do, Republic of Korea) were given to advanced CLP at 9-10 weeks of age using previously described procedures involving small modifications. All mice were housed and experiments were performed in a specific pathogen-free area of the Institute of Biomedical Sciences, Yonsei University College of Medicine, approved by the Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International. Mice were anesthetized via ip injection of a mixture of 80 mg/kg ketamine and 10 mg/kg xylazine, prior to all procedures. After anesthesia, the peritoneum was opened aseptically and the cecum was ligated at the distal end using 1 cm of 4-0 black silk thread and punctured with a 23 gauge needle. After the puncture, the needle was removed, and a small amount of feces was extruded through both punctures to ensure patency. The cecum was then placed back into the abdominal cavity, the abdominal incision was closed with 6-0 nylon sutures, and a stainless steel removable wound clip was applied to the skin. After this procedure, 1 ml of preheated saline per 20 g of body weight was administered subcutaneously. The sham-treated mice were subjected to the same procedure except for ligation and perforation of the cecum. After this procedure, 1.0×10 9 particles of exo-naive or exo-srlκB were administered to mice via ip injection at 0, 6, 12 and 18 hours. As a control, an equal volume of phosphate buffer (PBS) was injected in the same manner. Animals were evaluated every 2 hours for the first 48 hours after CLP and then every 4 hours for 5 days. Samples were collected and the outcome of the procedure evaluated within 18 hours after CLP.

생체 내 이미징: 레이저-스캐닝 생체 내 공초점 현미경(IVM-C; IVIM Technology, 대전, 대한민국)을 사용하여, 엑소-srIκB의 생체분포 및 항-부패 효과를 가시화했다. 생체 내 이미징 동안, 호모에오써믹 제어기(homoeothermic controller)를 사용하여 마우스 체온을 37℃로 유지했다. 마우스를 졸레틸(30mg/kg) 및 자일라진(10mg/kg)의 근육 내 주사로 마취시켰다. 간, 비장 및 신장을 포함한 내부 장기에 접근하기 위해, 피부 및 복막 모두에 10mm의 작은 절개를 수행했다. 노출된 장기는, 이미징 중에 식염수를 반복적으로 적용하여 수화 상태로 유지했다. 엑소솜의 생체분포를, 엑소-나이브 또는 엑소-srIκB 주사 전후에 광역 z-스택(stack) 이미징을 통해 가시화했다. 생체 내에서 C57BL/6N 마우스의 호중구를 형광 표지하기 위해, Alexa Fluor 555(A20009; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)와 접합된 항-Ly6G 항체(BD Bioscience, San Jose, CA, USA)를 정맥 내 주사했다. mCLING ATTO 647N(Synaptic System, Gottingen, Germany)으로 표지된 나이브 또는 srIκB 엑소솜을 꼬리 정맥 카테터 또는 31-G 인슐린 주사기를 통해 정맥 내 주사했다. 패혈증 모델을 생성하기 위해, 이미징 전에 1 내지 16시간 고용량 LPS(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 정맥 내 주사했다.In vivo imaging: Laser-scanning in vivo confocal microscopy (IVM-C; IVIM Technology, Daejeon, Korea) was used to visualize the biodistribution and anti-corrosive effects of exo-srIκB. During in vivo imaging, mouse body temperature was maintained at 37°C using a homoeothermic controller. Mice were anesthetized with an intramuscular injection of zoletyl (30 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg). Small 10 mm incisions were made in both skin and peritoneum to access internal organs including liver, spleen and kidneys. The exposed organs were kept hydrated by repeated application of saline during imaging. The biodistribution of exosomes was visualized via wide-area z-stack imaging before and after exo-naive or exo-srIκB injection. For fluorescent labeling of neutrophils in C57BL/6N mice in vivo, an anti-Ly6G antibody (BD Bioscience, San Jose, CA, USA) conjugated with Alexa Fluor 555 (A20009; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) was administered. was injected intravenously. Naïve or srIκB exosomes labeled with mCLING ATTO 647N (Synaptic System, Gottingen, Germany) were injected intravenously via a tail vein catheter or 31-G insulin syringe. To generate a sepsis model, high-dose LPS (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) was injected intravenously 1-16 h prior to imaging.

공초점 현미경검사: 엑소솜 흡수 분석을 위해, 엑소솜을 둘베코 PBS(DPBS) 0.5㎖로 희석했다. 이어서, 제조자의 지시에 따라, 현탁액을 647N-표지된 mCLING-ATTO(시냅틱 시스템)와 함께 인큐베이션했다. 이어서, 원심분리를 통해 혼합물의 펠렛을 수득하고, 300μl의 재현탁된 펠렛을 HUVEC와 함께 인큐베이션했다. 24시간 후, 세포를 DPBS로 세척하고, 4% 파라포름알데히드 용액에 고정시켰다. Hoechst는 핵 염색에 사용되었다. 자이쯔(Zeiss) 710 공초점 현미경(Zeiss, Oberkochen, Germany)을 사용하여 이미지를 기록했다. Confocal microscopy: For exosome uptake assays, exosomes were diluted with 0.5 ml of Dulbecco's PBS (DPBS). The suspension was then incubated with 647N-labeled mCLING-ATTO (Synaptic Systems), according to the manufacturer's instructions. A pellet of the mixture was then obtained by centrifugation, and 300 μl of the resuspended pellet was incubated with HUVECs. After 24 hours, the cells were washed with DPBS and fixed in 4% paraformaldehyde solution. Hoechst was used for nuclear staining. Images were recorded using a Zeiss 710 confocal microscope (Zeiss, Oberkochen, Germany).

루시페라아제 검정: HEK293 세포를, NF-κB의 반응 요소(SL-0012; Signosis, Santa Clara, CA, USA)하에 조절된 루시퍼라제 수용체 작제물로 안정하게 형질감염시키고, 제조업자의 지시에 따라 성장시켰다. 세포를 37℃에서 24시간 동안 엑소솜으로 처리하고, SpectraMax ID3 마이크로플레이트 판독기(Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 루시퍼라제 활성을 측정했다(E1501; Promega, Madison, WI, USA).Luciferase Assay: HEK293 cells were stably transfected with a luciferase receptor construct regulated under the response element of NF-κB (SL-0012; Signosis, Santa Clara, CA, USA) and grown according to the manufacturer's instructions. Cells were treated with exosomes at 37°C for 24 h, and luciferase activity was measured using a SpectraMax ID3 microplate reader (Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA) (E1501; Promega, Madison, WI, USA).

유세포 분석: HUVEC 상에서 발현된 표면 마커의 수준을 유세포 분석을 이용하여 평가했다. 세포를 분리하고, 원심분리를 통해 수확하고, 인간 ICAM-1(BD Biosciences)에 특이적인 피코에리트린(PE)-접합된 항체로 암 상태에서 30분 동안 빙상에서 표지하고, 이어서 광범위하게 세척했다. 모든 샘플을 BD Celesta 유세포 분석기(BD Biosciences)로 분석했다. 데이터는 BD FACSDiva 소프트웨어를 사용하여 분석했다. IgG1κ(BD Biosciences)에 특이적인 PE-접합된 항체를 이소형 대조군으로 사용했다. Flow Cytometry: Levels of surface markers expressed on HUVECs were assessed using flow cytometry. Cells were isolated, harvested via centrifugation, labeled with a phycoerythrin (PE)-conjugated antibody specific for human ICAM-1 (BD Biosciences) on ice for 30 min in the dark, followed by extensive washing . All samples were analyzed on a BD Celesta flow cytometer (BD Biosciences). Data were analyzed using BD FACSDiva software. PE-conjugated antibody specific for IgG1κ (BD Biosciences) was used as an isotype control.

실시예 1. 조작된 엑소솜의 특성화 및 분석Example 1. Characterization and analysis of engineered exosomes

엑소솜의 제조, 회수 및 정제는, 도 13에 도시된 바와 같이, 이전 연구에서 완전히 기재되어 있다. 입자의 크기는 대부분 30 내지 120nm이고, 평균 크기는 101nm이다. 투과 전자 현미경(TEM)은, 나노입자 추적 분석(NTA) 결과에 따라 크기를 갖는 무손상 컵 형상의 막 소포를 나타냈다(도 1, B 및 C). 엑소-srIκB에 대한 면역블롯팅 분석 결과는, CD63, TSG101, Alix 및 GAPDH 등의 양성 엑소솜 마커를 갖는 srIκB, mCherry, CD9 및 GFP를 포함한 표적 단백질의 강력한 발현을 나타냈다. 엑소-srIκB는, 프로히비틴, 칼넥신, GM130 및 뉴클레오포린 p62를 포함한 세포 소기관 마커의 발현을 결여했다. 엑소-나이브는 엑소솜 마커를 제외한 어떤 마커도 발현하지 않았다(도 1D).The preparation, recovery and purification of exosomes have been fully described in previous studies, as shown in FIG. 13 . The size of the particles is mostly 30 to 120 nm, and the average size is 101 nm. Transmission electron microscopy (TEM) revealed intact cup-shaped membrane vesicles with sizes according to nanoparticle tracking analysis (NTA) results ( FIGS. 1 , B and C). Immunoblotting analysis results for exo-srlκB showed strong expression of target proteins including srlκB, mCherry, CD9 and GFP with positive exosomal markers such as CD63, TSG101, Alix and GAPDH. Exo-srlκB lacked expression of organelle markers including prohibitin, calnexin, GM130 and nucleoporin p62. Exo-naive did not express any markers except exosome markers ( FIG. 1D ).

실시예 2. 엑소-srIĸB의 주사는 신장 허혈-재관류 손상을 개선한다Example 2. Injection of exo-srlĸB ameliorates renal ischemia-reperfusion injury

먼저, 신장 IRI 과정에서 엑소-srIĸB의 역할을 조사했다. 각 실험 그룹을 3×109 pn의 엑소-srIκB 또는, 신장 IRI의 전후에, 엑소-나이브를 1시간 간격(합계 9×109 pn)으로 3회 복강 내 주사했다. (전처리: IRI 수술 전에 3, 2 및 1시간, 후처리: IRI 수술 후에 1, 2 및 3시간). 마우스를 수술 24 또는 48시간 후에 희생시켰다(도 2A).First, we investigated the role of exo-srIĸB in the renal IRI process. Each experimental group was injected 3×10 9 pn of exo-srIκB or, before and after renal IRI, exo-naive three times at 1-hour intervals (total 9×10 9 pn). (Pre-treatment: 3, 2 and 1 h before IRI surgery, Post-treatment: 1, 2 and 3 h after IRI surgery). Mice were sacrificed 24 or 48 hours after surgery ( FIG. 2A ).

흥미롭게도, 엑소-srIĸB를 제공받은 마우스 그룹은, 전처리 및 후처리 모델(24-h/48-h BUN 및 양 모델에서 크레아티닌, P<0.001) 둘 다에서, IRI 수술 후에 엑소-나이브 주사 그룹보다 혈청 혈액 우레아 질소(BUN) 및 크레아티닌의 현저히 보다 낮은 수준을 나타냈다(도 2B 및 2C). 혈청 호중구 젤라티나제-연관된 리포칼린(NGAL) 수준은, 엑소-나이브 그룹과 비교하여, 전처리 및 후처리 모델의 엑소-srIĸB 주사 그룹에서 유의적으로 감소했다(P<0.001)(도 2D). 조직학적 평가 결과는 또한, 전/후 처리 모델에서, 엑소-나이브 그룹과 비교하여, 엑소-srIĸB 치료를 제공받은 마우스 그룹에서 보다 낮은 관 손상 점수를 나타냈다(P<0.05 대 엑소-나이브 주사 그룹)(도 2E). 종합적으로, 이러한 데이터는 엑소-srIĸB의 전신 전달이 허혈성 AKI의 진행을 직접 예방한다는 것을 나타낸다.Interestingly, the group of mice receiving exo-srIĸB was better than the exo-naive injection group after IRI surgery in both the pre- and post-treatment models (24-h/48-h BUN and creatinine in both models, P<0.001). Serum blood urea nitrogen (BUN) and creatinine showed significantly lower levels ( FIGS. 2B and 2C ). Serum neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) levels were significantly decreased (P<0.001) in the exo-srlĸB injection group of the pre- and post-treatment models compared to the exo-naive group (Figure 2D). The histological evaluation also showed a lower tube injury score in the group of mice receiving exo-srlĸB treatment compared to the exo-naive group in the pre/post-treatment model (P<0.05 vs. the exo-naive injection group). (Fig. 2E). Collectively, these data indicate that systemic delivery of exo-srlĸB directly prevents the progression of ischemic AKI.

실시예 3. 전신 엑소-srIĸB 처리는 IR-손상된 신장에서 신장 NF-ĸB 신호전달을 억제한다.Example 3. Systemic Exo-srlB Treatment Inhibits Renal NF-AB Signaling in IR-Injured Kidneys.

전신 엑소-srIĸB 처리가 IR-유도된 AKI 과정에 영향을 미치는 근본적 메커니즘을 이해하기 위해, 엑소-srIĸB의 전신 전달을 먼저 연구하여, 신장에서 국소 NF-ĸB 신호전달을 억제하는지의 여부를 결정했다. 각 상이한 실험 그룹의 신장 핵 추출물 중의 NF-ĸB p65 단백질의 발현은 웨스턴 블롯팅을 통해 측정했다. 9×109 pn의 엑소-srIĸB를 사용한 전신 처리는, 엑소-나이브-처리 그룹에서 발견된 것과 비교하여, IRI 전(IRI 24시간 후, P<0.05; 48시간, P<0.01) 및 IRI 후(IRI 24-/48시간 후, P<0.01)(도 3A) 처리 모델에서 IR-유도된 NF-ĸB 핵 전좌를 감소시켰다. 이 발견은, 각 실험 그룹의 신장 핵 추출물을 사용하여 p65의 DNA 결합 활성을 측정함으로써 재확인되었다. 엑소-srIĸB 처리는, 처리 시점(전처리: IRI 24-/48-시간 후, P<0.05; 후처리: IRI 2-/48-시간, P<0.01)과 무관하게, 엑소-나이브 그룹과 비교하여, 신장 IRI 후에 NF-ĸB의 DNA 결합 활성을 유의적으로 하향조절했다(도 3B). NF-ĸB 면역조직화학(IHC) 염색을 통한 추가 검증은, 대조군 처리 그룹과 비교하여, 엑소-srIĸB 처리 그룹에서 NK-ĸB의 발현이 유의적으로 감소한 것으로 나타났다(전처리: IRI 24시간 후, P<0.05; 48-h, P<0.001 및 후처리: IRI 24-/48-h 후, P<0.05)(도 3C). 따라서, 전신 엑소-srIĸB 처리는 IR 후의 신장에서 신장 NF-ĸB 신호전달을 감소시킬 수 있다.To understand the underlying mechanism by which systemic exo-srIĸB treatment affects the IR-induced AKI process, we first studied the systemic delivery of exo-srIĸB to determine whether it inhibits local NF-ĸB signaling in the kidney. . The expression of NF-ĸB p65 protein in kidney nuclear extracts of each different experimental group was measured by Western blotting. Systemic treatment with 9×10 9 pn of exo-srIĸB was pre-IRI (24 h after IRI, P<0.05; 48 h, P<0.01) and post-IRI, compared to that found in the exo-naive-treated group. (P<0.01 after 24-/48 h of IRI) ( FIG. 3A ) Reduced IR-induced NF-ĸB nuclear translocation in the treatment model. This finding was reconfirmed by measuring the DNA binding activity of p65 using kidney nuclear extracts from each experimental group. Exo-srIĸB treatment was, irrespective of the time of treatment (pretreatment: 24-/48-hour IRI, P<0.05; post-treatment: IRI 2-/48-hour, P<0.01), compared to the exo-naive group, , significantly downregulated the DNA binding activity of NF-ĸB after renal IRI (Fig. 3B). Further validation with NF-ĸB immunohistochemistry (IHC) staining showed that the expression of NK-ĸB was significantly reduced in the exo-srIĸB treated group compared to the control treatment group (pretreatment: 24 h after IRI, P <0.05; 48-h, P<0.001 and post-treatment: after 24-/48-h IRI, P<0.05) ( FIG. 3C ). Thus, systemic exo-srlB treatment may decrease renal NF-B signaling in the kidney after IR.

실시예 4. 엑소-srIκB는 허혈후 신장의 염증을 개선한다.Example 4. Exo-srlκB ameliorates post-ischemic kidney inflammation.

전신성 엑소솜 srIκB 처리가 신장 IRI-유도된 염증을 국소 경감시키는지의 여부를 추가로 조사하기 위해, 정량적 실시간 폴리머라제 연쇄 반응(qRT-PCR)을 통해 IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, Il-10, Il-17 α, Ccl2, Ccl3, Ccl5, Cxcl2, Ifn-γ 및 Tnf-α를 포함하는 중추 염증성 매개인자의 유전자 발현 수준을 결정했다. IRI 전에 엑소-srIĸB의 9×109 pn을 사용한 처리는, IR-손상된 신장에서 Ex-나이브-처리된 그룹의 것과 비교하여, Il-1β, Il-6, Tnf-α, Ccl2, Ccl5 및 Cxcl2의 발현 수준을 유의적으로 억제시켰다(도 4A). 다중 사이토카인 분석은 또한, 상이한 실험 그룹의 혈청을 사용하여 수행했다. 결과는 신장 전사 데이터보다 유의적이지 않았지만, 대조군 그룹에서의 것과 비교하여, 엑소-srIκB 처리 그룹에서 IL-6, TNF-α, CCL2, CCL5 및 CXCL2를 포함한 염증성 사이토카인의 발현이 감소하는 명백한 경향이 있었다(도 4B).To further investigate whether systemic exosome srIκB treatment locally alleviated renal IRI-induced inflammation, IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-1α, IL-1β, IL-2, The gene expression levels of central inflammatory mediators including IL-4, IL-6, Il-10, Il-17α, Ccl2, Ccl3, Ccl5, Cxcl2, Ifn-γ and Tnf-α were determined. Treatment with 9×10 9 pn of exo-srlĸB prior to IRI compared with that of the Ex-naive-treated group in IR-injured kidneys, Il-1β, Il-6, Tnf-α, Ccl2, Ccl5 and Cxcl2 was significantly suppressed (Fig. 4A). Multiple cytokine assays were also performed using sera from different experimental groups. The results were not as significant as the renal transcription data, but there was a clear trend toward decreased expression of inflammatory cytokines including IL-6, TNF-α, CCL2, CCL5 and CXCL2 in the exo-srlκB treated group compared to that in the control group. was present (Fig. 4B).

추가로, 부착 분자의 발현에 대한 엑소솜 srIκB의 처리의 효과는, 처리 그룹 중에서 전사/번역 세포 내 부착 분자 1(ICAM-1) 수준을 비교함으로써 평가했다. qRT-PCR 결과는, 전/후-처리의 모델 모두에서 엑소-srIκB 처리 그룹에서 엑소-나이브 처리보다 유의적으로 낮은 수준의 Icam-1 발현을 나타냈다(도 4C). 이 결과는, 웨스턴 블롯팅 및 IHC 염색을 통해 번역 수준에서 재현되었다(도 4, D 및 E). 따라서, 전신 엑소-srIĸB 전달은, IR-유도된 AKI에서 염증유발성 사이토카인/케모카인 및 부착 분자의 발현을 하향조절할 수 있다. Additionally, the effect of treatment with exosome srIκB on the expression of adhesion molecules was evaluated by comparing the levels of adhesion molecule 1 (ICAM-1) in transcription/translation cells among the treatment groups. The qRT-PCR results showed a significantly lower level of Icam-1 expression in the exo-srlκB treatment group than in the exo-naive treatment in both the pre/post-treatment models ( FIG. 4C ). This result was reproduced at the translation level through Western blotting and IHC staining (Figs. 4, D and E). Thus, systemic exo-srlĸB delivery may downregulate the expression of pro-inflammatory cytokines/chemokines and adhesion molecules in IR-induced AKI.

실시예 5. 엑소-srIκB는 허혈후 신장에서 아폽토시스를 경감한다.Example 5 exo-srlκB alleviates apoptosis in the post-ischemic kidney.

프로그램 세포 치사를 조절할 때에 NF-ĸB의 공지된 역할에 기초하여, 엑소-srIĸB가 허혈후 신장에서 아폽토시스에 어떻게 영향을 미쳤는지를 조사했다. 신장 IRI 수술은 신장 세포에서 유의한 아폽토시스를 유도했고, 이는 웨스턴 블롯 분석에서 절단된 카스파제-3 및 절단된 폴리(ADP-리보스) 폴리머라제(PARP) 수준의 급격한 증가를 나타냈다. 손상 전/후에 엑소-srIĸB의 전신 전달은, 절단된 카스파제-3 및 절단된 PARP의 발현 수준을 실질적으로 하향조절할 수 있고, 이는 엑소-srIĸB가 허혈후 신장에서 아폽토시스에 대한 보호 효과를 갖는 것을 시사한다(도 5A). 말단 데옥시뉴클레오티딜 트랜스퍼라제 dUTP 닉-말단 표지(TUNEL) 염색을 사용하여 신장 세포 손상의 정도를 결정했다. 대조군과 비교하여, 엑소-srIĸB 처리된 신장은 전/후-처리 모델에서 유의적으로 적은 수의 TUNEL 양성 세포를 나타냈다(도 5B).Based on the known role of NF-ĸB in regulating programmed cell death, we investigated how exo-srlĸB affected apoptosis in the post-ischemic kidney. Renal IRI surgery induced significant apoptosis in renal cells, which showed a sharp increase in cleaved caspase-3 and cleaved poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) levels in Western blot analysis. Systemic delivery of exo-srlĸB before/after injury can substantially downregulate the expression levels of cleaved caspase-3 and cleaved PARP, suggesting that exo-srlĸB has a protective effect against apoptosis in the post-ischemic kidney. suggest (Figure 5A). Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end label (TUNEL) staining was used to determine the extent of renal cell damage. Compared with the control group, exo-srlĸB treated kidneys exhibited significantly fewer TUNEL positive cells in the pre/post-treatment model ( FIG. 5B ).

실시예 6. 신장 허혈-재관류 손상 후의 엑소솜의 생체분포Example 6. Biodistribution of exosomes after renal ischemia-reperfusion injury

신장 IRI 모델에서 엑소-srIĸB의 생체분포는, 세포 유형이 허혈후 신장에서 엑소-srIĸB의 보호 효과를 조율하는 것을 보다 잘 이해하기 위해 조사했다. 마우스에게, IRI 수술 1시간 전에 플루오로크롬-표지된 Ly6G 및 F4/80 항체를 정맥 내 주사하고, 재관류 1시간 후에 9×109 pn의 엑소-srIκB를 정맥 내 주사했다. 생체 내 이미징은 재관류후 10분, 5시간 및 24시간에 수행했다(도 6A). 호중구를 가시화하기 위한 항-Ly6G 항체(Fluor 555) 및 대식세포를 가시화하기 위한 항-F4/80 항체(Fluor 488) 뿐만 아니라, DiD-표지된 엑소솜 주사후의 생체 내 이미징은 엑소-srIĸB 및 엑소-나이브 모두 허혈후 신장에서 호중구(Ly6G+) 및 대식세포(F4/80+)에 의해 흡수된다는 것을 확인했다(도 6B). 본 발명자들은, IRI 후의 세뇨관에서 DiD(녹색) 신호의 경미한 증가를 관찰하고, 세뇨관 세포에 의한 엑소솜 흡수 가능성을 높였지만, 신호 강도는 DiD-표지된 엑소솜 주사전의 것과 유의적으로 상이하지 않았다(데이터는 제시되지 않음). 비장은 동시에 관찰되고, 이는 외부 실질 영역의 호중구 및 대식세포에서 엑소솜 흡수를 나타냈다(도 6C). 내부 실질 영역은 유의한 흡수를 나타내지 않았다(데이터는 제시되지 않음).The biodistribution of exo-srIĸB in a renal IRI model was investigated to better understand which cell types orchestrate the protective effect of exo-srIĸB in the post-ischemic kidney. Mice were intravenously injected with fluorochrome-labeled Ly6G and F4/80 antibodies 1 hour before IRI surgery, and 9×10 9 pn of exo-srlκB intravenously injected 1 hour after reperfusion. In vivo imaging was performed at 10 min, 5 h and 24 h after reperfusion (Fig. 6A). In vivo imaging after injection of DiD-labeled exosomes, as well as anti-Ly6G antibody (Fluor 555) to visualize neutrophils and anti-F4/80 antibody (Fluor 488) to visualize macrophages, exo-srlĸB and exo It was confirmed that both -naive are taken up by neutrophils (Ly6G + ) and macrophages (F4/80 + ) in the post-ischemic kidney ( FIG. 6B ). We observed a slight increase in DiD (green) signal in the tubules after IRI and increased the likelihood of exosome uptake by tubular cells, but the signal intensity was not significantly different from that before DiD-labeled exosome injection. not (data not shown). The spleen was observed simultaneously, indicating exosome uptake in neutrophils and macrophages in the outer parenchyma (Fig. 6C). The inner parenchymal area showed no significant uptake (data not shown).

실시예 7. 엑소-srIĸB의 전신 전달은 신장 IRI 후에 신장 면역 세포 모집단에 영향을 미친다Example 7. Systemic Delivery of Exo-srlĸB Affects Renal Immune Cell Populations After Renal IRI

면역 세포는, 허혈성 AKI의 과정에서 중요한 역할을 제공하는 것으로 공지되어 있고; 따라서, IRI 수술 전에 엑소솜 srIĸB 처리를 제공하는 것이 각 면역 세포 유형의 모집단에 영향을 미치는지를 평가했다. 허혈성 AKI의 24시간 후, 실험 그룹 사이의 기계적 파괴, 효소 분해 및 퍼콜 밀도 구배 방법의 복수의 단계를 통해 단리된 신장 세포의 총 수에 대한 차이는 없었지만, 엑소-srIĸB 처리 그룹은, 엑소-Niave-처리된 그룹의 것보다 신장 단핵 세포(KMNC)의 유의적으로 낮은 빈도를 가졌다(P<0.05)(도 7, A 및 B). 추가 분석은, 엑소-srIĸB 주사 그룹이 엑소-나이브 주사 그룹의 것보다 총 KMNC 중의 호중구(CD45+Ly6G+)(P<0.01), 프로/항-염증성 단핵 식세포(CD45+Ly6C+/CD45+F4/80+)(각각 P<0.01/P<0.05), 및 T 세포(CD45+CD3+) (P<0.05)의 유의적으로 낮은 빈도를 갖는 것을 나타냈다(도 7C). IR 손상 신장의 면역형광의 결과는 또한, 엑소-srIĸB 주사 신장에서 호중구 및 단핵 식세포 빈도의 감소를 나타냈다(도 7D). 그러나, 엑소-srIĸB 처리는, 허혈성 AKI 후의 비장의 총 면역 세포 수 또는 빈도에 유의한 영향을 미치지 않았다. 엑소-srIĸB 및 엑소-나이브 처리 그룹 사이에서 T 세포(CD45+CD3+)를 제외하고, 총 면역 세포(CD45+), 호중구(CD45+Ly6G+), 프로/항-염증 단핵 식세포(CD45+Ly6C+/CD45+F4/80+)의 총 세포 수 및 빈도의 차이는 없었다. 이는, 허혈성 AKI의 전에 전신 엑소-srIĸB 처리가 신장 면역 세포 증식/수송에 현저한 국소적 영향을 미치지만, 비장 면역 세포에는 현저한 국소적 영향을 갖지 않는 것을 확인한다.Immune cells are known to play an important role in the process of ischemic AKI; Therefore, we evaluated whether providing exosome srIĸB treatment prior to IRI surgery affects the population of each immune cell type. After 24 h of ischemic AKI, there were no differences in the total number of kidney cells isolated through multiple steps of mechanical disruption, enzymatic digestion and Percoll density gradient methods between the experimental groups, but the exo-srIĸB treated group was - had a significantly lower frequency of renal mononuclear cells (KMNC) than that of the treated group (P<0.05) (Figures 7, A and B). Further analysis showed that the exo-srlĸB injection group had more neutrophils (CD45 + Ly6G + ) (P<0.01), pro/anti-inflammatory mononuclear phagocytes (CD45 + Ly6C + /CD45 + F4) in total KMNC than those of the exo-naive injection group. /80 + ) (P<0.01/P<0.05, respectively), and T cells (CD45 + CD3 + ) (P<0.05) ( FIG. 7C ). Immunofluorescence results of IR-injured kidneys also revealed a decrease in neutrophil and mononuclear phagocyte frequencies in exo-srlĸB-injected kidneys ( FIG. 7D ). However, exo-srlĸB treatment did not significantly affect the total number or frequency of immune cells in the spleen after ischemic AKI. Excluding T cells (CD45 + CD3 + ), total immune cells (CD45 + ), neutrophils (CD45 + Ly6G + ), pro/anti-inflammatory mononuclear phagocytes (CD45 + Ly6C) between exo-srIĸB and exo-naive treatment groups + /CD45 + F4/80 + ), there was no difference in the total number and frequency of cells. This confirms that systemic exo-srIĸB treatment prior to ischemic AKI had a significant local effect on renal immune cell proliferation/transport, but no significant local effect on splenic immune cells.

실시예 8. 엑소-srIκB의 정맥 내 전달Example 8. Intravenous delivery of exo-srlκB

복강 내 엑소솜 전달에서 유사한 보호 효과가 정맥 내 전달로 발견되는지의 여부를 검증하기 위해, 정맥 내 주사 방식을 사용하여 일부 실험을 반복했다. 개선된 생화학적 결과, 게다가 엑소-srIĸB의 정맥 내 전달에 의한 NF-ĸB 신호전달 및 ICAM-1 발현의 감소된 수준은 도 8에 도시된 바와 같이 재현되었다. 따라서, 엑소-srIκB 결과의 정맥 내 전달도 허혈성 AKI 모델에서 복강 내 전달과 비교하여 유사한 생물학적 효과를 초래한다. To validate whether a similar protective effect in intraperitoneal exosome delivery was found with intravenous delivery, some experiments were repeated using the intravenous injection modality. The improved biochemical results, besides reduced levels of NF-ĸB signaling and ICAM-1 expression by intravenous delivery of exo-srlĸB, were reproduced as shown in FIG. 8 . Thus, intravenous delivery of exo-srIκB results also results in similar biological effects compared to intraperitoneal delivery in an ischemic AKI model.

실시예 9. srIκB-로딩된 엑소솜의 추가 특성화 및 분석Example 9. Further characterization and analysis of srlκB-loaded exosomes

충분한 엑소솜을 생산하기 위해, 각각의 세포 유형으로부터 배양 배지를 수집했다.To produce sufficient exosomes, culture medium was collected from each cell type.

HUVEC는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(American Type Culture Collection)(ATCC, Manassas, VA, USA)에서 구입하여 10% 태아 소 혈청(FBS; Atlas Biologicals, Fort Worth, CO, USA), 헤파린(Sigma-Aldrich), 내피 세포 성장 보충제(BD Biosciences) 및 1% 페니실린/스트렙토마이신(Thermo Fisher)을 포함하는 F-12K 배지(ATCC)에서 배양했다. 제3 내지 제6 계대배양 사이의 HUVEC를 모든 실험에 사용했다. 인간 단핵구(THP-1)를 ATCC로부터 구입하고, 10% FBS, 1% 페니실린/스트렙토마이신 및 0.05mM 2-머캅토에탄올(Sigma-Aldrich)가 첨가된 RPMI 1640 배지(Welgene, Daegu, Korea)에서 배양했다.HUVECs were purchased from the American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, USA) and contained 10% fetal bovine serum (FBS; Atlas Biologicals, Fort Worth, CO, USA), heparin (Sigma-Aldrich), Cultured in F-12K medium (ATCC) containing endothelial cell growth supplement (BD Biosciences) and 1% penicillin/streptomycin (Thermo Fisher). HUVECs between passages 3 and 6 were used for all experiments. Human monocytes (THP-1) were purchased from ATCC, and in RPMI 1640 medium (Welgene, Daegu, Korea) supplemented with 10% FBS, 1% penicillin/streptomycin and 0.05 mM 2-mercaptoethanol (Sigma-Aldrich) cultured.

접선 유동 여과(TFF) 및 크기 배제 크로마토그래피(SEC)의 조합을 사용하여 엑소솜을 단리했다(도 13A). 결합 능력을 초과하는 불순물이 SEC 컬럼에 로딩되는 위험을 감소시키기 위해, 샘플을 TFF를 통해 정용 여과(diafiltration) 및 농축시켰다. TFF 후, 농축된 배지를 추가 정제를 위해 SEC 컬럼에 로딩했다. 이어서, 제2 TFF를 수행하여 엑소솜을 농축시켰다. 순차적 정제를 통해 단리된 각 유형의 엑소솜은 나노입자 추적 분석(NTA)을 통해 분석되었으며, 이로써 엑소솜의 크기 및 농도를 특성화했다(도 13B). 직경이 30~120nm인 입자가 모든 입자의 80% 이상을 차지하며 평균 크기는 101nm으로 나타났고, 이는 엑소솜의 특징적 크기 범위(30~120nm)와 일치한다. 또한, 투과 전자 현미경(TEM)은, 엑소-나이브 및 엑소-srIκB로부터 수득된 NTA 결과에 상응하는 크기를 갖는 무손상 컵-형상의 막 소포(intact cup-shaped membrane vesicles)를 나타냈다(도 9B). 본 발명의 제제에서 엑소솜을 추가로 특성화하기 위해, 2개의 일반적 엑소솜 마커를 조사했다. 이들은 웨스턴 블롯팅을 통해 테트라스파닌 CD63 및 TSG101이었다. Exosomes were isolated using a combination of tangential flow filtration (TFF) and size exclusion chromatography (SEC) ( FIG. 13A ). To reduce the risk of loading the SEC column with impurities that exceed binding capacity, the samples were diafiltered and concentrated through TFF. After TFF, the concentrated medium was loaded onto the SEC column for further purification. A second TFF was then performed to enrich the exosomes. Each type of exosomes isolated via sequential purification was analyzed via nanoparticle tracking analysis (NTA), thereby characterizing the size and concentration of exosomes ( FIG. 13B ). Particles with a diameter of 30-120 nm accounted for more than 80% of all particles, and the average size was found to be 101 nm, which is consistent with the characteristic size range of exosomes (30-120 nm). Transmission electron microscopy (TEM) also revealed intact cup-shaped membrane vesicles with sizes corresponding to the NTA results obtained from exo-naive and exo-srIκB ( FIG. 9B ). . To further characterize the exosomes in the formulations of the present invention, two general exosome markers were investigated. These were the tetraspanins CD63 and TSG101 by western blotting.

이전 연구에서 기재된 바와 같이 웨스턴 블롯팅을 수행했다. 하기 단백질을 표적화하는 항체를 사용했다: IκBα(CST4812; Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA), p65(CST6956S; Cell Signaling Technology), CD9(NBP2-22187; NOVUSBIO, Centennial, CO, USA), CD63(EXOAB -CD63A-1; SBI, Tokyo, Japan), TSG101(ab228013; Abcam, Cambridge, UK), GM130(ab52649; Abcam), GAPDH(sc-47724; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), Histone H3(ab1791; Abcam), mCherry(ab125096; Abcam) 및 GFP(CST2555; Cell Signaling Technology). Western blotting was performed as described in previous studies. Antibodies targeting the following proteins were used: IκBα (CST4812; Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA), p65 (CST6956S; Cell Signaling Technology), CD9 (NBP2-22187; NOVUSBIO, Centennial, CO, USA), CD63 (EXOAB-CD63A-1; SBI, Tokyo, Japan), TSG101 (ab228013; Abcam, Cambridge, UK), GM130 (ab52649; Abcam), GAPDH (sc-47724; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), Histone H3 (ab1791; Abcam), mCherry (ab125096; Abcam) and GFP (CST2555; Cell Signaling Technology).

CD63 및 TSG101의 존재는 샘플에서 명확하게 관찰되는 반면, 골지 유래 오염물질 GM130은 세포 용해물에서만 검출되었다(도 9C). 엑소솜 제제의 이러한 분석은 이들이 엑소솜의 특성을 나타내는 것을 보여준다. 또한, srIκB 안정한 세포주로부터 단리된 엑소솜에 srIκB-mCherry-CRY2(130kDa)가 강력하게 로딩되는 것을 관찰했다.The presence of CD63 and TSG101 was clearly observed in the samples, whereas the Golgi-derived contaminant GM130 was only detected in cell lysates (Fig. 9C). This analysis of exosome preparations shows that they exhibit the properties of exosomes. In addition, we observed robust loading of srIκB-mCherry-CRY2 (130kDa) into exosomes isolated from the srIκB stable cell line.

실시예 10. 엑소-srIκB는 패혈증 마우스에서 생존을 개선시키고 급성 기관 손상을 완화시킨다Example 10. Exo-srlκB improves survival and alleviates acute organ damage in septic mice

엑소-srIκB의 복강 내(i.p.) 주사가 내독소 충격(endotoxic shock)으로부터 보호하는 효과가 있는지의 여부를 조사했다. 동물에 치사량의 LPS(C57BL/6의 경우 40mg/kg 체중, BALB/c의 경우 20mg/kg 체중)로 단일 i.p 주사 후, 엑소-srIκB를 단일 i.p. 주사했다(6시간 간격). LPS-유도된 패혈증으로 인한 사망률이 100%인 대조군 C57BL/6 마우스와 비교하여, 엑소-srIκB로 처리된 마우스는 LPS-유도 사망률에 현저하게 내성을 나타내고; 마우스 대부분은 패혈증에서 치유(rescue)되어 연장된 생존을 나타냈다(도 10A, 상부). 엑소-srκB-매개 효과는 LPS-유도된 온도 강하로부터 적당한 보호와 관련이 있었다(도 14A). BALB/c 마우스를 사용하여 LPS-유도된 패혈증의 마우스 모델을 개발했다. 엑소-srIκB 처리는 BALB/c 마우스에서 LPS-유도된 패혈증의 생존율을 유의적으로 개선시켰다(도 10A, 중간). 이어서, 복부 패혈증의 표준화된 마우스 모델로 CLP-유도된 패혈증 모델을 이용하여, 생존에서 엑소-srIκB의 역할을 조사했다. 동물은 7일 모니터링 기간 동안 생존하였으며, 이는 엑소-srIκB가 패혈증 사망률에 대해 지속적 보호를 제공함을 나타낸다(도 10A, 하부). 엑소-srIκB 처리가 패혈증에 의해 유도된 염증을 완화시키는지의 여부를 추가로 조사하기 위해, 효소-결합 면역흡착 검정(ELISA)을 사용하여 혈청에서 주요 염증 인자의 농도를 결정했다. LPS-유도된 패혈증을 갖는 엑소-srIκB 처리 그룹에서 염증유발성 사이토카인 TNFα, IL-1β 및 IL-6 및 케모카인 사염화탄소(CCL4)의 발현 수준이 유의적으로 감소하는 것이 관찰되었다(도 10B, 상부). 또한, CLP 그룹에서 TNF-α 및 CCL4의 혈청 수준이 허위 조작 대조군 마우스의 혈청 수준보다 유의적으로 높게 관찰되었으나, CLP 및 엑소-srIκB 모두가 처리된 마우스에서는 상승하지 않았다(도 10B, 하부). 이러한 결과는 엑소-srIκB가 LPS 또는 CLP에 의해 유도된 염증을 완화시키고 급성 염증 프로세스로부터 패혈증 마우스를 보호한다는 것을 시사한다.We investigated whether intraperitoneal (i.p.) injection of exo-srIκB had a protective effect from endotoxic shock. After a single i.p injection of animals with a lethal dose of LPS (40 mg/kg body weight for C57BL/6, 20 mg/kg body weight for BALB/c), exo-srIκB was administered in a single i.p. injections (6 hours apart). Compared to control C57BL/6 mice with a mortality rate of 100% from LPS-induced sepsis, mice treated with exo-srlκB were significantly resistant to LPS-induced mortality; Most of the mice were rescued from sepsis and exhibited extended survival ( FIG. 10A , top). Exo-srκB-mediated effects were associated with moderate protection from LPS-induced temperature drop ( FIG. 14A ). A mouse model of LPS-induced sepsis was developed using BALB/c mice. Exo-srlκB treatment significantly improved the survival rate of LPS-induced sepsis in BALB/c mice ( FIG. 10A , middle). Then, using the CLP-induced sepsis model as a standardized mouse model of abdominal sepsis, the role of exo-srIκB in survival was investigated. Animals survived the 7-day monitoring period, indicating that exo-srlκB provides durable protection against sepsis mortality ( FIG. 10A , bottom). To further investigate whether exo-srlκB treatment alleviated sepsis-induced inflammation, an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to determine the concentrations of major inflammatory factors in serum. In the exo-srIκB treatment group with LPS-induced sepsis, it was observed that the expression levels of the proinflammatory cytokines TNFα, IL-1β and IL-6 and the chemokine carbon tetrachloride (CCL4) were significantly decreased (Fig. 10B, upper part). ). In addition, the serum levels of TNF-α and CCL4 in the CLP group were observed to be significantly higher than the serum levels of the sham control mice, but were not elevated in the mice treated with both CLP and exo-srlκB ( FIG. 10B , bottom). These results suggest that exo-srlκB alleviates inflammation induced by LPS or CLP and protects sepsis mice from acute inflammatory processes.

다수의 연구는, 급성 신손상(AKI)이 패혈증의 빈번하고 심각한 합병증으로, 패혈증의 50% 이상의 사례에서 발생하며, 사망률이 매우 높은 것으로 밝혀냈다. 패혈증 마우스 모델에서 CLP-유도된 AKI에서 엑소-srIκB의 역할을 결정하기 위해, 신장 조직학적 검사를 수행했다. 허위 수술을 수행한 그룹과 비교하여, 인산염 완충된 식염수(PBS)로 처리된 마우스 및 엑소-나이브 마우스의 세뇨관 세포는 액포화, 솔 가장자리의 상실, 및 관 상피 세포의 핵 응축과 관련하여 상당한 손상을 나타냈다(도 10C). 특히, 엑소-srIκB 처리는 관 부위에 대한 손상을 현저히 감소시켰으며, 근위 관을 보존하여, 패혈증-유도된 신장 손상에 대한 엑소-srIκB의 치료 가능성을 입증했다. 이러한 결과는 LPS-유도된 AKI의 결과와 일치한다(도 14B). 조직학적 신장 손상의 중증도를 추가로 정량한 결과, 엑소-srIκB 처리는 양 패혈증 모델에서 손상 점수를 약 50%까지 유의적으로 감소시키는 것으로 나타났다(도 10D). 엑소-srκB는, 비록 일부 손상된 부위가 발견되었지만, 세뇨관에서 퇴행성 변화를 개선시켰다. 이러한 데이터는 패혈증 마우스에서 신장 생리학적 구조 및 기능을 개선하는데 엑소-srIκB의 중대한 중요성을 시사한다.Numerous studies have found that acute kidney injury (AKI) is a frequent and serious complication of sepsis, occurring in more than 50% of sepsis cases, and having a very high mortality rate. To determine the role of exo-srIκB in CLP-induced AKI in a mouse model of sepsis, renal histological examination was performed. Compared to the group that underwent sham surgery, tubular cells of phosphate-buffered saline (PBS)-treated and exo-naive mice were significantly damaged with respect to vacuolation, loss of brush edges, and nuclear condensation of tubular epithelial cells. was shown (FIG. 10C). In particular, exo-srIκB treatment significantly reduced damage to the ductal region and preserved the proximal canal, demonstrating the therapeutic potential of exo-srlκB for sepsis-induced renal injury. These results are consistent with those of LPS-induced AKI (Fig. 14B). Further quantification of the severity of histological renal injury showed that exo-srIκB treatment significantly reduced the injury score by approximately 50% in both sepsis models ( FIG. 10D ). Exo-srκB ameliorated degenerative changes in the tubules, although some damaged areas were found. These data suggest the critical importance of exo-srIκB in improving renal physiological structure and function in sepsis mice.

실시예 11. LPS 주사후 엑소솜의 생체분포 Example 11. Biodistribution of exosomes after LPS injection

LPS-주사된 패혈증 마우스 모델에서 엑소솜 생체분포의 변화를 조사했다. 생체 내 생체분포는 주문 제작된 생체 내 비디오-레이트 레이저 스캐닝 공초점 현미경 시스템(custom-made intravital video-rate laser scanning confocal microscopy system)을 사용하여 분석했다. 호중구(녹색 형광 단백질[GFP] 및 Alexa 555) 및 대식세포(GFP)를 가시화하기 위해 항-Ly6G 항체가 이미 주사된 LysMgfp/+ 트랜스제닉 C57BL/6 마우스에 mCLING 형광 염료-표지된 엑소솜을 정맥 내 주사했다. 대부분의 엑소솜이 신속하게, 즉 정맥 내 엑소솜 주사 후 수분 이내에 호중구 및 대식세포에 의해 흡수되는 것을 관찰했다(도 11A). Changes in exosome biodistribution were investigated in an LPS-injected mouse model of sepsis. In vivo biodistribution was analyzed using a custom-made intravital video-rate laser scanning confocal microscopy system. LysM gfp/+ transgenic C57BL/6 mice already injected with anti-Ly6G antibody to visualize neutrophils (green fluorescent protein [GFP] and Alexa 555) and macrophages (GFP) were treated with mCLING fluorescent dye-labeled exosomes. was injected intravenously. We observed that most of the exosomes were rapidly taken up by neutrophils and macrophages, ie within minutes after intravenous exosome injection (Fig. 11A).

엑소솜은 주로 간의 호중구로 전달되었고(도 11B), LPS-유도된 마우스의 비장에서, 호중구 및 대식세포의 동원 증가 및 엑소솜의 섭취(uptake) 증가가 관찰되었다(도 11C). mCLING-표지된 엑소솜은 또한 LPS-주사된 마우스의 신장에서 호중구로 전달되었다(도 15A). 이러한 관찰은, 패혈증 마우스 모델에서 치료용 엑소솜이 호중구 및 대식세포를 표적으로 30분 이내에 성공적으로 전달되었음을 시사한다.Exosomes were mainly delivered to neutrophils in the liver ( FIG. 11B ), and in the spleen of LPS-induced mice, increased recruitment of neutrophils and macrophages and increased uptake of exosomes were observed ( FIG. 11C ). mCLING-labeled exosomes also transferred to neutrophils in the kidneys of LPS-injected mice ( FIG. 15A ). These observations suggest that therapeutic exosomes were successfully delivered to neutrophils and macrophages within 30 minutes in a mouse model of sepsis.

실시예 12. 엑소-srIκB은 패혈증 연관 염증을 완화시킨다Example 12. Exo-srlκB alleviates sepsis-associated inflammation

시험관 내 엑소-srIκB의 표적 특이성 및 효율을 확인했다. 엑소-srIκB는 NF-κB 루시퍼라제 리포터 유전자를 안정적으로 발현하는 HEK293 세포에서 TNF-α 유도된 NF-κB 활성화를 유의적으로 차단했지만, 엑소-나이브는 차단하지 않았다(도 12A). 엑소-srIκB의 양을 증가시키는 것은 용량-의존적 방식으로 NF-κB 리포터 활성을 감소시켰으며, 이는 엑소솜으로부터 방출된 srIκB가 NF-κB 전사 활성을 방지하는 것을 나타낸다(도 12B). The target specificity and efficiency of exo-srlκB in vitro were confirmed. Exo-srlκB significantly blocked TNF-α-induced NF-κB activation in HEK293 cells stably expressing the NF-κB luciferase reporter gene, but not exo-naive ( FIG. 12A ). Increasing the amount of exo-srlκB decreased NF-κB reporter activity in a dose-dependent manner, indicating that srlκB released from exosomes prevented NF-κB transcriptional activity ( FIG. 12B ).

모든 패혈증-반응성 세포 중에서, 단핵구/대식세포는 면역 반응을 촉진시키는데 가장 중요한 역할을 하며, 패혈증 마우스에서 이들 세포의 고갈은 사망률을 증가시킨다. THP-1 세포는 세포 배양 모델에서 단핵구로써 광범위하게 사용된다. THP-1 세포가 LPS로 자극되었을 때, 엑소-나이브와 비교하여, 엑소-srIκB에 의한 처리는 NF-κB 전사 조절하에 있는 염증성 사이토카인 TNF-α 및 단핵구 화학유인성 단백질(MCP)-1의 분비를 감소시켰다(도 12C). 또한, 엑소-srIκB의 효과를, NF-κB의 표적 DNA 결합을 방해하는, 일반적으로 사용되는 NF-κB 억제제 JSH-23의 효과와 비교했다. 예시적 데이터는, 엑소-srIκB 및 JSH-23이 THP-1 세포에서 LPS-유도된 NF-κB 활성화 및 사이토카인 생성의 억제와 관련하여 필적하는 효과를 갖는 것을 나타냈다(도 12C, 레인(lane) 4 대 레인 6).Of all sepsis-reactive cells, monocytes/macrophages play the most important role in promoting immune responses, and depletion of these cells increases mortality in sepsis mice. THP-1 cells are widely used as monocytes in cell culture models. When THP-1 cells were stimulated with LPS, compared to exo-naive, treatment with exo-srlκB resulted in the secretion of the inflammatory cytokines TNF-α and monocyte chemoattractant protein (MCP)-1, which are under NF-κB transcriptional regulation. was reduced (Fig. 12C). In addition, the effect of exo-srIκB was compared with that of the commonly used NF-κB inhibitor JSH-23, which interferes with the binding of NF-κB to the target DNA. Exemplary data showed that exo-srlκB and JSH-23 had comparable effects with respect to inhibition of LPS-induced NF-κB activation and cytokine production in THP-1 cells ( FIG. 12C , lane). 4 vs lane 6).

패혈증은 내피에 대한 단핵구 부착을 특징으로 한다. 정상적 조건에서, 내피 세포는 휴지(quiescent)이고, 단핵구와 상호작용하지 않는다. 그러나, 염증 환경에서, 활성화된 내피 세포는 단핵구에 결합하는 세포 간 세포 접착 분자(intercellular cell adhesion molecule, ICAM)-1 등의 접착 분자를 발현한다. 접착 분자의 발현은 패혈증의 발생 동안 활성화되는 것으로 광범위하게 상정된다.Sepsis is characterized by monocyte adhesion to the endothelium. Under normal conditions, endothelial cells are quiescent and do not interact with monocytes. However, in an inflammatory environment, activated endothelial cells express adhesion molecules such as intercellular cell adhesion molecule (ICAM)-1 that binds to monocytes. Expression of adhesion molecules is broadly postulated to be activated during the development of sepsis.

인간 제대 정맥 내피 세포(HUVEC)에서 세포 부착 분자의 발현에 대한 엑소-srIκB의 효과를 연구하기 위해, 실시예는 먼저 엑소-srIκBs가 세포에 내재화되어 있는지의 여부를 조사했다. mCLING-표지된 엑소-srIκB는 HUVEC에서 검출되었고, 24시간 후에 최대 내재화가 관찰되었다(도 12D). 또한, HUVEC에서 ICAM-1 발현이 엑소-srIκB 처리에 의해 유의적으로 억제됨을 확인했다(도 12E). IL-8 및 MCP-1은 또한 혈관 내피에 대한 단핵구의 이동 및 부착을 유발하고, 이들 세포가 주변 조직으로 혈관 외 유출되도록 유도했다. IL-8 및 MCP-1의 발현은 세균 및 바이러스 감염에 의한 급성 염증 동안 다양한 조직에서 이전에 관찰되었고, 중증 패혈증과 관련이 있다. 엑소-srIκB는 HUVEC에서 NF-κB의 전사 활성을 억제시킴으로써(도 16B) LPS-유도된 IL-8 및 MCP-1 생산을 억제시킨 것으로 밝혀졌다(도 16A). 이러한 결과는 엑소-srIκB가 패혈증에서 NF-κB-매개된 염증 반응을 감소시킴을 확인한다.To study the effect of exo-srIκB on the expression of cell adhesion molecules in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), the Examples first investigated whether exo-srIκBs are internalized in the cells. mCLING-labeled exo-srlκB was detected in HUVECs and maximal internalization was observed after 24 h ( FIG. 12D ). In addition, it was confirmed that ICAM-1 expression in HUVECs was significantly inhibited by exo-srIκB treatment ( FIG. 12E ). IL-8 and MCP-1 also induced migration and adhesion of monocytes to the vascular endothelium and induced extravasation of these cells into surrounding tissues. Expression of IL-8 and MCP-1 has been previously observed in various tissues during acute inflammation caused by bacterial and viral infections and is associated with severe sepsis. Exo-srIκB was found to inhibit LPS-induced IL-8 and MCP-1 production by inhibiting the transcriptional activity of NF-κB in HUVECs ( FIG. 16B ) ( FIG. 16A ). These results confirm that exo-srIκB reduces the NF-κB-mediated inflammatory response in sepsis.

실시예 13. LPS-유도된 패혈증에서 폐 손상에 대한 엑소-srIκB의 보호 효과Example 13. Protective effect of exo-srlκB on lung injury in LPS-induced sepsis

동물은, 치사량의 LPS(30mg/kg 체중)으로 30분 동안 단일 복강 내 주사, 이어서 10시간 동안 엑소-srIkB(1×1010)의 단일 정맥 내 주사를 제공받았다. 폐 조직을 도 17에 제시된 바와 같이 H&E 염색으로 분석했다. 10시간 동안 LPS를 주사한 그룹은, 호중구 침윤 및 폐포 대식세포의 증식, 폐포 내 및 폐포 외 충혈을 나타냈고, 출혈이 진행되었다. 폐포 내피 세포의 손상, 게다가 치조골 괴사가 관찰된다. 엑소솜 투여는, 울혈이 약간 관찰되는 경우에도, 폐포 벽 확장, 호중구 침윤 및 폐포 대식세포 증식을 경감시켰다. Animals received a single intraperitoneal injection of a lethal dose of LPS (30 mg/kg body weight) for 30 minutes followed by a single intravenous injection of exo-srlkB (1×10 10 ) for 10 hours. Lung tissues were analyzed by H&E staining as shown in FIG. 17 . In the group injected with LPS for 10 hours, neutrophil infiltration and proliferation of alveolar macrophages, intraalveolar and extraalveolar hyperemia, and bleeding progressed. Damage to the alveolar endothelial cells, in addition to alveolar bone necrosis, is observed. Exosome administration alleviated alveolar wall dilatation, neutrophil infiltration and alveolar macrophage proliferation, even when slight congestion was observed.

30mg/kg LPS를, 1그룹당 10마리의 마우스로 이루어진 LPS 투여 그룹(음성 대조군) 및 3-용량 엑소-srIkB 투여 그룹에 투여했다. 투여 30분 후, 엑소-srIkB를 i.v로 1회 투여하고, 도 18에 제시된 바와 같이 72시간 생존율을 평가했다. 대조군 C57BL/6 마우스와 비교하여, 고용량의 엑소-srIκB로 처리된 마우스는 LPS-유도된 사망률에 내성이 있었고, 연장된 생존율을 나타냈다. 30 mg/kg LPS was administered to the LPS administration group (negative control) and the 3-dose exo-srlkB administration group consisting of 10 mice per group. After 30 minutes of administration, exo-srlkB was administered i.v once, and the 72-hour survival rate was evaluated as shown in FIG. 18 . Compared to control C57BL/6 mice, mice treated with high-dose exo-srIκB were resistant to LPS-induced mortality and exhibited prolonged survival.

30mg/kg LPS을, 1그룹당 5마리의 마우스로 이루어진 LPS 투여 그룹(음성 대조군) 및 3-용량 엑소-srIkB 투여 그룹에 투여했다. 투여 30분 후, 엑소-srIkB를 i.v로 1회 투여하고, 각 시점에서 부검하여 혈장을 수득했다. 수득된 TNF-α의 혈장 수준은 ELISA 방법으로 측정했다(도 19). 염증유발성 사이토카인 TNF-α의 발현 수준은 LPS-유도된 패혈증을 갖는 엑소-srIκB 처리 그룹에서 시간 의존적 방식으로 감소되었다.30 mg/kg LPS was administered to the LPS administration group (negative control) and the 3-dose exo-srlkB administration group consisting of 5 mice per group. After 30 minutes of administration, exo-srlkB was administered i.v once, and plasma was obtained by autopsy at each time point. The obtained plasma level of TNF-α was measured by ELISA method (FIG. 19). The expression level of the proinflammatory cytokine TNF-α was decreased in a time-dependent manner in the exo-srlκB treatment group with LPS-induced sepsis.

동물은 치사량의 LPS(30mg/kg 체중)으로 30분 동안 단일 복강 내 주사, 이어서 엑소-srIkB(1×1010)의 단일 정맥 내 주사를 제공받았다. 간 조직을 H&E 염색으로 분석했다(도 20). LPS 투여 1시간 후, 중앙 정맥 주위의 Kupffer 및 면역 세포의 침윤이 약간 관찰되었으나, 엑소솜 투여 그룹에서는 염증 세포의 침윤이 경감되었다. LPS 투여 10시간 후, Kupffer 및 중앙 정맥 주변의 면역 세포의 침윤이 유의적으로 증가하고, 간 세포 사이의 결합 조직 손상이 관찰되었다. 엑소솜 투여 그룹에서는 침윤이 감소하였으나, 간세포의 괴사 및 부종 프로세스는 점차 경감될 것으로 예상되었다. 따라서, 엑소솜의 반복 투여는 보호 효과를 증강시킬 것으로 기대된다.Animals received a single intraperitoneal injection for 30 minutes with a lethal dose of LPS (30 mg/kg body weight) followed by a single intravenous injection of exo-srlkB (1×10 10 ). Liver tissues were analyzed by H&E staining ( FIG. 20 ). One hour after LPS administration, infiltration of Kupffer and immune cells around the central vein was slightly observed, but the infiltration of inflammatory cells was reduced in the exosome-administered group. 10 hours after LPS administration, the infiltration of immune cells around the Kupffer and central veins increased significantly, and connective tissue damage between liver cells was observed. In the exosome-administered group, infiltration was reduced, but hepatocyte necrosis and edema processes were expected to be gradually alleviated. Therefore, repeated administration of exosomes is expected to enhance the protective effect.

AKI를 치료하기 위한 실시형태Embodiments for treating AKI

실시형태 1. 이를 필요로 하는 대상체에서 급성 신장 손상(AKI)을 치료하기 위한 방법으로서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는, 방법. Embodiment 1. A method for treating acute kidney injury (AKI) in a subject in need thereof, comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor.

실시형태 2. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB의 억제제가 NF-κB 억제 단백질, 이의 단편, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 2. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the inhibitor of NF-κB is selected from the group consisting of NF-κB inhibitory proteins, fragments thereof, and mixtures thereof.

실시형태 3. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 슈퍼-리프레서(SR)-IκB(srIκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, 이들의 돌연변이체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 3. The NF-κB inhibitor according to any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, mutants thereof sieves and mixtures thereof.

실시형태 4. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 슈퍼-리프레서(SR)-IκB(srIκB)인, 방법. Embodiment 4. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB).

실시형태 5. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 조성물이 경구, 경피, 복강 내, 정맥 내, 근육 내, 피하, 또는 혼합 경로를 통해 투여되는, 방법.Embodiment 5 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the composition is administered via an oral, transdermal, intraperitoneal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, or mixed route.

실시형태 6. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 대상체가 인간인, 방법. Embodiment 6. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the subject is a human.

실시형태 7. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 상기 방법이 대상체에게 항염증제를 투여하는 것을 추가로 포함하는, 방법. Embodiment 7. The method of any one of the preceding embodiments, further comprising administering to the subject an anti-inflammatory agent.

실시형태 8. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜이 광-특이적 결합 단백질을 추가로 포함하는, 방법. Embodiment 8 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosome comprising the NF-κB inhibitor further comprises a photo-specific binding protein.

실시형태 9. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 1 또는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는, 방법.Embodiment 9 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.

실시형태 10. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 1로 표시되는, 방법. Embodiment 10 The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1.

실시형태 11. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 2로 표시되는, 방법. Embodiment 11 The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO:2.

실시형태 12. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 상기 광-특이적 결합 단백질이 제1 광-특이적 결합 단백질 및/또는 제2 광-특이적 결합 단백질이고; 제1 광-특이적 결합 단백질이 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 융합 단백질 I을 형성하고; 제2 광-특이적 결합 단백질이 NF-κB 억제제에 접합되어 융합 단백질 II를 형성하는, 방법.Embodiment 12 The photo-specific binding protein according to any one of the preceding embodiments, wherein the photo-specific binding protein is a first photo-specific binding protein and/or a second photo-specific binding protein; the first light-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker to form fusion protein I; A method, wherein the second photo-specific binding protein is conjugated to an NF-κB inhibitor to form fusion protein II.

실시형태 13. 상기 실시형태 12에 있어서, 융합 단백질 I 및 융합 단백질 II가 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질을 통해 가역적으로 결합되는, 방법. Embodiment 13. The method of embodiment 12, wherein fusion protein I and fusion protein II are reversibly bound via the first photo-specific binding protein and the second photo-specific binding protein.

실시형태 14. 상기 실시형태 12 또는 13에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 엑소솜 내측을 향한 방향으로 위치되도록 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 있는, 방법.Embodiment 14. The method of embodiment 12 or 13, wherein the first photo-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker such that it is located in an exosome inward orientation.

실시형태 15. 상기 실시형태 12 내지 14 중의 어느 하나에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질이 CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY 및 PHR로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 15. The method according to any one of embodiments 12 to 14 above, wherein the first photo-specific binding protein and the second photo-specific binding protein are CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY and PHR. a method selected from the group consisting of

실시형태 16. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 CIB 또는 CIBN이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 CRY 또는 PHR인, 방법.Embodiment 16 The method of embodiment 15, wherein the first photo-specific binding protein is CIB or CIBN and the second photo-specific binding protein is CRY or PHR.

실시형태 17. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 CRY 또는 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 CIB 또는 CIBN인, 방법. Embodiment 17 The method of embodiment 15, wherein the first photo-specific binding protein is CRY or PHR and the second photo-specific binding protein is CIB or CIBN.

실시형태 18. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 PhyB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 PIF인, 방법. Embodiment 18. The method of embodiment 15, wherein the first photo-specific binding protein is PhyB and the second photo-specific binding protein is PIF.

실시형태 19. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 PIF이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 PhyB인, 방법. Embodiment 19 The method of embodiment 15 above, wherein the first photo-specific binding protein is PIF and the second photo-specific binding protein is PhyB.

실시형태 20. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 GIGANTEA이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 FKF1인, 방법. Embodiment 20 The method of embodiment 15, wherein the first photo-specific binding protein is GIGANTEA and the second photo-specific binding protein is FKF1.

실시형태 21. 상기 실시형태 15에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 FKF1이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 GIGANTEA인, 방법. Embodiment 21 The method of embodiment 15, wherein the first photo-specific binding protein is FKF1 and the second photo-specific binding protein is GIGANTEA.

실시형태 22. 상기 실시형태 12 내지 21에 있어서, 엑소솜 특이적 마커가 CD9, CD63, CD81 및 CD82로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 22 The method according to embodiments 12 to 21, wherein the exosome specific marker is selected from the group consisting of CD9, CD63, CD81 and CD82.

실시형태 23. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 엑소솜이 약 50nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는, 방법. Embodiment 23 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 200 nm.

실시예 24. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 엑소솜이 약 50nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는, 방법. Example 24 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 150 nm.

실시형태 25. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 조성물이 생리학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물인, 방법. Embodiment 25 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the composition is a pharmaceutical composition comprising a physiologically acceptable carrier.

실시형태 26. AKI을 치료하기 위한 실시형태 1 내지 16에 기재된 NF-κB 억제제를 추가로 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물. Embodiment 26. A composition comprising exosomes further comprising an NF-κB inhibitor as described in embodiments 1 to 16 for treating AKI.

실시형태 27. AKI을 치료하기 위한 실시형태 1 내지 16에 기재된 NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 용도. Embodiment 27. Use of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor as described in embodiments 1 to 16 for treating AKI.

다른 질환을 치료하기 위한 실시형태Embodiments for treating other diseases

실시형태 1. 이를 필요로 하는 대상체에서 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하는 방법으로서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 유효량을 상기 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 방법.Embodiment 1. A method of treating a disease caused by sepsis in a subject in need thereof, comprising administering to the subject an effective amount of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor.

실시형태 2. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 질환이 폐렴, 사이토카인 폭풍 증후군, 호흡 곤란 증후군, 및 장기 부전으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. 일부 실시형태에서, 질환은 폐렴이다. 일부 실시형태에서, 질환은 사이토카인 폭풍 증후군이다. 일부 실시형태에서, 질환은 호흡 곤란 증후군이다. 일부 실시형태에서, 질환은 장기 부전이다. Embodiment 2. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the disease is selected from the group consisting of pneumonia, cytokine storm syndrome, respiratory distress syndrome, and organ failure. In some embodiments, the disease is pneumonia. In some embodiments, the disease is cytokine storm syndrome. In some embodiments, the disease is respiratory distress syndrome. In some embodiments, the disease is organ failure.

실시형태 3. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 NF-κB 억제 단백질, 이의 단편, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 3. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is selected from the group consisting of NF-κB inhibitory proteins, fragments thereof, and mixtures thereof.

실시형태 4. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 슈퍼-리프레서(SR)-IκB(srIκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, 이들의 돌연변이 체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 4. The NF-κB inhibitor according to any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, mutants thereof sieves and mixtures thereof.

실시형태 5. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 슈퍼-리프레서(SR)-IκB(srIκB)인, 방법. Embodiment 5 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB).

실시형태 6. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 조성물이 경구, 경피, 복강 내, 정맥 내, 근육 내, 피하, 또는 혼합 경로를 통해 투여되는, 방법. Embodiment 6. The method of any one of the preceding embodiments, wherein the composition is administered via an oral, transdermal, intraperitoneal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, or mixed route.

실시형태 7. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 대상체가 인간인, 방법.Embodiment 7. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the subject is a human.

실시형태 8. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 상기 방법이 대상체에게 항염증제를 투여하는 것을 추가로 포함하는, 방법. Embodiment 8 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the method further comprises administering to the subject an anti-inflammatory agent.

실시형태 9. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜이 광-특이적 결합 단백질을 추가로 포함하는, 방법. Embodiment 9 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosome comprising the NF-κB inhibitor further comprises a photo-specific binding protein.

실시형태 10. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 1 또는 서열번호 2와 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는, 방법.Embodiment 10 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.

실시형태 11. 상기 실시형태 10에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 1로 표시되는, 방법.Embodiment 11 The method according to embodiment 10, wherein the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO: 1.

실시형태 12. 상기 실시형태 10에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 2로 표시되는, 방법. Embodiment 12 The method according to embodiment 10, wherein the NF-κB inhibitor is represented by SEQ ID NO:2.

실시형태 13. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 상기 광-특이적 결합 단백질이 제1 광-특이적 결합 단백질 및/또는 제2 광-특이적 결합 단백질이고; 제1 광-특이적 결합 단백질이 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 융합 단백질 I을 형성하고; 제2 광-특이적 결합 단백질이 NF-κB 억제제에 접합되어 융합 단백질 II를 형성하는, 방법.Embodiment 13 The photo-specific binding protein according to any one of the preceding embodiments, wherein the photo-specific binding protein is a first photo-specific binding protein and/or a second photo-specific binding protein; the first light-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker to form fusion protein I; A method, wherein the second photo-specific binding protein is conjugated to an NF-κB inhibitor to form fusion protein II.

실시형태 14. 상기 실시형태 13에 있어서, 융합 단백질 I 및 융합 단백질 II가 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질을 통해 가역적으로 결합되는, 방법. Embodiment 14. The method of embodiment 13, wherein fusion protein I and fusion protein II are reversibly bound via the first photo-specific binding protein and the second photo-specific binding protein.

실시형태 15. 상기 실시형태 13 또는 14에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 엑소솜 내측을 향한 방향으로 위치되도록 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 있는, 방법.Embodiment 15. The method of embodiment 13 or 14, wherein the first photo-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker such that it is located in an exosome inward direction.

실시형태 16. 상기 실시형태 13 내지 15 중의 어느 하나에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질 및 제2 광-특이적 결합 단백질이 CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY 및 PHR로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 16. The method according to any one of embodiments 13 to 15, wherein the first photo-specific binding protein and the second photo-specific binding protein are CIB, CIBN, PhyB, PIF, FKF1, GIGANTEA, CRY and PHR. a method selected from the group consisting of

실시형태 17. 상기 실시형태 16에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 CIB 또는 CIBN이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 CRY 또는 PHR인, 방법.Embodiment 17 The method of embodiment 16, wherein the first photo-specific binding protein is CIB or CIBN and the second photo-specific binding protein is CRY or PHR.

실시형태 18. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 CRY 또는 PHR이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 CIB 또는 CIBN인, 방법. Embodiment 18 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the first photo-specific binding protein is CRY or PHR and the second photo-specific binding protein is CIB or CIBN.

실시형태 19. 상기 실시형태 16에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 PhyB이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 PIF인, 방법. Embodiment 19. The method of embodiment 16, wherein the first photo-specific binding protein is PhyB and the second photo-specific binding protein is PIF.

실시형태 20. 상기 실시형태 16에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 PIF이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 PhyB인, 방법. Embodiment 20 The method of embodiment 16, wherein the first photo-specific binding protein is PIF and the second photo-specific binding protein is PhyB.

실시형태 21. 상기 실시형태 16에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 GIGANTEA이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 FKF1인, 방법. Embodiment 21 The method of embodiment 16, wherein the first photo-specific binding protein is GIGANTEA and the second photo-specific binding protein is FKF1.

실시형태 22. 상기 실시형태 16에 있어서, 제1 광-특이적 결합 단백질이 FKF1이고, 제2 광-특이적 결합 단백질이 GIGANTEA인, 방법. Embodiment 22 The method of embodiment 16, wherein the first photo-specific binding protein is FKF1 and the second photo-specific binding protein is GIGANTEA.

실시형태 23. 상기 실시형태 13 내지 22에 있어서, 엑소솜 특이적 마커가 CD9, CD63, CD81 및 CD82로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법. Embodiment 23 The method according to embodiments 13 to 22, wherein the exosome specific marker is selected from the group consisting of CD9, CD63, CD81 and CD82.

실시형태 24. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 엑소솜이 약 50nm 내지 약 200nm의 직경을 갖는, 방법. Embodiment 24 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 200 nm.

실시예 25. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 엑소솜이 약 50nm 내지 약 150nm의 직경을 갖는, 방법. Example 25 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the exosomes have a diameter of about 50 nm to about 150 nm.

실시형태 26. 상기 실시형태 중의 어느 하나에 있어서, 조성물이 생리학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함하는 약제학적 조성물인, 방법. Embodiment 26 The method of any one of the preceding embodiments, wherein the composition is a pharmaceutical composition further comprising a physiologically acceptable carrier.

실시형태 27. 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하기 위한 실시형태 1 내지 16에 기재된 NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물. Embodiment 27. A composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor according to embodiments 1 to 16 for treating a disease caused by sepsis.

실시형태 28. 패혈증에 의해 유발된 질환을 치료하기 위한 실시형태 1 내지 16에 기재된 NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜을 포함하는 조성물의 용도. Embodiment 28. Use of a composition comprising exosomes comprising an NF-κB inhibitor according to embodiments 1 to 16 for treating a disease caused by sepsis.

본 개시 내용은, 다양한 특정 재료, 과정 및 실시예를 참조하여 본원에서 기재 및 설명되었지만, 본 개시 내용은, 그 목적을 위해 선택된 재료 및 과정의 특정 조합으로 한정되지 않는 것으로 이해된다. 이러한 상세의 다수의 변형이 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 암시될 수 있다. 본 명세서 및 실시예는 단지 예시로서만 고려되는 것으로 의도되며, 본 개시 내용의 진정한 범위 및 정신은 하기 특허청구범위에 의해 제시된다. 본원에서 언급된 모든 참고문헌, 특허 및 특허 출원은 그 전체가 참조에 의해 본원에 도입된다. While the present disclosure has been described and described herein with reference to various specific materials, procedures, and examples, it is to be understood that the disclosure is not limited to the particular combination of materials and procedures selected for that purpose. Many variations of these details may be implied as would be understood by one of ordinary skill in the art. The specification and examples are intended to be considered by way of illustration only, the true scope and spirit of the disclosure being set forth by the following claims. All references, patents and patent applications mentioned herein are incorporated herein by reference in their entirety.

SEQUENCE LISTING <110> Ilias Biologics Inc. <120> USE OF EXOSOME-BASED DELIVERY OF NF-觀B INHIBITORS <130> IKPA210547-KR-D2 <140> PCT/IB2021/052708 <141> 2021-03-31 <150> KR 10-2020-0039011 <151> 2020-03-31 <150> US 63/112,154 <151> 2020-11-10 <150> US 63/112,155 <151> 2020-11-11 <160> 3 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 317 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Phe Gln Ala Ala Glu Arg Pro Gln Glu Trp Ala Met Glu Gly Pro 1 5 10 15 Arg Asp Gly Leu Lys Lys Glu Arg Leu Leu Asp Asp Arg His Asp Ala 20 25 30 Gly Leu Asp Ala Met Lys Asp Glu Glu Tyr Glu Gln Met Val Lys Glu 35 40 45 Leu Gln Glu Ile Arg Leu Glu Pro Gln Glu Val Pro Arg Gly Ser Glu 50 55 60 Pro Trp Lys Gln Gln Leu Thr Glu Asp Gly Asp Ser Phe Leu His Leu 65 70 75 80 Ala Ile Ile His Glu Glu Lys Ala Leu Thr Met Glu Val Ile Arg Gln 85 90 95 Val Lys Gly Asp Leu Ala Phe Leu Asn Phe Gln Asn Asn Leu Gln Gln 100 105 110 Thr Pro Leu His Leu Ala Val Ile Thr Asn Gln Pro Glu Ile Ala Glu 115 120 125 Ala Leu Leu Gly Ala Gly Cys Asp Pro 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Arg Asp Gly Leu Lys Lys Glu Arg Leu Leu Asp Asp Arg His Asp Ser 20 25 30 Gly Leu Asp Ser Met Lys Asp Glu Glu Tyr Glu Gln Met Val Lys Glu 35 40 45 Leu Gln Glu Ile Arg Leu Glu Pro Gln Glu Val Pro Arg Gly Ser Glu 50 55 60 Pro Trp Lys Gln Gln Leu Thr Glu Asp Gly Asp Ser Phe Leu His Leu 65 70 75 80 Ala Ile Ile His Glu Glu Lys Ala Leu Thr Met Glu Val Ile Arg Gln 85 90 95 Val Lys Gly Asp Leu Ala Phe Leu Asn Phe Gln Asn Asn Leu Gln Gln 100 105 110 Thr Pro Leu His Leu Ala Val Ile Thr Asn Gln Pro Glu Ile Ala Glu 115 120 125 Ala Leu Leu Gly Ala Gly Cys Asp Pro Glu Leu Arg Asp Phe Arg Gly 130 135 140 Asn Thr Pro Leu His Leu Ala Cys Glu Gln Gly Cys Leu Ala Ser Val 145 150 155 160 Gly Val Leu Thr Gln Ser Cys Thr Thr Pro His Leu His Ser Ile Leu 165 170 175 Lys Ala Thr Asn Tyr Asn Gly His Thr Cys Leu His Leu Ala Ser Ile 180 185 190 His Gly Tyr Leu Gly Ile Val Glu Leu Leu Val Ser Leu Gly Ala Asp 195 200 205 Val Asn Ala Gln Glu Pro Cys Asn Gly Arg Thr Ala Leu His Leu Ala 210 215 220 Val Asp Leu Gln Asn 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Claims (9)

NF-κB 억제제를 포함하는 엑소솜(exosome)을 포함하는, 급성 신장 손상(acute kidney injury; AKI)의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상체에서 급성 신장 손상의 예방 또는 치료를 위한 조성물.
A composition for the prevention or treatment of acute kidney injury in a subject in need thereof, comprising an exosome comprising an NF-κB inhibitor.
제1항에 있어서, 상기 급성 신장 손상은 허혈-재관류 손상(ischemia-reperfusion injury; IRI)으로 유도된 급성 신장 손상 또는 패혈증으로 유도된 급성 신장 손상인, 조성물.
The composition of claim 1 , wherein the acute kidney injury is an acute kidney injury induced by ischemia-reperfusion injury (IRI) or an acute kidney injury induced by sepsis.
제1항에 있어서, NF-κB 억제제가 NF-κB 억제 단백질, 이의 단편, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
The composition of claim 1 , wherein the NF-κB inhibitor is selected from the group consisting of NF-κB inhibitory proteins, fragments thereof, and mixtures thereof.
제1항에 있어서, NF-κB 억제제가 슈퍼-리프레서(super-repressor; SR)-IκB(srIκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, 이들의 돌연변이체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
The method of claim 1 , wherein the NF-κB inhibitor is a super-repressor (SR)-IκB (srlκB), IκB-α, IκB-β, IκB-ε, BCL-3, mutants thereof, and A composition selected from the group consisting of mixtures thereof.
제1항에 있어서, 조성물이 전신 투여되거나, 경구, 경피, 복강 내, 정맥 내, 근육 내, 피하, 또는 혼합 경로를 통해 투여되는, 조성물.
The composition of claim 1 , wherein the composition is administered systemically or via oral, transdermal, intraperitoneal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, or mixed routes.
제1항에 있어서, 항-염증제가 대상체에게 추가로 투여되는, 조성물.
The composition of claim 1 , wherein an anti-inflammatory agent is further administered to the subject.
제1항에 있어서, 상기 엑소솜이 광-특이적 결합 단백질(photo-specific binding protein)을 추가로 포함하는, 조성물.
The composition of claim 1, wherein the exosome further comprises a photo-specific binding protein.
제1항에 있어서, NF-κB 억제제가 서열번호 1 또는 서열번호 2에 대해 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는, 조성물.
The composition of claim 1 , wherein the NF-κB inhibitor comprises an amino acid sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엑소솜이 제1 광-특이적 결합 단백질, 제2 광-특이적 결합 단백질, 또는 이 둘 모두를 추가로 포함하고,
제1 광-특이적 결합 단백질이 엑소솜 특이적 마커에 접합되어 융합 단백질 I을 형성하고,
제2 광-특이적 결합 단백질이 NF-κB 억제제에 접합되어 융합 단백질 II를 형성하는, 조성물.
9. The method of any one of claims 1 to 8, wherein the exosome further comprises a first photo-specific binding protein, a second photo-specific binding protein, or both,
a first light-specific binding protein is conjugated to an exosome specific marker to form fusion protein I;
wherein the second photo-specific binding protein is conjugated to an NF-κB inhibitor to form fusion protein II.
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