KR20220169425A - Use of Bacterial-Derived Extracellular Vesicles for Preparation of Nucleic Acid Vaccines and Gene Transfer - Google Patents

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홍수형
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Abstract

The present invention relates to a use of bacteria-derived extracellular vesicles for the preparation of a nucleic acid vaccine and gene transfer. The present inventors have confirmed that fluorescent protein is expressed within macrophages as a result of transfecting beneficial bacteria-derived extracellular vesicles (EVs), called human commensal bacteria or probiotics, with GFP, which is a fluorescent protein gene, to treat animal macrophages. In addition, as a result of treating animal macrophages with bacterial-derived extracellular vesicles transfected with a miRNA precursor, it has been confirmed that the miRNA is developed into a mature form within the macrophages. Therefore, antigen genes can be effectively and safely transferred by using the bacterial-derived extracellular vesicles of the present invention, and RNA vaccines can be rapidly and safely produced through mass culturing of bacteria and isolation of bacteria-derived EVs.

Description

핵산 백신 제조 및 유전자 전달을 위한 세균 유래 세포밖 소포체의 용도 {Use of Bacterial-Derived Extracellular Vesicles for Preparation of Nucleic Acid Vaccines and Gene Transfer}Use of Bacterial-Derived Extracellular Vesicles for Preparation of Nucleic Acid Vaccines and Gene Transfer}

본 발명은 핵산 백신 제조 및 유전자 치료 등의 목적으로 유전자 전달을 위한 세균 유래 세포밖 소포체(Extracellular Vesicles; EVs)의 용도 등에 관한 것이다.The present invention relates to the use of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) for gene delivery for purposes such as nucleic acid vaccine production and gene therapy.

그람 음성 세균(Gram-negative bacteria) 또는 그람 양성 세균(Gram-positive bacteria)을 포함한 모든 세포는 세포밖 소포체를 자연적으로 분비하는 것으로 알려져 있다. 상기 그람 음성 세균에서 분비되는 세포밖 소포체는 외막 소포체(outer membrane vesicles)로도 알려져 있다. 세균 유래 세포밖 소포체는 크기가 주로 20-200 nm이고, 단백질(proteins), 지질(lipids) 및 유전 물질(DNA, RNA) 등 다양한 생물학적 활성을 가진 물질들을 가지고 있으며, 그람 음성 세균 유래 세포밖 소포체는 지질다당류(lipopolysaccharides, LPS)와 같은 독성 인자(virulence factor)도 가지고 있다. It is known that all cells, including Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria, naturally secrete extracellular vesicles. Extracellular vesicles secreted from the Gram-negative bacteria are also known as outer membrane vesicles. Bacterial-derived extracellular vesicles are mainly 20-200 nm in size, contain substances with various biological activities such as proteins, lipids, and genetic materials (DNA, RNA), and are derived from Gram-negative bacteria. also has virulence factors such as lipopolysaccharides (LPS).

최근의 연구 결과에 의하면, 다양한 세균 유래 세포밖 소포체가 암을 비롯한 여러 질병에 대한 직접적인 치료 효능이 있을 뿐만 아니라, 이들 질병을 치료하기 위한 약물 전달체로 사용 가능하며, 뇌수막염 등 다양한 질병을 예방하거나 치료하기 위한 약물 전달체로서 임상에 사용되거나 개발되고 있다. According to recent research results, various bacterial-derived extracellular vesicles not only have direct therapeutic efficacy for various diseases including cancer, but can also be used as a drug delivery system to treat these diseases, and prevent or treat various diseases such as meningitis. It is being used or developed clinically as a drug delivery system for

한편, mRNA는 단백질 정보를 암호화하는 DNA의 번역과 세포질의 리보솜에 의한 단백질 생산과정 사이를 연결하는 중간 매개체이다. 현재까지 RNA 백신의 두 가지 주요 유형은 비복제형 mRNA(non-replicating mRNA)와 바이러스에서 유래된 자가 증폭형 RNA(self-amplifying RNA)가 있다. 전통적인 mRNA 기반 백신은 5' 와 3' 말단에 비번역구간(untranslational region)을 포함하는 반면에, 자가 증폭형 RNA는 항원뿐만 아니라 세포 내 RNA 증폭 및 풍부한 단백질 발현을 가능하게 하는 바이러스 복제 기작을 갖고 있다. On the other hand, mRNA is an intermediate medium that connects the translation of DNA encoding protein information and the protein production process by cytoplasmic ribosomes. To date, the two main types of RNA vaccines are non-replicating mRNA and self-amplifying RNA derived from viruses. Whereas traditional mRNA-based vaccines contain untranslational regions at the 5' and 3' ends, self-amplifying RNA has antigens as well as viral replication mechanisms that enable intracellular RNA amplification and abundant protein expression. there is.

최근 다양한 mRNA 백신 플랫폼이 개발되면서 mRNA 백신의 면역원성(immunogenicity) 및 효능(efficacy)에 대한 결과가 보고되고 있다. 생체 내(In vivo)에서 항원 발현을 연장시킬 수 있는 고효율의 무독성 RNA 운반체(carrier)가 개발되었으며, 일부 백신 제제는 새로운 증강제(adjuvant)를 함유하고 있는 반면에 증강제 없이 강력한 면역반응을 일으키는 백신 제제도 있다. Recently, as various mRNA vaccine platforms have been developed, results on the immunogenicity and efficacy of mRNA vaccines have been reported. High-efficiency, non-toxic RNA carriers capable of prolonging antigen expression in vivo have been developed, and while some vaccine formulations contain new adjuvants, vaccine formulations that cause a strong immune response without an adjuvant There is also

생체 내에서의 mRNA 흡수 효율을 높이기 위한 세포막 침투법으로는 물리적인 방법이 사용되어 왔다. 초기에는 금 입자와 복합체를 이루는 mRNA가 유전자 총(gene gun)을 사용하여 조직에서 단백질로 발현할 수 있음이 보고된 바 있다. 그러나, 유전자 총은 생쥐 모델에서 효과적인 RNA 전달 및 백신 접종법으로 나타났으나 대형 동물이나 인간에서는 유효성이 없었다. 또한, 생체 내 전기천공법은 RNA 분자의 흡수를 증가시키는 데 사용되어 왔지만, 전기천공법은 자가증폭형 RNA만의 면역원성을 증가시켰으며 비복제형 mRNA 기반 백신은 면역원성을 증가시키지 못하는 것으로 확인되었다. 최근에는, mRNA 기반 백신의 강력하고 다목적의 전달 수단으로서 지질 또는 폴리머(polymer) 기반의 나노 입자 사용이 선호되고 있다.A physical method has been used as a cell membrane penetration method to increase mRNA uptake efficiency in vivo. It was initially reported that mRNA complexed with gold particles could be expressed as proteins in tissues using a gene gun. However, gene guns have been shown to be effective RNA delivery and vaccination methods in mouse models, but not in large animals or humans. In addition, in vivo electroporation has been used to increase the uptake of RNA molecules, but electroporation only increased the immunogenicity of self-amplifying RNA, and it was confirmed that non-replicating mRNA-based vaccines did not increase immunogenicity. It became. Recently, the use of lipid or polymer-based nanoparticles has been favored as a powerful and versatile delivery vehicle for mRNA-based vaccines.

그러나, 지질 또는 폴리머 기반의 나노입자는 알레르기 반응을 유발하는 성분을 포함하고 있어, 심하면 사망에 이르는 등 부작용의 우려가 존재하는 바, 신속하고 안전한 백신 제조의 필요성이 대두되고 있다.However, lipid- or polymer-based nanoparticles contain ingredients that cause allergic reactions, and there are concerns about side effects such as death in severe cases. Therefore, the need for rapid and safe vaccine production is emerging.

DNA 백신 또한 최근에 많이 연구가 되고 있으며, mRNA 백신과 유사하긴 하지만, 바이러스 등을 운반체로 사용하므로 여러 가지 부작용을 유발할 가능성이 있는 상황이다.DNA vaccines have also been studied a lot recently, and although they are similar to mRNA vaccines, they are likely to cause various side effects because viruses and the like are used as carriers.

이에, 본 발명자들은 새로운 형태의 백신 제조가 가능하고, 유전자 운반체로서 유전자 치료 등에도 이용 가능한 물질로서, 인체 공생 세균의 세포밖 소포체를 사용하였으며, 세포밖 소포체가 핵산의 운반체로서 위험 요소를 감소시킬 뿐만 아니라 백신의 증강제(adjuvant)로서도 이용할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors used the extracellular vesicles of commensal human bacteria as a material that can be used for gene therapy and the like as a gene carrier capable of producing a new type of vaccine, and the extracellular vesicles are a carrier of nucleic acids to reduce risk factors. In addition, the present invention was completed by confirming that it can be used as an adjuvant for vaccines.

이재욱 (2020). 세포밖 소포체(엑소좀) 연구 동향. BRIC View 2020-T07 Jaewook Lee (2020). Extracellular endoplasmic reticulum (exosome) research trends. BRIC View 2020-T07 김원근(2019). mRNA 백신-백신학의 새로운 시대. BRIC View 2019-R11Kim Won-geun (2019). mRNA vaccines - a new era in vaccinology. BRIC View 2019-R11

이에, 본 발명자들은 인체 상주세균에 유전자를 주입하면 세포밖 소포체를 통해 주입된 유전자를 포함하는 세포밖 소포체가 분비되며, 분비된 소포체를 핵산 기반 백신의 전달체로서 사용할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors confirmed that when a gene is injected into human resident bacteria, extracellular vesicles containing the injected gene are secreted through the extracellular vesicles, and the secreted endoplasmic reticulum can be used as a delivery vehicle for a nucleic acid-based vaccine, and the present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달체를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a nucleic acid delivery system comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은, 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산 백신을 포함하는 백신 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vaccine composition comprising a bacterial-derived extracellular vesicle and a nucleic acid vaccine.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for separating the bacterium-derived extracellular vesicles.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 세균 유래 세포밖 소포체를 이용하여 세포 내로 핵산을 전달하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for delivering nucleic acids into cells using the bacterium-derived extracellular vesicles.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산을 포함하는 핵산 전달용 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a nucleic acid delivery kit comprising the bacterium-derived extracellular vesicles and nucleic acid.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

따라서, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달체를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a nucleic acid delivery system comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

또한, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for nucleic acid delivery comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

또한, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산 백신을 포함하는 백신 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a vaccine composition comprising a bacterial-derived extracellular vesicle and a nucleic acid vaccine.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the nucleic acid may be selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, LNA (locked nucleic acid), PNA (peptide nucleic acid), and morpholino, but , but is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 세균은 그람 음성 세균 및 그람 양성 세균으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the bacteria may be selected from the group consisting of gram-negative bacteria and gram-positive bacteria, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 그람 양성 세균은 락토바실러스(Lactobacillus) 속 세균인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the gram-positive bacteria may be bacteria of the genus Lactobacillus , but are not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 락토바실러스 속 세균은 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the bacteria of the genus Lactobacillus may be Lactobacillus reuteri , but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 세포밖 소포체는 10 내지 1000 nm의 직경을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the extracellular vesicles may have a diameter of 10 to 1000 nm, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 세포밖 소포체는 자연적으로 분비 또는 인공적으로 생산된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the extracellular endoplasmic reticulum may be naturally secreted or artificially produced, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 백신 조성물은 항-바이러스, 항-박테리아, 항-기생충(parasitic) 및 항암용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the vaccine composition may be for at least one selected from the group consisting of anti-viral, anti-bacterial, anti-parasitic and anti-cancer, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 백신 조성물은 항-코로나, 항-HPV(Human papillomavirus), 항-HBV(hepatitis B virus), 항-HCV(hepatitis C virus), 항-HIV(human immunodeficiency virus), 항-MERS-CoV, 항-지카바이러스, 항-노로바이러스, 항-로타바이러스, 항-인플루엔자 바이러스, 항-HSV(herpes simplex virus), 항-돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV), 항-돼지 콜레라 바이러스, 항-돼지써코바이러스(PCV), 항-돼지설사바이러스(PEDV), 항-구제역 바이러스, 항-뉴캐슬바이러스 및 항-바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(VHSV)용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the vaccine composition is anti-corona, anti-HPV (human papillomavirus), anti-HBV (hepatitis B virus), anti-HCV (hepatitis C virus), anti-HIV (human immunodeficiency virus) ), anti-MERS-CoV, anti-Zika virus, anti-norovirus, anti-rotavirus, anti-influenza virus, anti-HSV (herpes simplex virus), anti-porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), anti -One selected from the group consisting of porcine cholera virus, anti-porcine circovirus (PCV), anti-porcine diarrhea virus (PEDV), anti-foot-and-mouth disease virus, anti-Newcastle virus and anti-viral hemorrhagic sepsis virus (VHSV) It may be for more than one, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 (a) 세균을 배양하는 단계; 및 (b) 상기 배양액에서 분비되는 세균 유래 세포밖 소포체를 분리하는 단계를 포함하는, 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) culturing bacteria; and (b) separating bacterial-derived extracellular vesicles secreted from the culture medium.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 (b) 단계에서 분리는 열처리, 원심분리, 초고속원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the separation in step (b) is heat treatment, centrifugation, ultra-high-speed centrifugation, high pressure treatment, extrusion, sonication, cell lysis, homogenization, freeze-thaw, electroporation, mechanical degradation, chemical At least one method selected from the group consisting of treatment, filtration with a filter, gel filtration chromatography, free-flow electrophoresis, and capillary electrophoresis may be used, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 초고속원심분리는 구배 초고속원심분리(gradient ultracentrifugation)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the ultra-high-speed centrifugation may be gradient ultracentrifugation, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 (a) 전기천공법을 이용하여 목적 핵산을 세균 유래 세포밖 소포체 내로 도입하는 단계; 및 (b) 상기 목적 핵산이 도입된 세균 유래 세포밖 소포체를 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 세포 내로 핵산을 전달하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) introducing a target nucleic acid into bacterial-derived extracellular vesicles using electroporation; and (b) treating cells with bacterial-derived extracellular vesicles into which the target nucleic acid is introduced.

또한, 본 발명은 전기천공법을 이용하여 핵산 백신을 세균 유래 세포밖 소포체 내로 도입하는 단계를 포함하는 백신 조성물 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preparing a vaccine composition comprising the step of introducing a nucleic acid vaccine into bacterial-derived extracellular vesicles using an electroporation method.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 (a) 단계의 전기천공법은 100 내지 200 V의 전압, 50 내지 150 μF의 커패시터(capacitor)의 전기천공법일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the electroporation of step (a) may be electroporation of a voltage of 100 to 200 V, a capacitor of 50 to 150 μF (capacitor), but is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the nucleic acid may be selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, locked nucleic acid (LNA), peptide nucleic acid (PNA), and morpholino. , but not limited thereto.

또한, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산을 포함하는 핵산 전달용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a nucleic acid delivery kit comprising bacterial-derived extracellular vesicles and nucleic acids.

또한, 본 발명은 치료 핵산 및 상기 핵산 전달체를 유효성분으로 포함하는, 질환의 예방용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing a disease, comprising a therapeutic nucleic acid and the nucleic acid delivery system as an active ingredient.

또한, 본 발명은 치료 핵산 및 상기 핵산 전달체를 유효성분으로 포함하는 조성물을 개체에 투여함으로써 질환을 예방하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preventing a disease by administering to a subject a composition comprising a therapeutic nucleic acid and the nucleic acid delivery system as an active ingredient.

또한, 본 발명은 치료 핵산 및 상기 핵산 전달체를 유효성분으로 포함하는 조성물의 질환의 예방 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a preventive use of a composition comprising a therapeutic nucleic acid and the nucleic acid delivery system as an active ingredient.

또한, 본 발명은 치료 핵산 및 상기 핵산 전달체를 유효성분으로 포함하는 조성물의 질환 예방 약제를 제조하기 위한 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a use of a composition comprising a therapeutic nucleic acid and the nucleic acid delivery system as an active ingredient for preparing a drug for preventing a disease.

또한, 본 발명은 핵산 백신 및 상기 핵산 전달체의 백신 제조를 위한 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a nucleic acid vaccine and the use of the nucleic acid delivery system for preparing a vaccine.

또한, 본 발명은 핵산 백신 및 상기 핵산 전달체를 유효성분으로 포함하는 조성물의 백신 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a vaccine use of a composition comprising a nucleic acid vaccine and the nucleic acid delivery system as an active ingredient.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 치료 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the therapeutic nucleic acid may be selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, locked nucleic acid (LNA), peptide nucleic acid (PNA), and morpholino. However, it is not limited thereto.

본 발명은 핵산 백신 제조 및 유전자 전달을 위한 세균 유래 세포밖 소포체의 용도 등에 관한 것으로, 본 발명자들은 인간 공생세균 혹은 프로바이오틱스라 불리는 유익균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 형광 단백질 유전자 GFP를 형질주입하여 동물 대식세포에 처리한 결과, 대식세포 내에서 형광 단백질이 발현함을 확인하였다. 또한, miRNA 전구체가 형질주입된 세균 유래 세포밖 소포체를 동물 대식세포에 처리한 결과, 대식세포 내에서 miRNA가 성숙한 형태로 발달한 것을 확인하였다.The present invention relates to the production of nucleic acid vaccines and the use of bacterial-derived extracellular vesicles for gene delivery. As a result of treatment with macrophages, it was confirmed that the fluorescent protein was expressed in the macrophages. In addition, as a result of treating animal macrophages with bacteria-derived extracellular vesicles transfected with miRNA precursors, it was confirmed that miRNAs developed into mature forms in macrophages.

따라서, 본 발명의 세균 유래 세포밖 소포체를 이용하여 효과적이고 안전한 항원 유전자의 전달이 가능할 뿐만 아니라, 세균의 대량 배양과 세포밖 소포체의 분리를 통하여 신속하고 안전한 RNA 백신을 제조할 수 있다. 또한, 유전자를 세포나 인체 장기에 전달하여 유전자 교정 혹은 질병 치료를 목적으로 하는 유전자치료(gene therapy)를 위한 전달체로서 이용할 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, using the bacteria-derived extracellular vesicles of the present invention, effective and safe delivery of antigen genes is possible, and rapid and safe RNA vaccines can be prepared through mass culture of bacteria and isolation of extracellular vesicles. In addition, it is expected that it can be used as a delivery vehicle for gene therapy for the purpose of gene correction or disease treatment by delivering genes to cells or human organs.

도 1a는 EGFP(Enhanced Green fluorescent protein) 플라스미드 DNA 또는 EGFP RNA가 형질주입된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 동물 대식세포에 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 1b는 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 크기 분포 및 양을 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 1c는 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 다양한 농도로 동물 대식세포에 처리한 후 세포 생존율을 확인한 결과를 나타내 도면이다.
도 1d는 EGFP 플라스미드 DNA 또는 EGFP RNA가 형질주입된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 동물 대식세포에 처리한 경우, 대식세포에 EGFP 플라스미드 DNA 또는 EGFP RNA가 전달되는지 RT-PCR을 통해 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 1e는 EGFP 플라스미드 DNA 또는 EGFP RNA가 형질주입된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 동물 대식세포에 처리한 경우, 대식세포에 EGFP 플라스미드 DNA 또는 EGFP RNA가 전달되는지 공초점 형광 현미경을 통해 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 스케일 바 = 50 μm .
도 2는 EGFP RNA가 형질주입된 락토바실러스 루테리에서 분리한 세포밖 소포체(EVs)를 동물 대식세포에 처리한 경우, 대식세포에 EGFP가 존재하는지 형광현미경으로 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 파란색(세포 핵); 녹색(형광단백질).
도 3a 및 도 3b는 Cel-miR-39 전구체 RNA가 형질주입된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 동물 대식세포에 처리한 경우, 대식세포에서 Cel-miR-39가 발현되는지 RIP-PCR로 확인한 것으로, 도 3a는 실험 과정을 개략적으로 나타낸 도면, 도 3b는 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 pCMV-EGFP 재조합 발현 벡터의 벡터맵을 나타낸 도면이다.
1A is a diagram showing a process of treating animal macrophages with bacteria-derived extracellular vesicles (EVs) transfected with EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) plasmid DNA or EGFP RNA.
Figure 1b is a diagram showing the results of analyzing the size distribution and amount of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs).
Figure 1c is a diagram showing the results of confirming the cell viability after treating animal macrophages with bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) at various concentrations.
1d shows the result of confirming through RT-PCR whether EGFP plasmid DNA or EGFP RNA is delivered to macrophages when animal macrophages are treated with bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) transfected with EGFP plasmid DNA or EGFP RNA. is the drawing shown.
Figure 1e is a result of confocal fluorescence microscopy confirming whether EGFP plasmid DNA or EGFP RNA is delivered to macrophages when bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) transfected with EGFP plasmid DNA or EGFP RNA are treated with animal macrophages. is a drawing showing Scale bar = 50 μm.
2 is a view showing the results of confirming the presence of EGFP in macrophages by fluorescence microscopy when extracellular vesicles (EVs) isolated from Lactobacillus reuteri transfected with EGFP RNA were treated with animal macrophages. blue (cell nuclei); green (fluorescent protein).
3a and 3b show that when animal macrophages were treated with bacteria-derived extracellular vesicles (EVs) transfected with Cel-miR-39 precursor RNA, RIP-PCR confirmed whether Cel-miR-39 was expressed in macrophages. 3a is a diagram schematically illustrating an experimental process, and FIG. 3b is a diagram illustrating an experimental result.
4 is a diagram showing a vector map of the pCMV-EGFP recombinant expression vector.

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

먼저, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달체를 제공한다.First, the present invention provides a nucleic acid delivery system comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

또한, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산 백신을 포함하는 백신 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a vaccine composition comprising a bacterial-derived extracellular vesicle and a nucleic acid vaccine.

또한, 본 발명은 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for nucleic acid delivery comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

본 발명에서 사용되는 용어, 핵산 전달체는 목적 핵산을 타겟 세포 또는 조직에 전달하기 위한 것으로서, 핵산 형태의 백신의 전달에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 핵산 전달체는 목적 핵산을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term nucleic acid delivery system is for delivering a target nucleic acid to a target cell or tissue, and can be usefully used for delivery of a vaccine in the form of a nucleic acid. Accordingly, the nucleic acid delivery system of the present invention may further include a target nucleic acid, but is not limited thereto.

한편, 본 발명의 세포밖 소포체에 봉입될 수 있는 물질의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 바람직하게는 핵산일 수 있다. 상기 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. On the other hand, the type of material that can be encapsulated in the extracellular vesicles of the present invention is not particularly limited, and may preferably be a nucleic acid. The nucleic acid may be selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, locked nucleic acid (LNA), peptide nucleic acid (PNA), and morpholino, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 RNA는 mRNA, rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA, aRNA, piRNA, RNAi, siRNA, shRNA, 및 miRNA로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 RNA의 일예로 miRNA, 구체적으로는, miRNA의 전구체(precursor)를 사용하였다.In the present invention, the RNA may be one or more selected from the group consisting of mRNA, rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA, aRNA, piRNA, RNAi, siRNA, shRNA, and miRNA, but is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, miRNA, specifically, a miRNA precursor was used as an example of the RNA.

본 발명에서 상기 핵산은 치료 핵산일 수 있으며, 상기 치료 핵산은 siRNA(small interfering RNA), shRNA(small hairpin RNA), esiRNA(endoribonuclease-prepared siRNAs), 안티센스 올리고뉴클레오티드, DNA, 단일가닥 RNA, 이중가닥 RNA, DNA-RNA 혼성체(hybrid) 및 리보자임으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the nucleic acid may be a therapeutic nucleic acid, and the therapeutic nucleic acid may include small interfering RNA (siRNA), small hairpin RNA (shRNA), endoribonuclease-prepared siRNAs (esiRNA), antisense oligonucleotides, DNA, single-stranded RNA, and double-stranded RNA. It may be one or more selected from the group consisting of RNA, DNA-RNA hybrid, and ribozyme, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 RNA는 단일 가닥 RNA(ssRNA) 및 이중 가닥 RNA(dsRNA)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the RNA may be at least one selected from the group consisting of single-stranded RNA (ssRNA) and double-stranded RNA (dsRNA), but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 목적 핵산은 핵산 형태를 갖는 백신, 유전자 교정 혹은 질병 치료를 목적으로 하는 유전자치료제(gene therapy)에 이용할 수 있는 것으로 상기 치료 핵산을 모두 포함하는 개념이다. 본 발명의 일 실시예에서는 목적 핵산의 일 예로서 형광단백질 GFP 및 Cel-miR-39를 사용하였다.In the present invention, the target nucleic acid is a concept that includes all of the therapeutic nucleic acids that can be used for vaccines, gene correction, or gene therapy in the form of nucleic acids. In one embodiment of the present invention, fluorescent protein GFP and Cel-miR-39 were used as examples of target nucleic acids.

상기 “유전자치료제”란 선천적 또는 후천적 유전자 결함, 바이러스성 질병, 암 또는 심혈관계 질환 등과 같은 만성질환의 치료와 예방을 위하여, DNA 또는 RNA 등의 유전물질을 인체 내에 투여하여 치료 단백질을 발현시키거나 특정 단백질의 발현을 억제하도록 하는 것을 의미한다. The above “gene therapy product” means to express a therapeutic protein by administering genetic material such as DNA or RNA into the human body for the treatment and prevention of chronic diseases such as congenital or acquired genetic defects, viral diseases, cancer or cardiovascular diseases. It means to inhibit the expression of a specific protein.

본 발명에서 사용되는 용어, "소포(vesicle)" 또는 "세포밖 소포체(extracellular vesicle)"는 다양한 세균에서 분비되는 나노 크기의 막으로 된 구조물을 의미하며, 본 발명에서는 세균으로부터 자연적으로 분비되거나, 인공적으로 생산된 막으로 된 모든 구조물을 총칭한다. 상기 소포는 세균 균체를 포함하는 배양액을 열처리, 원심분리, 초고속원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용하여 분리할 수 있다. 또한, 불순물의 제거를 위한 세척, 수득된 소포의 농축 등의 과정을 추가로 포함할 수 있다.As used herein, the term "vesicle" or "extracellular vesicle" refers to a nano-sized membrane structure secreted by various bacteria, and in the present invention, naturally secreted from bacteria, A generic term for all structures made of artificially produced membranes. The vesicles are prepared by heat treatment, centrifugation, ultra-high-speed centrifugation, high-pressure treatment, extrusion, sonication, cell lysis, homogenization, freeze-thaw, electroporation, mechanical disintegration, chemical treatment, and filtering of the culture medium containing bacterial cells. , gel filtration chromatography, free-flow electrophoresis, and at least one method selected from the group consisting of capillary electrophoresis. In addition, processes such as washing to remove impurities and concentration of the obtained vesicles may be further included.

본 발명의 세균 유래 세포밖 소포체는 유래한 박테리아의 세포막 성분으로 이루어진 지질 이중막에 의해 내부와 외부가 구분되며, 박테리아의 세포막 지질(plasma membrane lipid)과 세포막 단백질(plasma membrane protein), 핵산(nucleic acid) 및 박테리아 성분 등을 가지고 있으며, 원래 세균보다 크기가 작은 것을 의미하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The bacterial-derived extracellular vesicle of the present invention is divided into an inside and an outside by a lipid bilayer composed of the derived bacterial cell membrane component, and includes bacterial plasma membrane lipid, plasma membrane protein, and nucleic acid. acid) and bacterial components, and originally means smaller in size than bacteria, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 세포밖 소포체는 평균 직경이 1~1000 nm, 1~900 nm, 1~800 nm, 1~700 nm, 1~600 nm, 1~500 nm, 1~400 nm, 1~300 nm, 1~220 nm, 10~1000 nm, 10~900 nm, 10~800 nm, 10~700 nm, 10~600 nm, 10~500 nm, 10~400 nm, 10~300 nm, 10~220 nm, 10~200 nm, 20~220 nm, 30~1000 nm, 30~900 nm, 30~800 nm, 30~700 nm, 30~600 nm, 30~500 nm, 30~400 nm, 30~300 nm, 30~220 nm, 40~900 nm, 40~800 nm, 40~700 nm, 40~600 nm, 40~500 nm, 40~400 nm, 40~300 nm, 40~220 nm, 40~200 nm, 40~150 nm, 40~130 nm, 40~100 nm, 50~800 nm, 50~700 nm, 50~600 nm, 50~500 nm, 50~400 nm, 50~300 nm, 50~220 nm, 50~200 nm, 50~150 nm, 50~130 nm, 또는 50~100 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the extracellular vesicles have an average diameter of 1 to 1000 nm, 1 to 900 nm, 1 to 800 nm, 1 to 700 nm, 1 to 600 nm, 1 to 500 nm, 1 to 400 nm, and 1 to 300 nm. nm, 1~220 nm, 10~1000 nm, 10~900 nm, 10~800 nm, 10~700 nm, 10~600 nm, 10~500 nm, 10~400 nm, 10~300 nm, 10~220 nm, 10~200 nm, 20~220 nm, 30~1000 nm, 30~900 nm, 30~800 nm, 30~700 nm, 30~600 nm, 30~500 nm, 30~400 nm, 30~300 nm, 30~220 nm, 40~900 nm, 40~800 nm, 40~700 nm, 40~600 nm, 40~500 nm, 40~400 nm, 40~300 nm, 40~220 nm, 40~200 nm, 40~150 nm, 40~130 nm, 40~100 nm, 50~800 nm, 50~700 nm, 50~600 nm, 50~500 nm, 50~400 nm, 50~300 nm, 50~220 nm, 50 to 200 nm, 50 to 150 nm, 50 to 130 nm, or 50 to 100 nm, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 세균은 그람 음성 세균 및 그람 양성 세균으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the bacteria may be selected from the group consisting of gram-negative bacteria and gram-positive bacteria, but is not limited thereto.

본 발명에서, 그람 양성 세균(Gram-positive bacteria)이란 세포에 외막이 없고, 세포벽이 두꺼운 것을 특징으로 하는 Phylum Firmicutes과 Phylum Actinobacteria, 세포벽이 없으나 진화적으로 Phylum Firmicutes에서 유래한 Class Mollicutes를 포함하는 의미이며, 세포벽이 있는 세균으로 스타필로코커스(Staphylococcus), 스트렙토코커스(Streptococcus), 엔테로코커스(Enterococcus), 바실러스(Bacillus), 코리네박테리움(Corynebacterium), 노카디아(Norcardia), 클로스트리디움(Clostridium), 락토바실러스(Lactobacillus), 액티노박테리아(Actinobacteria), 리스테리아(Listeria) 등이 포함되고, 세포벽이 없는 세균으로 마이코플라즈마(Mycoplasma) 등이 포함된다.In the present invention, Gram-positive bacteria include Phylum Firmicutes and Phylum Actinobacteria , characterized by no outer membrane and thick cell wall, and Class Mollicutes , which have no cell wall but are evolutionarily derived from Phylum Firmicutes . It is a bacterium with a cell wall, Staphylococcus , Streptococcus , Enterococcus , Bacillus , Corynebacterium, Corynebacterium , Norcardia , Clostridium ), lactobacillus ( Lactobacillus ), actinobacteria ( Actinobacteria ), listeria ( Listeria ), etc. are included, and mycoplasma ( Mycoplasma ) and the like are included as bacteria without a cell wall.

본 발명에서, 상기 락토바실러스 속 세균은 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the bacteria of the genus Lactobacillus may be Lactobacillus reuteri , but is not limited thereto.

상기 락토바실러스 루테리는 포유동물의 장내 자연 존재하는 유산균으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 세균 유래 세포밖 소포체는 인체 내에 존재하는 세균으로부터 유래된 것으로 우수한 생체 안전성을 가지고 있다.The Lactobacillus reuteri is a lactic acid bacterium naturally present in the intestines of mammals, and according to an embodiment of the present invention, the bacteria-derived extracellular vesicles according to the present invention are derived from bacteria present in the human body and have excellent biosafety.

본 발명에서, 그람 양성 세균은 일반적으로 그람염색에서 보랏빛으로 염색되는 세균으로, 그람 음성 세균과 비교하여 세포 외막이 없고, 세포벽에 펩티도글리칸 양이 많은 것을 특징으로 한다. In the present invention, gram-positive bacteria are bacteria that are generally stained purple in Gram staining, and are characterized in that they do not have an outer cell membrane and have a large amount of peptidoglycan in their cell walls compared to gram-negative bacteria.

본 발명에서, 그람 양성 세균 유래 세포밖 소포체는 LPS를 포함하고 있지 않으므로, LPS에 의한 독성이 없고, 알러지 반응이 낮다는 특징이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, since Gram-positive bacteria-derived extracellular vesicles do not contain LPS, there is no toxicity caused by LPS and allergic reactions are low, but are not limited thereto.

본 발명에서, 그람 음성 세균(Gram-negative bacteria)이란 내부 세포질막과 외막 사이에 얇은 펩티도글리칸 세포벽이 샌드위치 모양처럼 구성된 것을 특징으로 하는 세균을 말한다, 그람 음성 세균은 예를 들어, 대장균(Escherichia coli, E.coli), 살모넬라(Salmonella), 엔테로박테리아과(Enterobacteriaceae), 슈도모나스(psuedomonas), 모락셀라(Moraxella), 헬리코박터(Helicobacter), 스테노트로포모나스(Stenotrophomonas), 델로비브리오(Bdellovibrio), 아세트산세균(acetic acid bacteria), 레지오넬라(Legionella), 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii) 등이 포함된다.In the present invention, Gram-negative bacteria refers to bacteria characterized by a sandwich-like configuration of a thin peptidoglycan cell wall between an inner cytoplasmic membrane and an outer membrane. Gram-negative bacteria include, for example, Escherichia coli ( Escherichia coli, E.coli), Salmonella, Enterobacteriaceae, pseudomonas, Moraxella, Helicobacter, Stenotrophomonas, Bdellovibrio, These include acetic acid bacteria, Legionella, Acinetobacter baumannii , and the like.

본 발명에서, "백신(vaccine)"이란 생체에 면역 반응을 일으키는 항원을 함유하는 생물학적인 제제로서, 감염증의 예방을 위하여 사람이나 동물에 주사하거나 경구 투여함으로써 생체에 면역이 생기게 하는 면역원을 말한다. 상기 동물은 인간 또는 비인간 동물로서, 상기 비인간 동물은 돼지, 소, 말, 개, 염소, 양 등을 지칭하나, 이에 제한되지 않는다. In the present invention, "vaccine" is a biological agent containing an antigen that induces an immune response in a living body, and refers to an immunogen that induces immunity in a living body by being injected or orally administered to humans or animals to prevent infections. The animal is a human or non-human animal, and the non-human animal refers to pigs, cows, horses, dogs, goats, sheep, etc., but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 백신 조성물은 항-바이러스, 항-박테리아, 항-기생충(parasitic) 및 항암용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the vaccine composition may be for at least one selected from the group consisting of anti-viral, anti-bacterial, anti-parasitic and anti-cancer, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 백신 조성물은 항-코로나, 항-HPV(Human papillomavirus), 항-HBV(hepatitis B virus), 항-HCV(hepatitis C virus), 항-HIV(human immunodeficiency virus), 항-MERS-CoV, 항-지카바이러스, 항-노로바이러스, 항-로타바이러스, 항-인플루엔자 바이러스, 항-HSV(herpes simplex virus), 항-돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV), 항-돼지 콜레라 바이러스, 항-돼지써코바이러스(PCV), 항-돼지설사바이러스(PEDV), 항-구제역 바이러스, 항-뉴캐슬바이러스 및 항-바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(VHSV)용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the vaccine composition is anti-corona, anti-HPV (human papillomavirus), anti-HBV (hepatitis B virus), anti-HCV (hepatitis C virus), anti-HIV (human immunodeficiency virus), anti-MERS -CoV, anti-Zika virus, anti-norovirus, anti-rotavirus, anti-influenza virus, anti-HSV (herpes simplex virus), anti-porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), anti-porcine cholera virus, It may be for one or more selected from the group consisting of anti-porcine circovirus (PCV), anti-porcine diarrhea virus (PEDV), anti-foot-and-mouth disease virus, anti-Newcastle virus and anti-viral hemorrhagic sepsis virus (VHSV) However, it is not limited thereto.

본 발명에서, "발현용 벡터(expression vector)"란 벡터 내에 삽입된 이종의 핵산에 의해 코딩되는 펩타이드 또는 단백질을 발현할 수 있는 벡터를 지칭하는 것으로, 목적 항원을 발현할 수 있도록 제조된 벡터를 의미한다. 상기 "벡터"는 시험관 내, 생체 외 또는 생체 내에서 숙주 세포로 염기의 도입 및/또는 전이를 위한 임의의 매개물을 말하며, 다른 DNA 단편이 결합하여 결합된 단편의 복제를 가져올 수 있는 복제단위(replicon)일 수 있으며, "복제단위"란 생체 내에서 DNA 복제의 자가 유닛으로서 기능하는, 즉, 스스로의 조절에 의해 복제가능한, 임의의 유전적 단위(예를 들면, 플라스미드, 파지, 코스미드, 염색체, 바이러스 등)를 말한다. In the present invention, "expression vector" refers to a vector capable of expressing a peptide or protein encoded by a heterologous nucleic acid inserted into a vector, and a vector prepared to express a target antigen it means. The "vector" refers to any medium for the introduction and / or transfer of a base into a host cell in vitro, ex vivo or in vivo, and a replicating unit capable of binding another DNA fragment to bring about replication of the linked fragment ( replicon), and "replication unit" refers to any genetic unit (e.g., plasmid, phage, cosmid, chromosomes, viruses, etc.)

본 발명의 재조합 발현 벡터는 바람직하게는 RNA 중합효소가 결합하는 전사 개시 인자인 프로모터(promoter), 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열과 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열, 터미네이터 등을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 단백질의 합성량을 증가시키기 위한 M17의 5' UTR 부위 유전자, 목적 단백질을 소포체로 이동시키기 위한 BiP 유전자, 목적 단백질의 발현량 및 용해성을 증가시키는 Fc 단편, 단백질이 소포체 내에서 안정적으로 유지될 수 있도록 단백질의 분해를 최소화하기 위한 소포체 신호 펩타이드(endoplasmic reticulum signal peptide, 소포체 표적화 서열과 같은 의미) 유전자, 클로닝사이트(cloning site) 등을 추가로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 재조합 단백질을 용이하게 분리하기 위한 태그용 유전자, 형질전환체를 선별하기 위한 항생제 내성 유전자 등의 선별용 마커 유전자 등을 추가로 포함할 수 있다.The recombinant expression vector of the present invention preferably includes a promoter, which is a transcription initiation factor to which RNA polymerase binds, an arbitrary operator sequence for regulating transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and termination of transcription and translation. It may include a sequence, a terminator, etc. that regulates, more preferably, the 5'UTR region gene of M17 to increase the amount of protein synthesis, the BiP gene to move the target protein to the endoplasmic reticulum, the expression level of the target protein, and Fc fragment that increases solubility, endoplasmic reticulum signal peptide (endoplasmic reticulum signal peptide, synonymous with endoplasmic reticulum targeting sequence) gene, cloning site, etc. It may further include, more preferably, a tag gene for easily separating recombinant proteins, a marker gene for selection such as an antibiotic resistance gene for selecting transformants, and the like may be further included.

본 발명에서, 상기 핵산 전달체는 검출 가능한 신호를 생성할 수 있는 표지를 포함할 수 있다.In the present invention, the nucleic acid delivery system may include a label capable of generating a detectable signal.

검출 가능한 신호를 생성할 수 있는 표지는 항원-항체 복합체의 형성을 정성 또는 정량적으로 측정가능하게 하며, 이의 예로는 효소, 형광물질, 리간드, 발광물, 미소입자(microparticle), 레독스 분자 및 방사성 동위원소 등을 사용할 수 있다. 효소로는 β-글루쿠로니다제, β-D-글루코시다제, 우레아제, 퍼옥시다아제, 알칼라인 포스파타아제, 아세틸콜린에스테라아제, 글리코즈 옥시다아제, 헥소키나제, 말레이트 디하이드로게나아제, 글루코스-6-인산디하이드로게나아제, 인버타아제 등을 사용할 수 있다. 형광물로는 플루오레신, 이소티오시아네이트, 로다민, 피코에리테린, 피코시아닌, 알로피코시아닌, 플루오르신이소티옥시아네이트 등을 사용할 수 있다. 리간드로는 바이오틴 유도체 등이 있으며, 발광물로는 아크리디늄 에스테르, 루시페린, 루시퍼라아제 등이 있다. 미소입자로는 콜로이드 금, 착색된 라텍스 등이 있고 레독스 분자로는 페로센, 루테늄 착화합물, 바이올로젠, 퀴논, Ti 이온, Cs 이온, 디이미드, 1,4-벤조퀴논, 하이드로퀴논 등이 있다. 방사성 동위원소로는 3H, 14C, 32P, 35S, 36Cl, 51Cr, 57Co, 58Co, 59Fe, 90Y, 125I, 131I, 186Re 등이 있다. 그러나 상기 예시된 것들 외에 면역학적 분석법에 사용할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다.A label capable of generating a detectable signal enables qualitative or quantitative measurement of the formation of antigen-antibody complexes, examples of which include enzymes, fluorophores, ligands, luminescent substances, microparticles, redox molecules, and radioactive substances. Isotopes and the like can be used. Enzymes include β-glucuronidase, β-D-glucosidase, urease, peroxidase, alkaline phosphatase, acetylcholinesterase, glycoside oxidase, hexokinase, malate dehydrogenase, glucose-6 -Phosphate dehydrogenase, invertase, etc. can be used. As the fluorescent material, fluorescein, isothiocyanate, rhodamine, phycoerytherin, phycocyanin, allophycocyanine, fluorine isothiocyanate, and the like can be used. Ligands include biotin derivatives and the like, and luminescent materials include acridinium esters, luciferin, and luciferase. Microparticles include colloidal gold and colored latex, and redox molecules include ferrocene, ruthenium complex, biologen, quinone, Ti ion, Cs ion, diimide, 1,4-benzoquinone, and hydroquinone. Radioactive isotopes include 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, 36 Cl, 51 Cr, 57 Co, 58 Co, 59 Fe, 90 Y, 125 I, 131 I, and 186 Re. However, any material that can be used for immunological assays other than those exemplified above may be used.

본 발명에서 상기 표지는 형광단일 수 있다. 형광단은 예를 들어, BODIPY 493/503, BODIPY FL, BODIPY R6G, BODIPY 530/550, BODIPY TMR, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, BODIPY 576/589, BODIPY 581/591, BODIPY TR, 플루오레세인, 5(6)-카복시플루오레세인, 2,7-디클로로플루오레세인, N,N-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-3,4,9,10-페릴렌비스 (디카복시미드, HPTS, 에틸 에오신, DY-490XL 메가스토크스 (MegaStokes), DY-485XL 메가스토크스 (MegaStokes), 아디론닥크 그린 (Adirondack Green) 520, ATTO 465, ATTO 488, ATTO 495, YOYO-1, 5-FAM, BCECF, BCECF , 디클로로플루오레세인, 로다민 (rhodamine) 110, 로다민 123, 로다민 그린 (Green), YOPRO-1, SYTOX 그린, 나트륨 그린, SYBR 그린 I, 알렉사 플루오로 (Alexa Fluor) 500, FITC, Fluo-3, Fluo-4, 플루오로-에메랄드 (fluoro-emerald), YoYo-1 ssDNA, YoYo-1 dsDNA, YoYo-1, SYTO RNA-Select, 디베르사 그린 (Diversa Green)-FP, 드래곤 그린 (Dragon Green), 에바그린 (EvaGreen), 설프 그린 (Surf Green) EX, 스펙트럼 그린 (Spectrum Green), 오레곤 그린 (Oregon Green) 488, 뉴로트레이스 (NeuroTrace) 500525, NBD-X, 미토트랙커 그린 (MitoTracker Green) FM, 라이소트랙커 그린 (LysoTracker Green) DND-26, CBQCA, PA-GFP (활성화 이후), WEGFP (활성화후), FIASH-CCXXCC, 아자미 그린 모노머릭 (Azami Green monomeric), 아자미 그린 (Azami Green), GFP, EGFP (Campbell Tsien 2003), EGFP (Patterson 2001), 플루오레세인, 캐데 그린 (Kaede Green), 7-벤질아미노-4-니트로벤즈-2-옥사-1,3-디아졸, 벡슬 (Bexl), 독소루비신 (Doxorubicin), 루미오 그린 (Lumio Green) 및 수퍼글로 (SuperGlo) GFP로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the label may be a fluorophore. Fluorophores include, for example, BODIPY 493/503, BODIPY FL, BODIPY R6G, BODIPY 530/550, BODIPY TMR, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, BODIPY 576/589, BODIPY 581/591, BODIPY TR, fluo Rascein, 5(6)-carboxyfluorescein, 2,7-dichlorofluorescein, N,N-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-3,4,9,10-perylenebis ( Dicarboximide, HPTS, Ethyl Eosin, DY-490XL MegaStokes, DY-485XL MegaStokes, Adirondack Green 520, ATTO 465, ATTO 488, ATTO 495, YOYO- 1, 5-FAM, BCECF, BCECF, Dichlorofluorescein, Rhodamine 110, Rhodamine 123, Rhodamine Green, YOPRO-1, SYTOX Green, Sodium Green, SYBR Green I, Alexa Fluoro (Alexa Fluor) 500, FITC, Fluo-3, Fluo-4, fluoro-emerald, YoYo-1 ssDNA, YoYo-1 dsDNA, YoYo-1, SYTO RNA-Select, Diversa Green Green)-FP, Dragon Green, EvaGreen, Surf Green EX, Spectrum Green, Oregon Green 488, NeuroTrace 500525, NBD- X, MitoTracker Green FM, LysoTracker Green, DND-26, CBQCA, PA-GFP (after activation), WEGFP (after activation), FIASH-CCXXCC, Azami Green Monomeric (Azami Green monomeric), Azami Green, GFP, E GFP (Campbell Tsien 2003), EGFP (Patterson 2001), fluorescein, Kaede Green, 7-benzylamino-4-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole, Bexl, It may be one or more selected from the group consisting of Doxorubicin, Lumio Green, and SuperGlo GFP, but is not limited thereto.

본 발명에서, 형질전환(transformation)이란 주입된 DNA에 의하여 생물의 유전적인 성질이 변하는 것을 총칭하며, "형질전환체(transgenic organism)"란 분자유전학적 방법으로 외부의 유전자를 주입하여 제조된 생명체로서, 바람직하게는 본 발명의 재조합 발현 벡터에 의하여 형질전환된 생명체이며, 상기 생명체는 미생물, 진핵세포, 곤충, 동물, 식물 등 생명이 있는 생물이라면 제한이 없으며, 바람직하게는 세균일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In the present invention, transformation refers to the change in the genetic properties of an organism by injected DNA, and the term "transgenic organism" refers to an organism produced by injecting an external gene using a molecular genetic method. As, preferably, it is a living organism transformed by the recombinant expression vector of the present invention, and the living organism is not limited as long as it is a living organism such as a microorganism, eukaryotic cell, insect, animal, plant, etc., and may preferably be a bacterium. Not limited.

상기 형질전환체는 형질전환(transformation), 형질감염(transfection), 아그로박테리움(Agrobacterium)-매개 형질전환 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 초음파 처리법(sonication), 전기충격법(electroporation) 및 PEG(Polyethylen glycol)-매개 형질전환 방법 등의 방법으로 제조될 수 있으나, 본 발명의 벡터를 주입할 수 있는 방법이라면 제한이 없다.The transformants are transformed by transformation, transfection, Agrobacterium-mediated transformation method, particle gun bombardment, sonication, and electroporation. ) and PEG (Polyethylen glycol)-mediated transformation, but is not limited as long as the vector of the present invention can be injected.

본 발명의 "백신 조성물"은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용되는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제할 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 레시틴 유사 유화제에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 슈크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제할 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용할 수 있다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등을 사용할 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비 경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성제, 현탁제, 유제, 동결건조제제가 포함된다. 비수용성제제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.The "vaccine composition" of the present invention may be formulated and used in the form of oral formulations such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, and sterile injection solutions according to conventional methods, respectively. When formulated, it can be prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc. These solid preparations contain at least one or more excipients such as starch, calcium carbonate, sucrose in the lecithin-like emulsifier. It can be prepared by mixing sucrose, lactose, or gelatin. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium styrate and talc may also be used. Liquid formulations for oral administration may include suspensions, internal solutions, emulsions, syrups, etc., and various excipients such as wetting agents, sweeteners, aromatics, preservatives, etc. may be included in addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents. can Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, water-insoluble agents, suspensions, emulsions, and lyophilized preparations. Propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate may be used as non-aqueous preparations and suspensions.

또한, 본 발명에서, "면역항원보강제(adjuvant)"란 일반적으로 항원에 대한 체액 및/또는 세포 면역 반응을 증가시키는 임의의 물질을 지칭한다. 이에, 본 발명의 백신 조성물은 "면역항원보강제(adjuvant)"를 추가로 포함할 수 있다. 상기 면역항원보강제로는 예를 들어, 완전 프로인트 아쥬반트로 (Complete Freund's adjuvant, CFA), 불완전 프로인트 아쥬반트로 (Incomplete Freund's adjuvant, IFA), 명반, 오일, Lipid A, 모노포스포릴리피드 A, BCG (Bacillus-Calmette-Guerrin) 등의 세균 제제, CpG-DNA, dsRNA 등의 핵산, 투베르쿨린 등의 세균 성분 제제, 키홀 림펫 헤모시아닌이나 효모 만난 등의 천연 고분자 물질, 무라밀 트리펩티드 또는 무라밀 디펩티드 또는 그들의 유도체, 명반 (alum), 비이온성 블록 코폴리머, 인터류킨 2 (IL-2) 나 과립구 마크로파지콜로니 자극인자 (Granulocyte Macrophage colony stimulating Factor, GM-CSF), 인터페론-α(IFN-α), 인터페론-β (IFN-β) 등의 사이토카인 등을 들 수 있고, 이들의 1 종 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.Also, in the present invention, "adjuvant" generally refers to any substance that increases a humoral and/or cellular immune response to an antigen. Accordingly, the vaccine composition of the present invention may further include an "adjuvant." The adjuvant is, for example, Complete Freund's adjuvant (CFA), Incomplete Freund's adjuvant (IFA), alum, oil, Lipid A, monophosphorylipid A, bacterial preparations such as BCG (Bacillus-Calmette-Guerrin), nucleic acids such as CpG-DNA and dsRNA, bacterial component preparations such as tuberculin, natural high molecular substances such as keyhole limpet hemocyanin or yeast mannan, muramyl tripeptide or Muramyl dipeptide or its derivatives, alum, nonionic block copolymer, interleukin 2 (IL-2) or granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), interferon-α (IFN- α), cytokines such as interferon-β (IFN-β), and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

본 발명은 또한 상기 세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물의 형태로 제공될 수 있다.The present invention may also be provided in the form of a pharmaceutical composition comprising the bacterium-derived extracellular vesicles as an active ingredient.

본 발명의 조성물 내의 상기 세균 유래 세포밖 소포체의 함량은 질환의 증상, 증상의 진행 정도, 환자의 상태 등에 따라서 적절히 조절 가능하며, 예컨대, 전체 조성물 중량을 기준으로 0.0001 내지 99.9중량%, 또는 0.001 내지 50중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량비는 용매를 제거한 건조량을 기준으로 한 값이다.The content of the bacterial-derived extracellular vesicles in the composition of the present invention can be appropriately adjusted according to the symptoms of the disease, the degree of progression of the symptoms, the condition of the patient, etc., for example, 0.0001 to 99.9% by weight, or 0.001 to 0.001 to 99.9% by weight based on the total weight of the composition. It may be 50% by weight, but is not limited thereto. The content ratio is a value based on the dry amount after removing the solvent.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 상기 부형제는 예를 들어, 희석제, 결합제, 붕해제, 활택제, 흡착제, 보습제, 필름-코팅 물질, 및 제어방출첨가제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The pharmaceutical composition according to the present invention may further include suitable carriers, excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions. The excipient may be, for example, one or more selected from the group consisting of a diluent, a binder, a disintegrant, a lubricant, an adsorbent, a moisturizer, a film-coating material, and a controlled release additive.

본 발명에 따른 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 서방형 과립제, 장용과립제, 액제, 점안제, 엘실릭제, 유제, 현탁액제, 주정제, 트로키제, 방향수제, 리모나아데제, 정제, 서방형정제, 장용정제, 설하정, 경질캅셀제, 연질캅셀제, 서방캅셀제, 장용캅셀제, 환제, 틴크제, 연조엑스제, 건조엑스제, 유동엑스제, 주사제, 캡슐제, 관류액, 경고제, 로션제, 파스타제, 분무제, 흡입제, 패취제, 멸균주사용액, 또는에어로졸 등의 외용제 등의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 상기 외용제는 크림, 젤, 패치, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 또는 카타플라스마제 등의 제형을 가질 수 있다. The pharmaceutical compositions according to the present invention are powders, granules, sustained-release granules, enteric granules, solutions, eye drops, elsilic agents, emulsions, suspensions, spirits, troches, perfumes, and limonadese, respectively, according to conventional methods. , tablets, sustained-release tablets, enteric tablets, sublingual tablets, hard capsules, soft capsules, sustained-release capsules, enteric capsules, pills, tinctures, soft extracts, dry extracts, fluid extracts, injections, capsules, perfusate, It can be formulated and used in the form of external preparations such as warning agents, lotions, pasta agents, sprays, inhalants, patches, sterile injection solutions, or aerosols, and the external agents are creams, gels, patches, sprays, ointments, and warning agents. , lotion, liniment, pasta, or cataplasma may have formulations such as the like.

본 발명에 따른 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. Carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition according to the present invention include lactose, dextrose, sucrose, oligosaccharide, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil.

제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. When formulated, it is prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants.

본 발명에 따른 정제, 산제, 과립제, 캡슐제, 환제, 트로키제의 첨가제로 옥수수전분, 감자전분, 밀전분, 유당, 백당, 포도당, 과당, 디-만니톨, 침강탄산칼슘, 합성규산알루미늄, 인산일수소칼슘, 황산칼슘, 염화나트륨, 탄산수소나트륨, 정제 라놀린, 미결정셀룰로오스, 덱스트린, 알긴산나트륨, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 카올린, 요소, 콜로이드성실리카겔, 히드록시프로필스타치, 히드록시프로필메칠셀룰로오스(HPMC), HPMC 1928, HPMC 2208, HPMC 2906, HPMC 2910, 프로필렌글리콜, 카제인, 젖산칼슘, 프리모젤 등 부형제; 젤라틴, 아라비아고무, 에탄올, 한천가루, 초산프탈산셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스칼슘, 포도당, 정제수, 카제인나트륨, 글리세린, 스테아린산, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 메칠셀룰로오스나트륨, 메칠셀룰로오스, 미결정셀룰로오스, 덱스트린, 히드록시셀룰로오스, 히드록시프로필스타치, 히드록시메칠셀룰로오스, 정제쉘락, 전분호, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메칠셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 결합제가 사용될 수 있으며, 히드록시프로필메칠셀룰로오스, 옥수수전분, 한천가루, 메칠셀룰로오스, 벤토나이트, 히드록시프로필스타치, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 알긴산나트륨, 카르복시메칠셀룰로오스칼슘, 구연산칼슘, 라우릴황산나트륨, 무수규산, 1-히드록시프로필셀룰로오스, 덱스트란, 이온교환수지, 초산폴리비닐, 포름알데히드처리 카제인 및 젤라틴, 알긴산, 아밀로오스, 구아르고무(Guar gum), 중조, 폴리비닐피롤리돈, 인산칼슘, 겔화전분, 아라비아고무, 아밀로펙틴, 펙틴, 폴리인산나트륨, 에칠셀룰로오스, 백당, 규산마그네슘알루미늄, 디-소르비톨액, 경질무수규산 등 붕해제; 스테아린산칼슘, 스테아린산마그네슘, 스테아린산, 수소화식물유(Hydrogenated vegetable oil), 탈크, 석송자, 카올린, 바셀린, 스테아린산나트륨, 카카오지, 살리실산나트륨, 살리실산마그네슘, 폴리에칠렌글리콜(PEG) 4000, PEG 6000, 유동파라핀, 수소첨가대두유(Lubri wax), 스테아린산알루미늄, 스테아린산아연, 라우릴황산나트륨, 산화마그네슘, 마크로골(Macrogol), 합성규산알루미늄, 무수규산, 고급지방산, 고급알코올, 실리콘유, 파라핀유, 폴리에칠렌글리콜지방산에테르, 전분, 염화나트륨, 초산나트륨, 올레인산나트륨, dl-로이신, 경질무수규산 등의 활택제;가 사용될 수 있다.Corn starch, potato starch, wheat starch, lactose, sucrose, glucose, fructose, di-mannitol, precipitated calcium carbonate, synthetic aluminum silicate, phosphoric acid as additives for tablets, powders, granules, capsules, pills, and troches according to the present invention Calcium monohydrogen, calcium sulfate, sodium chloride, sodium bicarbonate, purified lanolin, microcrystalline cellulose, dextrin, sodium alginate, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, kaolin, urea, colloidal silica gel, hydroxypropyl starch, hydroxypropylmethyl excipients such as cellulose (HPMC), HPMC 1928, HPMC 2208, HPMC 2906, HPMC 2910, propylene glycol, casein, calcium lactate, and Primogel; Gelatin, gum arabic, ethanol, agar powder, cellulose phthalate acetate, carboxymethyl cellulose, calcium carboxymethyl cellulose, glucose, purified water, sodium caseinate, glycerin, stearic acid, sodium carboxymethyl cellulose, sodium methyl cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, dextrin Binders such as hydroxycellulose, hydroxypropyl starch, hydroxymethylcellulose, purified shellac, starch arc, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone may be used, Hydroxypropyl Methyl Cellulose, Corn Starch, Agar Powder, Methyl Cellulose, Bentonite, Hydroxypropyl Starch, Sodium Carboxymethyl Cellulose, Sodium Alginate, Calcium Carboxymethyl Cellulose, Calcium Citrate, Sodium Lauryl Sulfate, Silicic Anhydride, 1-Hydroxy Propyl cellulose, dextran, ion exchange resin, polyvinyl acetate, formaldehyde-treated casein and gelatin, alginic acid, amylose, guar gum, sodium bicarbonate, polyvinylpyrrolidone, calcium phosphate, gelled starch, gum arabic, disintegrants such as amylopectin, pectin, sodium polyphosphate, ethyl cellulose, white sugar, magnesium aluminum silicate, di-sorbitol solution, and light anhydrous silicic acid; Calcium stearate, magnesium stearate, stearic acid, hydrogenated vegetable oil, talc, lycopod, kaolin, petrolatum, sodium stearate, cacao butter, sodium salicylate, magnesium salicylate, polyethylene glycol (PEG) 4000, PEG 6000, liquid paraffin, hydrogen Added soybean oil (Lubri wax), aluminum stearate, zinc stearate, sodium lauryl sulfate, magnesium oxide, macrogol, synthetic aluminum silicate, silicic anhydride, higher fatty acid, higher alcohol, silicone oil, paraffin oil, polyethylene glycol fatty acid ether, Lubricants such as starch, sodium chloride, sodium acetate, sodium oleate, dl-leucine, and light anhydrous silicic acid; may be used.

본 발명에 따른 액제의 첨가제로는 물, 묽은 염산, 묽은 황산, 구연산나트륨, 모노스테아린산슈크로스류, 폴리옥시에칠렌소르비톨지방산에스텔류(트윈에스텔), 폴리옥시에칠렌모노알킬에텔류, 라놀린에텔류, 라놀린에스텔류, 초산, 염산, 암모니아수, 탄산암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 프롤아민, 폴리비닐피롤리돈, 에칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨 등이 사용될 수 있다.Additives for the liquid formulation according to the present invention include water, dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, sodium citrate, sucrose monostearate, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters (tween esters), polyoxyethylene monoalkyl ethers, lanolin ethers, Lanolin esters, acetic acid, hydrochloric acid, aqueous ammonia, ammonium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide, prolamine, polyvinylpyrrolidone, ethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, and the like may be used.

본 발명에 따른 시럽제에는 백당의 용액, 다른 당류 혹은 감미제 등이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 방향제, 착색제, 보존제, 안정제, 현탁화제, 유화제, 점조제 등이 사용될 수 있다.In the syrup according to the present invention, a solution of white sugar, other sugars, or a sweetener may be used, and aromatics, coloring agents, preservatives, stabilizers, suspending agents, emulsifiers, thickeners, etc. may be used as necessary.

본 발명에 따른 유제에는 정제수가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 유화제, 보존제, 안정제, 방향제 등이 사용될 수 있다.Purified water may be used in the emulsion according to the present invention, and emulsifiers, preservatives, stabilizers, fragrances, etc. may be used as needed.

본 발명에 따른 현탁제에는 아카시아, 트라가칸타, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 미결정셀룰로오스, 알긴산나트륨, 히드록시프로필메칠셀룰로오스(HPMC), HPMC 1828, HPMC 2906, HPMC 2910 등 현탁화제가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 계면활성제, 보존제, 안정제, 착색제, 방향제가 사용될 수 있다.Suspension agents according to the present invention include acacia, tragacantha, methylcellulose, carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, microcrystalline cellulose, sodium alginate, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), HPMC 1828, HPMC 2906, HPMC 2910, etc. Agents may be used, and surfactants, preservatives, stabilizers, colorants, and fragrances may be used as needed.

본 발명에 따른 주사제에는 주사용 증류수, 0.9%염화나트륨주사액, 링겔주사액, 덱스트로스주사액, 덱스트로스+염화나트륨주사액, 피이지(PEG), 락테이티드 링겔주사액, 에탄올, 프로필렌글리콜, 비휘발성유-참기름, 면실유, 낙화생유, 콩기름, 옥수수기름, 올레인산에칠, 미리스트산 이소프로필, 안식향산벤젠과 같은 용제; 안식향산나트륨, 살리실산나트륨, 초산나트륨, 요소, 우레탄, 모노에칠아세트아마이드, 부타졸리딘, 프로필렌글리콜, 트윈류, 니정틴산아미드, 헥사민, 디메칠아세트아마이드와 같은 용해보조제; 약산 및 그 염(초산과 초산나트륨), 약염기 및 그 염(암모니아 및 초산암모니움), 유기화합물, 단백질, 알부민, 펩 톤, 검류와 같은 완충제; 염화나트륨과 같은 등장화제; 중아황산나트륨(NaHSO3)이산화탄소가스, 메타중아황산나트륨(Na2S2O5), 아황산나트륨(Na2SO3), 질소가스(N2), 에칠렌디아민테트라초산과 같은 안정제; 소디움비설파이드 0.1%, 소디움포름알데히드 설폭실레이트, 치오우레아, 에칠렌디아민테트라초산디나트륨, 아세톤소디움비설파이트와 같은 황산화제; 벤질알코올, 클로로부탄올, 염산프로카인, 포도당, 글루콘산칼슘과 같은 무통화제; 시엠시나트륨, 알긴산나트륨, 트윈 80, 모노스테아린산알루미늄과 같은 현탁화제를 포함할 수 있다.Injections according to the present invention include distilled water for injection, 0.9% sodium chloride injection, IV injection, dextrose injection, dextrose + sodium chloride injection, PEG, lactated IV injection, ethanol, propylene glycol, non-volatile oil-sesame oil , solvents such as cottonseed oil, peanut oil, soybean oil, corn oil, ethyl oleate, isopropyl myristate, and benzene benzoate; solubilizing agents such as sodium benzoate, sodium salicylate, sodium acetate, urea, urethane, monoethylacetamide, butazolidine, propylene glycol, twins, nijuntinamide, hexamine, and dimethylacetamide; buffers such as weak acids and their salts (acetic acid and sodium acetate), weak bases and their salts (ammonia and ammonium acetate), organic compounds, proteins, albumins, peptones, and gums; tonicity agents such as sodium chloride; Stabilizers such as sodium bisulfite (NaHSO 3 ) carbon dioxide gas, sodium metabisulfite (Na 2 S 2 O 5 ), sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and ethylenediamine tetraacetic acid; Sulfating agents such as sodium bisulfide 0.1%, sodium formaldehyde sulfoxylate, thiourea, ethylenediamine disodium tetraacetate, acetone sodium bisulfite; analgesics such as benzyl alcohol, chlorobutanol, procaine hydrochloride, glucose, and calcium gluconate; Suspending agents such as Siemesis sodium, sodium alginate, Tween 80, aluminum monostearate may be included.

본 발명에 따른 좌제에는 카카오지, 라놀린, 위텝솔, 폴리에틸렌글리콜, 글리세로젤라틴, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 스테아린산과 올레인산의 혼합물, 수바날(Subanal), 면실유, 낙화생유, 야자유, 카카오버터+콜레스테롤, 레시틴, 라네트왁스, 모노스테아린산글리세롤, 트윈 또는 스판, 임하우젠(Imhausen), 모놀렌(모노스테아린산프로필렌글리콜), 글리세린, 아뎁스솔리두스(Adeps solidus), 부티룸 태고-G(Buytyrum Tego-G), 세베스파마 16 (Cebes Pharma 16), 헥사라이드베이스 95, 코토마(Cotomar), 히드록코테 SP, S-70-XXA, S-70-XX75(S-70-XX95), 히드록코테(Hydrokote) 25, 히드록코테 711, 이드로포스탈 (Idropostal), 마사에스트라리움(Massa estrarium, A, AS, B, C, D, E, I, T), 마사-MF, 마수폴, 마수폴-15, 네오수포스탈-엔, 파라마운드-B, 수포시로(OSI, OSIX, A, B, C, D, H, L), 좌제기제 IV 타입 (AB, B, A, BC, BBG, E, BGF, C, D, 299), 수포스탈 (N, Es), 웨코비 (W, R, S, M ,Fs), 테제스터 트리글리세라이드 기제(TG-95, MA, 57)와 같은 기제가 사용될 수 있다.The suppository according to the present invention includes cacao butter, lanolin, witapsol, polyethylene glycol, glycerogelatin, methylcellulose, carboxymethylcellulose, a mixture of stearic acid and oleic acid, subanal, cottonseed oil, peanut oil, palm oil, cacao butter + Cholesterol, Lecithin, Lannet Wax, Glycerol Monostearate, Tween or Span, Imhausen, Monolen (Propylene Glycol Monostearate), Glycerin, Adeps Solidus, Buytyrum Tego-G -G), Cebes Pharma 16, Hexalide Base 95, Cotomar, Hydroxycote SP, S-70-XXA, S-70-XX75 (S-70-XX95), Hyde Hydrokote 25, Hydrokote 711, Idropostal, Massa estrarium (A, AS, B, C, D, E, I, T), Massa-MF, Masupol, Masupol-15, Neosupostal-N, Paramound-B, Suposiro (OSI, OSIX, A, B, C, D, H, L), suppository type IV (AB, B, A, BC, BBG, E, BGF, C, D, 299), Supostal (N, Es), Wecobi (W, R, S, M, Fs), testosterone triglyceride base (TG-95, MA, 57) and The same mechanism can be used.

경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations contain at least one excipient, for example, starch, calcium carbonate, sucrose, etc. ) or by mixing lactose and gelatin. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used.

경구 투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. Liquid preparations for oral administration include suspensions, solutions for oral administration, emulsions, syrups, etc. In addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients such as wetting agents, sweeteners, aromatics, and preservatives may be included. there is. Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, freeze-dried formulations, and suppositories. Propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate may be used as non-aqueous solvents and suspending agents.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. The pharmaceutical composition according to the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. In the present invention, "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is the type of patient's disease, severity, activity of the drug, It may be determined according to factors including sensitivity to the drug, administration time, route of administration and excretion rate, duration of treatment, drugs used concurrently, and other factors well known in the medical field.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered single or multiple times. Considering all of the above factors, it is important to administer an amount that can obtain the maximum effect with the minimum amount without side effects, which can be easily determined by a person skilled in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 약학적 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구 복용, 피하 주사, 복강 투여, 정맥 주사, 근육 주사, 척수 주위 공간(경막내) 주사, 설하 투여, 볼점막 투여, 직장 내 삽입, 질 내 삽입, 안구 투여, 귀 투여, 비강 투여, 흡입, 입 또는 코를 통한 분무, 피부 투여, 경피 투여 등에 따라 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered to a subject by various routes. All modes of administration can be envisaged, eg oral administration, subcutaneous injection, intraperitoneal administration, intravenous injection, intramuscular injection, paraspinal space (intrathecal) injection, sublingual administration, buccal administration, intrarectal insertion, vaginal It can be administered by intraoral insertion, ocular administration, otic administration, nasal administration, inhalation, spraying through the mouth or nose, dermal administration, transdermal administration, and the like.

본 발명의 약학적 조성물은 치료할 질환, 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 질환의 중등도 등의 여러 관련 인자와 함께 활성성분인 약물의 종류에 따라 결정된다.The pharmaceutical composition of the present invention is determined according to the type of drug as an active ingredient together with various related factors such as the disease to be treated, the route of administration, the age, sex, weight and severity of the disease of the patient.

본 발명에서 "개체"의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 척추동물이라면 제한되지 아니하나, 구체적으로는 인간, 마우스, 래트, 기니어 피그, 토끼, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 영양, 개, 고양이, 어류 및 파충류에 적용될 수 있다.In the present invention, "individual" means a subject in need of treatment, and is not limited if it is a vertebrate animal, but specifically, humans, mice, rats, guinea pigs, rabbits, monkeys, pigs, horses, cattle, sheep, It can be applied to antelope, dogs, cats, fish and reptiles.

본 발명에서 투여란 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.Administration in the present invention means providing a given composition of the present invention to a subject by any suitable method.

본 발명에서 예방이란 목적하는 질환의 발병을 억제하거나 지연시키는 모든 행위를 의미하고, 치료란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 목적하는 질환과 그에 따른 대사 이상 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미하며, 개선이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 목적하는 질환과 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 감소시키는 모든 행위를 의미한다.In the present invention, prevention refers to any action that inhibits or delays the onset of a desired disease, and treatment refers to any activity that improves or beneficially changes a desired disease and metabolic abnormality caused by the administration of the pharmaceutical composition according to the present invention. It means an action, and improvement means any action that reduces a parameter related to a target disease, for example, the severity of a symptom, by administration of the composition according to the present invention.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법을 제공할 수 있다:In addition, the present invention can provide a method for isolating bacterial-derived extracellular vesicles comprising the following steps:

(a) 세균을 배양하는 단계; 및(a) culturing the bacteria; and

(b) 상기 배양액에서 분비되는 세균 유래 세포밖 소포체를 분리하는 단계.(b) separating bacterial-derived extracellular vesicles secreted from the culture medium.

본 발명에서, 상기 (b) 단계에서 분리는 열처리, 원심분리, 초고속원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용할 수 있으며, 상기 초고속원심분리는 구배 초고속원심분리(gradient ultracentrifugation)일 수 있다.In the present invention, the separation in step (b) is heat treatment, centrifugation, ultra-high-speed centrifugation, high-pressure treatment, extrusion, sonication, cell lysis, homogenization, freeze-thaw, electroporation, mechanical degradation, chemical treatment, filter At least one method selected from the group consisting of filtration by filtration, gel filtration chromatography, free-flow electrophoresis, and capillary electrophoresis may be used, and the ultracentrifugation may be gradient ultracentrifugation.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서 세균 유래 세포밖 소포체 분리는 구배 초고속원심분리 방법에 의하여 수행될 수 있으나, 이제 제한되지 않고, 세균 유래 세포밖 소포체를 분리하는 방법이라면 모두 포함될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the separation of bacterial-derived extracellular vesicles in step (b) may be performed by a gradient ultra-high-speed centrifugation method, but is not limited thereto, and any method for isolating bacterial-derived extracellular vesicles is not limited thereto. can be included

또한, 본 발명은 전기천공법을 이용하여 핵산 백신을 세균 유래 세포밖 소포체 내로 도입하는 단계를 포함하는 백신 조성물 제조 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method for preparing a vaccine composition comprising the step of introducing a nucleic acid vaccine into bacterial-derived extracellular vesicles using an electroporation method.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 세포 내로 핵산을 전달하는 방법을 제공할 수 있다:In addition, the present invention can provide a method of delivering a nucleic acid into a cell comprising the following steps:

(a) 전기천공법을 이용하여 목적 핵산을 세균 유래 세포밖 소포체 내로 도입하는 단계; 및(a) introducing a target nucleic acid into bacterial-derived extracellular vesicles using electroporation; and

(b) 상기 목적 핵산이 도입된 세균 유래 세포밖 소포체를 세포에 처리하는 단계.(b) treating cells with bacteria-derived extracellular vesicles into which the target nucleic acid has been introduced.

상기 목적 핵산은 전술한 바와 같이, 핵산 형태를 갖는 백신, 유전자 교정 혹은 질병 치료를 목적으로 하는 유전자치료제일 수 있다.As described above, the target nucleic acid may be a vaccine in the form of a nucleic acid, a gene therapy product for the purpose of gene correction or disease treatment.

본 발명에서 상기 (a) 단계의 전기천공법은 100 내지 200 V의 전압, 50 내지 150 μF의 커패시터(capacitor)의 전기천공법일 수 있으며, 상기 조건의 전기천공법을 이용함으로써 세포에 높은 효율로 목적 핵산을 도입할 수 있다.In the present invention, the electroporation method of step (a) may be an electroporation method of a voltage of 100 to 200 V and a capacitor of 50 to 150 μF. A nucleic acid of interest can be introduced.

상기 전압(Volt; V)은 100 내지 200 V, 100 내지 180 V, 100 내지 150 V, 100 내지 130 V, 130 내지 200 V, 130 내지 150 V, 130 내지 140 V, 140 내지 150 V, 130 V, 140 V, 또는 150 V일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전압은 150 V일 수 있다.The voltage (Volt; V) is 100 to 200 V, 100 to 180 V, 100 to 150 V, 100 to 130 V, 130 to 200 V, 130 to 150 V, 130 to 140 V, 140 to 150 V, 130 V , 140 V, or 150 V, and according to an embodiment of the present invention, the voltage may be 150 V.

상기 커패시터(capacitor; C)는 50 내지 150 μF, 50 내지 130 μF, 50 내지 100 μF, 50 내지 70 μF, 70 내지 150 μF, 70 내지 100 μF, , 70 내지 90 μF, 90 내지 100 μF, 70 μF, 80 μF, 90 μF, 또는 100 μF일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터는 100 μF일 수 있다.The capacitor (C) is 50 to 150 μF, 50 to 130 μF, 50 to 100 μF, 50 to 70 μF, 70 to 150 μF, 70 to 100 μF, 70 to 90 μF, 90 to 100 μF, 70 It may be μF, 80 μF, 90 μF, or 100 μF, and according to an embodiment of the present invention, the capacitor may be 100 μF.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산을 포함하는 핵산 전달용 키트를 제공할 수 있으며, 상기 키트는 지시서를 포함할 수 있다. 상기 핵산은 핵산 백신 또는 유전자치료제일 수 있다. The present invention may also provide a nucleic acid delivery kit comprising the bacterium-derived extracellular vesicles and nucleic acid according to the present invention, and the kit may include instructions. The nucleic acid may be a nucleic acid vaccine or a gene therapy product.

상기 지시서에는 본 발명에 따른 키트를 어떻게 사용하는지 전달하거나 알려주기 위해 사용될 수 있는 팜플렛, 녹화물(recording), 다이어그램, 또는 다른 표현 매체(예를 들어, CD, VCD, DVD, USB)를 포함한다. 상기 지시서는 용기에 부착될 수 있거나, 또는 본 발명에 키트의 내용물을 포함하는 용기와는 독립적으로 포장될 수 있다. The instructions include pamphlets, recordings, diagrams, or other presentation media (e.g., CD, VCD, DVD, USB) that can be used to communicate or teach how to use a kit according to the present invention. The instructions may be affixed to the container or may be packaged independently of the container containing the contents of the kit in the present invention.

상기 키트는 추가적으로 핵산을 세균 유래 세포밖 소포체에 도입하기 위한 시약 및/또는 장치를 더 포함할 수 있다.The kit may further include reagents and/or devices for introducing nucleic acids into bacterial-derived extracellular vesicles.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[실험방법][Test method]

1. 배양1. Incubation

대장균(E. coli, K12 균주)은 37 ℃ LB broth(Luria-Bertani broth, BD Difco, United States) 배지에서 OD600=0.5까지 성장시켰다.E. coli ( E. coli , K12 strain) was grown to OD 600 =0.5 in 37 ° C. LB broth (Luria-Bertani broth, BD Difco, United States) medium.

락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri; L. reuteri, ATCC 23272)는 혐기성 조건 하에 OD 600=1.0까지 MRS broth(de Man, Rogosa, Sharpe broth)에서 성장시켰다. Lactobacillus reuteri ( L. reuteri , ATCC 23272) was grown in MRS broth (de Man, Rogosa, Sharpe broth) to an OD 600 =1.0 under anaerobic conditions.

2. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 분리 및 분석2. Isolation and analysis of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

2-1. 락토바실러스 루테리(2-1. Lactobacillus reuteri ( Lactobacillus reuteri, L. reuteriLactobacillus reuteri, L. reuteri ) 유래 세포밖 소포체(EVs)의 분리) Isolation of derived extracellular vesicles (EVs)

인체 내 공생균인 락토바실러스 루테리 유래 세포밖 소포체를 분리하기 위하여 Gradient Ultracentrifugation 방법을 이용하였다. 상기 실험방법 1.에서 배양한 균주를 10,000 x g로 20 분간 4 ℃에서 원심분리하였으며, 균주를 제외한 상층액만을 이용하였다. 농축한 상층액을 0.22 μm-pore size membrane filter에서 여과(filtration)하였다. 여과된 700 ml의 상층액을 약 35 ml가 되도록 농축하고, 150,000 x g로 3 시간 동안 4 ℃에서 초원심분리(ultracentrifuge) 하였다. 튜브 아래의 펠렛을 50% sucrose gradient solution 에 2.2 ml 현탁하였다. 새 원심분리용 밀봉 튜브에 현탁한 50% opti prep을 옮기고 40% opti prep 2 ml와 10% sucrose gradient solution 8 ml를 구배(gradient)가 망가지지 않도록 순서대로 담았다. 그리고나서, 200,000 x g로 2 시간 동안 4 ℃에서 초원심분리하였다. 40% sucrose gradient solution 과 10% sucrose gradient solution 사이에 10 ml 시린지를 꽂고 튜브 상단에 바늘(needle)을 꽂아서 락토바실러스 루테리의 세포밖 소포체를 정제(purification)하였다. 또한, 튜브 상단에 바늘을 찔러 넣고 튜브의 하단에 바늘을 찔러서 하단 바늘을 통해 흘러내리는 용액을 취해 분획 단위로 용액을 취하였다. 분획별 단백질 농도를 측정하여 단백질 농도가 높은 곳에 세포밖 소포체를 분리하였다.The gradient ultracentrifugation method was used to isolate extracellular vesicles derived from Lactobacillus reuteri, a commensal bacterium in the human body. The strain cultured in Experimental Method 1. was centrifuged at 10,000 x g for 20 minutes at 4 ° C., and only the supernatant excluding the strain was used. The concentrated supernatant was filtered through a 0.22 μm-pore size membrane filter. 700 ml of the filtered supernatant was concentrated to about 35 ml, and ultracentrifuged at 150,000 x g for 3 hours at 4° C. (ultracentrifuge). The pellet at the bottom of the tube was suspended in 2.2 ml of 50% sucrose gradient solution. The suspended 50% opti prep was transferred to a new sealed tube for centrifugation, and 2 ml of 40% opti prep and 8 ml of 10% sucrose gradient solution were added in order so as not to damage the gradient. Then, it was ultracentrifuged at 200,000 x g for 2 hours at 4 °C. A 10 ml syringe was inserted between 40% sucrose gradient solution and 10% sucrose gradient solution, and a needle was inserted at the top of the tube to purify the extracellular vesicles of Lactobacillus reuteri. In addition, a needle was pierced at the top of the tube, and a solution flowing down through the bottom needle was taken by piercing the needle at the bottom of the tube, and the solution was taken in fractional units. By measuring the protein concentration of each fraction, extracellular vesicles were isolated from the place where the protein concentration was high.

2-2. 대장균(2-2. Escherichia coli ( E. coliE. coli ) 유래 세포밖 소포체(EVs)의 분리) Isolation of derived extracellular vesicles (EVs)

ExoBacteria™OMV Isolation Kit(SBI, Mountain View, CA, United States)를 사용하여 제조사가 제공한 실험방법에 따라, 대장균 유래 세포밖 소포체를 분리하였다.E. coli-derived extracellular vesicles were isolated using the ExoBacteria™OMV Isolation Kit (SBI, Mountain View, CA, United States) according to the experimental method provided by the manufacturer.

2-3. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 분석2-3. Analysis of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

락토바실러스 루테리 및 대장균 에서 분리한 세포밖 소포체(EVs)에 RNase A(1 U/μl, Thermo Fisher Scientific) 및 DNase I(2 U/μl, Thermo Fisher Scientific)을 각각 1 μl 처리하여 세포밖 소포체(EVs)를 1.5ml 부피로 만들고, 37 ℃에서 25분간 incubation 하였다.Extracellular vesicles (EVs) isolated from Lactobacillus reuteri and Escherichia coli were treated with 1 μl of RNase A (1 U/μl, Thermo Fisher Scientific) and DNase I (2 U/μl, Thermo Fisher Scientific), respectively. EVs) were made into a volume of 1.5 ml and incubated at 37 °C for 25 minutes.

3. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 처리 후 숙주세포 생존율 분석3. Analysis of host cell viability after treatment with bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

세균 유래 세포밖 소포체(EVs)가 세포 생존율에 미치는 영향을 조사하기 위해 동물 대식세포인 BV2 세포를 10,000 cells/well의 밀도로 96-웰 플레이트에 씨딩(seeding)하였다. 다음 날, 신선한 배지에서 세포에 다양한 농도의 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 처리하고 24시간 동안 incubation 하였다. 그런 다음, MTT (3-[4, 5-dimethyl-2-thiazolyl]-2,5-diphenyl-2H-tetra-zolium bromide) assay를 사용하여 세포의 생존율을 평가하였으며, ELISA microplate reader를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 3회의 독립적인 실험을 수행하여 결과를 도출하였으며, 각 막대는 평균±표준 편차로 나타냈다.To investigate the effect of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) on cell viability, animal macrophage BV2 cells were seeded in a 96-well plate at a density of 10,000 cells/well. The next day, cells were treated with various concentrations of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) in fresh medium and incubated for 24 hours. Then, the viability of the cells was evaluated using the MTT (3-[4,5-dimethyl-2-thiazolyl]-2,5-diphenyl-2H-tetra-zolium bromide) assay, and the cell viability was evaluated using an ELISA microplate reader at 570 Absorbance was measured in nm. Three independent experiments were performed to derive the results, and each bar represents the mean ± standard deviation.

4. 벡터 및 RNA 제조4. Vector and RNA preparation

EGFP 형광 단백질을 포함하는 pCMV-EGFP/Neo 벡터를 클론테크(Clontech) 사에서 구입하여 사용하였다. 선택 마커로 CMV 프로모터에 의해 조절되는 EGFP 및 네오마이신 유전자 도입한 재조합 발현 벡터 pCMV-EGFP/Neo의 벡터맵을 도 4에 나타내었다.A pCMV-EGFP/Neo vector containing EGFP fluorescent protein was purchased from Clontech and used. 4 shows a vector map of the recombinant expression vector pCMV-EGFP/Neo into which EGFP and neomycin genes controlled by the CMV promoter were introduced as selectable markers.

도 4에 나타낸 pCMV-EGFP 벡터(Clontech)를 EGFP 플라스미드(plasmid) DNA 및 in vitro EGFP 전사에 사용하였다.The pCMV-EGFP vector (Clontech) shown in FIG. 4 was used for EGFP plasmid DNA and in vitro EGFP transcription.

EGFP RNA는 제조사의 프로토콜에 따라 플라스미드 유전자(PGFP-NEO)를 주형(template)으로 하여 Hela in vitro transcription kit(Invitrogen)를 사용하여 합성하였다.EGFP RNA was synthesized using the Hela in vitro transcription kit (Invitrogen) using the plasmid gene (PGFP-NEO) as a template according to the manufacturer's protocol.

5. 형질주입5. Transfection

플라스미드 및 시험관 내(in vitro) 전사된 RNA를 V=150 V 및 C=100 μF의 조건에서 전기천공법(electroporation)을 이용하여 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 도입하였다. 구체적으로, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 새로운 튜브로 옮기고 RNA, 또는 플라스미드와 합쳐지도록 하였다. 그런 다음, 이를 Vortex한 후, 전기천공(V=150 V 및 C=100 μF)을 실시하기 위하여, 300 ml를 큐벳(cuvette)으로 옮겼다. 전기천공 후 즉시 큐벳을 얼음으로 옮겼다. 이후, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 RNase A(1 U/μl, Thermo Fisher Scientific) 및 DNase I(2 U/μl, Thermo Fisher Scientific)를 각각 1 μl 처리하여 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 1.5 ml 부피로 만들고, 37 ℃에서 25분 동안 incubation 하였다.Plasmids and in vitro transcribed RNA were introduced into bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) by electroporation under conditions of V=150 V and C=100 μF. Specifically, bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) were transferred to a new tube and allowed to merge with RNA or plasmid. Then, after vortexing it, 300 ml was transferred to a cuvette for electroporation (V = 150 V and C = 100 μF). Immediately after electroporation, the cuvette was transferred to ice. Thereafter, bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) were treated with 1 μl of RNase A (1 U/μl, Thermo Fisher Scientific) and DNase I (2 U/μl, Thermo Fisher Scientific), respectively, to obtain bacterial-derived extracellular vesicles (EVs). to a volume of 1.5 ml, and incubated at 37 °C for 25 minutes.

6. RT(Reverse transcription)-PCR 과 qRT-PCR(quantitative RT-PCR)6. RT (Reverse transcription)-PCR and qRT-PCR (quantitative RT-PCR)

추출한 RNA는 RT-PCR을 통해 cDNA로 합성하였다. 합성된 cDNA로 EGFP 유전자만을 특이적으로 인식하는 프라이머(표 1)를 사용한 PCR을 통해 증폭되는 DNA 밴드(DNA band)를 테스트하여 형질전환에 사용된 플라스미드 유전자를 확인하고자 하였다. PCR을 수행한 후, agarose gel plate를 이용한 전기영동 분리를 시행하여 플라스미드 유전자의 도입 여부를 확인하기 위해 증폭된 DNA 밴드가 예상되는 크기인 631 bp로 존재하는지 여부를 확인하였다. The extracted RNA was synthesized into cDNA through RT-PCR. The synthesized cDNA was used to identify the plasmid gene used for transformation by testing the DNA band amplified through PCR using primers (Table 1) that specifically recognize only the EGFP gene. After PCR was performed, electrophoretic separation using an agarose gel plate was performed to confirm whether the amplified DNA band existed at the expected size of 631 bp to confirm whether the plasmid gene had been introduced.

프라이머primer 서열order EGFP_FEGFP_F 5' -CTGGTCGAGCTGGACGGCGACG -3'5'-CTGGTCGAGCTGGACGGCGACG-3' EGFP_REGFP_R 5'- CACGAACTCCAGCAGGACCATG -3'5′-CACGAACTCCAGCAGGACCATG-3′

Cel-miR-39-3p(이하, Cel-miR-39)의 경우, 총 RNA(25 ng)를 TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)를 사용하여 역전사하였다. 15 μl 반응 혼합물 중 1.33 μl를 qRT-PCR에 사용하였으며, qRT-PCR은 TaqMan Universal PCR Master Mix(Applied Biosystems) 및 TaqMan probe(Applied Biosystems)를 사용하여 수행하였다.For Cel-miR-39-3p (hereinafter referred to as Cel-miR-39), total RNA (25 ng) was reverse transcribed using the TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). 1.33 μl of the 15 μl reaction mixture was used for qRT-PCR, and qRT-PCR was performed using TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystems) and TaqMan probe (Applied Biosystems).

7. RIP-PCR(RNA Immunoprecipitation-PCR)7. RIP-PCR (RNA Immunoprecipitation-PCR)

Ago2 RNA 면역 침전을 위해 BV2 세포를 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)와 함께 incubation 하였다. 24시간 후, 모든 배양 배지를 제거하고, 각 플레이트를 10 ml의 PBS로 세척한 뒤, 세포를 수집하여 용해 완충액(50 mM 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid, 150 mM KCl, 2 mM EDTA, 1 mM NaF, 0.5% NP40, 0.5 mM DTT)을 이용하여 용해하였다. 용해물은 항체 없이 또는 Ago2-특이적 단일클론 항체(ab57113; Abcam, Cambridge, MA, USA)와 접합된 Dynabeads Protein G(Thermo Fisher Scientific)와 함께 incubation 하였다. 비드(beads)를 PBS로 반복적으로 세척한 다음, Trizol을 첨가하여 결합된 RNA를 추출하고, Cel-miR-39 qRT-PCR을 수행하였다.For Ago2 RNA immunoprecipitation, BV2 cells were incubated with bacterial-derived extracellular vesicles (EVs). After 24 hours, all culture medium was removed, each plate was washed with 10 ml of PBS, and cells were collected and lysed in lysis buffer (50 mM 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid, 150 mM KCl, 2 mM EDTA, 1 mM NaF, 0.5% NP 4 0, 0.5 mM DTT). Lysates were incubated with Dynabeads Protein G (Thermo Fisher Scientific) conjugated with no antibody or Ago2-specific monoclonal antibody (ab57113; Abcam, Cambridge, MA, USA). After washing the beads repeatedly with PBS, Trizol was added to extract bound RNA, and Cel-miR-39 qRT-PCR was performed.

8. 형광 현미경8. Fluorescence Microscopy

pCMV-EGFP 전기천공된 대장균과 락토바실러스 유래 세포밖 소포체(EVs)를 BV2 세포에 약 24시간 감염 후 제네티신(geneticin)으로 선별을 2회 수행하였다. 선별된 BV2 세포 샘플을 사용하여, 형광 현미경으로 관찰하였다. 양성대조군은 pCMV-EGFP 벡터를 리포펙타민 2000 시약을 이용해서 BV2 세포에 형질주입한 것을 사용하였다. 음성대조군은 아무것도 처리하지 않은 BV2 세포(EGFP 발현에 대한 음성대조군)를 사용하였다.After infecting BV2 cells with pCMV-EGFP electroporated E. coli and Lactobacillus-derived extracellular vesicles (EVs) for about 24 hours, selection was performed twice with geneticin. Using the selected BV2 cell sample, it was observed under a fluorescence microscope. As a positive control, BV2 cells were transfected with pCMV-EGFP vector using Lipofectamine 2000 reagent. As a negative control group, untreated BV2 cells (negative control group for EGFP expression) were used.

9. 공초점(Confocal) 형광 현미경9. Confocal fluorescence microscopy

플라스미드 DNA 또는 합성 RNA가 전기천공된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 챔버 슬라이드(Chamber Slide)에 배양된 BV2 세포에 첨가하고 37 ℃에서 24시간 동안 incubation 한 다음, PBS 1 ml로 3번 세척한 후, DAPI(Vector Laboratories, Burlingame, CA, United States)와 함께 incubation 하였다. 형광 신호는 레이저 스캐닝 공초점 현미경(LSM Zeiss 800; Carl Zeiss Microscopy, Jena, Germany)으로 시각화하였다.Bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) electroporated with plasmid DNA or synthetic RNA were added to BV2 cells cultured on a chamber slide, incubated at 37 °C for 24 hours, and then washed three times with 1 ml of PBS. After that, incubation was performed with DAPI (Vector Laboratories, Burlingame, CA, United States). Fluorescent signals were visualized with a laser scanning confocal microscope (LSM Zeiss 800; Carl Zeiss Microscopy, Jena, Germany).

10. Cel-miR-39 전구체(precursor) RNA 합성10. Cel-miR-39 precursor RNA synthesis

miRNA 형태의 비-마우스 합성 전구체인 Cel-miR-39 DNA를 상보적 가닥과 함께 합성하고(5'- UAUACCGAGAGCCCAGCUGAUUUCGUCUUGGUAAUAAGCUCGUCAUUGAGAUUAUCACCGGGUGUAAAUCAGCUUGGCUCUGGUGUC-3p, Bioneer, Daejeon, Korea) 어닐링(annealing) 하였다. Cel-miR-39 전구체 DNA의 이중 나선을 pGEM-T easy 벡터(Promega)로 클로닝(cloning)하고 이전에 보고된 바와 같이 in vitro에서 전사하였다.Cel-miR-39 DNA, a non-mouse synthetic precursor in the form of miRNA, was synthesized with the complementary strand (5'- UAUACCGAGAGCCCAGCUGAUUUCGUCUUGGUAAUAAGCUCGUCAUUGAGAUUAUCACCGGGUGUAAAUCAGCUUGGCUCUGGUGUC-3p, Bioneer, Daejeon, Korea) and annealed. The double helix of the Cel-miR-39 precursor DNA was cloned into the pGEM-T easy vector (Promega) and transcribed in vitro as previously reported.

11. 통계 분석11. Statistical Analysis

모든 데이터는 평균±표준 편차로 표시하였다. parametric two-tailed non-paired t-test를 계산하기 위하여 유의한 분산 분석(Significant variation analysis)을 사용하였다. 모든 분석은 Origin 8.0(OriginLab, MA, USA)을 사용하여 수행하였으며, p-값 ≤ 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.All data are expressed as mean±standard deviation. Significant variation analysis was used to calculate the parametric two-tailed non-paired t -test. All analyzes were performed using Origin 8.0 (OriginLab, MA, USA), and a p-value ≤ 0.05 was considered statistically significant.

[실시예][Example]

실시예 1. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 분석 및 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 처리 후 세포 생존율 확인Example 1. Analysis of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) and confirmation of cell viability after treatment with bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

1-1. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 분석1-1. Analysis of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

분리한 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 크기 분포와 양을 시각화하기 위하여 NanoSight 시스템(NanoSight NS300; Malvern Panalytical, Malvern, United Kingdom)을 사용하여 분석하였다. 그 결과, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 50~400 nm 크기를 지니는 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)가 분리되었음을 확인하였고 시료에 포함된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 입자의 갯수를 계산할 수 있었다.In order to visualize the size distribution and amount of the isolated bacterial-derived extracellular vesicles (EVs), they were analyzed using a NanoSight system (NanoSight NS300; Malvern Panalytical, Malvern, United Kingdom). As a result, as shown in FIG. 1B, it was confirmed that bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) having a size of 50 to 400 nm were isolated, and the number of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) particles included in the sample could be calculated.

1-2. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)1-2. Bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) 처리 후 세포 생존율Cell viability after treatment

세균 유래 세포밖 소포체(EVs)는 독성 물질을 가지고 있으므로 숙주 세포에 해로운 영향을 줄 수 있는바 MTT (3-[4,5-dimethyl-2-thiazolyl]-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide, Sigma-Aldrich, St. louis, MO) assay를 사용하여 세균 유래 세포밖 소포체(EVs) 독성을 확인하였다. 그 결과, 도 1c에 나타내 바와 같이, 대장균(E. coli) 유래 세포밖 소포체(EVs)의 경우 세포 1개당 126개의 입자 (126 MOI, multiplicity of infection) 그리고 락토바실러스 루테리(L. reuteri) 유래 세포밖 소포체(EVs)의 경우 세포 1개당 96개의 입자 (96 MOI)를 처리하여도 세포의 생존율이 90% 이상 또는 생존율에 영향이 없음을 확인하여 독성이 없는 수준에서 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 처리할 수 있는 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 개수를 예측할 수 있었다.Bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) contain toxic substances that can have a detrimental effect on host cells. , Sigma-Aldrich, St. louis, MO) assay was used to confirm the toxicity of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs). As a result, as shown in Figure 1c, in the case of E. coli -derived extracellular vesicles (EVs), 126 particles per cell (126 MOI, multiplicity of infection) and Lactobacillus reuteri ( L. reuteri )-derived cells In the case of extracellular vesicles (EVs), even when 96 particles (96 MOI) per cell were treated, it was confirmed that the survival rate of cells was over 90% or there was no effect on the survival rate. The number of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) capable of processing could be predicted.

실시예 2. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 통한 EGFP DNA 및 RNA 전달Example 2. EGFP DNA and RNA delivery through bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

EGFP DNA 및 RNA의 BV2 세포로의 전달은 RT-PCR 및 공초점 형광 현미경 분석으로 확인하였다. EGFP 플라스미드 DNA 또는 RNA는 전기천공법을 이용하여 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 형질주입하였다. 형질주입한 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 DNase I 또는 RNase A를 처리하여 유리되지 않은 핵산을 제거하고, 이를 BV2 세포에 처리하였다. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 형질주입한 EGFP DNA 또는 RNA가 BV2 세포에 전달되었는지 확인하기 위하여 RT-PCR 및 공초점 형광 현미경 분석을 수행하였다.Delivery of EGFP DNA and RNA into BV2 cells was confirmed by RT-PCR and confocal fluorescence microscopy analysis. EGFP plasmid DNA or RNA was transfected into bacterially derived extracellular vesicles (EVs) using electroporation. Transfected bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) were treated with DNase I or RNase A to remove non-free nucleic acids, which were then treated with BV2 cells. RT-PCR and confocal fluorescence microscopy analysis were performed to confirm that EGFP DNA or RNA transfected into bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) was delivered to BV2 cells.

RT-PCR 수행 결과, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 형질주입된 형광 단백질의 DNA 또는 RNA(631bp)가 BV2 세포에서 잘 발현됨을 확인할 수 있었다.As a result of RT-PCR, as shown in FIG. 1D, it was confirmed that DNA or RNA (631 bp) of the fluorescent protein transfected into bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) was well expressed in BV2 cells.

공초점 형광 현미경 분석 결과, 도 1e에 나타낸 바와 같이, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)와 EGFP의 colocalization를 확인할 수 있었다.As a result of confocal fluorescence microscopy analysis, as shown in Fig. 1e, colocalization of bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) and EGFP was confirmed.

상기 결과로부터, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 전달체로 사용할 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) can be used as delivery vehicles for nucleic acids such as DNA or RNA.

실시예 3. 형광 현미경을 사용한 그람 양성균 유래 세포밖 소포체(EVs)의 RNA 전달 효과 확인Example 3. Confirmation of RNA delivery effect of Gram-positive bacteria-derived extracellular vesicles (EVs) using fluorescence microscopy

프로바이오틱스 락토바실러스 루테리에 형광 단백질을 코딩하는 EGFP RNA를 전기천공법으로 형질주입한 후, 세포밖 소포체(EVs)를 분리하여 BV2 세포에 처리하였다. 그리고, BV2 세포에서 형광 단백질의 발현 여부를 확인하기 위하여 형광 현미경으로 관찰을 수행하였다.After transfecting the probiotics Lactobacillus reuteri with EGFP RNA encoding a fluorescent protein by electroporation, extracellular vesicles (EVs) were isolated and treated in BV2 cells. In addition, observation was performed with a fluorescence microscope to confirm the expression of the fluorescent protein in the BV2 cells.

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 전혀 다른 생물 종인 동물 대식세포(BV2 세포)에서 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 형질주입하였던 형광 단백질이 잘 발현됨을 확인할 수 있었다. 상기 결과로부터, 특정 항원 정보를 가진 핵산의 전달자로서 프로바이오틱스 세균 유래 세포밖 소포체를 이용할 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 2 , it was confirmed that the fluorescent protein transfected into bacteria-derived extracellular vesicles (EVs) was well expressed in animal macrophages (BV2 cells), which is a completely different species. From the above results, it was confirmed that probiotic bacteria-derived extracellular vesicles can be used as a carrier of nucleic acids having specific antigenic information.

실시예 4. pre-Cel-miR-39의 합성Example 4. Synthesis of pre-Cel-miR-39

Cel-miR-39는 C. elegans에만 존재하고 다른 알려진 포유류 세포에는 존재하지 않는다. 따라서, Cel-miR-39의 전구체가 포함된 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 동물세포에 전달하였을 경우 동물세포 내에서 Cel-miR-39가 성숙화 된 형태로 프로세싱(processing)이 된다면, miRNA가 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 의해 전달될 수 있음을 확인할 수 있다.Cel-miR-39 is present only in C. elegans and not in other known mammalian cells. Therefore, when bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) containing Cel-miR-39 precursors are delivered to animal cells, if Cel-miR-39 is processed in a mature form in animal cells, miRNA It can be confirmed that it can be transmitted by bacterial-derived extracellular vesicles (EVs).

pre-Cel-miR-39의 RNA oligo를 얻기 위해 pre-Cel-miR-39의 DNA 이중나선 형태를 Bioneer(대전, 한국)로 합성하였다. 구체적으로, DNA oligo를 어닐링하고 pGEM-T Easy 벡터(Promega, Madison, WI)에 클로닝한 다음, in vitro MEGAscript transcription kit(ThermoFisher, Waltham, MA)를 사용하여 벡터의 T7 프로모터를 사용하여 시험관 내(in vitro) 전사하였다. pGEM-T easy 벡터를 이용한 클로닝이 정확하게 이루어졌는지 삽입 후 시퀀싱(sequencing) 및 아가로스 겔 로딩에 의한 방향 확인을 통해 확인하였다.To obtain the RNA oligo of pre-Cel-miR-39, the DNA double helix form of pre-Cel-miR-39 was synthesized with Bioneer (Daejeon, Korea). Specifically, the DNA oligo was annealed and cloned into the pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, WI), and then in vitro ( in vitro ) was transcribed. Accurate cloning using the pGEM-T easy vector was confirmed by sequencing after insertion and direction confirmation by agarose gel loading.

실시예 5. 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 통한 전구체 전달 후 BV2 세포에서의 Cel-miR-39와 Ago2의 결합Example 5. Binding of Cel-miR-39 and Ago2 in BV2 cells after precursor delivery through bacterial-derived extracellular vesicles (EVs)

세균 유래 세포밖 소포체(EVs)에 의해 전달된 Pre-Cel-miR-39는 숙주 세포에서 성숙할 수 있으며,성숙화 된 miRNA는 이미 세포 내에 존재하고 있는 다른 miRNA와 함께 Ago2 단백질에 결합하여 miRNA로서의 기능을 수행할 수 있다. TaqMan 특이적 Cel-miR-39 probe(Applied Biosystems)를 사용하여 Ago2 단백질에 결합된 Cel-miR-39의 성숙화 된 형태를 확인하기 위해 RNA-immunoprecipitation(RIP)을 한 후 qRT-PCR을 수행하였다. Ct 값이 낮을수록 Cel-miR-39 발현이 높고, Ct 값이 36보다 높다면 Cel-miR-39가 발현되지 않은 것으로 간주하였다. 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다.Pre-Cel-miR-39 delivered by bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) can mature in host cells, and the matured miRNA functions as a miRNA by binding to the Ago2 protein together with other miRNAs already present in cells. can be performed. To confirm the mature form of Cel-miR-39 bound to the Ago2 protein using a TaqMan-specific Cel-miR-39 probe (Applied Biosystems), qRT-PCR was performed after RNA-immunoprecipitation (RIP). The lower the Ct value, the higher the expression of Cel-miR-39, and if the Ct value was higher than 36, it was considered that Cel-miR-39 was not expressed. Error bars represent standard deviation.

Ago2 항체로 RIP를 한 후 qRT-PCR을 수행한 결과, 도 3b에 나타낸 바와 같이, Cel-miR-39 전구체를 포함한 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 처리한 후, Ago2 RIP를 수행한 세포 샘플에서 Cel-miR-39의 Ct 값이 대조군에 비해 현저히 낮았다. 이는, 세균 유래 세포밖 소포체(EVs)를 통해 전달된 외인성 miRNA 전구체가 숙주 세포에서 성숙한 형태의 miRNA로 발달될 수 있으며, Ago2 단백질과 성공적으로 결합하였음을 의미한다.As a result of performing qRT-PCR after RIP with Ago2 antibody, as shown in FIG. 3B, cell samples subjected to Ago2 RIP after treating bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) containing Cel-miR-39 precursors , the Ct value of Cel-miR-39 was significantly lower than that of the control group. This means that exogenous miRNA precursors delivered through bacterial-derived extracellular vesicles (EVs) can develop into mature miRNAs in host cells and successfully bind to the Ago2 protein.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (17)

세균 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 핵산 전달체.
A nucleic acid delivery system comprising bacterial-derived extracellular vesicles as an active ingredient.
제1항에 있어서,
상기 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 1,
Wherein the nucleic acid is selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, locked nucleic acid (LNA), peptide nucleic acid (PNA), and morpholino.
제1항에 있어서,
상기 세균은 그람 음성 세균 및 그람 양성 세균으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 1,
The nucleic acid delivery system, characterized in that the bacteria is selected from the group consisting of gram-negative bacteria and gram-positive bacteria.
제3항에 있어서,
상기 그람 양성 세균은 락토바실러스(Lactobacillus) 속 세균인 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 3,
The gram-positive bacteria are Lactobacillus genus bacteria, characterized in that, nucleic acid delivery system.
제4항에 있어서,
상기 락토바실러스 속 세균은 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)인 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 4,
The nucleic acid delivery system, characterized in that the bacteria of the genus Lactobacillus is Lactobacillus reuteri .
제1항에 있어서,
상기 세포밖 소포체는 10 내지 1000nm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 1,
The extracellular vesicles are characterized in that having a diameter of 10 to 1000nm, nucleic acid delivery system.
제1항에 있어서,
상기 세포밖 소포체는 자연적으로 분비 또는 인공적으로 생산된 것을 특징으로 하는, 핵산 전달체.
According to claim 1,
The extracellular vesicles are naturally secreted or artificially produced, characterized in that, nucleic acid delivery system.
세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산 백신을 포함하는 백신 조성물.
A vaccine composition comprising a bacterial-derived extracellular vesicle and a nucleic acid vaccine.
제8항에 있어서,
상기 백신 조성물은 항-바이러스, 항-박테리아, 항-기생충(parasitic) 및 항암용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것을 특징으로 하는, 백신 조성물.
According to claim 8,
The vaccine composition is characterized in that for at least one selected from the group consisting of anti-viral, anti-bacterial, anti-parasitic and anti-cancer, vaccine composition.
제8항에 있어서,
상기 백신 조성물은 항-코로나, 항-HPV(Human papillomavirus), 항-HBV(hepatitis B virus), 항-HCV(hepatitis C virus), 항-HIV(human immunodeficiency virus), 항-MERS-CoV, 항-지카바이러스, 항-노로바이러스, 항-로타바이러스, 항-인플루엔자 바이러스, 항-HSV(herpes simplex virus), 항-돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV), 항-돼지 콜레라 바이러스, 항-돼지써코바이러스(PCV), 항-돼지설사바이러스(PEDV), 항-구제역 바이러스, 항-뉴캐슬바이러스 및 항-바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(VHSV)용으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 위한 것을 특징으로 하는, 백신 조성물.
According to claim 8,
The vaccine composition is anti-corona, anti-HPV (human papillomavirus), anti-HBV (hepatitis B virus), anti-HCV (hepatitis C virus), anti-HIV (human immunodeficiency virus), anti-MERS-CoV, anti-MERS-CoV -Zika virus, anti-norovirus, anti-rotavirus, anti-influenza virus, anti-HSV (herpes simplex virus), anti-porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), anti-porcine cholera virus, anti-porcine circo Virus (PCV), anti-porcine diarrhea virus (PEDV), anti-foot-and-mouth disease virus, anti-Newcastle virus and anti-viral hemorrhagic sepsis virus (VHSV), characterized in that for at least one selected from the group consisting of composition.
(a) 세균을 배양하는 단계; 및
(b) 상기 배양액에서 분비되는 세균 유래 세포밖 소포체를 분리하는 단계를 포함하는, 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법.
(a) culturing the bacteria; and
(b) a method for separating bacterial-derived extracellular vesicles comprising the step of separating bacterial-derived extracellular vesicles secreted from the culture medium.
제11항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 분리는 열처리, 원심분리, 초고속원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는, 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법.
According to claim 11,
Separation in step (b) is heat treatment, centrifugation, ultra-high-speed centrifugation, high-pressure treatment, extrusion, sonication, cell lysis, homogenization, freeze-thaw, electroporation, mechanical degradation, chemical treatment, filter filtration, gel A method for separating bacterial-derived extracellular vesicles, characterized by using at least one method selected from the group consisting of filtration chromatography, free-flow electrophoresis, and capillary electrophoresis.
제12항에 있어서,
상기 초고속원심분리는 구배 초고속원심분리(gradient ultracentrifugation)인 것을 특징으로 하는, 세균 유래 세포밖 소포체의 분리 방법.
According to claim 12,
The ultra-high-speed centrifugation is a method for separating bacterial-derived extracellular vesicles, characterized in that the gradient ultracentrifugation.
(a) 전기천공법을 이용하여 목적 핵산을 세균 유래 세포밖 소포체 내로 도입하는 단계; 및
(b) 상기 목적 핵산이 도입된 세균 유래 세포밖 소포체를 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 세포 내로 핵산을 전달하는 방법.
(a) introducing a target nucleic acid into bacterial-derived extracellular vesicles using electroporation; and
(b) a method for delivering a nucleic acid into a cell, comprising the step of treating the cell with the bacteria-derived extracellular vesicle into which the target nucleic acid has been introduced.
제14항에 있어서,
상기 (a) 단계의 전기천공법은 100 내지 200 V의 전압, 50 내지 150 μF의 커패시터(capacitor)의 전기천공법인 것을 특징으로 하는, 세포 내로 핵산을 전달하는 방법.
According to claim 14,
The electroporation method of step (a) is characterized in that the electroporation method of a voltage of 100 to 200 V, a capacitor of 50 to 150 μF, a method for delivering nucleic acids into cells.
제14항에 있어서,
상기 핵산은 DNA, RNA, 압타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 및 모폴리노(morpholino)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 세포 내로 핵산을 전달하는 방법.
According to claim 14,
Characterized in that the nucleic acid is selected from the group consisting of DNA, RNA, aptamer, locked nucleic acid (LNA), peptide nucleic acid (PNA), and morpholino, delivering a nucleic acid into a cell How to.
세균 유래 세포밖 소포체 및 핵산을 포함하는 핵산 전달용 키트.A nucleic acid delivery kit comprising bacterial-derived extracellular vesicles and nucleic acids.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김원근(2019). mRNA 백신-백신학의 새로운 시대. BRIC View 2019-R11
이재욱 (2020). 세포밖 소포체(엑소좀) 연구 동향. BRIC View 2020-T07

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