KR20230008250A - Mesenchymal stem cells and uses therefor - Google Patents

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수딥타 아가왈
티모시 바니
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메조블라스트 인터내셔널 에스에이알엘
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Abstract

동물에게 효과적인 양으로 중간엽 줄기 세포를 투여하여 동물에서 자가 면역 질환, 알레르기 반응, 암, 또는 염증 질환을 치료하고, 상처 치유를 촉진시키고, 상피 손상을 수복시키고, 동물의 기관과 조직에서 혈관형성을 촉진시키는 방법.Administration of mesenchymal stem cells in an effective amount to an animal to treat autoimmune disease, allergic reaction, cancer, or inflammatory disease in the animal, promote wound healing, repair epithelial damage, and form angiogenesis in organs and tissues of the animal. how to promote it.

Description

중간엽 줄기 세포 및 그에 대한 용도{MESENCHYMAL STEM CELLS AND USES THEREFOR}Mesenchymal stem cells and their uses {MESENCHYMAL STEM CELLS AND USES THEREFOR}

본 발명은 해군성에 의하여 재정된 계약 번호 N66001-02-C-8068하에서 정부의 지원으로 만들어졌다. 정부는 본 발명에 대한 일정 권리를 갖는다.This invention was made with Government support under Contract No. N66001-02-C-8068 awarded by the Department of the Admiralty. The government has certain rights in this invention.

본 출원은, 2004년 3월 22일 출원된 가출원 시리얼 번호 제60/555,118호 (상기 내용 전문이 본원에서 참고로 인용된다)에 기초한 우선권을 주장하는 2005년 3월 15일 출원된 출원 시리얼 번호 제11/080,298호의 일부계속출원이다. This application claims priority from Provisional Application Serial No. 60/555,118, filed on March 22, 2004 (the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety), filed on March 15, 2005. 11/080,298 is a partial continuation application.

본 발명은 중간엽 줄기 세포에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 다양한 조직과 기관에서 혈관형성을 촉진시키고, 자가 면역 질환을 치료하고, 알레르기 반응을 치료하고, 암을 치료하고, 염증 질환 및 장애를 치료하고, 상처 치유를 촉진시키고, 염증을 치료하고, 상피 손상을 수복시키는 것을 비롯한, 중간엽 줄기 세포에 대한 신규의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to mesenchymal stem cells. More particularly, the present invention promotes angiogenesis in various tissues and organs, treats autoimmune diseases, treats allergic reactions, treats cancer, treats inflammatory diseases and disorders, promotes wound healing, and promotes inflammation. It relates to novel uses for mesenchymal stem cells, including treating epithelial damage and repairing epithelial damage.

중간엽 줄기 세포(MSC)는 골모세포, 근육세포, 연골세포, 및 지방세포를 비롯한 계통으로 쉽게 분화될 수 있는 다능성 줄기 세포이다 (문헌 ([Pittenger, et al., Science. Vol. 284, pg. 143 (1999)]; [Haynesworth, et al., Bone. Vol. 13, pg. 69 (1992)]; [Prockop, Science. Vol. 276, pg. 71 (1997)])). 시험관내 연구를 통해 MSC가 근육 (문헌 [Wakitani, et al., Muscle Nerve. Vol. 18,, pg. 1417 (1995)]), 뉴런-유사 전구체 (문헌 ([Woodbury, et al., J. Neurosci. Res. Vol. 69, pg. 908 (2002)]; [Sanchez-Ramos, et al., Exp. Neurol., Vol. 171, pg. 109 (2001)])), 심근세포 (문헌 ([Toma, et al., Circulation. Vol. 105, pg. 93 (2002)]; [Fakuda, Artif. Organs. Vol. 25, pg. 187 (2001)])) 및 가능한 기타 세포 유형으로 분화될 수 있는 능력이 입증되었다. 추가로, MSC는 조혈 및 배아 줄기 세포 확장을 위한 효과적인 영양 세포층을 제공하는 것으로 나타났다 (문헌 ([Eaves, et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. Vol. 938, pg. 63 (2001)]; [Wagers, et al., Gene Therapy. Vol. 9, pg. 606 (2002)])). 각종 동물 모델을 사용한 최근 연구에서는 MSC가 손상된 뼈, 연골, 반월상 연골 또는 심근 조직의 수복 또는 재생에 유용할 수 있다고 제시되었다 (문헌 ([DeKok, et al., Clin. Oral Implants Res. Vol. 14, pg. 481 (2003)]; [Wu, et al., Transplantation, Vol. 75, pg. 679 (2003)]; [Noel, et al., Curr. Opin. Investig. Drugs, Vol. 3, pg. 1000 (2002)]; [Ballas, et al., J. Cell. Biochem. Suppl., Vol. 38, pg. 20 (2002)]; [Mackenzie, et al., Blood Cells Mol. Pis. Vol. 27 (2002)])). 여러 연구자들은 MSC를 사용하여 불완전골형성증 (문헌 [Pereira, et al., Proc. Nat. Acad. Sci. Vol. 95, pg. 1142 (1998)]), 파킨슨증 (문헌 [Schwartz, et al., Hum. Gene Ther. Vol. 10, pg. 2539 (1999)]), 척수 손상 (문헌 ([Chopp, et al., Neuroreport, Vol. 11, pg. 3001 (2000)]; [Wu, et al., J. Neurosci. Res. Vol. 72, pg. 393 (2003)])) 및 심장 장애 (문헌 ([Tomita, et al., Circulation. Vol. 100, pg. 247 (1999)]; [Shake, et al., Ann. Thorac. Surg., Vol. 73, pg. 1919 (2002)])를 비롯한 동물 질환 모델에서 유망한 이식 결과를 얻었다. 중요하게는 불완전골형성증 (문헌 ([Horwitz, et al., Blood. Vol. 97, pg. 1227 (2001)]; [Horowitz, et al. Proc. Nat. Acad. Sci Vol. 99, pg. 8932 (2002)])) 및 이종 골수 이식의 착상 증진 (문헌 [Frassoni, et al., Int. Society for Cell Therapy. SA006 (abstract) (2002)]; [Koc, et al., J. Clin. Oncol. Vol. 18, pg. 307 (2000)]))에 대한 임상 시험에서 기대할만한 결과도 보고되어 있다.Mesenchymal stem cells (MSCs) are pluripotent stem cells that can readily differentiate into lineages including osteoblasts, myocytes, chondrocytes, and adipocytes (Pittenger, et al., Science . Vol. 284, pg.143 (1999)] [Haynesworth, et al., Bone.Vol.13 , pg.69 (1992)] [Prockop, Science.Vol.276, pg.71 (1997)])). In vitro studies have shown that MSCs are found in muscle (Wakitani, et al., Muscle Nerve . Vol. 18, pg. 1417 (1995)), neuron-like precursors (Woodbury, et al., J. Neurosci.Res.Vol.69 , pg.908 (2002)] [Sanchez-Ramos, et al., Exp. Neurol ., Vol. Toma, et al., Circulation.Vol.105 , pg.93 (2002)]; ability has been demonstrated. Additionally, MSCs have been shown to provide an effective feeder cell layer for hematopoietic and embryonic stem cell expansion (Eaves, et al., Ann. NY Acad. Sci . Vol. 938, pg. 63 (2001)); [Wagers, et al., Gene Therapy . Vol. 9, pg. 606 (2002)])). Recent studies using various animal models suggest that MSCs may be useful for repair or regeneration of damaged bone, cartilage, meniscus or myocardial tissue (DeKok, et al., Clin. Oral Implants Res . Vol. 14, pg. 481 (2003) [Wu, et al., Transplantation , Vol. 75, pg. 679 (2003)] [Noel, et al., Curr. pg.1000 (2002)] [Ballas, et al., J. Cell. Biochem. Suppl. , Vol. 38, pg. 27 (2002)])). Several researchers have used MSCs to treat osteoporosis (Pereira, et al., Proc. Nat. Acad. Sci . Vol. 95, pg. 1142 (1998)), parkinsonism (Schwartz, et al. , Hum. Gene Ther . Vol. 10, pg. 2539 (1999)), spinal cord injury (Chopp, et al., Neuroreport , Vol. 11, pg. 3001 (2000); Wu, et al. ., J. Neurosci. Res . Vol. 72, pg. 393 (2003)) and heart disorders (Tomita, et al., Circulation . Vol. 100, pg. 247 (1999)]; [Shake , et al., Ann. Thorac . Surg., Vol. 73, pg. 1919 (2002)] have yielded promising transplant results in animal disease models. Importantly, osteogenesis imperfecta (Horwitz, et al. al., Blood . Vol. 97, pg. 1227 (2001)]; (Frassoni, et al., Int. Society for Cell Therapy . SA006 (abstract) (2002); Koc, et al., J. Clin. Oncol . Vol. 18, pg. 307 (2000)) ), expected results from clinical trials have also been reported.

MSC는 그의 표면 상에 주조직 적합 복합체(MHC) I형 항원을 발현하지만, MHC II형 항원 (문헌 ([Le Blanc, et al., Exp. Hematol Vol. 31, pg. 890 (2003)]; [Potian, et al., J. Immunol. Vol. 171, pg. 3426 (2003)]) 및 어떤 B7 또는 CD40 공-자극 분자 (문헌 [Majumdar, et al., J. Biomed. Sci. Vol. 10, pg. 228 (2003)])도 발현하지 못하는데, 이는 이들 세포가 면역원성이 낮은 표현형을 갖는다는 것을 제안하다 (문헌 [Tse, et al., Transplantation. Vol. 75, pg. 389 (2003)]). MSC는 또한 MHC-독립적인 방식으로 T-세포 증식 반응을 저해한다 (문헌 ([Bartholomew, et al., Exp. Hematol. Vol. 30, pg. 42 (2002)]; [Devine, et al., Cancer J. Vol. 7, pg. 576 (2001)]; [DiNicola, et al., Blood. Vol. 99, pg. 3838 (2002)])). MSC의 이러한 면역학적 성질이 그의 이식 착상을 증진시킬 수 있고, 이식 후 수혜자의 면역계가 동종이형의 세포를 인식하고 거절할 수 있는 능력을 제한할 수 있다. 국소 자극하에 적절한 세포 유형으로 분화될 수 있는 MSC의 능력과 함께, MSC가 면역 반응을 조절하고 조혈을 지원하는 인자를 생산함으로써 이는 세포 이식 연구용으로서 바람직한 줄기 세포가 될 수 있다 (문헌 ([Majumdar, et al., Hematother. Stem Cell Res.. Vol. 9, pg. 841 (2000)]; [Haynesworth, et al., J. Cell. Physiol. Vol. 166, pg. 585 (1996)])).MSCs express major histocompatibility complex (MHC) type I antigens on their surface, but MHC type II antigens (Le Blanc, et al., Exp. Hematol Vol. 31, pg. 890 (2003)); [Potian, et al., J. Immunol . Vol. 171, pg. 3426 (2003)]) and certain B7 or CD40 co-stimulatory molecules (Majumdar, et al., J. Biomed. Sci . Vol. 10 , pg. 228 (2003)]), suggesting that these cells have a low immunogenic phenotype (Tse, et al., Transplantation . Vol. 75, pg. 389 (2003) ]) MSCs also inhibit the T-cell proliferative response in an MHC-independent manner (Bartholomew, et al., Exp. Hematol. Vol. 30, pg. 42 (2002); Devine, et al. al., Cancer J. Vol. 7, pg. 576 (2001)] [DiNicola, et al., Blood . Vol. 99, pg. 3838 (2002)])). can enhance implantation and limit the ability of the recipient's immune system to recognize and reject allogeneic cells after transplantation.With the ability of MSCs to differentiate into appropriate cell types under local stimulation, MSCs are By producing factors that modulate the immune response and support hematopoiesis, they may be desirable stem cells for cell transplantation studies (Majumdar, et al., Hematother. Stem Cell Res.. Vol. 9, pg. 841 ( 2000)]; [Haynesworth, et al., J. Cell. Physiol . Vol. 166, pg. 585 (1996)])).

이에, 출원인들은 중간엽 줄기 세포와, 가지 세포 (DC1 및 DC2), 효과기 T-세포(Th1 및 Th2) 및 NK 세포를 비롯한 단리된 면역 세포 군집과의 상호작용을 연구하였다. 그러한 상호작용에 기초하여, 출원인들은 중간엽 줄기 세포가, 면역 반응 과정에서 여러 단계를 조절할 수 있는 다양한 인자들의 생산을 조절할 수 있다는 것을 발견하게 되었다. 따라서, 중간엽 줄기 세포는 면역계가 관련된 질환, 용태, 및 장애, 또는 염증, 상피 손상, 또는 알레르기 반응이 관련된 질환, 용태, 및 장애 치료에 사용될 수 있다. 그러한 질환, 용태, 및 장애로는 자가 면역 질환, 알레르기, 관절염, 염증 상처, 원형탈모증 (대머리), 치은염 및 치주염을 비롯한 치주 질환, 및 면역 반응이 관련된 기타 질환, 용태, 및 장애를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Accordingly, Applicants studied the interaction of mesenchymal stem cells with isolated immune cell populations including dendritic cells (DC1 and DC2), effector T-cells (Th1 and Th2) and NK cells. Based on such interactions, Applicants have discovered that mesenchymal stem cells are capable of regulating the production of various factors that can modulate several steps in the course of an immune response. Thus, mesenchymal stem cells can be used to treat diseases, conditions, and disorders involving the immune system, or diseases, conditions, and disorders involving inflammation, epithelial damage, or allergic reactions. Such diseases, conditions, and disorders include autoimmune diseases, allergies, arthritis, inflammatory wounds, alopecia areata (baldness), periodontal diseases including gingivitis and periodontitis, and other diseases, conditions, and disorders involving an immune response; It is not limited to this.

추가로, 중간엽 줄기 세포는 새로운 혈관의 형성을 자극함으로써 혈관형성을 촉진시키는 혈관 내피 성장 인자(또는 VEGF)를 발현하고 분비한다고 여겨진다. 중간엽 줄기 세포는 또한 말초 혈액 단핵구 세포(PBMC)를 자극하여 VEGF를 생산한다.Additionally, it is believed that mesenchymal stem cells express and secrete vascular endothelial growth factor (or VEGF), which promotes angiogenesis by stimulating the formation of new blood vessels. Mesenchymal stem cells also stimulate peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) to produce VEGF.

추가로, 중간엽 줄기 세포는 가지 세포(DC)를 자극하여 종양 억제와 바이러스 감염에 대한 면역을 촉진시키는 인터페론-베타(IFN-β)를 생산하는 것으로 여겨진다. Additionally, mesenchymal stem cells are believed to stimulate dendritic cells (DCs) to produce interferon-beta (IFN-β), which promotes tumor suppression and immunity to viral infection.

본 발명의 하나의 측면에 따라 동물에서 자가 면역 질환 및 이식편대 숙주 질환으로 구성된 군으로부터 선택되는 질환을 치료하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 상기 질환을 치료하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to one aspect of the present invention there is provided a method of treating a disease selected from the group consisting of autoimmune disease and graft versus host disease in an animal. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to treat the disease in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포가 자가 면역 질환 및 이식편대 숙주 질환을 억제시키는 1 이상의 기작은 조절 T-세포(Treg 세포) 및/또는 가지 세포(DC)로부터 인터루킨-10(IL-10)을 방출시킴으로써 이루어지는 것으로 여겨진다.Although the scope of this aspect of the invention is not limited to any theoretical argument, at least one mechanism by which mesenchymal stem cells suppress autoimmune diseases and graft-versus-host disease is regulatory T-cells (T reg cells) and/or or by releasing interleukin-10 (IL-10) from dendritic cells (DC).

본 발명에 따라 치료될 수 있는 자가 면역 질환으로는 I형 당뇨병, 류마티스 관절염, 포도막염, 자가면역 갑상선 질환, 염증성 장 질환, 공피증, 그레이브스병, 루프스, 크론병, 자가면역 림프세포증식성 질환(ALPS), 탈수초성 질환, 자가면역 뇌척수염, 자가면역 위염(AIG), 및 자가면역 사구체 질환을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 언급한 바와 같이, 이식편대 숙주 질환이 치료될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범주를 본원에서 언급한 특정 질환 치료로 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다.Autoimmune diseases that can be treated according to the present invention include type I diabetes, rheumatoid arthritis, uveitis, autoimmune thyroid disease, inflammatory bowel disease, scleroderma, Graves' disease, lupus, Crohn's disease, autoimmune lymphoproliferative disease (ALPS) ), demyelinating disease, autoimmune encephalomyelitis, autoimmune gastritis (AIG), and autoimmune glomerular disease. Also, as mentioned above, graft versus host disease can be treated. However, it should be understood that the scope of the present invention is not intended to be limited to the treatment of the specific diseases mentioned herein.

하나의 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포가 투여되는 동물은 포유동물이다. 포유동물은 인간 및 비인간 영장류를 비롯한, 영장류일 수 있다.In one embodiment, the animal to which mesenchymal stem cells are administered is a mammal. Mammals can be primates, including humans and non-human primates.

일반적으로, 중간엽 줄기 세포(MSC) 요법은 예를 들면, 하기 순서에 기초한다: MSC-함유 조직 수거, MSC의 단리 및 확장, 및 MSC를 생화학적으로 또는 유전적으로 조작하거나, 하지 않고 동물에게 투여.In general, mesenchymal stem cell (MSC) therapy is based, for example, on the following sequence: harvesting MSC-containing tissue, isolating and expanding MSCs, and injecting MSCs into animals with or without biochemical or genetic manipulation. administration.

투여되는 중간엽 줄기 세포는 균질 조성물일 수 있거나, MSC를 농축한 혼합된 세포 군집일 수 있다. 균질 중간엽 줄기 세포 조성물은 부착성 골수 또는 골막 세포를 배양함으로써 수득할 수 있고, 중간엽 줄기 세포는 독특한 모노클로날 항체로 동정되는 특이 세포 표면 마커에 의해 동정될 수 있다. 중간엽 줄기 세포를 농축한 세포 군집을 수득하는 방법은 예를 들면, 미국 특허 번호 제5,486,359호에 기술되어 있다. 중간엽 줄기 세포에 대한 대체 공급원으로는 혈액, 피부, 제대혈, 근육, 지방, 뼈, 및 연골막을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The mesenchymal stem cells administered may be a homogeneous composition or may be a mixed cell population enriched with MSCs. Homogeneous mesenchymal stem cell compositions can be obtained by culturing adherent bone marrow or periosteal cells, and mesenchymal stem cells can be identified by specific cell surface markers identified with unique monoclonal antibodies. Methods for obtaining cell populations enriched for mesenchymal stem cells are described, for example, in U.S. Patent No. 5,486,359. Alternative sources for mesenchymal stem cells include, but are not limited to, blood, skin, umbilical cord blood, muscle, fat, bone, and perichondrium.

중간엽 줄기 세포는 다양한 방법에 의해 투여될 수 있다. 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 정맥내, 동맥내, 또는 복강내 투여와 같이 전신 투여될 수 있다.Mesenchymal stem cells can be administered by various methods. Mesenchymal stem cells can be administered systemically, such as, for example, intravenous, intraarterial, or intraperitoneal administration.

중간엽 줄기 세포는 자가, 동종이형, 또는 이종을 비롯한, 각종 공급원으로부터 유래될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be derived from a variety of sources, including autologous, allogeneic, or xenogeneic.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 자가 면역 질환 또는 이식편대 숙주 질환을 치료하는데 효과적인 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료하고자 하는 자가 면역 질환, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered in an amount effective to treat an autoimmune disease or graft versus host disease in an animal. Mesenchymal stem cells may be administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, the autoimmune disease being treated, and the extent and severity thereof.

중간엽 줄기 세포는 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. 예를 들면, 중간엽 줄기 세포는 주사용 또는 국소용의 약제학적으로 허용가능한 액체 매질 또는 겔 중 세포 현탁액으로서 투여될 수 있다.Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier. For example, mesenchymal stem cells can be administered as a suspension of cells in a pharmaceutically acceptable liquid medium or gel for injection or topical use.

본 발명의 또다른 측면에 따라, 동물에서 염증 반응을 치료하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 염증 반응을 치료하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to another aspect of the invention, a method of treating an inflammatory response in an animal is provided. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to treat an inflammatory response in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 T-세포가 조절 T-세포(Treg)로 성숙해지는 것을 촉진시켜 염증 반응을 조절하는 것으로 여겨진다. 또한, 중간엽 줄기 세포가 1형 헬퍼 T 세포(Th1 세포)를 저해함으로써 예를 들면, 건선과 관련된 것과 같은 특정 염증 반응에서 인터페론-γ(IFN-γ)의 발현을 감소시키는 것으로 여겨진다.Although the scope of this aspect of the invention is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells regulate the inflammatory response by promoting the maturation of T-cells into regulatory T-cells (T reg ). It is also believed that mesenchymal stem cells reduce the expression of interferon-γ (IFN-γ) in certain inflammatory responses, such as those associated with psoriasis, for example, by inhibiting type 1 helper T cells (Th1 cells).

하나의 실시태양에서, 치료될 수 있는 염증 반응은 건선과 관련된 것이다.In one embodiment, the inflammatory response that can be treated is related to psoriasis.

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는, 중간엽 줄기 세포가 뇌내의 미세아교세포 및/또는 성상세포와 접촉하여 염증을 감소시킴으로써, 그에 의해 중간엽 줄기 세포가 예를 들면, 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌졸중, 또는 뇌 세포 손상과 같은 질환 또는 장애에서 활성화된 아교 세포에 의해 유발된 신경퇴행을 제한할 수 있도록 동물에게 투여될 수 있다. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are reduced by contacting the mesenchymal stem cells with microglia and/or astrocytes in the brain to reduce inflammation, thereby reducing the mesenchymal stem cells, eg, in Alzheimer's disease, Parkinson's disease. It can be administered to animals to limit neurodegeneration caused by activated glial cells in diseases or disorders such as illness, stroke, or brain cell damage.

추가의 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는, 중간엽 줄기 세포가 피부 표피내의 각질 세포 및 랑게르한스 세포와 접촉하여 건선, 만성 피부염, 및 접촉 피부염에서 발생할 수 있는 것과 같은 염증을 감소시킬 수 있도록 동물에게 투여될 수 있다. 비록 본 실시태양이 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 표피내의 각질 세포 및 랑게르한스 세포와 접촉할 수 있고, T-세포 수용체의 발현 및 사이토카인 분비 프로파일을 변경시킬 수 있으며, 이를 통해 종양 괴사 인자-알파(TNF-α)의 발현을 증가시킬 수 있고, 조절 T-세포(Treg 세포) 군집을 증가시킬 수 있을 것으로 여겨진다.In yet another embodiment, mesenchymal stem cells are provided such that the mesenchymal stem cells can contact keratinocytes and Langerhans cells in the skin epidermis to reduce inflammation, such as may occur in psoriasis, chronic dermatitis, and contact dermatitis. Can be administered to animals. Although this embodiment is not limited to any theoretical argument, mesenchymal stem cells can contact keratinocytes and Langerhans cells in the epidermis and alter the expression of T-cell receptors and cytokine secretion profiles; Through this, it is believed that the expression of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) can be increased and the regulatory T-cell (T reg cell) population can be increased.

추가의 실시태양에서, 골관절염 및 류마티스 관절염, 및 웹사이트 www.arthritis.org/conditions/diseases에 열거되어 있는 기타 관절염성 질환을 포함하나, 이에 한정되지 않는 관절염 및 관절염-유사 용태에서 발생하는 것과 같은, 골내 염증을 감소시키기 위해 중간엽 줄기 세포가 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 윤활액내 기억 T-세포에 의해 인터루킨-17 분비를 저해할 수 있는 것으로 여겨진다. In a further embodiment, such as occurs in arthritis and arthritis-like conditions, including but not limited to osteoarthritis and rheumatoid arthritis, and other arthritic conditions listed on the website www.arthritis.org/conditions/diseases . , mesenchymal stem cells can be used to reduce intraosseous inflammation. Although the scope of this embodiment is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells are capable of inhibiting interleukin-17 secretion by memory T-cells in synovial fluid.

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 염증성 장 질환 및 만성 간염시에 각각 장 및 간에서 염증을 제한하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 발명의 이러한 측면을 어떤 이론적인 논거로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포가 인터루킨-10(IL-10) 분비 증가 및 조절 T-세포(Treg 세포) 생성을 촉진하는 것으로 여겨진다. In another embodiment, mesenchymal stem cells can be used to limit inflammation in the intestine and liver, respectively, in inflammatory bowel disease and chronic hepatitis. Although not intending to limit this aspect of the invention to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells promote increased secretion of interleukin-10 (IL-10) and production of regulatory T-cells (T reg cells).

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 화상, 수술, 및 이식을 비롯한 패혈증 및 외상과 같은 병적 용태에서 중성구 및 대식세포의 과도한 활성화를 저해하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, IL-10과 같은 억제 사이토카인의 분비를 촉진시키고, 대식세포 이동 저해 인자를 저해하는 것으로 여겨진다. In another embodiment, mesenchymal stem cells can be used to inhibit excessive activation of neutrophils and macrophages in pathological conditions such as sepsis and trauma, including, for example, burns, surgery, and transplantation. Although the scope of this embodiment is not limited by any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells promote secretion of inhibitory cytokines, such as IL-10, and inhibit macrophage migration inhibitors. .

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 각막, 수정체, 색소 상피, 및 망막을 비롯한 눈, 뇌, 척수, 임산부의 자궁 및 태반, 난소, 정소, 부신 피질, 간, 및 모낭과 같은 면역 특전 부위에서의 염증을 억제하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, IL-10과 같은 억제 사이토카인의 분비와 Treg 세포의 생성을 촉진시키는 것으로 여겨진다.In another embodiment, mesenchymal stem cells are associated with the eye, brain, spinal cord, uterus and placenta of pregnant women, ovaries, testes, adrenal cortex, liver, and hair follicles, including, for example, the cornea, lens, pigment epithelium, and retina. It can be used to suppress inflammation at sites of immune privilege, such as Although the scope of this embodiment is not limited by any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells promote the secretion of inhibitory cytokines, such as IL-10 and the production of T reg cells, for example.

추가의 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 투석 및/또는 사구체신염시 말기 신질환(ESRD) 감염과 관련된 조직 손상을 치료하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 신장 수복을 촉진시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 중간엽 줄기 세포는 또한 새로운 혈관 형성을 자극하는 혈관 내피 성장 인자 (또는 VEGF)를 발현하고 분비하는데, 이는 손상된 신장 조직의 수복에 도움이 되어야 하는 것이다.In yet another embodiment, mesenchymal stem cells may be used to treat tissue damage associated with End Stage Renal Disease (ESRD) infection during dialysis and/or glomerulonephritis. Although the scope of this embodiment is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells can promote renal repair. Mesenchymal stem cells also express and secrete vascular endothelial growth factor (or VEGF), which stimulates new blood vessel formation, which should help repair damaged renal tissue.

추가의 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 인플루엔자, C형 간염, 단순 헤르페스 바이러스, 백시니아 바이러스 감염, 및 엡스타인-바 바이러스와 같은 바이러스 감염을 억제하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 인터페론-베타(IFN-β)의 분비를 촉진시키는 것으로 여겨진다. In a further embodiment, mesenchymal stem cells can be used to inhibit viral infections, such as, for example, influenza, hepatitis C, herpes simplex virus, vaccinia virus infection, and Epstein-Barr virus. Although the scope of this embodiment is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells promote the secretion of interferon-beta (IFN-β).

추가의 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 리슈마니아(Leishmania) 감염 및 헬리코박터(Helicobacter) 감염과 같은 기생충 감염을 억제하기 위해 사용될 수 있다. 비록 본 실시태양의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 2형 T 헬퍼(Th2) 세포에 의해 반응을 매개하고, 이로써, β-세포에 의해 면역글로불린 E(IgE)의 생산 증가를 촉진시키는 것으로 여겨진다. In yet another embodiment, mesenchymal stem cells can be used to inhibit parasitic infections, such as, for example, Leishmania infections and Helicobacter infections. Although the scope of this embodiment is not limited to any theoretical argument, mesenchymal stem cells mediate the response by type 2 T helper (Th2) cells and thereby immunoglobulin E (IgE) by β-cells. It is believed to promote an increase in the production of

그러나, 본 발명의 이러한 측면의 범주가 임의의 특정 염증 반응 치료로 제한되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.However, it should be understood that the scope of this aspect of the invention is not limited to treating any particular inflammatory response.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 인간 및 비인간 영장류를 비롯한 포유동물에게 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered to mammals, including humans and non-human primates, as described herein above.

중간엽 줄기 세포는 또한 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 전신 투여될 수 있다. 별법으로, 골관절염 또는 류마티스 관절염의 경우, 중간엽 줄기 세포는 관절염성 관절에 직접 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells may also be administered systemically, as described herein above. Alternatively, in the case of osteoarthritis or rheumatoid arthritis, mesenchymal stem cells can be administered directly to the arthritic joint.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 염증 반응을 치료하는데 효과적인 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료하고자 하는 염증 반응, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered in an amount effective to treat an inflammatory response in an animal. Mesenchymal stem cells may be administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The exact dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, the inflammatory response being treated, and the extent and severity thereof.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier, as described herein above.

본 발명의 또다른 측면에 따라, 동물에서 염증을 치료하고/거나 상피 손상을 수복하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 염증 및/또는 상피 손상을 치료하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to another aspect of the invention, a method for treating inflammation and/or repairing epithelial damage in an animal is provided. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to treat inflammation and/or epithelial damage in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포가 T-세포에 의한 전염증성 사이토카인 TNF-α 및 인터페론-γ의 분비를 감소시키고, T-세포에 의한 항-염증성 사이토카인 인터루킨-10(IL-10) 및 인터루킨-4(IL-4)의 분비를 증가시키는 것으로 여겨진다. 또한 중간엽 줄기 세포가 자연살(NK) 세포에 의한 인터페론-γ의 분비를 감소시키는 것으로 여겨진다.Although the scope of this aspect of the present invention is not limited to any theoretical argument, mesenchymal stem cells reduce secretion of the pro-inflammatory cytokines TNF-α and interferon-γ by T-cells, and It is believed to increase the secretion of the anti-inflammatory cytokines interleukin-10 (IL-10) and interleukin-4 (IL-4). It is also believed that mesenchymal stem cells reduce the secretion of interferon-γ by natural killer (NK) cells.

본 발명의 측면에 따라 치료될 수 있는 염증 및/또는 상피 손상으로는 자가 면역 질환, 이식 기관 거부, 화상, 창상, 열상, 및 피부 궤양화 및 당뇨성 궤양화를 비롯한 궤양화를 포함하나, 이에 한정되지 않는 다양한 질환 및 장애에 의해 유발되는 염증 및/또는 상피 손상을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Inflammatory and/or epithelial injuries that may be treated according to aspects of the present invention include autoimmune diseases, transplant rejection, burns, cuts, lacerations, and ulcerations, including skin ulcers and diabetic ulcers, but Inflammation and/or epithelial damage caused by various diseases and disorders without limitation.

하나의 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는, 류마티스 관절염, 크론병, 1형 당뇨병, 다발경화증, 공피증, 그레이브스병, 루프스, 염증성 장 질환, 자가면역 위염(AIG), 및 자가면역 사구체 질환을 포함하나, 이에 한정되지 않는 자가 면역 질환으로부터 유발된 상피 손상을 수복시키기 위하여 동물에 투여된다. 중간엽 줄기 세포는 또한 이식편대 숙주 질환(GVHD)으로부터 유발된 상피 손상을 수복시킨다.In one embodiment, mesenchymal stem cells are used to treat rheumatoid arthritis, Crohn's disease, type 1 diabetes, multiple sclerosis, scleroderma, Graves' disease, lupus, inflammatory bowel disease, autoimmune gastritis (AIG), and autoimmune glomerular disease. administered to animals to repair epithelial damage resulting from autoimmune diseases, including but not limited to. Mesenchymal stem cells also repair epithelial damage resulting from graft-versus-host disease (GVHD).

본 발명의 이러한 측면은 특히 이식편대 숙주 질환으로부터 유발된 상피 손상을 수복시키는데 적용가능하고, 더욱 특히는 피부 및/또는 위장관계에 악영향을 주는, III 등급 내지 IV 등급 이식편대 숙주 질환을 비롯한 중증 이식편대 숙주 질환으로부터 유발된 상피 손상을 수복시키는데 적용가능하다. 본 출원인들은 중증 이식편대 숙주 질환, 및 특히, III 등급 내지 IV 등급 위장관 이식편대 숙주 질환을 앓고 있는 환자에게 특히 중간엽 줄기 세포가 투여될 때, 중간엽 줄기 세포 투여가 환자의 피부 및/또는 궤양화된 장 상피 조직을 수복시켰다는 것을 발견하게 되었다. This aspect of the invention is particularly applicable to repairing epithelial damage resulting from graft-versus-host disease, and more particularly severe grafts, including Grade III to IV graft-versus-host disease, which adversely affect the skin and/or gastrointestinal system. It is applicable to repair epithelial damage resulting from host disease. Applicants have found that when mesenchymal stem cells are administered to patients suffering from severe graft-versus-host disease, and in particular Grades III to IV gastrointestinal graft-versus-host disease, administration of mesenchymal stem cells is effective in reducing the skin and/or ulceration of the patient. It was found that the tissue of the intestinal epithelium was restored.

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 이식된 기관 또는 조직의 거절에 의해 유발된 상피 손상을 수복시키기 위하여 신장, 심장, 및 폐를 포함하나, 이에 한정되지 않는 이식된 기관 또는 조직으로 동물에게 투여된다.In another embodiment, mesenchymal stem cells are administered to animals with transplanted organs or tissues, including but not limited to kidney, heart, and lung, to repair epithelial damage caused by rejection of the transplanted organ or tissue. is administered

추가의 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 화상, 창상, 열상, 및 피부 궤양화 및 당뇨성 궤양화를 포함하나, 이에 한정되지 않는 궤양화에 의해 유발된 상피 손상을 수복시키기 위하여 동물에게 투여된다.In yet another embodiment, mesenchymal stem cells are used in animals to repair epithelial damage caused by burns, wounds, lacerations, and ulcerations, including but not limited to skin ulcerations and diabetic ulcerations. is administered

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 인간 및 비인간 영장류를 비롯한 포유동물에게 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered to mammals, including humans and non-human primates, as described herein above.

중간엽 줄기 세포는 또한 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 전신 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells may also be administered systemically, as described herein above.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 상피 손상을 수복시키는데 효과적인 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료하고자 하는 상피 손상의 유형, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered in an amount effective to repair epithelial damage in an animal. Mesenchymal stem cells may be administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The precise dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors including the age, weight, and sex of the patient, the type of epithelial damage being treated, and the extent and severity thereof.

본 발명의 추가의 또다른 측면에 따라, 동물에서 암을 치료하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 암을 치료하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to yet another aspect of the present invention, a method of treating cancer in an animal is provided. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to treat cancer in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포는 가지 세포와 상호작용하여 IFN-β가 분비될 수 있도록 하고, 이는 결국에는 종양 억제자로서 작용한다고 여겨지고 있다. 치료될 수 있는 암으로는 간세포 암종, 자궁경부암, 췌장암, 전립선암, 섬유육종, 수모세포종, 및 성상세포종을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 그러나, 본 발명의 이러한 측면의 범주가 임의의 특정 암으로 제한되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.Although the scope of this aspect of the invention is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells interact with dendritic cells to allow the secretion of IFN-β, which in turn acts as a tumor suppressor there is. Cancers that can be treated include, but are not limited to, hepatocellular carcinoma, cervical cancer, pancreatic cancer, prostate cancer, fibrosarcoma, medulloblastoma, and astrocytoma. However, it should be understood that the scope of this aspect of the invention is not limited to any particular cancer.

동물은 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 인간 및 비인간 영장류를 비롯한 포유동물일 수 있다. Animals can be mammals, including humans and non-human primates, as described herein above.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 암을 치료하는데 효과적인 양으로 동물에게 투여된다. 일반적으로, 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여된다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료하고자 하는 암 질환, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered to an animal in an amount effective to treat cancer in the animal. Typically, mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The precise dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, the cancer disease being treated, and the extent and severity thereof.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있고, 전신투여될 수 있다. 별법으로, 중간엽 줄기 세포는 치료하고자 하는 암에 직접 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier and administered systemically, as described herein above. Alternatively, mesenchymal stem cells can be administered directly to the cancer to be treated.

본 발명에 따른 추가의 또다른 측면에 따라, 동물의 알레르기성 질환 또는 장애를 치료하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 중간엽 줄기 세포를 동물의 질환 또는 장애를 치료하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to yet another aspect according to the present invention, a method of treating an allergic disease or disorder in an animal is provided. The method comprises administering to an animal mesenchymal mesenchymal stem cells in an amount effective to treat a disease or disorder in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 중간엽 줄기 세포가 급성 알레르기 반응 이후에 투여되는 경우, 비만 세포 활성화 및 탈과립화를 저해하는 것으로 여겨진다. 또한, 중간엽 줄기 세포가 호염기구 활성화를 하향조절하고, 사이토카인, 예를 들면, TNF-α, 케모카인, 예를 들면, 인터루킨-8 및 단핵구 화학 유인 물질 단백질, 또는 MCP-1, 지질 매개 인자, 예를 들면, 류코트리엔을 저해하며, 주요 매개 인자, 예를 들면, 히스타민, 헤파린, 콘드로이틴황산염, 및 카텝신을 저해하는 것으로 여겨진다.Although the scope of this aspect of the invention is not limited to any theoretical argument, it is believed that mesenchymal stem cells inhibit mast cell activation and degranulation when administered following an acute allergic response. In addition, mesenchymal stem cells downregulate basophil activation, cytokines such as TNF-α, chemokines such as interleukin-8 and monocyte chemoattractant proteins, or MCP-1, lipid mediating factors It inhibits, for example, leukotrienes, and is believed to inhibit key mediators, such as histamine, heparin, chondroitin sulfate, and cathepsins.

치료될 수 있는 알레르기성 질환 또는 장애로는 천식, 알레르기성 비염, 아토피 피부염, 및 접촉 피부염을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 본 발명의 범주를 임의의 특정 알레르기성 질환 또는 장애로 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다.Allergic diseases or disorders that can be treated include, but are not limited to, asthma, allergic rhinitis, atopic dermatitis, and contact dermatitis. However, it should be understood that the scope of this invention is not intended to be limited to any particular allergic disease or disorder.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 알레르기성 질환 또는 장애를 치료하는데 효과적인 양으로 동물에게 투여된다. 동물은 포유동물일 수 있다. 포유동물은 인간 및 비인간 영장류를 비롯한, 영장류일 수 있다. 일반적으로, 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여된다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료되는 알레르기성 질환 또는 장애, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered to an animal in an amount effective to treat an allergic disease or disorder in the animal. An animal may be a mammal. Mammals can be primates, including humans and non-human primates. Typically, mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The precise dosage depends on a variety of factors including the age, weight, and sex of the patient, the allergic disease or disorder being treated, and the extent and severity thereof.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 정맥내, 또는 동맥내 투여와 같이 전신 투여될 수 있다.Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier, as described herein above. Mesenchymal stem cells can be administered systemically, eg intravenously or intraarterially.

본 발명의 추가의 측면에 따라, 동물에서 상처 치유를 촉진시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 상처 치유를 촉진시키는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to a further aspect of the present invention, a method of promoting wound healing in an animal is provided. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to promote wound healing in the animal.

비록 본 발명의 상기 측면의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 상기 언급한 바와 같이 중간엽 줄기 세포는 Treg 세포 및 가지 세포가 인터루킨-10(IL-10)을 방출하도록 유발하는 것으로 여겨진다. IL-10은 상처내 염증을 제한하거나 억제하여 상처 치유를 촉진시킨다. Although the scope of this aspect of the present invention is not limited to any theoretical argument, as mentioned above mesenchymal stem cells are believed to cause T reg cells and dendritic cells to release interleukin-10 (IL-10). It is considered IL-10 promotes wound healing by limiting or inhibiting inflammation within the wound.

추가로, 중간엽 줄기 세포는 다른 세포 유형에 의한 분비 인자를 유도함으로써 상처 치유 및 골절 치유를 촉진시킬 수 있다. 예를 들면, 중간엽 줄기 세포는 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)에 의한 혈관 내피 성장 인자(VEGF)의 프로스타글란딘 E2(PGE2)-매개 방출 뿐만 아니라, 성장 호르몬, 인슐린, 인슐린-유사 성장 인자 1(IGF-1), 인슐린-유사 성장 인자 결합 단백질-3(IGFBP-3), 및 엔도텔린-1의 PGE2-매개 방출을 유도할 수 있다.Additionally, mesenchymal stem cells can promote wound healing and fracture healing by inducing secreted factors by other cell types. For example, mesenchymal stem cells produce growth hormone, insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF), as well as prostaglandin E2 (PGE2)-mediated release of vascular endothelial growth factor (VEGF) by peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). -1), insulin-like growth factor binding protein-3 (IGFBP-3), and endothelin-1.

치유될 수 있는 상처로는 창상, 열상, 화상 및 피부 궤양화로부터 유발된 것을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wounds that can be healed include, but are not limited to, those resulting from cuts, lacerations, burns, and skin ulcerations.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 상처 치유를 촉진시키는데 효과적인 양으로 동물에게 투여된다. 동물은 포유동물일 수 있고, 포유동물은 인간 및 비인간 영장류를 비롯한, 영장류일 수 있다. 일반적으로, 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여된다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료되는 상처의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered to an animal in an amount effective to promote wound healing in the animal. An animal can be a mammal, and a mammal can be a primate, including humans and non-human primates. Typically, mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The precise dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, and the extent and severity of the wound being treated.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. 중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 전신 투여될 수 있다. 별법으로, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 중간엽 줄기 세포를 함유하는 드레싱 또는 저장소상의 액체로 상처에 직접 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier, as described herein above. Mesenchymal stem cells can be administered systemically, as described herein above. Alternatively, the mesenchymal stem cells can be administered directly to the wound, for example as a liquid on a dressing or reservoir containing the mesenchymal stem cells.

본 발명의 추가의 또다른 측면에 따라, 동물에서 섬유증을 치료하거나 예방하는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 섬유증을 치료하거나 예방하는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.According to yet another aspect of the present invention, a method for treating or preventing fibrosis in an animal is provided. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to treat or prevent fibrosis in the animal.

중간엽 줄기 세포는, 간경화, 말기 신질환과 관련된 신장 섬유증, 및 폐섬유증 (급성 호흡기 질환 증후군(ARDS) 및 만성 폐쇄 폐 질환(COPD)을 포함하나, 이에 한정되지 않음)을 포함하나, 이에 한정되지 않는, 동물의 임의 유형의 섬유증을 치료 또는 예방하기 위해 동물에게 투여될 수 있다. 본 발명의 범주가 임의의 특정 유형의 섬유증으로 제한되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.Mesenchymal stem cells include, but are not limited to, liver cirrhosis, renal fibrosis associated with end-stage renal disease, and pulmonary fibrosis (including but not limited to acute respiratory disease syndrome (ARDS) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD)). It can be administered to an animal to treat or prevent any type of fibrosis in an animal. It should be understood that the scope of the present invention is not limited to any particular type of fibrosis.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 섬유증을 치료 또는 예방하는데 효과적인 양으로 동물에게 투여된다. 동물은 포유동물일 수 있고, 포유동물은 인간 및 비인간 영장류를 비롯한, 영장류일 수 있다. 일반적으로, 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여된다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 정확한 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료 또는 예방되는 섬유증의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered to an animal in an amount effective to treat or prevent fibrosis in the animal. An animal can be a mammal, and a mammal can be a primate, including humans and non-human primates. Typically, mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The precise dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, and the extent and severity of the fibrosis being treated or prevented.

중간엽 줄기 세포는 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. 중간엽 줄기 세포는 또한 본원 상기에 기술되어 있는 바와 같이, 전신 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier, as described herein above. Mesenchymal stem cells may also be administered systemically, as described herein above.

본 발명의 또다른 목적은 혈관형성을 필요로 하는 동물의 조직 또는 기관에서 혈관형성을 촉진시키는 것이다. Another object of the present invention is to promote angiogenesis in a tissue or organ of an animal in need of angiogenesis.

따라서, 본 발명의 추가의 측면에 따라, 동물의 조직 또는 기관에서 혈관형성을 촉진시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 동물에게 중간엽 줄기 세포를 동물의 조직 또는 기관에서 혈관형성을 촉진시키는데 효과적인 양으로 투여하는 것을 포함한다.Accordingly, according to a further aspect of the present invention there is provided a method of promoting angiogenesis in a tissue or organ of an animal. The method comprises administering mesenchymal stem cells to an animal in an amount effective to promote angiogenesis in a tissue or organ of the animal.

혈관형성은 기존 미세혈관상으로부터 새로운 혈관을 형성하는 것이다. Angiogenesis is the formation of new blood vessels from pre-existing microvascular beds.

혈관형성 유도를 사용함으로써 관상 및 말초 동맥 기능부전을 치료할 수 있고, 따라서, 이는 관상 동맥 질환, 허혈성 심장 질환, 및 말초 동맥 질환 치료에 대한 비침습성의 치료적인 접근법이 될 수 있다. 혈관형성은 심장 이외의 조직 및 기관의 질환 및 장애 치료 뿐만 아니라, 심장 이외의 기관의 발생 및/또는 유지에서 중요한 역할을 할 수 있다. 혈관형성은 내부 및 외부 상처 뿐만 아니라, 피부 궤양 치료에서 중요한 역할을 할 수 있다. 혈관형성은 또한 배아 착상, 및 태반 성장 뿐만 아니라, 배아 혈관계 발생에서 중요한 역할을 할 수 있다. 혈관형성은 또한 연골 흡수와 뼈 형성을 커플링시키는데 필수적이며, 올바른 성장판 형태형성에 필수적이다.Induction of angiogenesis can be used to treat coronary and peripheral arterial insufficiency, and thus can be a non-invasive therapeutic approach to treating coronary artery disease, ischemic heart disease, and peripheral artery disease. Angiogenesis can play an important role in the development and/or maintenance of organs other than the heart, as well as in the treatment of diseases and disorders of tissues and organs other than the heart. Angiogenesis can play an important role in the treatment of internal and external wounds, as well as skin ulcers. Angiogenesis may also play an important role in embryo implantation, and placental growth, as well as development of the embryonic vasculature. Angiogenesis is also essential for coupling cartilage resorption and bone formation, and is essential for correct growth plate morphogenesis.

추가로, 혈관형성은 충분한 영양분과 가스를 수송하기 위해서는 조밀한 맥관 그물이 필요한, 예를 들면, 간과 같은 고도의 대사 기관을 성공적으로 공학처리하고 유지시키는데 필요하다.Additionally, angiogenesis is necessary to successfully engineer and maintain highly metabolic organs, such as the liver, which require a dense vascular network to transport sufficient nutrients and gases.

중간엽 줄기 세포는 다양한 방법에 의해 혈관형성을 필요로 하는 조직 또는 기관에 투여될 수 있다. 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 정맥내, 동맥내, 또는 복강내 투여와 같이 전신 투여될 수 있거나, 중간엽 줄기 세포는 예를 들면, 혈관형성을 필요로 하는 조직 또는 기관에 직접 주사하는 것과 같이, 혈관형성을 필요로 하는 조직 또는 기관에 직접 투여될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered to tissues or organs requiring angiogenesis by various methods. Mesenchymal stem cells can be administered systemically, eg, by intravenous, intraarterial, or intraperitoneal administration, or mesenchymal stem cells can be administered by direct injection, eg, into a tissue or organ in need of angiogenesis. Likewise, it can be administered directly to a tissue or organ in need of angiogenesis.

중간엽 줄기 세포는 자가, 동종이형, 또는 이종을 비롯한, 각종 공급원으로부터 유래될 수 있다. Mesenchymal stem cells can be derived from a variety of sources, including autologous, allogeneic, or xenogeneic.

비록 본 발명의 범주가 어떤 이론적인 논거로 제한되는 것은 아니지만, 동물에게 투여될 때, 중간엽 줄기 세포는 새로운 혈관 형성을 자극시키는 혈관 내피 성장 인자 (또는 VEGF)를 생산하도록 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)를 자극한다고 여겨진다.Although the scope of the present invention is not limited to any theoretical argument, when administered to an animal, mesenchymal stem cells can induce peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) to produce vascular endothelial growth factor (or VEGF) that stimulates new blood vessel formation. ) is believed to stimulate

하나의 실시태양에서, 동물은 포유동물이다. 포유동물은 인간 및 비인간 영장류를 비롯한, 영장류일 수 있다.In one embodiment, the animal is a mammal. Mammals can be primates, including humans and non-human primates.

본 발명에 따른 중간엽 줄기 세포는 혈관형성을 통해 완화, 치료, 또는 예방될 수 있는 임의의 질환 또는 장애의 치료, 완화, 또는 예방에 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 중간엽 줄기 세포는 사지, 즉, 팔, 다리, 손, 및 발 뿐만 아니라, 목 또는 다양한 기관내에 있는 차단된 동맥을 비롯한 차단된 동맥을 치료하기 위하여 동물에게 투여될 수 있다. 예를 들면, 중간엽 줄기 세포는 뇌에 공급해 주는 차단된 동맥을 치료하여 뇌졸중을 치료하거나 예방하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 중간엽 줄기 세포는 배아 및 생후 각막내 혈관을 치료하기 위해 사용될 수 있고, 사구체를 조직화하는데 사용될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 내부 및 외부, 둘 모두의 상처를 치료하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 질환, 예를 들면, 당뇨병 및 겸상 적혈구성 빈혈에 의해 유발되는 피부 궤양을 포함하나, 이에 한정되지 않는 것으로 발, 손, 다리 또는 팔에서 발견되는 피부 궤양을 치료하는데 사용될 수 있다.Mesenchymal stem cells according to the present invention can be used for the treatment, alleviation, or prevention of any disease or disorder that can be alleviated, treated, or prevented through angiogenesis. Thus, for example, mesenchymal stem cells can be administered to animals to treat blocked arteries, including blocked arteries in the limbs, ie, arms, legs, hands, and feet, as well as in the neck or various organs. . For example, mesenchymal stem cells can be used to treat or prevent stroke by treating blocked arteries supplying the brain. In addition, mesenchymal stem cells can be used to treat blood vessels in the embryonic and postnatal corneas, and can be used to organize glomeruli. In another embodiment, mesenchymal stem cells can be used to treat both internal and external wounds, as well as skin ulcers caused by diseases such as diabetes and sickle cell anemia; It can be used to treat skin ulcers found on, but not limited to, the feet, hands, legs or arms.

추가로, 혈관형성이 배아 착상, 및 태반 성장에 관여하기 때문에 중간엽 줄기 세포는 배아 착상을 촉진시키고, 유산을 예방하는데 사용될 수 있다. Additionally, since angiogenesis is involved in embryo implantation and placenta growth, mesenchymal stem cells can be used to promote embryo implantation and prevent miscarriage.

추가로, 중간엽 줄기 세포는 인간을 비롯한 태내 동물에서 혈관계 발생을 촉진시키기 위해 태내 동물에게 투여될 수 있다. Additionally, mesenchymal stem cells can be administered to an embryonic animal, including humans, to promote the development of a vasculature in the animal.

또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 연골 흡수 및 뼈 형성을 촉진시키기 위해서 뿐만 아니라, 올바른 성장판 형태형성을 촉진시키기 위해 태아 동물 또는 태내 동물에게 투여될 수 있다.In another embodiment, mesenchymal stem cells can be administered to fetal or intrauterine animals to promote correct growth plate morphogenesis, as well as to promote cartilage resorption and bone formation.

중간엽 줄기 세포는 동물에서 혈관형성을 촉진시키는데 효과적인 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포는 약 1x105 세포/kg 내지 약 1x107 세포/kg의 양으로 투여될 수 있다. 또다른 실시태양에서, 중간엽 줄기 세포는 약 1x106 세포/kg 내지 약 5x106 세포/kg의 양으로 투여된다. 중간엽 줄기 세포의 투여량은 환자의 연령, 체중, 및 성별, 치료, 완화, 또는 예방하고자 하는 질환 또는 장애, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다.Mesenchymal stem cells are administered in an amount effective to promote angiogenesis in an animal. Mesenchymal stem cells may be administered in an amount of about 1x10 5 cells/kg to about 1x10 7 cells/kg. In another embodiment, the mesenchymal stem cells are administered in an amount of about 1x10 6 cells/kg to about 5x10 6 cells/kg. The dosage of mesenchymal stem cells depends on a variety of factors, including the age, weight, and sex of the patient, the disease or disorder being treated, alleviated, or prevented, and the extent and severity thereof.

중간엽 줄기 세포는 허용가능한 약제학적 담체와 함께 투여될 수 있다. 예를 들면, 중간엽 줄기 세포는 주사용의 약제학적으로 허용가능한 액체 배지 중의 세포 현탁액으로서 투여될 수 있다. 주사는 국소적으로, 즉, 혈관형성을 필요로 하는 조직 또는 기관내로 이루어질 수 있거나, 전신으로 이루어질 수 있다. Mesenchymal stem cells can be administered with an acceptable pharmaceutical carrier. For example, mesenchymal stem cells can be administered as a cell suspension in a pharmaceutically acceptable liquid medium for injection. Injections can be made locally, ie into a tissue or organ requiring angiogenesis, or can be made systemic.

중간엽 줄기 세포는 치료제를 코딩하는 하나 이상의 폴리뉴클레오티드를 사용하여 유전적으로 공학처리될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 적절한 발현 비히클을 통해 중간엽 줄기 세포로 전달될 수 있다. 중간엽 줄기 세포를 유전적으로 공학처리하는데 사용될 수 있는 발현 비히클로는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 및 아데노-관련 바이러스 벡터를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Mesenchymal stem cells can be genetically engineered using one or more polynucleotides encoding therapeutic agents. Polynucleotides can be delivered to mesenchymal stem cells via an appropriate expression vehicle. Expression vehicles that can be used to genetically engineer mesenchymal stem cells include, but are not limited to, retroviral vectors, adenoviral vectors, and adeno-associated viral vectors.

치료제를 코딩하는 적절한 폴리뉴클레오티드를 선택하는 것은 치료되는 질환 또는 장애, 및 그의 정도 및 중증도를 비롯한 다양한 인자에 따라 달라진다. 치료제를 코딩하는 적절한 폴리뉴클레오티드, 및 적절한 발현 비히클이 추가로 미국 특허 번호 제6,355,239호에 기재되어 있다.Selecting an appropriate polynucleotide encoding a therapeutic agent depends on a variety of factors including the disease or disorder being treated and its extent and severity. Suitable polynucleotides encoding therapeutic agents, and suitable expression vehicles are further described in US Pat. No. 6,355,239.

중간엽 줄기 세포는 상기 언급한 요법 및 치료법에서 사용될 때, 성장 인자, 사이토카인, 약물, 예를 들면, 항염 약물, 및 중간엽 줄기 세포 이외의 세포, 예를 들면, 가지 세포를 포함하나, 이에 한정되지 않는, 당업자에게 공지되는 기타 치료제와 배합되어 사용될 수 있으며, 세포용의 가용성 담체, 예를 들면, 하이알유론산과 함께 투여될 수 있거나, 적절한 고체 매트릭스, 예로서, 콜라겐, 젤라틴, 또는 다른 생체적합성 중합체와 배합되어 투여될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. Mesenchymal stem cells include, but are not limited to, growth factors, cytokines, drugs, such as anti-inflammatory drugs, and cells other than mesenchymal stem cells, such as dendritic cells, when used in the above-mentioned therapies and therapies. It can be used in combination with other therapeutic agents known to those skilled in the art, including but not limited to, can be administered with a soluble carrier for the cells, such as hyaluronic acid, or can be administered with a suitable solid matrix such as collagen, gelatin, or other It should be understood that it can be administered in combination with a biocompatible polymer.

본원에 기술된 방법은 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 당업계에 널리 공지된 그의 다양한 변형과 변경이 이루어 질 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 세포 유형간의 작용 모드 또는 상호작용에 관해 제시된 임의의 이론이 어느 방식으로든 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안되는 것이며, 이는 본 발명의 방법이 보다 완전하게 이해될 수 있도록 제시되는 것으로서 이해될 수 있다.It is to be understood that the methods described herein can be performed in a variety of ways and that various modifications and variations thereof are well known in the art. In addition, any theory presented regarding the mode of action or interaction between cell types should not be construed as limiting the present invention in any way, it is to be understood as being presented so that the methods of the present invention may be more fully understood. can

이에, 본 발명은 하기 도면과 관련하여 기술될 것이다:
도 1 MSC가 가지 세포 기능을 조절한다. (a) HLA-DR 및 CD11c에 대한 항체를 사용한 성숙한 단핵구성 DC1 세포 및 HLA-DR 및 CD123 (IL-3 수용체)에 대한 항체를 사용한 형질세포모양 DC2 세포의 유세포 측정 분석. (---): 동형 대조군; ( ̄): FITC/PE 접합된 항체. (b) MSC는 각각의 활성화된 DC1 및 DC2로부터 TNF-α 분비를 저해하고 (제1 y축), IL-10 분비를 증가시킨다 (제2 y축). (c) MSC 또는 DC 단독인 것과 비교하여, 성숙한 DC1 세포와 함께 배양된 MSC는 T 세포에 의한 IFN-γ 분비를 저해하고 (제1 y축), IL-4 수준을 증가시킨다 (제2 y축). MSC의 존재하에 전염증성 IFN-γ의 생산이 감소하고, 항-염증성 IL-4 생산이 증가하였다는 것은 T 세포 군집이 항-염증성 표현형으로 변하였다는 것을 지시하였다.
도 2 MSC가 전염증성 효과기 T 세포 기능을 저해한다. (a) FITC-접합된 CD4 (x축) 및 PE 접합된 CD25 (y축) 항체로 MSC+PBMC 배양물 (MSC+PBMC)내의 PBMC 또는 비-부착성 분획을 염색함에 의한 TReg 세포수(%)의 유세포 측정 분석. 게이트는 배경으로서 동형 대조군 항체에 기초하여 설정하였다. 그래프는 5개의 독립적인 실험을 나타낸다. (b) MSC의 존재하에 생성된 TH1 세포는 세포 배양물 상등액 중 IFN-γ을 감소된 수준으로 분비하였고 (제1 y축), MSC의 존재하에 생성된 TH2 세포는 세포 배양물 상등액 중 IL-4를 증가된 양으로 분비하였다 (제2 y축). (c) MSC는 24-웰 플레이트에서 0, 24, 또는 48시간 동안 배양된, 정제된 NK 세포로부터의 IFN-γ 분비를 저해한다. 제시된 데이타는 하나의 실험의 평균±SD 사이토카인 분비이며, 이는 3개의 독립적인 실험을 나타낸다.
도 3 MSC가 T reg 세포 군집의 수를 증가시키고, GITR 발현을 증가시킨다. (a) PBMC 또는 MSC+PBMC (MSC 대 PBMC의 비 1:10) 배양물 (3일간 어떤 추가의 자극없이 배양됨)로부터의 CD4+ CD25+ Treg 세포 군집은 2단계 자기 단리 방법을 사용하여 단리시켰다. 이들 세포에 방사선을 조사하고 (임의의 추가적인 증식을 차단하기 위해), 이를, 반응자가 식물적혈구응집소 (PHA) (2.5 mg/ml) 존재하의 동종이형 PBMC (자극제 대 반응자의 비 1:100)인 혼합 림프구 반응(MLR)에서의 자극제로서 사용하였다. 세포를 48시간 동안 배양한 후, 3H 티미딘을 가하고, 24시간 후에 혼입된 방사능을 계수하였다. MSC의 존재하에 생성된 Treg 군집 (레인 3)은 MSC의 부재하에 생성된 Treg 세포 (레인 2)와 기능상 유사하다는 결과가 나왔다. (b) PBMC를 MSC 부재하에 (상단 플롯) 또는 MSC 존재하에 (MSC 대 PBMC의 비 1:10) (하단 플롯) 3일 동안 배양한 후, 비-부착성 분획을 수거하고, FITC-표지된 GITR 및 PE-표지된 CD4로 면역염색하였다. MSC 존재하에 배양된 세포의 GITR 발현이 2배 초과로 증가되었다는 결과가 나왔다.
도 4 MSC는 PGE 2 를 생산하고, PGE 2 를 차단하는 것이 MSC-매개 면역 조절 효과를 가역화시킨다. (a) 다양한 농도의 PGE2 차단제 NS-398 또는 인도메타신 (인도메트.(Indometh.)) 존재 또는 부재하에서 배양된 MSC로부터 수득한 배양물 상등액 중 PGE2 분비 (평균±SD). 저해제 농도는 μM으로 표시되고, 제시된 데이타는 24시간 배양한 후에 수득한 값이다. (b) 실시간 RT-PCR을 사용한 MSC 및 PBMC에서의 COX-1 및 COX-2 발현. MSC는 PBMC와 비교하였을 때 현저히 더 높은 수준의 COX-2를 발현시켰고, PBMC의 존재하에 MSC를 배양하였을 때에는 MSC에서 COX-2 발현이 3배 초과로 증가하였다. 3개의 독립 실험중 1개로부터 대표적인 데이타를 나타낸다. 하부 챔버 상에는 MSC가 플레이팅되어 있고, 상부 챔버 상에는 PBMC가 플레이팅되어 있는 트랜스-웰 챔버 플레이트에 MSC+PBMC 배양물을 놓았다. (c) 대조군과 비교할 때 PGE2 차단제 인도메타신 (인도.(Indo.)) 또는 NS-398의 존재가 활성화된 DC로부터의 TNF-α 분비 (□) 및 TH1 세포로부터의 IFN-γ 분비 (■)를 증가시켰다. 데이타는 MSC 및 PGE2 저해제의 부재하에 생성된 배양물로부터의 변화율(%)로서 계산하였다. (d) MSC-PBMC (1:10) 공배양시 PGE2 차단제 인도메타신 (인도.) 및 NS-398의 존재는 PHA-처리된 PBMC에 대한 MSC-매개 항-증식성 효과를 가역화시킨다. 제시한 데이타는 하나의 실험으로부터 얻은 것이며, 3개의 독립적인 실험을 나타낸다.
도 5 구성적 MSC 사이토카인 분비는 동종이형 PBMC의 존재하에서 상승한다. 앞서 특징화된 인간 MSC를 사용하여 PBMC의 존재하에 (MSC 대 PBMC의 비 1:10) (빗금친 막대) 또는 그의 부재하에 (흰색 막대) 24시간 동안 배양된 배양물 상등액 중 사이토카인 IL-6 및 VEGF, 지질 매개 인자 PGE2, 및 기질 금속단백질분해효소 1 (프로 MMP-1)의 수준을 분석하였다. MSC는 구성상 IL-6, VEGF, 및 PGE2를 생산하였고, 이들 인자 수준은 PBMC와 공배양시에 증가되었는 바, 이는 MSC가 염증 환경에서 면역 작용을 조절하는데 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 제안한다.
도 6 MSC는 용량-의존 방식으로 미토겐-유도성 T 세포 증식을 저해한다. 72시간 동안 PHA (2.5 mg/ml)의 존재 또는 부재하에서 96-웰 플레이트 상에 플레이팅된 일정한 갯수의 MSC (2,000개의 세포/웰)와 함께 동종이형 PBMC의 갯수를 증가시키면서 인큐베이션시키고, 3H 티미딘 혼입을 측정하였다 (분당 계수, cpm). MSC의 존재하에 PHA-처리된 PBMC의 증식은 용량-의존 방식으로 저해되었다. 3개의 독립 실험중 1개로부터 대표적인 데이타를 나타내다. 유사한 결과가 문헌 [LeBlanc, et al., Scand J. Immunol., Vol. 57, pg. 11 (2003)]에 보고되어 있다.
도 7 제안된 MSC 작용 기전에 관한 계략도. MSC는 선천 (DC-경로 (2)-(4); 및 NK-경로 (6)) 및 적응 (T-경로 (1) 및 (5), 및 B-경로 (7)) 면역계, 둘 모두로부터의 세포에 영향을 줌으로써 그들의 면역조절 효과를 매개한다. 침입 병원체에 대한 반응에서, 미성숙 DC는 유력한 진입 부위로 이동하여, 성숙해지고, 천연 세포를 초회감작할 수 있는 능력을 획득하여 (항원 특이 및 공자극 신호에 의해) 방어 효과기 T 세포가 된다 (세포-매개 TH1 또는 체액 TH2 면역). MSC-DC 상호작용시, MSC는 직접적인 세포와 세포 사이의 접촉에 의해 또는 분비된 인자를 통해 세포-매개 반응을 개시할 수 있는 DC의 능력을 제한하거나 (경로 (2)), 체액 반응을 개시할 수 있는 능력을 촉진시킴으로써 (경로 (4)) 면역 반응의 결과를 바꿀 수 있다. 또한, 성숙한 효과기 T 세포가 존재할 때, 상기와 MSC는 상호작용하여 TH1 (경로 (1)) 반응의 균형을 TH2 반응 쪽으로 (경로 (5)), 가능하게는, GvHD 및 자가 면역 질환 증상의 억제를 위해서는 바람직한 결과인, B 세포 활성을 유발하는 IgE를 증가시키는 쪽으로 (경로 (7)) 편중시킬 수 있다. TReg 군집의 생성을 증가시키는 (경로 (3)) MSC의 능력에 있어서 MSC는 내성인 표현형을 일으킬 수 있고, 그의 국소 미세환경내 방관자 염증을 완충시킴으로써 수혜자 숙주에 도움을 줄 수 있다. 점선 (---)은 제안된 기전을 나타낸다.
Accordingly, the present invention will be described with reference to the following figures:
Figure 1 MSCs regulate branch cell function . (a) Flow cytometric analysis of mature monocytic DC1 cells using antibodies against HLA-DR and CD11c and plasmacytoid DC2 cells using antibodies against HLA-DR and CD123 (IL-3 receptor). (---): isotype control; ( ̄): FITC/PE conjugated antibody. (b) MSCs inhibit TNF-α secretion (first y-axis) and increase IL-10 secretion (second y-axis) from activated DC1 and DC2, respectively. (c) Compared to MSCs or DCs alone, MSCs cultured with mature DC1 cells inhibit IFN-γ secretion by T cells (first y-axis) and increase IL-4 levels (second y-axis). axis). Decreased production of pro-inflammatory IFN-γ and increased production of anti-inflammatory IL-4 in the presence of MSCs indicated that the T cell population had changed to an anti-inflammatory phenotype.
Figure 2 MSCs inhibit pro-inflammatory effector T cell function. (a) T Reg cell counts by staining PBMC or non-adherent fraction in MSC+PBMC cultures (MSC+PBMC) with FITC-conjugated CD4 (x axis) and PE conjugated CD25 (y axis) antibodies %) of flow cytometric analysis. Gates were set based on an isotype control antibody as background. The graph represents 5 independent experiments. (b) T H 1 cells generated in the presence of MSCs secreted reduced levels of IFN-γ in the cell culture supernatant (first y axis), and T H 2 cells generated in the presence of MSCs secreted reduced levels of IFN-γ in the cell culture supernatant. Increased amounts of IL-4 were secreted in the supernatant (second y-axis). (c) MSCs inhibit IFN-γ secretion from purified NK cells cultured in 24-well plates for 0, 24, or 48 hours. Data shown are mean±SD cytokine secretion of one experiment, representing three independent experiments.
Figure 3 MSCs increase the number of T reg cell populations and increase GITR expression . (a) CD4 + CD25 + T reg cell populations from PBMC or MSC+PBMC (MSC to PBMC ratio 1:10) cultures (cultured without any additional stimulation for 3 days) were isolated using a two-step magnetic isolation method. isolated These cells were irradiated (to block any further proliferation) and found that the responders were allogeneic PBMCs in the presence of phytoerythroagglutinin (PHA) (2.5 mg/ml) (stimulant to responder ratio 1:100). It was used as a stimulator in the mixed lymphocyte response (MLR). After culturing the cells for 48 hours, 3 H thymidine was added and incorporated radioactivity was counted after 24 hours. Results showed that T reg populations generated in the presence of MSCs (lane 3) were functionally similar to T reg cells generated in the absence of MSCs (lane 2). (b) After culturing PBMCs in the absence of MSC (top plot) or in the presence of MSC (1:10 ratio of MSC to PBMC) (bottom plot) for 3 days, the non-adherent fraction was harvested and FITC-labeled Immunostaining was performed with GITR and PE-labeled CD4. The results showed that the GITR expression of cells cultured in the presence of MSC was increased more than 2-fold.
FIG. 4 MSCs produce PGE 2 , and blocking PGE 2 reverses MSC-mediated immunomodulatory effects . (a) PGE 2 secretion (mean±SD) in culture supernatants obtained from MSC cultured in the presence or absence of various concentrations of the PGE 2 blocker NS-398 or indomethacin (Indometh.). Inhibitor concentrations are expressed in μM and the data presented are values obtained after 24 hours incubation. (b) COX-1 and COX-2 expression in MSCs and PBMCs using real-time RT-PCR. MSCs expressed significantly higher levels of COX-2 when compared to PBMCs, and COX-2 expression in MSCs increased more than 3-fold when MSCs were cultured in the presence of PBMCs. Representative data from 1 out of 3 independent experiments are shown. MSC+PBMC cultures were placed in trans-well chamber plates with MSCs plated on the lower chamber and PBMCs plated on the upper chamber. (c) TNF-α secretion from DC activated in the presence of the PGE 2 blocker indomethacin (Indo.) or NS-398 (□) and IFN-γ from T H 1 cells when compared to control. Increased secretion (■). Data were calculated as percent change from cultures generated in the absence of MSCs and PGE 2 inhibitors. (d) Presence of PGE 2 blockers indomethacin (Ind.) and NS-398 in MSC-PBMC (1:10) co-culture reverses MSC-mediated anti-proliferative effect on PHA-treated PBMCs . Data presented are from one experiment and represent three independent experiments.
5 Constitutive MSC cytokine secretion is elevated in the presence of allogeneic PBMCs . Cytokine IL-6 in culture supernatants using previously characterized human MSCs cultured in the presence of PBMCs (1:10 ratio of MSCs to PBMCs) (hatched bars) or without them (open bars) for 24 hours. and levels of VEGF, lipid mediating factor PGE 2 , and matrix metalloproteinase 1 (pro MMP-1) were analyzed. MSCs constitutively produced IL-6, VEGF, and PGE 2 , and levels of these factors were increased upon co-culture with PBMCs, suggesting that MSCs may play an important role in regulating immune responses in an inflammatory environment. do.
Figure 6 MSCs inhibit mitogen-induced T cell proliferation in a dose-dependent manner . Incubation with increasing numbers of allogeneic PBMCs with a constant number of MSCs (2,000 cells/well) plated on a 96-well plate in the presence or absence of PHA (2.5 mg/ml) for 72 hours, 3 H Thymidine incorporation was measured (counts per minute, cpm). Proliferation of PHA-treated PBMCs in the presence of MSCs was inhibited in a dose-dependent manner. Representative data from 1 of 3 independent experiments are shown. Similar results are reported in LeBlanc, et al., Scand J. Immunol. , Vol. 57, pg. 11 (2003)].
Figure 7 Schematic diagram of the proposed MSC mechanism of action. MSCs are derived from both the innate (DC-pathway (2)-(4); and NK-pathway (6)) and adaptive (T-pathway (1) and (5), and B-pathway (7)) immune systems. mediate their immunomodulatory effects by influencing the cells of In response to invading pathogens, immature DCs migrate to potential entry sites, mature, and acquire the ability to prime natural cells (by antigen-specific and costimulatory signals) to become protective effector T cells (cells). -mediated T H 1 or humoral T H 2 immunization). Upon MSC-DC interactions, MSCs limit the ability of DCs to initiate cell-mediated responses either by direct cell-to-cell contact or through secreted factors (pathway (2)) or initiate humoral responses. (pathway (4)) can alter the outcome of the immune response. Also, when mature effector T cells are present, they and MSCs interact to shift the balance of the T H 1 (pathway (1)) response towards the T H 2 response (pathway (5)), possibly GvHD and autoimmunity. Suppression of disease symptoms can bias toward increasing IgE leading to B cell activity (pathway (7)), which is a desirable outcome. In the ability of MSCs to increase the production of T Reg populations (pathway (3)), MSCs can give rise to a resistant phenotype and benefit the recipient host by buffering bystander inflammation in their local microenvironment. The dotted line (---) represents the proposed mechanism.

실시예 1Example 1

물질 및 방법materials and methods

인간 MSC 배양Human MSC culture

인간 MSC는 문헌 [Pittenger et al., Science. Vol. 284, pg. 143 (1999)]에 기재되어 있는 바와 같이 배양하였다. 간략하게, 포이에틱스 테크놀러지, 디비젼 오브 캠브렉스 바이오사이언시스(Poietics Technologies, Div of Cambrex Biosciences)에 의해 사전 동의를 구한 후 익명의 기증자의 장골능으로부터 골수 샘플을 수집하였다. 1% 항생제-항축동제(antimyotic) 용액 (캘리포니아주 칼즈배드에 소재하는 인비트로겐(Invitrogen)) 및 10% 우태아 혈청 (FBS: 캔자스주 레넥사에 소재하는 JRH 바이오사이언시스(JRH BioSciences))을 함유하는 완전 둘베코 변형 이글 배지-저포도당(Dulbecco's Modified Eagle's Medium-Low Glucose) (캘리포니아주 칼즈배드에 소재하는 라이프 테크놀러지스(Life Technologies))에서 MSC를 배양하였다. MSC를 부착성 단층으로 배양하고, 트립신/EDTA (3분 동안 37℃에서 0.05% 트립신)로 탈착시켰다. 사용된 모든 MSC의 다계열 잠재능에 대해서는 미리 특징화하였고, 이는 중간엽 계열 (연골성, 지방형성성, 및 뼈형성성)로 분화될 수 있는 능력을 보유하였다 (문헌 [Pittenger, et al., Science, Vol. 284, pg. 143 (1999)]).Human MSCs are described by Pittenger et al., Science . Vol. 284, pg. 143 (1999)]. Briefly, bone marrow samples were collected from the iliac crest of an anonymous donor after obtaining informed consent by Poietics Technologies, Div of Cambrex Biosciences. 1% antibiotic-antimyotic solution (Invitrogen, Carlsbad, CA) and 10% fetal bovine serum (FBS: JRH BioSciences, Lenexa, Kansas) MSCs were cultured in Dulbecco's Modified Eagle's Medium-Low Glucose (Life Technologies, Carlsbad, Calif.) containing MSCs were cultured as adherent monolayers and detached with trypsin/EDTA (0.05% trypsin at 37° C. for 3 minutes). All MSCs used were previously characterized for their multi-lineage potential, which retained the ability to differentiate into mesenchymal lineages (chondrogenic, adipogenic, and osteogenic) (Pittenger, et al. , Science , Vol. 284, pg. 143 (1999)]).

가지 세포 단리dendritic cell isolation

포이에틱스 테크놀러지, 디비젼 오브 캠브렉스 바이오사이언시스 (메릴랜드주 워커스빌 소재)로부터 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)를 입수하였다. 문헌 [Dzionek, et. al., J. Immunol., Vol. 165, pg. 6037 (2000)]에 따라 2단계 자기 분리 방법을 사용하여 단핵구 계열(CD1c+)의 가지 세포(DC) 전구체를 PBMC로부터 양성적으로 선별하였다. 간략하게, 자기 비드를 사용하여 CD1c 발현 B 세포를 CD19+ 세포에서 제거한 후, B 세포가 제거된 분획을 바이오틴-표지된 CD1c (BDCA1+) 및 항-바이오틴 항체로 표지하고, 이는 제조사의 설명서 (캘리포니아주 오번에 소재하는 밀텐이 바이오텍(Miltenyi Biotech)에 따라 자기 칼럼을 사용하여 미표지 세포 분획으로부터 분리하였다. 형질세포모양 계열의 DC 전구체는 양성 표지된 항체가 코팅된 세포 (BDCA2+) (캘리포니아주 오번에 소재하는 밀텐이 바이오텍)의 면역-자기 분류에 의해 PBMC로부터 단리시켰다. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were obtained from Poietics Technologies, Division of Cambrex Biosciences (Walkersville, MD). See Dzionek, et. al., J. Immunol ., Vol. 165, pg. 6037 (2000)], dendritic cell (DC) precursors of the monocyte lineage (CD1c + ) were positively selected from PBMCs using a two-step magnetic separation method. Briefly, after CD1c expressing B cells were removed from CD19 + cells using magnetic beads, the fraction from which the B cells were removed was labeled with biotin-labeled CD1c (BDCA1 + ) and an anti-biotin antibody, which were described in the manufacturer's instructions ( Separated from the unlabeled cell fraction using a magnetic column according to Miltenyi Biotech, Auburn, Calif. DC precursors of the plasmacytoid lineage were positively labeled antibody coated cells (BDCA2 + ) (California Milteni Biotech, Auburn, MA) isolated from PBMCs by immuno-magnetic sorting.

MSC-DC 배양 MSC-DC culture

대부분의 실험에서, 인간 MSC 및 DC는 다양한 기간 동안 동수로 배양하고, 세포 배양물 상등액을 수집하고, 추가로 평가할 때까지 -80℃에서 저장하였다. 선택 실험에서는, MSC를 3일 동안 성숙한 DC1 또는 DC2 세포 (MSC:DC 비는 1:1)와 함께 배양한 후, 배합된 배양물 (MSC 및 DC)에 방사선을 조사하여 어떤 증식도 일어나지 못하도록 하였다. 이어서, 항체 정제된 천연 동종이형 T 세포 (CD4+, CD45RA+)를 방사선 조사된 MSC/DC에 가하고, 추가로 6일 동안 배양하였다. 이어서, 비-부착성 세포 분획 (정제된 T 세포)을 배양물로부터 수집하고, 2회에 걸쳐 세척하고, 추가의 24시간 동안 PHA로 다시 자극시킨 후, 세포 배양물 상등액을 수거하고, ELISA에 의해 분비된 IFN-γ 및 IL-4에 대하여여 분석하였다.In most experiments, human MSCs and DCs were cultured in equal numbers for various periods of time, and cell culture supernatants were collected and stored at -80°C until further evaluation. In selection experiments, MSCs were co-cultured with mature DC1 or DC2 cells (MSC:DC ratio of 1:1) for 3 days, and then the combined cultures (MSCs and DCs) were irradiated to prevent any proliferation. . Antibody purified native allogeneic T cells (CD4 + , CD45RA + ) were then added to the irradiated MSC/DC and cultured for an additional 6 days. The non-adherent cell fraction (purified T cells) was then collected from the culture, washed twice and re-stimulated with PHA for an additional 24 hours before the cell culture supernatant was harvested and subjected to ELISA. It was analyzed for IFN-γ and IL-4 secreted by .

NK 세포 단리NK cell isolation

제1 시약으로서 바이오틴-접합된 모노클로날 항체 (항-CD3, -CD14, -CD19, -CD36 및 항-IgE 항체)와, 제2 표지 시약으로서, 마이크로비드에 접합된 항-바이오틴 모노클로날 항체의 칵테일을 사용하여 자기적으로 표지된 비-NK 세포를 제거함으로써 정제된 NK 세포 군집을 수득하였다. 기적으로 표지된 비-NK 세포는 자기장내 MACS (캘리포니아주 오번에 소재하는 밀텐이 바이오텍) 칼럼에 유지된 반면, NK 세포는 통과함으로써 수집되었다. Biotin-conjugated monoclonal antibodies (anti-CD3, -CD14, -CD19, -CD36 and anti-IgE antibodies) as the first reagent and anti-biotin monoclonal conjugated to microbeads as the second labeling reagent. A purified NK cell population was obtained by removing magnetically labeled non-NK cells using a cocktail of antibodies. Miraculously labeled non-NK cells were maintained on a MACS (Milteni Biotech, Auburn, Calif.) column in a magnetic field, while NK cells were collected by passage.

TT RegReg 세포 군집 단리 Isolation of cell populations

2단계 단리 방법을 사용하여 TReg 세포 군집을 단리시켰다. 먼저, 비-CD4+ T 세포는 간접적으로 바이오틴 표지된 항체와 항-바이오틴 마이크로비드의 칵테일을 사용하여 자기적으로 표지하였다. 이어서, 표지된 세포는 MACS 칼럼 (캘리포니아주 오번에 소재하는 밀텐이 바이오텍) 상에서 분리하여 제거하였다. 이어서, CD4+CD25+ 세포는 CD25 마이크로비드를 사용하여 직접 표지하고, 사전에 농축된 CD4+ T 세포 분획으로부터 양성 선별에 의해 단리시켰다. 자기적으로 표지된 CD4+CD25+ T 세포는 칼럼상에 유지시키고, 자기장으로부터 칼럼을 제거한 후 용리시켰다. T Reg cell populations were isolated using a two-step isolation method. First, non-CD4 + T cells were indirectly magnetically labeled using a cocktail of biotin-labeled antibodies and anti-biotin microbeads. The labeled cells were then removed by separation on a MACS column (Milteni Biotech, Auburn, Calif.). CD4 + CD25 + cells were then directly labeled using CD25 microbeads and isolated by positive selection from the previously enriched CD4 + T cell fraction. Magnetically labeled CD4 + CD25 + T cells were maintained on the column and eluted after removal of the column from the magnetic field.

MSC의 존재하에 생성된 CD4+CD25+ 군집 증가가 사실상 억제성인지 여부를 결정하기 위하여 2단계 자기 단리 방법을 사용하여 PBMC 또는 MSC+PBMC (MSC 대 PBMC의 비 1:10) 배양물 (3일 동안 어떤 추가의 자극도 없이 배양됨)로부터 CD4+CD25+ Treg 세포 군집을 단리시켰다. 이들 세포에 방사선을 조사하여 임의의 추가 증식을 차단하고, 반응자가 PHA (2.5 ㎍/ml) 존재하의 동종이형 PBMC (자극제 대 반응자의 비 1:100)인 혼합 림프구 반응(MLR)에서의 자극제로서 사용하였다. 배양을 48시간 동안 수행한 후, 3H 티미딘을 가하였다. 24시간 후에 혼입된 방사능을 계수하였다. Cultures of PBMC or MSC + PBMC (MSC to PBMC ratio 1:10) (3 days CD4 + CD25 + T reg cell populations were isolated from cultured cells without any additional stimulation during the period. Irradiated these cells to block any further proliferation and as a stimulator in the mixed lymphocyte reaction (MLR) where the responders are allogeneic PBMCs (1:100 stimulator to responder ratio) in the presence of PHA (2.5 μg/ml) used After incubation was carried out for 48 hours, 3 H thymidine was added. The incorporated radioactivity was counted after 24 hours.

MSC의 부재 또는 존재 (MSC 대 PBMC의 비 1:10)하에 PBMC를 배양한 후, 비-부착성 분획을 수거하고, FITC-표지된 글루코코르티코이드-유도 TNF 수용체 (또는 GITR), 및 PE-표지된 CD4로 면역염색하였다.After culturing PBMCs in the absence or presence of MSCs (1:10 ratio of MSCs to PBMCs), the non-adherent fraction was harvested, FITC-labeled glucocorticoid-induced TNF receptor (or GITR), and PE-labeled immunostained with CD4.

TT HH 1/T1/T HH 2 세포 생성2 cell generation

단핵구를 제거하기 위하여 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)를 2x106 세포/ml로 37℃에서 45분 동안 플레이팅하였다. 비-부착성 분획을 MSC의 존재 또는 부재하의 3일 동안 TH1 (IL-2 (4 ng/ml) + IL-12 (5 ng/ml) + 항-IL-4 (1 ㎍/ml)) 또는 TH2 (IL-2 (4 ng/ml) + IL-4 (4 ng/ml) + 항-IFN-γ (1 ㎍/ml)) 조건하에 플레이트-결합된 항-CD3 (5 ㎍/ml) 및 항-CD28 (1 ㎍/ml) 항체의 존재하에서 인큐베이션시켰다. 세포를 세척한 후, 추가의 24시간 또는 48시간 동안 PHA (2.5 ㎍/ml)로 다시 자극시킨 후, IFN-γ 및 IL-4 수준을 ELISA (미네소타주 미니애폴리스에 소재하는 R&D 시스템즈(R&D Systems))에 의해 배양물 상등액에서 측정하였다.In order to remove monocytes, peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were plated at 2x10 6 cells/ml at 37°C for 45 minutes. The non-adherent fraction was treated with T H 1 (IL-2 (4 ng/ml) + IL-12 (5 ng/ml) + anti-IL-4 (1 μg/ml) in the presence or absence of MSCs for 3 days. ) or plate-bound anti-CD3 (5 μg) under T H 2 (IL-2 (4 ng/ml) + IL-4 (4 ng/ml) + anti-IFN-γ (1 μg/ml)) conditions /ml) and anti-CD28 (1 μg/ml) antibody. After washing the cells and re-stimulating with PHA (2.5 μg/ml) for an additional 24 or 48 hours, IFN-γ and IL-4 levels were measured by ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). ) in the culture supernatant.

MSC의 배양물 상등액중 VEGF, PGEVEGF, PGE in MSC culture supernatant 22 , 및 프로-MMP-1 수준 분석, and analysis of pro-MMP-1 levels

앞서 특징화된 인간 MSC를 사용하여 PBMC의 존재하에 (MSC 대 PBMC의 비 1:10) 또는 그의 부재하에 24시간 동안 배양된 배양물 상등액 중 인터루킨-6 (IL-6), VEGF, 지질 매개 인자 프로스타글란딘 E2(PGE2), 및 기질 금속단백질분해효소 1 (프로-MMP-1)의 수준을 분석하였다. Interleukin-6 (IL-6), VEGF, Lipid Mediating Factors in Culture Supernatants Cultured in the Presence of PBMCs (1:10 Ratio of MSCs to PBMCs) or Without PBMCs Using Human MSCs Characterized Above for 24 Hours Levels of prostaglandin E 2 (PGE 2 ), and matrix metalloproteinase 1 (pro-MMP-1) were assayed.

PBMC 증식PBMC proliferation

피콜-하이팩(Ficoll-Hypaque) (노르웨이 오슬로 림포프렙(Lymphoprep)) 상에서 류코팩 (메릴랜드주 워커스빌에 소재하는 캠브렉스(Cambrex))을 원심분리하여 정제된 PBMC를 제조하였다. 분리된 세포는 미토겐 PHA (미주리주 세인트루이스에 소재하는 시그마 케미칼즈(Sigma Chemicals))의 존재하에 48시간 동안 MSC (정착될 수 있도록 PBMC 첨가 이전에 3-4시간 동안 플레이팅됨)의 존재 또는 부재하에 배양하였다 (3중으로). 선택 실험에서 PBMC는 PGE2 저해제 인도메타신 (미주리주 세인트루이스에 소재하는 시그마 케미칼즈) 또는 NS-938 (미시간주 앤아버에 소재하는 케이만 케미칼즈(Cayman Chemicals))을 함유하는 배지에 재현탁시켰다. (3H)-티미딘을 첨가하고 (200 ㎕ 배양물 중 20 ㎕), 추가로 24시간 배양한 후 자동 수거기를 사용하여 세포를 수거하였다. PHA의 존재하의 대조군 반응 (100%)에 대한 백분율로서 MSC 또는 PGE2 차단제의 효과를 계산하였다. Purified PBMC was prepared by centrifuging Leukopaq (Cambrex, Walkersville, MD) over Ficoll-Hypaque (Lymphoprep, Oslo, Norway). Isolated cells were isolated in the presence or absence of MSCs (plated for 3-4 hours prior to addition of PBMCs to allow for settling) in the presence of the mitogen PHA (Sigma Chemicals, St. Louis, Mo.) for 48 hours. cultured (in triplicate). In selection experiments, PBMCs were resuspended in media containing the PGE 2 inhibitor indomethacin (Sigma Chemicals, St. Louis, Mo.) or NS-938 (Cayman Chemicals, Ann Arbor, Mich.). ( 3 H)-thymidine was added (20 μl in a 200 μl culture), and cells were harvested using an automatic harvester after further culturing for 24 hours. The effect of MSC or PGE 2 blockers was calculated as a percentage of the control response (100%) in the presence of PHA.

정량 RT-PCRQuantitative RT-PCR

시판용 키트 (캘리포니아주 발렌시아에 소재하는 퀴아젠(Qiagen))를 사용하여 제조사의 설명서에 따라 세포 펠릿으로부터 총 RNA를 제조하였다. DNA가 없는 키트 (텍사스주 오스틴에 소재하는 앰비온(Ambion))를 사용하여 오염성 게놈 DNA를 제거하였다. 0.5 μM 농도의 프라이머와 함께 콴티텍트 SYBR 그린 RT-PCR 키트(QuantiTect SYBR Green RT-PCR kit) (캘리포니아주 발렌시아에 소재하는 퀴아젠)를 사용하여 MJ 리서치 옵션 검출 시스템 (캘리포니아주 사우쓰 샌프란시스코 소재)에서 정량 RT-PCR을 실시하였다. 내부 대조군으로서 β-액틴을 사용하여 Ct 값 (교차점) 차이에 의해서 상이한 조건하에 배양한 세포의 발현 수준 상의 상대적인 변화를 계산하였다. COX-1 및 COX-2 특이 프라이머에 대한 서열은 COX-1: 5'-CCG GAT GCC AGT CAG GAT GAT G-3' (정방향), 5'-CTA GAC AGC CAG ATG CTG ACA G-3' (역방향); COX-2: 5'-ATC TAC CCT CCT CAA GTC CC-3'(정방향), 5'-TAC CAG AAG GGC AGG ATA CAG-3' (역방향)이었다.Total RNA was prepared from cell pellets using a commercially available kit (Qiagen, Valencia, CA) according to the manufacturer's instructions. Contaminating genomic DNA was removed using a DNA-free kit (Ambion, Austin, TX). MJ Research Option Detection System (South San Francisco, CA) using the QuantiTect SYBR Green RT-PCR kit (Qiagen, Valencia, CA) with primers at a concentration of 0.5 μM. Quantitative RT-PCR was performed. Relative changes in expression levels of cells cultured under different conditions were calculated by differences in Ct values (crossover points) using β-actin as an internal control. The sequences for COX-1 and COX-2 specific primers are COX-1: 5'-CCG GAT GCC AGT CAG GAT GAT G-3' (forward), 5'-CTA GAC AGC CAG ATG CTG ACA G-3' ( reverse); COX-2: 5'-ATC TAC CCT CCT CAA GTC CC-3' (forward), 5'-TAC CAG AAG GGC AGG ATA CAG-3' (reverse).

72시간 동안 PHA (2.5 ㎍/ml)의 존재하에 96-웰 플레이트 상에 플레이팅된 일정한 갯수의 MSC (2,000개의 세포/웰)와 함께 동종이형 PBMC의 갯수를 증가시키면서 인큐베이션시키고, 3H 티미딘 혼입을 측정하였다 (분당 계수, cpm). MSC:PBMC의 비를 1:1, 1:3, 1:10, 1:30, 및 1:81로하여 PBMC 및 MSC를 배양하였다.Incubation with increasing numbers of allogeneic PBMCs with a constant number of MSCs (2,000 cells/well) plated on a 96-well plate in the presence of PHA (2.5 μg/ml) for 72 hours, 3 H thymidine Incorporation was measured (counts per minute, cpm). PBMC and MSC were cultured at a ratio of MSC:PBMC of 1:1, 1:3, 1:10, 1:30, and 1:81.

결과result

본 연구에서, 인간 MSC와, 가지 세포 (DC1 및 DC2), 효과기 T 세포(TH1 및 TH2) 및 NK 세포를 비롯한, 단리된 면역 세포 군집 사이의 상호작용을 조사하였다. MSC와 각 면역 세포 유형 사이의 상호작용은 특이적인 결과를 가졌는데, 이는 MSC가 면역 반응 과정에서 여러 단계를 조절할 수 있다는 것을 제안한다. MSC 면역조절 효과를 조정하고, 그에 대한 원인이 될 수 있는 분비된 인자(들)의 생산을 평가하고, 프로스타글란딘 합성을 관련시켰다.In this study, interactions between human MSCs and isolated immune cell populations were investigated, including dendritic cells (DC1 and DC2), effector T cells (T H 1 and T H 2) and NK cells. Interactions between MSCs and each immune cell type had specific consequences, suggesting that MSCs can regulate multiple steps in the immune response process. The production of secreted factor(s) that modulates and may be responsible for MSC immunomodulatory effects is assessed, and prostaglandin synthesis is implicated.

각각 BDCA1+ 및 BDCA2+ 세포의 면역-자기 분류에 의해 골수모양 (DC1) 및 형질세포모양 (DC2) 전구체 가지 세포를 단리시키고, DC1 세포의 경우 GM-CSF 및 IL-4 (각각 1x103 IU/ml 및 1x103 IU/ml), 또는 DC2 세포의 경우 IL-3 (10 ng/ml)과 함께 인큐베이션시킴으로써 성숙화시켰다. 유세포 측정법을 사용하였는데, DC1 세포는 HLA-DR+ 및 CDHc+인 반면, DC2 세포는 HLA-DR+ 및 CD123+이었다 (도 1A). 염증 발생원인 세균 지질다당질 (LPS, 1 ng/ml)의 존재하에 DC1 세포는 중간 정도 수준의 TNF-α를 생산하였지만, MSC가 존재하는 경우 (1:1 내지 1:10의 비로 조사), TNF-α 분비가 50% 초과로 감소하였다 (도 1B). 한편, LPS 존재하에서 DC2 세포는 IL-10을 생산하였고, 그의 수준은 MSC:DC2 공배양시 (1:1) 2배 초과로 증가하였다 (도 1B). 그러므로, MSC는 배양물내 활성화된 DC의 사이토카인 프로파일을 보다 내성인 표현형 쪽으로 변형시켰다. 추가로, 활성화된 DC는 MSC와 함께 배양되었을 때, IFN-γ는 감소시킬 수 있고, 천연 CD4+ T 세포에 의해 분비된 IL-4 수준은 증가시킬 수 있었으며 (도 1C), 이는 전염증성 표현형으로부터 항-염증성 T-세포 표현형으로의 MSC-매개 변동을 제안한다.Myeloid (DC1) and plasmacytoid (DC2) precursor dendritic cells were isolated by immuno-magnetic sorting of BDCA1 + and BDCA2 + cells, respectively, and for DC1 cells, GM-CSF and IL-4 (1x10 3 IU/ ml and 1× 10 3 IU/ml), or IL-3 (10 ng/ml) for DC2 cells. Flow cytometry was used, DC1 cells were HLA-DR + and CDHc + , whereas DC2 cells were HLA-DR + and CD123 + (Fig. 1A). DC1 cells produced moderate levels of TNF-α in the presence of the proinflammatory bacterial lipopolysaccharide (LPS, 1 ng/ml), but in the presence of MSCs (irradiated at a ratio of 1:1 to 1:10), TNF -α secretion was reduced by more than 50% (FIG. 1B). On the other hand, in the presence of LPS, DC2 cells produced IL-10, the level of which increased more than 2-fold upon MSC:DC2 co-culture (1:1) (FIG. 1B). Therefore, MSCs altered the cytokine profile of DCs activated in culture towards a more resistant phenotype. Additionally, when the activated DCs were cultured with MSCs, they were able to decrease IFN-γ and increase the level of IL-4 secreted by native CD4 + T cells (Fig. 1C), indicating a pro-inflammatory phenotype. suggests an MSC-mediated shift from a to an anti-inflammatory T-cell phenotype.

IL-10 분비 증가가 조절 세포 생성에 있어 중요한 역할을 하기 때문에 (문헌 [Kingsley, et al., J. Immunol. Vol. 168, pg. 1080 (2002)]), PBMC 및 MSC 공배양물에서의 유세포 측정에 의해 T-조절 세포(TReg)를 정량하였다. 3-5일 동안 MSC와 함께 PBMC를 배양하였을 때, 항-CD4 및 항-CD25 항체로 PBMC를 염색하여 측정한 바에 따르면 TReg 세포의 수는 증가하였고 (도 2A), 이는 추가로 MSC-유도된 면역허용원 반응을 입증한다. MSC의 존재하에 생성된 CD4+CD25+ TReg 세포 군집은 TReg 세포 군집 상에서 발현된 세포 표면 수용체인 글루코코르티코이드-유도된 TNF 수용체 (GITR)를 증가된 수준으로 발현시켰고, 동종이형 T 세포 증식을 억제하였는 바 (도 3A,B), 사실상 억제성이었다. 이어서, T 세포 분화에 영향을 줄 수 있는 MSC의 직접적인 능력에 관해 MSC를 조사하였다. 항체 선별된 정제된 T 세포 (CD4+ Th 세포)를 사용하여 IFN-γ 생산 TH1 및 IL-4 생산 TH2 세포를 MSC의 존재 또는 부재하에서 생성하였다. 분화하는 동안 MSC가 존재할 때, TH1 세포에 의한 IFN-γ 분비는 감소하였고, TH2 세포에 의한 IL-4 분비는 증가하였다 (도 2B). Th 세포가 효과기 TH1 또는 TH2 유형으로 분화된 (3일째) 이후에 MSC를 배양물에 첨가하였을 때에는 IFN-γ 또는 IL-4 수준에 있어 어떤 유의적인 변화도 관찰되지 않았다 (데이타를 나타내지 않음). 이러한 실험은 MSC가 직접적으로 효과기 T 세포 분화에 영향을 미칠 수 있으며, T 세포 사이토카인 분비를 체액 표현형 쪽으로 변경시킬 수 있음을 제안한다. Since increased IL-10 secretion plays an important role in regulatory cell generation (Kingsley, et al., J. Immunol . Vol. 168, pg. 1080 (2002)), flow cytometry in PBMC and MSC co-cultures T-regulatory cells (T Reg ) were quantified by measurement. When PBMCs were cultured with MSCs for 3-5 days, the number of T Reg cells increased (Fig. 2A), as measured by staining PBMCs with anti-CD4 and anti-CD25 antibodies, which further MSC-derived. Demonstrate an acceptable immunosorbent response. CD4 + CD25 + T Reg cell populations generated in the presence of MSCs expressed increased levels of glucocorticoid-induced TNF receptor (GITR), a cell surface receptor expressed on T Reg cell populations, and inhibited allogeneic T cell proliferation. Inhibited (Fig. 3A,B), it was inhibitory in nature. MSCs were then investigated for their direct ability to influence T cell differentiation. Antibody-selected purified T cells (CD4 + Th cells) were used to generate IFN-γ-producing T H 1 and IL-4-producing T H 2 cells in the presence or absence of MSCs. In the presence of MSCs during differentiation, IFN-γ secretion by T H 1 cells decreased, and IL-4 secretion by T H 2 cells increased (FIG. 2B). No significant changes in IFN-γ or IL-4 levels were observed when MSCs were added to the cultures after Th cells had differentiated into effector T H 1 or T H 2 types (day 3) (data not shown). not shown). These experiments suggest that MSCs can directly affect effector T cell differentiation and alter T cell cytokine secretion towards a humoral phenotype.

유사하게, 상이한 기간 (0-48 hrs) 동안 MSC를 정제된 NK 세포 (CD3-, CD14-, CD19-, CD36-)와 함께 1:1의 비율로 배양하였을 때, 배양물 상등액 중 IFN-γ 분비는 감소하였고, 이로써 MSC는 또한 NK 세포 기능 또한 조절할 수 있다는 것을 제안한다.Similarly, when MSCs were cultured at a 1:1 ratio with purified NK cells (CD3-, CD14-, CD19-, CD36-) for different periods of time (0-48 hrs), IFN-γ in the culture supernatant Secretion was reduced, suggesting that MSCs may also regulate NK cell function as well.

이전 연구를 통해 MSC가 가용성 인자(들)에 의해 T-세포 기능을 변형시킨다는 것은 제시된 바 있다 (문헌 ([LeBlanc, et al., Exp. Hematol. Vol. 31, pg. 890 (2003)]; [Tse, et al., Transplantation, Vol. 75, pg. 389 (2003)])). MSC는 구성적으로 IL-6, 프로스타글란딘 E2, VEGF 및 프로-MMP-1을 비롯한 수개의 인자를 분비하였고, PBMC와 함께 배양하였을 때 각 수준은 증가하였다 (도 5). TNF-α를 저해하고, DC에 의한 IL-10 생산을 증가시키는 MSC-유도 인자를 조사하기 위하여, 활성화된 DC에 의해 TNF-α 생산이 저해되는 것으로 나타난 바, 프로스타글란딘 E2의 잠재적인 역할에 대하여 조사하였다 (문헌 [Vassiliou, et al., Cell. Immunol. Vol. 223, pg. 120 (2003)]). MSC 배양물 (0.5 x106 세포/ml의 24시간된 배양물)로부터의 조절된 배지는 대략 1000 pg/ml의 PGE2를 함유하였다 (도 4A). MSC에 의한 PGE2의 구성적 분비를 나타내는, 배양물 상등액 중의 공지된 PGE2 분비 유도 인자, 예로서, TNF-α, IFN-γ 또는 IL-1β는 검출가능할 정도로는 존재하지 않았다 (데이타로 나타내지 않음). PGE2 생산의 저해제인 NS-398 (5 μM) 및 인도메타신 (4 μM)의 존재하에서 hMSC에 의한 PGE2 분비는 60-90% 저해되었다 (도 4A). 구성적으로 활성인 사이클로옥시게나제 효소 1 (COX-1) 및 유도성 사이클로옥시게나제 효소 2 (COX-2)의 효소 활성의 결과로 PGE2 분비 방출이 일어나는 바 (문헌 [Harris, et al., Trends Immunol., Vol. 23, pg. 144 (2002)]), 트랜스-웰 배양물 시스템을 사용하여 MSC 및 PBMC 중 COX-1 및 COX-2에 대한 mRNA 발현에 대하여 분석하였다. MSC는 PBMC와 비교하여 유의적으로 더 높은 수준으로 COX-2를 발현하였고, 24시간 동안 MSC 및 PBMC (MSC 대 PBMC의 비 1:10)를 공배양하였을 때 발현 수준은 3배 초과로 증가하였다 (도 4B). COX-1 수준에 있어 작은 변화가 관찰되었는데, 이는 MSC-PBMC 공배양시 PGE2 분비가 증가하였다는 것 (도 5)은 COX-2 상향조절에 의해 매개된다는 것을 제안한다. DC 및 T-세포에 대한 면역조절 효과가 PGE2에 의해 매개되는지 여부를 조사하기 위하여 MSC를 PGE2 저해제 NS-398 또는 인도메타신의 존재하에 활성화된 가지 세포 (DC1) 또는 TH1 세포와 함께 배양하였다. NS-398 또는 인도메타신의 존재는 각각 DC1에 의한 TNF-α 분비 및 TH1 세포로부터의 IFN-γ 분비를 증가시켰는데 (도 4C), 이는 면역 세포 유형에 대한 MSC 효과는 PGE2에 의해 매개될 수 있다는 것을 제안한다. 최근 연구를 통해 MSC가 다양한 자극에 의해 유도된 T-세포 증식을 저해한다는 것으로 나타났다 (문헌 ([DeNicola, et al., Blood, Vol. 99, pg. 3838 (2002)]; [LeBlanc, et al., Scand. J. Immunol., Vol. 57, pg. 11 (2003)])). MSC는 용량-의존 방식으로 미토겐-유도성 T 세포 증식을 저해한다는 것이 관찰되었고 (도 6), PGE2 저해제 NS-398 (5 μM) 또는 인도메타신 (4 μM)이 존재할 경우, 저해제가 없는 대조군과 비교할 때, MSC 함유 배양물내 PHA-처리 PBMC에 의한 3H 티미딘 혼입은 70% 초과로 증가하였다 (도 4D).Previous studies have suggested that MSCs modify T-cell function by soluble factor(s) (LeBlanc, et al., Exp. Hematol . Vol. 31, pg. 890 (2003)); [Tse, et al., Transplantation , Vol. 75, pg. 389 (2003)])). MSC constitutively secreted several factors including IL-6, prostaglandin E 2 , VEGF and pro-MMP-1, and the levels of each increased when cultured with PBMCs ( FIG. 5 ). To investigate the MSC-derived factors that inhibit TNF-α and increase IL-10 production by DCs, the potential role of prostaglandin E 2 as shown to inhibit TNF-α production by activated DCs. (Vassiliou, et al., Cell. Immunol . Vol. 223, pg. 120 (2003)). Conditioned media from MSC cultures (0.5×10 6 cells/ml of 24 hour culture) contained approximately 1000 pg/ml of PGE 2 ( FIG. 4A ). Known inducers of PGE 2 secretion, such as TNF-α, IFN-γ or IL-1β, in the culture supernatant, indicating constitutive secretion of PGE 2 by MSCs, were not detectably present (data not shown). not). In the presence of inhibitors of PGE 2 production, NS-398 (5 μM) and indomethacin (4 μM), PGE 2 secretion by hMSC was inhibited by 60-90% ( FIG. 4A ). PGE 2 secretory release occurs as a result of the enzymatic activity of constitutively active cyclooxygenase enzyme 1 (COX-1) and inducible cyclooxygenase enzyme 2 (COX-2) (Harris, et al. , Trends Immunol. , Vol. MSCs expressed COX-2 at significantly higher levels compared to PBMCs, and the expression level increased more than 3-fold when MSCs and PBMCs (1:10 ratio of MSCs to PBMCs) were co-cultured for 24 hours. (Fig. 4B). Small changes were observed in COX-1 levels, suggesting that the increased PGE 2 secretion upon MSC-PBMC co-culture (FIG. 5) is mediated by COX-2 upregulation. To investigate whether the immunomodulatory effect on DC and T-cells is mediated by PGE 2 , MSCs were treated with activated dendritic cells (DC1) or T H 1 cells in the presence of the PGE 2 inhibitor NS-398 or indomethacin. cultured. The presence of NS-398 or indomethacin increased TNF-α secretion by DC1 and IFN-γ secretion from T H 1 cells, respectively (Fig. 4C), suggesting that MSC effects on immune cell types were not mediated by PGE 2 . suggest that it can be mediated. Recent studies have shown that MSCs inhibit T-cell proliferation induced by a variety of stimuli (DeNicola, et al., Blood , Vol. 99, pg. 3838 (2002); LeBlanc, et al. ., Scand. J. Immunol ., Vol. 57, pg. 11 (2003)])). It was observed that MSC inhibited mitogen-induced T cell proliferation in a dose-dependent manner (FIG. 6), and in the presence of the PGE 2 inhibitor NS-398 (5 μM) or indomethacin (4 μM), the inhibitor 3 H thymidine incorporation by PHA-treated PBMCs in MSC-containing cultures increased by more than 70% when compared to no controls (Fig. 4D).

요약하면, MSC와 다른 면역 세포 유형 사이의 상호작용 모델 (도 7)을 제안한다. 성숙한 T 세포가 존재할 때, MSC는 성숙한 T 세포와 직접 상호작용할 수 있고, 전염증성 IFN-γ 생산을 저해할 수 있고 (경로 (1)), 조절 T 세포 표현형 (경로 (3)) 및 항-염증성 TH2 세포 (경로 (5))를 촉진시킬 수 있다. 추가로, MSC는 PGE2를 분비하고, 전염증성 DC1 세포를 저해하고 (경로 (2)), 항-염증 DC2 세포 (경로 (4)) 또는 조절 DC (경로 (3))를 촉진시킴으로써 DC를 통한 T 세포 면역 반응의 결과를 바꿀 수 있다. 결과적으로, TH2 면역 쪽으로의 변동은 IgE/IgG1 하위유형 항체 생성이 증가되는 쪽으로 B 세포 활성이 바뀌었음을 제안한다 (경로 (7)). MSC는 NK 세포로부터 IFN-γ 분비를 저해할 수 있는 그의 능력에 의해서 NK 세포 기능을 변형시킬 수 있다 (경로 (6)). 이러한 MSC:면역 세포 상호작용 모델은 다른 여러 실험실에서 실시된 실험과 일치한다 (문헌 ([LeBlanc, et al., Exp. Hematol., Vol. 31, pg. 890 (2003)]; [Tse, et al., Transplantation. Vol. 75, pg. 389 (2003)]; [DiNicola, et al., Blood. Vol. 99, pg. 3838 (2002)])). 제안된 기전에 관한 추가 연구가 진행중에 있으며, MSC 투여의 생체내 효과를 연구하기 위해서는 현재 동물 연구가 필요하다. In summary, we propose a model of interaction between MSCs and other immune cell types (FIG. 7). When mature T cells are present, MSCs can directly interact with mature T cells, inhibit pro-inflammatory IFN-γ production (pathway (1)), regulate the T cell phenotype (pathway (3)) and anti- may promote inflammatory T H 2 cells (pathway (5)). Additionally, MSCs stimulate DCs by secreting PGE 2 , inhibiting pro-inflammatory DC1 cells (pathway (2)), and promoting anti-inflammatory DC2 cells (pathway (4)) or regulatory DCs (pathway (3)). can alter the outcome of the T cell immune response through Consequently, shifts toward T H 2 immunity suggest a shift in B cell activity toward increased production of IgE/IgG1 subtype antibodies (pathway (7)). MSCs can modify NK cell function by their ability to inhibit IFN-γ secretion from NK cells (pathway (6)). This MSC:immune cell interaction model is consistent with experiments conducted by several other laboratories (LeBlanc, et al., Exp. Hematol ., Vol. 31, pg. 890 (2003); Tse, et al. al., Transplantation.Vol.75 , pg.389 (2003)] [DiNicola, et al., Blood.Vol.99 , pg.3838 (2002)])). Further studies on the proposed mechanism are in progress, and animal studies are currently needed to study the in vivo effects of MSC administration.

실시예 2Example 2

중증의 IV 등급 위장관 이식편대 숙주 질환(GVHD)을 앓는 33세의 여성 환자에게 중간엽 줄기 세포를 투여하였다. 환자는 모든 다른 GVHD 치료법에 대하여 무반응이었다. 환자의 결장을 내시경 촬영하여 치료 이전의 궤양화 및 염증 부위를 나타내었다. 환자의 결장에 대한 조직학적 연구를 통해 이식편대 숙주 질환이 치료 이전 환자의 장샘 대부분을 파괴시켰다는 것이 나타났다. A 33-year-old female patient with severe grade IV gastrointestinal graft-versus-host disease (GVHD) was administered mesenchymal stem cells. The patient was unresponsive to all other GVHD therapies. Endoscopic imaging of the patient's colon revealed areas of ulceration and inflammation prior to treatment. A histological study of the patient's colon showed that graft-versus-host disease had destroyed most of the patient's intestinal glands prior to treatment.

50 ml의 플라즈마 라이트 A(Plasma Lyte A) 중 동종이형 중간엽 줄기 세포를 체중 1 kg당 3 X 106의 양으로 정맥 주입하여 환자에게 투여하였다. Allogeneic mesenchymal stem cells in 50 ml of Plasma Lyte A were injected intravenously in an amount of 3 X 10 6 per 1 kg of body weight and administered to the patient.

주입후 2주째에 환자를 평가하였다. 주입후 2주째, 환자의 결장을 내시경 촬영한 바, 치료 이전에 관찰되었던 염증 및 궤양화 부위가 치유된 것으로 나타났다. 추가로, 환자의 결장 생검을 통해 장샘이 현저히 재생된 것으로 나타났다. 따라서, 환자에게 중간엽 줄기 세포를 투여함으로써 위장관 이식편대 숙주 질환의 염증성 구성 요소가 현저히 감소하였고, 새로운 기능성 장 조직이 재생되었다. Patients were evaluated 2 weeks after infusion. Two weeks after injection, an endoscopy of the patient's colon showed that the areas of inflammation and ulceration observed before treatment had healed. Additionally, a colonic biopsy of the patient showed marked regeneration of the intestinal glands. Thus, by administering mesenchymal stem cells to patients, the inflammatory component of gastrointestinal graft-versus-host disease was significantly reduced, and new functional intestinal tissues were regenerated.

공개된 특허 출원, 기탁소 수탁 번호, 및 데이타베이스 수탁 번호를 비롯한 모든 특허와 간행물의 개시 내용들은 각각의 특허, 간행물, 기탁소 수탁 번호, 및 데이타베이스 수탁 번호가 구체적이고 개별적으로 참고로 인용된 것과 동일한 범위 로 참고로서 인용된다. The disclosures of all patents and publications, including published patent applications, depository accession numbers, and database accession numbers, are provided where each patent, publication, depository accession number, and database accession number is specifically and individually incorporated by reference. are incorporated by reference to the same extent as

그러나, 본 발명의 범주가 상기 기술된 특정 실시태양으로 제한되는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 특별히 기술된 것 이외의 것으로 실시될 수 있고, 이는 여전히 첨부된 청구의 범위 범주내에 존재할 수 있다. However, it should be understood that the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments described above. The invention may be practiced other than as specifically described, which may still fall within the scope of the appended claims.

SEQUENCE LISTING <110> Aggarwal, Sudeepta Pittenger, Mark F. Varney, Timothy Danilkovitch, Alla <120> MESENCHYMAL STEM CELLS AND USES THEREFOR <130> 19231US03 <140> US 11/726,676 <141> 2007-03-22 <150> US 11/541,853 <151> 2006-10-02 <150> US 11/080,298 <151> 2005-03-15 <150> US 60/555,118 <151> 2004-03-22 <160> 4 <170> PatentIn version 3.3 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-1 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(22) <223> COX-1 forward primer <400> 1 ccggatgcca gtcaggatga tg 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-1 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(22) <223> COX-1 reverse primer <400> 2 ctagacagcc agatgctgac ag 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> artificial <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-2 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> COX-2 forward primer <400> 3 atctaccctc ctcaagtccc 20 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer for PCR derived from human COX-2 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(21) <223> COX-2 reverse primer <400> 4 taccagaagg gcaggataca g 21 SEQUENCE LISTING <110> Aggarwal, Sudeepta Pittenger, Mark F. Varney, Timothy Danilkovitch, Alla <120> MESENCHYMAL STEM CELLS AND USES THEREFOR <130> 19231US03 <140> US 11/726,676 <141> 2007-03-22 <150> US 11/541,853 <151> 2006-10-02 <150> US 11/080,298 <151> 2005-03-15 <150> US 60/555,118 <151> 2004-03-22 <160> 4 <170> PatentIn version 3.3 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> artificial <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-1 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(22) <223> COX-1 forward primer <400> 1 ccggatgcca gtcaggatga tg 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> artificial <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-1 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(22) <223> COX-1 reverse primer <400> 2 ctagacagcc agatgctgac ag 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> <220> <223> synthetic sequences and are primers for PCR derived from human COX-2 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(20) <223> COX-2 forward primer <400> 3 atctaccctc ctcaagtccc 20 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> artificial <220> <223> primer for PCR derived from human COX-2 <220> <221> misc_feature <222> (1)..(21) <223> COX-2 reverse primer <400> 4 taccagaagg gcaggataca g 21

Claims (1)

유효량의 유전적으로 조작되지 않은 중간엽 줄기 세포를 포함하고, 동물에게 투여되며, 상기 중간엽 줄기 세포가 항-염증성 사이토카인의 분비 증가를 촉진하고 상기 유효량이 1 x 105 내지 1 x 107 세포/kg인, 자가 면역 질환 또는 염증성 질환을 앓는 동물에서 면역 반응을 조절하기 위한 제약 조성물의 용도.It comprises an effective amount of mesenchymal stem cells that have not been genetically engineered, and is administered to an animal, wherein the mesenchymal stem cells promote increased secretion of anti-inflammatory cytokines and the effective amount is 1 x 10 5 to 1 x 10 7 cells /kg, use of a pharmaceutical composition for modulating the immune response in an animal suffering from an autoimmune or inflammatory disease.
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