KR20230073997A - Method for isolation, maintenance, proliferation and differentiation of monoclonal cell from human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell and method for production of extracellular vesicles for treating salivary gland diseases - Google Patents

Method for isolation, maintenance, proliferation and differentiation of monoclonal cell from human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell and method for production of extracellular vesicles for treating salivary gland diseases Download PDF

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임재열
윤여준
홍용표
정예진
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Abstract

본 발명은 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 및 분화 방법 및 타액선 질환 치료용 세포외소포체 생산 방법에 관한 것으로, 상세하게는 수술 또는 조직검사 과정에서 얻는 소량의 주타액선 또는 소타액선 조직으로부터 최적화된 층분리 배양법을 통해 단일클론 타액선 상피세포를 분리하는 조건을 수립하였으며, 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 2D에서 장기간 배양할수 있는 배양액 조건을 확립하였다. 배양된 줄기세포는 단일클론의 타액선 기저 줄기 및 전구세포(basal stem or progenitor cells)임을 확인하였고, 수득율과 세포증식능이 우수함을 확인하였다. 특성 분석으로 상피성 줄기세포의 분리 방법을 검증하였으며, 3차원 배양 환경 하에서 다양한 세포로 분화시키는 방법을 제시하였다. 마지막으로 세포외소포체를 얻는 과정과 그 치유효능을 기술하였다. 이러한 고순도의 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 기능 저하의 근본적 치료를 위한 세포치료제 및 세포외소포체의 후보군으로 활용 가능할 뿐만 아니라, 넓게는 질환 모델링, 병리 연구, 약물 스크리닝, 독성평가, 유전자조작 등 타액선 연구 전반에 널리 활용될 수 있을 것으로 전망된다.The present invention relates to a method for isolating, maintaining, proliferating, and differentiating monoclonal cells derived from human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells, and a method for producing extracellular vesicles for treating salivary gland diseases, and in detail, a small amount obtained during surgery or biopsy Conditions for isolating monoclonal salivary gland epithelial cells from main salivary gland or minor salivary gland tissue were established through an optimized layered culture method, and culture medium conditions for long-term culture of salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in 2D were established. It was confirmed that the cultured stem cells were monoclonal salivary gland basal stem or progenitor cells, and it was confirmed that the yield and cell proliferation ability were excellent. The separation method of epithelial stem cells was verified by characterization analysis, and a method for differentiating into various cells in a 3-dimensional culture environment was presented. Finally, the process of obtaining extracellular endoplasmic reticulum and its therapeutic effect were described. These high-purity human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell-derived monoclonal cells can be used as candidates for cell therapy and extracellular vesicles for fundamental treatment of salivary gland dysfunction, as well as for disease modeling, pathology research, drug screening, It is expected to be widely used in salivary gland research, such as toxicity evaluation and genetic manipulation.

Description

인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 및 분화 방법 및 타액선 질환 치료용 세포외소포체 생산 방법{Method for isolation, maintenance, proliferation and differentiation of monoclonal cell from human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell and method for production of extracellular vesicles for treating salivary gland diseases}Method for isolation, maintenance, proliferation and differentiation of monoclonal cells derived from human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells, methods for isolation, maintenance, proliferation and differentiation of monoclonal cells and methods for producing extracellular vesicles for treatment of salivary gland diseases cell or progenitor cell and method for production of extracellular vesicles for treating salivary gland diseases}

본 발명은 인간의 주타액선 및 소타액선의 상피성 기저 줄기세포 또는 전구세포를 단일클론 세포 형태로 분리하고 체외에서 장기간 배양을 유지하며 증식하는 방법 및 이를 활용한 타액선 질환 치료용 세포외소포체 생산 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for isolating epithelial basal stem cells or progenitor cells of human main and minor salivary glands in the form of monoclonal cells and proliferating while maintaining long-term culture in vitro and a method for producing extracellular vesicles for treatment of salivary gland diseases using the same It is about.

"줄기세포"란 다양한 세포로 분화 가능한 능력과 함께, 끊임없이 자신과 같은 세포로 대칭적, 혹은 비대칭적으로 증식하는 자가복제 능력을 갖는 미분화 세포를 일컫는다. 줄기세포는 태아의 발생과정 중 모든 부위에 존재하며, 성인이 되어서는 중간엽줄기세포(Mesenchymal stem cells, MSC)의 경우는 골수 및 지방 조직 그리고 조직 내 간질 등에 존재하게 되며, 상피성줄기세포(Epithelial stem cells)의 경우는 각 조직의 실질(Parenchyme)에 위치하게 된다. 줄기세포를 이용한 연구는 줄기세포의 개념이 정립된 이후부터 현재까지 활발히 그리고 다양한 분야에서 진행되어 왔으며, 특히 줄기세포의 직접 분화에 의한 조직재생, 측분비(Paracrine secretion)에 의한 항염증 및 항섬유화, 그리고 세포간 신호전달 및 미세환경 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 세포외소포체(Extracellular vesicles)에 대한 연구가 수행되고 있다. 줄기세포는 크게 배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도만능줄기세포로 나눌 수 있다. 이 중, 배아줄기세포는 인간의 배아로부터 추출하여 생명윤리적 논란과 동시에 종양유발에 대한 한계로 연구의 확장이 제한적이라는 단점이 있다. 유도만능줄기세포는 성체줄기세포의 특정 유전자를 인위적으로 조작하여 미분화상태로 돌아가는 역분화 현상을 유도, 배아줄기세포의 전분화능을 획득케 한 줄기세포이다. 다만 유도만능줄기세포의 연구를 위해서는 시설, 설비, 연구자 숙련도 등 비용적 문제가 뒤따른다. 성체줄기세포는 상술했던 두 가지의 줄기세포에 비해 분화 가능한 세포의 범위가 정해져있어 조직 특이적 줄기세포라고도 불리며, 윤리적 논란으로부터 상대적으로 자유롭고, 자가 이식을 할 수 있다는 점과 타인의 줄기세포를 활용하는 경우 발생 가능한 면역거부반응도 해결할 수 있다. 또한 연구에 있어서 높은 수준의 비용이나 숙련도를 요구하지 않는다는 장점이 있다."Stem cell" refers to an undifferentiated cell having the ability to differentiate into various cells and the self-renewal ability to continuously proliferate symmetrically or asymmetrically into the same cell as itself. Stem cells exist in all parts of the fetal development process, and in adulthood, mesenchymal stem cells (MSC) exist in the bone marrow, adipose tissue, and interstitium within tissues, and epithelial stem cells ( Epithelial stem cells) are located in the parenchyme of each tissue. Research using stem cells has been actively conducted in various fields since the concept of stem cells was established until now. In particular, tissue regeneration by direct differentiation of stem cells, anti-inflammation and anti-fibrosis by paracrine secretion , and studies on extracellular vesicles, which are known to play an important role in intercellular signaling and microenvironmental regulation, are being conducted. Stem cells can be largely divided into embryonic stem cells, adult stem cells, and induced pluripotent stem cells. Among these, embryonic stem cells are extracted from human embryos and have the disadvantage of limiting the expansion of research due to bioethical controversy and limitations on tumor induction. Induced pluripotent stem cells are stem cells that acquire the pluripotency of embryonic stem cells by artificially manipulating specific genes of adult stem cells to induce a dedifferentiation phenomenon that returns to an undifferentiated state. However, induced pluripotent stem cell research entails cost issues such as facilities, equipment, and researcher skills. Compared to the above two types of stem cells, adult stem cells are also called tissue-specific stem cells because the range of cells that can be differentiated is set. In this case, possible immune rejection reactions can also be resolved. In addition, it has the advantage that it does not require a high level of cost or skill in research.

줄기세포 치료제는 현재 치료법이 발견되지 않은 난치성, 퇴행성 질환의 치료제의 후보로서 각광받고 있다. 그러나 여러 가지 한계 또한 존재한다. 현재 줄기세포 치료제를 위한 성체줄기세포 분리에 널리 사용하고 있는 방법은 '농도구배원심분리법(Density-Gradient Centrifugation Method, GCM)'으로, 원심분리를 이용하여 분리한 세포를 항체나 유세포 분석의 일종인 Fluorescence-activated Cell Sorting (FACS)를 이용하여 선별한 후, 배양기 바닥에 부착해 자라는 세포를 분리해 대량배양한 방법이다. 이러한 방법은 줄기세포가 아닌 세포를 배제하지 못한다는 단점, 즉 줄기세포의 순도적 측면에서 한계가 분명하다. 기존의 세포치료제의 한계는 줄기세포의 순도에 기인했을 수 있다는 지적이 나오고 있는 상황으로, 이는 분명히 개선해야 할 상황으로 판단된다. 이를 보완하기 위한 방법으로 ‘층분리배양법(Subfractionation Culturing Method, SCM)’이 고안되었다. SCM은 세포를 여러 단계에 걸쳐 이동시키면서 줄기세포만을 골라내는 기술로, GCM과 비교하여 보다 고순도의 줄기세포를 분리할 수 있다는 장점이 있다. 이는 곧 줄기세포 치료에 대한 근본적인 효과 개선에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.Stem cell therapy is in the limelight as a candidate for treatment of incurable and degenerative diseases for which no cure has been found. However, several limitations also exist. Currently, the widely used method for isolating adult stem cells for stem cell therapy is 'Density-Gradient Centrifugation Method (GCM)', which is a type of antibody or flow cytometry. After selection using Fluorescence-activated Cell Sorting (FACS), cells that attach to the bottom of the incubator and grow are separated and cultured in large quantities. The disadvantage of this method is that it cannot exclude cells other than stem cells, that is, the limitation in terms of purity of stem cells is clear. It is pointed out that the limitations of existing cell therapy products may be due to the purity of stem cells, and this is clearly a situation that needs to be improved. As a way to compensate for this, the ‘Subfractionation Culturing Method (SCM)’ was devised. SCM is a technology that selects only stem cells while moving cells through several stages. Compared to GCM, it has the advantage of being able to isolate stem cells with a higher purity. This suggests that it can affect the improvement of the fundamental effect of stem cell therapy.

기존 SCM의 활용은 골수나 지방, 제대혈 등에 존재하는 ‘중간엽 줄기세포(Mesenchymal stem cells, MSC)’에 집중되어 있다. 이는 ‘사이토카인’이나 ‘케모카인’과 같은 다양한 신호전달 물질이나 성장인자들을 주변으로 분비하여, 특정 조직의 재생이나 분화 등을 유도할 뿐만 아니라, 면역관용이나 면역 억제작용을 함으로써, 다양한 활용 방안이 모색되고 있다. The use of existing SCM is focused on mesenchymal stem cells (MSC), which exist in bone marrow, fat, and umbilical cord blood. It not only induces regeneration or differentiation of specific tissues by secreting various signaling substances or growth factors such as 'cytokine' or 'chemokine' into the surroundings, but also exhibits immune tolerance or immunosuppressive action. are being sought

타액선의 기능을 담당하는 주된 세포는 상피세포(Epithelial cell)로, 타액선의 상피세포는 그 기능과 특성을 달리하는 샘꽈리 상피세포(Acinar epithelial cell), 관 상피세포(Ductal epithelial cell), 샘꽈리 상피세포를 쥐어짜서 침을 분비하게 하는 근상피세포(Myoepithelial cell) 그리고 근상피세포와 샘꽈리 상피세포에 신경전달물질을 분비해주는 신경세포(Neuroanl cell)로 나뉘어진다. 타액선 기능저하(Salivary gland hypofunction)는 주로 약물치료, 방사선 치료, 노화, 자가면역 질환 등, 여러 인자에 의해 상피세포, 특히 타액 분비기능에 주된 역할을 갖는 세포인 샘꽈리 상피세포와 타액선 손상 회복에 주된 역할을 하는 상피성 줄기세포(Epithelial stem cell, ESC)가 손상되고 고갈되어 나타나는 증상이다. 이는 타액의 분비능 저하와 회복력 감소에 따른 삶의 질 하락, 구강 질환의 빈발 등으로 이어진다. 이를 위해 인공타액과 같은 일시적인 증상 완화 방법 등이 강구되고 있으나, 아직 근본적인 치료법이 제시되지 않는 상황이다. 이의 근본적인 치료법으로 대두되고 있는 것이 바로 줄기세포 치료법으로, 중간엽 줄기세포가 조직성장인자나 사이토카인을 분비하여 조직내 상피세포의 손상을 완화하거나 재생할수 있는 것으로 알려져 있다. 샘꽈리 상피세포나 관 상피세포가 전구, 줄기세포의 특성을 가지며 조직 재생에 역할을 한다는 연구 결과가 잇따라 발표되고 있다. 그러나 이러한 상피성 전구세포 또는 줄기세포, 또는 엑소좀과 같은 줄기세포 유래물을 치료제로 직접 개발하는 것은 아직까지 쉽지 않은 상황이다.The main cell responsible for the function of the salivary gland is the epithelial cell. It is divided into myoepithelial cells, which squeeze epithelial cells to secrete saliva, and neuroanl cells, which secrete neurotransmitters to myoepithelial cells and acinar epithelial cells. Salivary gland hypofunction is mainly caused by various factors such as drug treatment, radiation treatment, aging, autoimmune disease, etc., to repair damage to epithelial cells, especially acinar epithelial cells, which play a major role in salivary secretion function, and salivary glands. Epithelial stem cells (ESCs), which play a major role, are damaged and depleted. This leads to a decrease in salivary secretion and a decrease in resilience, resulting in a decrease in quality of life and frequent oral diseases. To this end, temporary symptom relief methods such as artificial saliva are being sought, but a fundamental treatment has not yet been proposed. Stem cell therapy is emerging as a fundamental treatment for this, and it is known that mesenchymal stem cells can secrete tissue growth factors or cytokines to relieve or regenerate damage to epithelial cells in tissues. Studies have been published one after another showing that acinar epithelial cells or ductal epithelial cells have characteristics of progenitors and stem cells and play a role in tissue regeneration. However, it is still not easy to directly develop these epithelial progenitor cells or stem cells, or stem cell-derived products such as exosomes as therapeutic agents.

상피성 줄기세포를 치료제로 개발하기 어려운 가장 큰 이유는, 현재까지 소량의 조직에서 유래한 조직 특이 상피성 줄기세포의 분리 및 단일클론 상피성 줄기세포 배양이 쉽지 않은 이유 때문이다. 무엇보다 2D에서 상피성 줄기세포를 장기간 배양하는 것은 매우 어려운 기술이다. 따라서 환자의 조직검사 과정을 통해 얻은 소량의 타액선 조직 유래 상피성 줄기세포를 고순도 단일클론세포로 분리하고, 이를 2차원 배양 조건에서 유지 및 증식시키는 기술은 유용성이 클 것이다. 또한 증식능이 우수하고 세포외소포체 분비량이 뛰어나며, 조직 특이적이며, 조직내 세포로의 분화능이 뛰어난 상피성 줄기세포를 분리 및 증식한 후 세포치료제 또는 세포외소포체 치료제로 활용할 수 있다면, 타액선 기능 저하의 근본적인 치료법 중 하나로써 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 타액선 관련 연구 전반에 줄기세포를 이용한 발생학 등으로 활용 가능할 것으로 기대된다. 이를 위해서는 소량의 타액선 조직으로부터 상피성 줄기세포의 단일클론 분리 배양, 장기간의 체외배양과 세포외 소포체 대량생산이 가능한 증식능 유지, 임상 적용을 위해 이종 물질들이 배양액에 포함되지 않게 하는 것 등이 주된 과제이다.The biggest reason why it is difficult to develop epithelial stem cells as a therapeutic agent is that it is not easy to isolate tissue-specific epithelial stem cells derived from a small amount of tissue and culture monoclonal epithelial stem cells. Above all, long-term culture of epithelial stem cells in 2D is a very difficult technique. Therefore, a technique for isolating a small amount of salivary gland tissue-derived epithelial stem cells obtained through a patient's biopsy process into high-purity monoclonal cells, and maintaining and proliferating them in two-dimensional culture conditions would be very useful. In addition, if epithelial stem cells with excellent proliferative ability, excellent secretion of extracellular vesicles, tissue specificity, and excellent ability to differentiate into cells within the tissue can be isolated and proliferated and used as cell therapy or extracellular vesicle therapy, salivary gland function decline It is expected that it can be used not only as one of the fundamental treatments for the disease, but also as an embryology using stem cells throughout salivary gland related research. To this end, the main challenges include isolation and cultivation of monoclonal epithelial stem cells from a small amount of salivary gland tissue, long-term in vitro culture and maintenance of proliferative ability capable of mass-producing extracellular vesicles, and preventing heterogeneous substances from being included in the culture medium for clinical application. am.

한국등록특허 제10-2168088호 (2020.10.14 등록)Korean Registered Patent No. 10-2168088 (registered on October 14, 2020)

본 발명의 목적은 층분리배양기술을 최적화하여 소량의 타액선 조직으로부터 고순도의 인간 타액선 상피성 줄기 또는 전구세포(Stem or progenitor cells) 유래 단일클론세포(monoclonal cells)를 특이적으로 분리 후, 화학적으로 조성된 배양액과 저분자 화합물 조합을 이용한 배양을 통하여 이종물질(bovine serum, bovine pituitary extract, porcine derived materials)의 함유를 최소화하고 궁극적으로는 animal free 환경하에서 타액선 상피성 줄기세포의 특성을 장시간 유지하면서 장기 배양 및 증식, 분화능의 재현과 대량의 세포외소포체를 수득하는 방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to optimize the layer separation culture technology to specifically isolate high-purity human salivary gland epithelial stem or progenitor cells-derived monoclonal cells from a small amount of salivary gland tissue, and chemically Minimize the content of heterogeneous substances (bovine serum, bovine pituitary extract, porcine derived materials) through cultivation using a combination of the prepared culture medium and low-molecular compound, and ultimately maintain the characteristics of salivary gland epithelial stem cells for a long time in an animal-free environment for a long time It is to provide a method for obtaining a large amount of extracellular vesicles and reproduction of culture and proliferation, differentiation potential.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Y-27632, A83-01 및 뼈 형성 단백질(bone morphogenetic protein; BMP) 억제제가 함유된 배지를 유효성분으로 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 또는 분화용 배양액 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a monoclonal cell derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells containing a medium containing Y-27632, A83-01 and a bone morphogenetic protein (BMP) inhibitor as an active ingredient. A culture medium composition for cell isolation, maintenance, proliferation or differentiation is provided.

또한, 본 발명은 (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계; (2) 상기 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계; 및 (3) 상기 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 분리, 유지 및 증식 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue; (2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture composition; and (3) maintaining or proliferating the isolated salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture composition, isolating and maintaining the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells. and propagation methods.

또한, 본 발명은 (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계; (2) 상기 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계; (3) 상기 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계; 및 (4) 상기 유지 또는 증식된 타액선 상피세포로부터 세포외소포체를 분리하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포로부터 세포외소포체를 생산하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue; (2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture composition; (3) maintaining or proliferating the salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture composition; and (4) separating the extracellular vesicles from the maintained or proliferated salivary gland epithelial cells.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 분리, 유지 및 증식된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 배양액; 또는 상기의 방법에 따라 생산된 세포외소포체를 유효성분으로 포함하는 타액선 염증 질환 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a culture solution of monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells isolated, maintained, and proliferated according to the above method; Or it provides a pharmaceutical composition for preventing or treating salivary gland inflammatory disease comprising the extracellular vesicles produced according to the above method as an active ingredient.

본 발명은 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 및 분화 방법 및 타액선 질환 치료용 세포외소포체 생산 방법에 관한 것으로, 상세하게는 수술 또는 조직검사 과정에서 얻는 소량의 주타액선 또는 소타액선 조직으로부터 최적화된 층분리 배양법을 통해 단일클론 타액선 상피세포를 분리하는 조건을 수립하였으며, 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 2D에서 장기간 배양할수 있는 배양액 조건을 확립하였다. 배양된 줄기세포는 단일클론의 타액선 기저 줄기 및 전구세포(basal stem or progenitor cells)임을 확인하였고, 수득율과 세포증식능이 우수함을 확인하였다. 특성 분석으로 상피성 줄기세포의 분리 방법을 검증하였으며, 3차원 배양 환경하에서 다양한 세포로 분화시키는 방법을 제시하였다. 마지막으로 세포외소포체를 얻는 과정과 그 치유효능을 기술하였다. 이러한 고순도의 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 기능 저하의 근본적 치료를 위한 세포치료제 및 세포외소포체의 후보군으로 활용 가능할 뿐만 아니라, 넓게는 질환 모델링, 병리 연구, 약물 스크리닝, 독성평가, 유전자조작 등 타액선 연구 전반에 널리 활용될 수 있을 것으로 전망된다.The present invention relates to a method for isolating, maintaining, proliferating, and differentiating monoclonal cells derived from human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells, and a method for producing extracellular vesicles for treating salivary gland diseases, and in detail, a small amount obtained during surgery or biopsy Conditions for isolating monoclonal salivary gland epithelial cells from main salivary gland or minor salivary gland tissue were established through an optimized layered culture method, and culture medium conditions for long-term culture of salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in 2D were established. It was confirmed that the cultured stem cells were monoclonal salivary gland basal stem or progenitor cells, and it was confirmed that the yield and cell proliferation ability were excellent. The method for separating epithelial stem cells was verified by characterization analysis, and a method for differentiating into various cells in a 3-dimensional culture environment was presented. Finally, the process of obtaining extracellular endoplasmic reticulum and its therapeutic effect were described. These high-purity human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell-derived monoclonal cells can be used as candidates for cell therapy and extracellular vesicles for fundamental treatment of salivary gland dysfunction, as well as for disease modeling, pathology research, drug screening, It is expected to be widely used in salivary gland research, such as toxicity evaluation and genetic manipulation.

도 1은 SCM을 통한 타액선 상피세포의 단일클론세포 수득에 대한 모식도이다.
도 2는 각 CDM(Chemically defined medium)에서 저분자 화합물 조합 없이 타액선 상피세포의 성장한계 시의 모습을 나타낸다.
도 3는 Dermacult를 이용하여 저분자 화합물의 농도 스크리닝 결과를 나타낸다.
도 4는 저분자 화합물 복합 조건에서 농도 스크리닝 결과를 나타낸다.
도 5는 각 CDM에서 저분자 화합물 조합으로 증가한 타액선 상피세포의 성장한계 시 모습 결과를 나타낸다.
도 6은 저분자 화합물 복합 조건에 의하여 단축된 population doubling time 결과를 나타낸다.
도 7은 저분자 화합물 복합 조건에서 농도 스크리닝 결과를 나타낸다.
도 8은 초기 SCM으로 세포 분리 시, WNT를 첨가하여 세포 생장의 촉진 결과를 나타낸다.
도 9는 유세포 분석을 통한 배양된 세포의 성격 규명 결과를 나타낸다.
도 10은 이하선 단세포 전사체 분석을 통한 기저 세포 유전자 발현 마커 확인 결과를 나타낸다.
도 11은 면역형광염색을 통한 타액선 기저 (전구)줄기세포 확인 결과를 나타낸다.
도 12는 유세포 분석을 통한 타액선 상피성 줄기세포 세포 표지자 검증 결과를 나타낸다.
도 13은 Bulk-RNA seq에서 유전자 발현 차등 결과를 나타낸다.
도 14는 콜로니 별로 다른 세포의 성격 분석 결과를 나타낸다.
도 15는 유세포 분석을 통한 타액선 상피성 줄기세포 세포 표지자 검증 결과를 나타낸다.
도 16은 K-SFM과 Dermacult의 엑소좀 생산량 비교 및 저분자 화합물에 의한 엑소좀 생산 증대 결과를 나타낸다.
도 17은 타액선 상피성 줄기세포에서 엑소좀 추출 및 검증 결과를 나타낸다.
도 18은 타액선 결찰 모델에서 엑소좀에 의한 항염증 효과 결과를 나타낸다.
1 is a schematic diagram for obtaining monoclonal cells of salivary gland epithelial cells through SCM.
Figure 2 shows the appearance of salivary gland epithelial cells at the limit of growth without a combination of low molecular weight compounds in each chemically defined medium (CDM).
3 shows the results of concentration screening of low molecular weight compounds using Dermacult.
Figure 4 shows the concentration screening results in the low molecular compound complex condition.
Figure 5 shows the results of the growth limit of the salivary gland epithelial cells increased by the combination of small molecule compounds in each CDM.
Figure 6 shows the results of population doubling time shortened by the low molecular compound complex condition.
7 shows the concentration screening results in the low molecular compound complex conditions.
Figure 8 shows the result of promoting cell growth by adding WNT during cell separation by initial SCM.
9 shows the results of characterization of cultured cells through flow cytometry.
10 shows the results of confirming basal cell gene expression markers through parotid single cell transcriptome analysis.
11 shows the result of confirming salivary gland basal (progenitor) stem cells through immunofluorescence staining.
12 shows the results of cell marker verification of salivary gland epithelial stem cells through flow cytometry.
13 shows differential gene expression results from Bulk-RNA seq.
14 shows the results of character analysis of different cells for each colony.
15 shows the results of cell marker verification of salivary gland epithelial stem cells through flow cytometry.
16 shows a comparison of exosome production rates between K-SFM and Dermacult, and results of increasing exosome production by the low-molecular-weight compound.
17 shows exosome extraction and validation results from salivary gland epithelial stem cells.
18 shows the anti-inflammatory effect results of exosomes in the salivary gland ligation model.

본 발명자들은 상피세포 배양이 가능한 basal medium으로, CDM(Chemically defined medium) 4종을 테스트하였으며, 성장인자인 WNT3A, 저분자 화합물인 Y-27632 또는 그와 유사한 ROCK I/II 저해제, A83-01 또는 그와 유사한 TGF-beta pathway 저해제, DMH1 및 LDN193189 와 같은 BMP pathway 저해제가 함유된 배지를 유효성분으로 포함하는 타액선 상피성 기저 줄기세포 또는 전구세포 전구세포 (Salivary gland epithelial stem or progenitor cells)를 단일클론 세포군 (Monoclonal cell population)의 형태로 분리, 유지, 증식 또는 분화용 배양액 조성물을 최적화하고, 본 발명을 완성하였다.The present inventors tested four types of chemically defined medium (CDM) as a basal medium capable of culturing epithelial cells, and tested WNT3A, a growth factor, Y-27632, a small molecule compound, or a similar ROCK I/II inhibitor, A83-01 or its Salivary gland epithelial basal stem cells or progenitor cells containing medium containing TGF-beta pathway inhibitors similar to TGF-beta pathway inhibitors and BMP pathway inhibitors such as DMH1 and LDN193189 as active ingredients are monoclonal cell groups The present invention was completed by optimizing the culture medium composition for isolation, maintenance, proliferation or differentiation in the form of (monoclonal cell population).

본 발명은 Y-27632, A83-01 및 뼈 형성 단백질(bone morphogenetic protein; BMP) 억제제가 함유된 배지를 유효성분으로 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 또는 분화용 배양액 조성물을 제공한다. The present invention isolates, maintains, proliferates, or separates monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells containing a medium containing Y-27632, A83-01 and a bone morphogenetic protein (BMP) inhibitor as active ingredients. A culture medium composition for differentiation is provided.

바람직하게는, 상기 배양액 조성물은 최종 농도 1 내지 20 μM의 Y-27632 및 0.2 내지 2 μM의 A83-01을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the culture medium composition may include Y-27632 at a final concentration of 1 to 20 µM and A83-01 at a final concentration of 0.2 to 2 µM, but is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 BMP 억제제는 DMH1 또는 LDN193189일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는, 상기 배양액 조성물은 최종 농도 0.1 내지 2 μM의 DMH1 또는 0.05 내지 0.5 μM의 LDN193189을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the BMP inhibitor may be DMH1 or LDN193189, but is not limited thereto. More preferably, the culture medium composition may include DMH1 at a final concentration of 0.1 to 2 µM or LDN193189 at a final concentration of 0.05 to 0.5 µM, but is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 배지는 층분리배양법(Subfractionation Culturing Method, SCM)에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the medium may be applied to a subfractionation culturing method (SCM), but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계; (2) 상기 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계; 및 (3) 상기 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 분리, 유지 및 증식 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue; (2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture composition; and (3) maintaining or proliferating the isolated salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture composition, isolating and maintaining the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells. and propagation methods.

바람직하게는, 상기 (2) 단계에 WNT3A를 추가하여 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells may be cultured by adding WNT3A to step (2), but it is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 (2) 단계의 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 배양은 층분리배양법(Subfractionation Culturing Method, SCM)에 따라 배양할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell culture in step (2) may be cultured according to a subfractionation culturing method (SCM), but is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 CD49f+/CD26-의 타액선 기저세포일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells may be CD49f+/CD26− salivary gland basal cells, but are not limited thereto.

바람직하게는, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 기저세포 표지자 및 타액선 전구세포 표지자인 KRT14, KRT5, KRT19, SOX9 및 TP63가 발현되고, 타액선 상피세포 표지자인 CDH1이 발현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells express salivary gland basal cell markers and salivary gland progenitor cell markers KRT14, KRT5, KRT19, SOX9 and TP63, and express salivary gland epithelial cell marker CDH1. It may, but is not limited thereto.

바람직하게는, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 상피성 조직으로의 다분화능을 갖을 수 있다.Preferably, the monoclonal cells derived from the salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells may have the ability to differentiate into the salivary gland epithelial tissue.

또한, 본 발명은 (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계; (2) 상기 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계; (3) 상기 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계; 및 (4) 상기 유지 또는 증식된 타액선 상피세포로부터 세포외소포체를 분리하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포로부터 세포외소포체를 생산하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue; (2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture composition; (3) maintaining or proliferating the salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture composition; and (4) separating the extracellular vesicles from the maintained or proliferated salivary gland epithelial cells.

바람직하게는, 상기 세포외소포체는 타액선 상피성 줄기세포 엑소좀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the extracellular vesicles may be salivary gland epithelial stem cell exosomes, but are not limited thereto.

본 발명의 "세포외소포체(Extracellular vesicle; EV)"는 세포로부터 유래된 나노 사이즈의 소포체를 의미하며, 분비 형태 및 크기에 따라 엑소좀(exosomes), 마이크로베시클(microvesicles), 엑토좀(ectosomes), 마이크로파티클(microparticles), 막 소포체(membrane vesicles), 나노베시클(nanovesicles), 외막 소포체(outer membrane vesicles) 등으로 분류된다. 세포외소포체는 세포의 주요 성분인 핵산 및 단백질을 포함하여 세포간 소통의 주요 수단이다.The "extracellular vesicle (EV)" of the present invention refers to nano-sized vesicles derived from cells, and depending on the secretion type and size, exosomes, microvesicles, and ectosomes ), microparticles, membrane vesicles, nanovesicles, and outer membrane vesicles. Extracellular endoplasmic reticulum is a major means of communication between cells, including nucleic acids and proteins, which are the main components of cells.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 분리, 유지 및 증식된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 배양액; 또는 상기 방법에 따라 생산된 세포외소포체를 유효성분으로 포함하는 타액선 염증 질환 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a culture solution of monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells isolated, maintained, and proliferated according to the above method; Or it provides a pharmaceutical composition for preventing or treating inflammatory diseases of the salivary gland comprising the extracellular vesicles produced according to the above method as an active ingredient.

본 발명의 약학 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스, 물, 시럽, 메틸셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 암 전이 예방 또는 치료용 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable carrier, and the pharmaceutically acceptable carrier is one commonly used in formulation, including lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, and starch. , acacia gum, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, stear including, but not limited to, acid magnesium and mineral oil, and the like. The composition for preventing or treating cancer metastasis of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, and the like, in addition to the above components.

본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하주입, 근육 주입, 복강 주입, 내피 투여, 국소 투여, 도관내 직접 주입, 비내 투여, 폐내 투여 및 직장 내 투여 등으로 투여할 수 있다. 경구 투여시, 단백질 또는 펩타이드는 소화가 되기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화 될 수 있으며, 본 발명의 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally, and in the case of parenteral administration, intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, endothelial administration, topical administration, direct intravascular injection, intranasal administration, intrapulmonary administration and intrarectal administration. When administered orally, since proteins or peptides are digested, oral compositions can be formulated to coat the active agent or protect it from degradation in the stomach, and the composition of the present invention can be used in any device through which the active agent can move to target cells. can be administered by

본 발명의 약학 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. A suitable dosage of the pharmaceutical composition of the present invention varies depending on factors such as formulation method, administration method, patient's age, weight, sex, morbid condition, food, administration time, administration route, excretion rate and reaction sensitivity, usually This allows the skilled physician to readily determine and prescribe dosages effective for the desired treatment or prophylaxis.

본 발명의 약학 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화하여 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 좌제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention is prepared in unit dosage form by formulation using a pharmaceutically acceptable carrier and/or excipient according to a method that can be easily performed by those skilled in the art, or Or it can be prepared by incorporating into a multi-dose container. At this time, the formulation may be in the form of a solution, suspension or emulsion in an oil or aqueous medium, or may be in the form of an extract, powder, suppository, powder, granule, tablet or capsule, and may additionally contain a dispersing agent or stabilizer.

본 발명의 “타액(saliva)”은 이하선, 악하선, 설하선 및 구강점막에 존재하는 점액선 등으로부터 분비되는 혼합액이다. 타액은 인체의 핵심 성분으로 타액선에서 생성되어 구강 내로 배출된다. 타액은 인체의 필수 성분으로서, 생체활성단백질, 소화효소, 점액, 면역글로불린, 각종 염류 등이 포함되어 있다. The "saliva" of the present invention is a mixed liquid secreted from the parotid, submandibular, sublingual, and mucous glands present in the oral mucosa. Saliva is a key component of the human body, produced by the salivary glands and discharged into the oral cavity. Saliva is an essential component of the human body and contains bioactive proteins, digestive enzymes, mucus, immunoglobulins, and various salts.

타액은 구강 내 건강뿐만 아니라 인체의 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 수행한다. 예를 들어 타액의 주요 성분인 뮤신(mucin), 면역글로불린 등은 외부의 감염으로부터 1차적인 방어 역할을 수행하며, 구강 및 치아의 윤활 및 수분 유지, pH 중화 기능을 통하여 구강점막 및 치아를 보호한다. 뿐만 아니라 타액에는 프티알린(ptyalin) 등의 아밀라아제(amylase)와 같은 소화 효소들이 있어 전분을 말토오스 단위까지 분해하는 등 소화를 촉진시키는 기능을 담당한다. 또한 타액의 분비에 의하여 인체의 수분대사 및 체온 조절이 이루어질 수 있으며, 유독물(I, Hg, Pb 등)을 배설하기도 한다. Saliva plays a very important role in maintaining homeostasis of the human body as well as oral health. For example, mucin and immunoglobulin, which are major components of saliva, play a primary defense role against external infections, and protect the oral mucosa and teeth by lubricating the oral cavity and teeth, maintaining moisture, and neutralizing pH. do. In addition, there are digestive enzymes such as amylase such as ptyalin in saliva, which are responsible for promoting digestion by decomposing starch to maltose units. In addition, the body's water metabolism and body temperature can be controlled by the secretion of saliva, and toxic substances (I, Hg, Pb, etc.) are excreted.

본 발명의 “타액선(침샘, salivary gland)”은 타액을 생성, 분비하는 기관으로 이하선(귀밑샘, parotid gland), 악하선(턱밑샘, submaxillary gland), 설하선(혀밑샘, sublingual gland)과 같은 주타액선(major salivary gland)과, 점액선(mucous gland)과 같이 구강점막(mucous membrane of oral cavity)에 존재하는 점액선(mucous gland)과 같이 구강점막의 여러 부위에 분포하는 소타액선(minor salivary gland)으로 분류된다.The “salivary gland” of the present invention is an organ that produces and secretes saliva, such as the parotid gland, the submaxillary gland, and the sublingual gland (sublingual gland). major salivary gland, and minor salivary glands distributed in various parts of the oral mucosa, such as mucous glands that exist in the mucous membrane of the oral cavity. .

이하, 하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following examples. However, the present invention is not limited by these examples.

<< 실험예Experimental example >>

하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples commonly applied to each embodiment according to the present invention.

1. 시약1. Reagents

본 발명에 다음의 시약들이 사용되었다. The following reagents were used in the present invention.

Keratinocyte SFM (1×) without calcium chloride (# 10725-018, Gibco), Epidermal growth factor (EGF) (# 10450-013, Gibco), Bovine pituitary extract (BPE) (# 13028-014, Gibco), Recombinant Human Wnt-3a Protein (# 5036-WN-010, R&D), EpiLife™ Medium with 60 uM Calcium (# MEPI500CA, Gibco), EpiLife™ Defined Growth Supplement Medium (# S0125, Gibco), DermaCult™ Keratinocyte Expansion Medium (# 100-0500, STEMCELL), DermaCult™ Keratinocyte Expansion Supplement (# 100-0502, STEMCELL), CnT-Prime Epithelial Proliferation Medium (# CnT-PR, CellnTec), Primocin (# anti-pm, Invivogen), Y-27632 dihydrochloride (# TB1254-GMP, Tocris), A83-01 (# TB2939-RMU, Tocris), DMH-1 (# 4126, Tocris), LDN 193189 dihydrochloride (# TB6053-GMP, Tocris), CHIR i99021 (# 4423, Tocris), PD0325901 (# 4192, Tocris), Isoproterenol hydrochloride (# 1741, Tocris), CTS™ DPBS, calcium, magnesium (# A1285801, Gibco), CTS™ DPBS (1×), without calcium chloride, without magnesium chloride (# A1285601, Gibco), Collagenase NB6 GMP grade (N0002779, Nordmark), CTS™ TrypLE™ Select Enzyme (# A1285901, Gibco), 100×20mm culture dish (# 150466, Thermo), 48 well culture plate (#30048, SPL), 24 well culture plate (#30024, SPL), 12 well culture plate (# 30012, SPL), 6 well culture plate (# 30006, SPL), 25cm2 cell culture plate (# 70025, SPL), 75cm2 cell culture plate (# 70075, SPL), 175cm2 cell culture plate (# 70175, SPL), STEM-CELLBANKER-GMP Grade (# 11924, AMSBIO), Scalpel blade (feather #FM.4 ), Strainer (# 93070, SPL), Falcon® 5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Cell Strainer Snap Cap (# 352235, Falcon), Protein LoBind Tube 1.5 mL (#022431081, Eppendorf AG), 5 mL conical Tube (# 51105, SPL), 15 mL conical Tube (# 51115, SPL), 50 mL conical Tube (# 51150, SPL)Keratinocyte SFM (1×) without calcium chloride (# 10725-018, Gibco), Epidermal growth factor (EGF) (# 10450-013, Gibco), Bovine pituitary extract (BPE) (# 13028-014, Gibco), Recombinant Human Wnt-3a Protein (# 5036-WN-010, R&D), EpiLife™ Medium with 60 uM Calcium (# MEPI500CA, Gibco), EpiLife™ Defined Growth Supplement Medium (# S0125, Gibco), DermaCult™ Keratinocyte Expansion Medium (# 100 -0500, STEMCELL), DermaCult™ Keratinocyte Expansion Supplement (# 100-0502, STEMCELL), CnT-Prime Epithelial Proliferation Medium (# CnT-PR, CellnTec), Primocin (# anti-pm, Invivogen), Y-27632 dihydrochloride ( # TB1254-GMP, Tocris), A83-01 (# TB2939-RMU, Tocris), DMH-1 (# 4126, Tocris), LDN 193189 dihydrochloride (# TB6053-GMP, Tocris), CHIR i99021 (# 4423, Tocris) , PD0325901 (# 4192, Tocris), Isoproterenol hydrochloride (# 1741, Tocris), CTS™ DPBS, calcium, magnesium (# A1285801, Gibco), CTS™ DPBS (1×), without calcium chloride, without magnesium chloride (# A1285601 , Gibco), Collagenase NB6 GMP grade (N0002779, Nordmark), CTS™ TrypLE™ Select Enzyme (# A1285901, Gibco), 100×20mm culture dish (# 150466, Thermo), 48 well culture plate (#30048, SPL), 24 well culture plate (#30024, SPL), 12 well culture plate (# 30012, SPL), 6 well culture plate (# 30006, SPL), 25cm 2 cell culture plate (# 70025, SPL), 75cm 2 cell culture plate (# 70075, SPL), 175cm 2 cell culture plate (# 70175, SPL), STEM-CELLBANKER-GMP Grade (# 11924, AMSBIO), scalpel blade (feather #FM.4 ), strainer (# 93070, SPL), Falcon® 5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Cell Strainer Snap Cap (# 352235, Falcon), Protein LoBind Tube 1.5 mL (#022431081, Eppendorf AG), 5 mL conical Tube (# 51105, SPL), 15 mL conical tube (# 51115, SPL), 50 mL conical tube (# 51150, SPL)

2. 인간 타액선 상피성 세포를 조직에서 수득2. Obtaining Human Salivary Gland Epithelial Cells from Tissues

(1) 종양 제거 등의 수술 과정에서 종양이 침범하지 않은 주타액선의 정상 조직을 조직검사 등의 방법으로 채취하거나, 쇼그렌 의심 환자의 소타액선에서 lobe 1-2개를 채취한 후, 이를 CTS™ DPBS, calcium, magnesium에 넣어 당일 또는 다음날 실험 진행 전까지 4℃ 냉장고에 보관한다.(1) During surgical procedures such as tumor removal, normal tissue of the main salivary gland that has not been invaded by tumor is collected by a method such as biopsy, or after taking 1-2 lobes from the minor salivary gland of a patient suspected of Sjögren, they are collected using CTS™ Put in DPBS, calcium, magnesium and store in a refrigerator at 4℃ until the day or the next day.

(2) CTS™ DPBS, calcium, magnesium 에 collagenase 를 넣어 0.4 U/mL로 만든다. Y27632를 해당 효소액에 10 μM 농도가 되게 첨가한다. 조직 10 mg 당 1 mL을 준비한다, 이때 조직의 중량이 10 mg보다 작은 경우는 최소 부피 1 mL을 준비한다. (2) Add collagenase to CTS™ DPBS, calcium, magnesium to make 0.4 U/mL. Y27632 is added to the enzyme solution at a concentration of 10 µM. Prepare 1 mL per 10 mg of tissue. At this time, if the tissue weight is less than 10 mg, prepare a minimum volume of 1 mL.

(3) 조직을 petri dish에 놓고 scalpel blade를 이용하여 곱게 갈아 준비한 효소액에 넣어 1시간 동안 37℃에서 반응 시킨다. 10분에 1번씩 인버팅하여 용액과 조직이 잘 섞이게 한다. (3) Place the tissue on a petri dish, grind it finely using a scalpel blade, and put it in the prepared enzyme solution to react at 37℃ for 1 hour. Invert once every 10 minutes to mix well the solution and tissue.

(4) 300g 5 min 4℃로 원심분리하고 효소액을 제거하고, CTS™ DPBS (1×), without calcium chloride, without magnesium chloride 을 효소액 부피의 2배 넣고 다시 한 번 300g 5 min 4℃로 원심분리하고 DPBS를 제거한다.(4) Centrifuge at 300g 5 min 4℃, remove the enzyme solution, add CTS™ DPBS (1×), without calcium chloride, without magnesium chloride twice the volume of the enzyme solution, and centrifuge again at 300g 5 min 4℃ and remove the DPBS.

(5) CTS™ TrypLE™ Select Enzyme 을 원 조직 무게 50 mg 당 1 mL로 계산하여 넣어준다. Y27632 10 μM 농도가 되게 첨가한다. (조직 무게 50 mg 이하는 1 mL을 넣어준다.) 37℃에서 20분간 반응시키며 10분마다 인버팅을 하여 골고루 섞이게 한다.(5) Calculate and add CTS™ TrypLE™ Select Enzyme at 1 mL per 50 mg of original tissue weight. Y27632 is added to a concentration of 10 µM. (Add 1 mL for tissue weighing less than 50 mg.) React at 37℃ for 20 minutes and invert every 10 minutes to mix evenly.

(6) 동량의 배양액과 섞은 후, 70 μm 의 strainer를 통과시키고, Falcon tube with strainer까지 연이어 통과시킨 후, 300g 5 min 4℃로 원심분리하고, 상층액을 제거한다. 이후 다시 한 번 배양액을 넣고 300g 5 min 4℃로 원심분리하여 상층액을 제거하고 세포를 계수한다.(6) After mixing with the same amount of culture solution, pass through a 70 μm strainer, pass through a Falcon tube with strainer in succession, centrifuge at 300g 5 min 4℃, and remove the supernatant. Thereafter, the culture medium was added again and centrifuged at 300g 5 min 4°C to remove the supernatant and count the cells.

3. SCM culture 방법을 이용하여 인간 타액선 상피성 3. Epithelialization of human salivary glands using the SCM culture method 단일클론세포를monoclonal cells 분리 separation

(1) 세포를 10 ml 배양액에 균질화하여 100×20mm culture dish에 고르게 뿌려준 후, 37℃ 5% CO2 환경의 배양기에 보관한다. 이 때, 배양액의 조성은 표 1과 같다. (1) Cells are homogenized in 10 ml culture medium, spread evenly on a 100×20mm culture dish, and then stored in an incubator at 37°C and 5% CO 2 environment. At this time, the composition of the culture medium is shown in Table 1.

(2) 상피성 단일클론세포를 분리하기 위한 층분리배양법 (SCM)을 시행하기 위하여 2시간 후, 세포가 섞여있는 배양액을 새로운 100×20mm culture dish에 옮겨주고, 이를 2회 추가 반복한다.(2) In order to carry out layer separation culture (SCM) for isolating epithelial monoclonal cells, after 2 hours, transfer the culture medium containing the cells to a new 100 × 20mm culture dish, and repeat this two more times.

(3) 24시간 후, (2)의 결과로 나온 dish를 배양하며, 2-3일 간격으로 기존의 배양액을 제거한 후, 새 배양액으로 교체해준다.(3) After 24 hours, culture the dish resulting from (2), remove the existing culture medium every 2-3 days, and replace it with a new culture medium.

(4) Colony가 형성된 것을 확인 후, 하나의 Colony를 이루는 세포 클러스터의 크기가 1cm2 넘어가면, 배양액을 제거 후, 소수성 펜으로 마킹 한 후, 1×PBS를 이용, 잔류 배양액을 제거해 준다. 50~100 μL의 TrypLE + Y27632를 첨가한 후, 15분간 37℃, 5% CO2 환경의 배양기에 보관한다.(4) After confirming that a colony is formed, if the size of a cell cluster constituting one colony exceeds 1 cm 2 , remove the culture medium, mark it with a hydrophobic pen, and remove the remaining culture medium using 1×PBS. After adding 50~100 μL of TrypLE + Y27632, store in an incubator at 37℃ and 5% CO 2 environment for 15 minutes.

(5) TrypLE에 의해 dish로부터 떨어진 세포군집을 각각 분리된 1.5 ml tube에 넣고, 1 ml의 배양액을 첨가한다.(5) Put the cell clusters separated from the dish by TrypLE into separate 1.5 ml tubes, and add 1 ml of culture medium.

(6) 300 g에 4℃ 5분간 원심분리 후, 상층액을 제거하고 세포 군집 별로 48 well plate의 각 well에 새로운 배양액 250 μL에 균질화 시켜 뿌려준다.(6) After centrifugation at 300 g at 4℃ for 5 minutes, the supernatant is removed and 250 μL of a new culture solution is homogenized and spread in each well of a 48-well plate for each cell cluster.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

4. 단일세포군으로 분리된 타액선 상피세포의 증식4. Proliferation of isolated salivary gland epithelial cells into single cell populations

(1) 2-3일 간격으로 배양액을 제거한 후, 새 배양액으로 교체해준다.(1) After removing the culture medium at intervals of 2-3 days, replace it with a new culture medium.

(2) well이 세포로 80 ~ 90 % 정도 찰 경우, 계대배양을 진행한다.(2) When the well is 80 to 90% full with cells, proceed with subculture.

(3) 이 때, 계대시 사용하는 배양액의 조성은 표 2를 사용한다.(3) At this time, use Table 2 for the composition of the culture medium used during passage.

(4) 배양액을 제거한 후, PBS를 이용, 잔류 배양액을 제거해 준다. 이후, well 바닥에 깔릴 정도의 TrypLE express(약 250μl)를 첨가한 후, 15분간 37℃ 5% CO2 환경의 배양기에 보관한다. (4) After removing the culture medium, use PBS to remove the residual culture medium. Then, after adding TrypLE express (about 250 μl) enough to cover the bottom of the well, it is stored in an incubator at 37°C and 5% CO 2 environment for 15 minutes.

(5) TrypLE express에 의해 culture plate로부터 떨어진 세포들을 각각 분리된 5 ml tube에 넣고, 1 ml의 표 2의 배양액을 첨가하여, 중화시킨다.(5) Put the cells separated from the culture plate by TrypLE express into separate 5 ml tubes, and neutralize by adding 1 ml of the culture medium of Table 2.

(6) 300 g에 4℃ 5분간 원심분리 후, 상층액을 제거하고 세포 군집별로 12 well plate의 각 well에 표 2의 배양액 1 ml에 균질화 시켜 뿌려준다.(6) After centrifugation at 300 g at 4℃ for 5 minutes, the supernatant is removed, and 1 ml of the culture solution in Table 2 is homogenized and spread in each well of a 12-well plate for each cell cluster.

(7) 2-3일 간격으로 기존의 배양액을 제거한 후, 새 배양액으로 교체해준다.(7) After removing the existing culture medium at intervals of 2-3 days, replace it with a new culture medium.

(8) 이상의 계대배양을 스케일업 단계를 다음과 같이 거치며, 24 well culture plate (0.5 mL), 12 well culture plate (1 mL), 6 well culture plate (2 ml), 25cm2 cell culture flask (5 ml), 75cm2 cell culture flask(15 ml), 175cm2 cell culture flask(35 ml) 진행한다. 넣어주는 배양액의 용량은 괄호를 참조한다.(8) The above subculture goes through the scale-up step as follows, 24 well culture plate (0.5 mL), 12 well culture plate (1 mL), 6 well culture plate (2 ml), 25cm 2 cell culture flask (5 ml), 75cm 2 cell culture flask (15 ml), and 175cm 2 cell culture flask (35 ml). See parentheses for the volume of culture medium to be added.

(9) 6 well 부터는 다양한 실험에 사용할 수 있으며, 계대 진행 시 1:2~1:10의 비율로 진행한다.(9) From 6 wells, it can be used for various experiments, and the passage proceeds at a ratio of 1:2 to 1:10.

(10) Population doubling을 확인하여, 증식속도가 exponential하지 못하게 되면 세포가 노화됐다고 판단하고 폐기한다.(10) Check the population doubling, and if the growth rate is not exponential, it is judged that the cells are aged and discarded.

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

5. 증식된 상피세포의 성격 분석5. Characteristic analysis of proliferated epithelial cells

(1) 성공적으로 증식한 클론과 배양액 조건에서 70-80% confluency일 때 다음과 같은 실험들을 개시한다.(1) Initiate the following experiments when clones successfully proliferated and 70-80% confluency in culture medium conditions.

(2) 분리 배양된 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포유래 단일클론세포들의 특성을 면역형광염색으로 분석한다.(2) The characteristics of isolated and cultured human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cell-derived monoclonal cells are analyzed by immunofluorescence staining.

(3) TRIzol 또는 RNA추출 키트를 이용하여 RNA를 분리하고, real time PCR 및 bulk-RNA seq 으로 유전자 발현 변화를 확인한다. (3) RNA is isolated using TRIzol or an RNA extraction kit, and gene expression changes are confirmed by real time PCR and bulk-RNA seq.

(4) Flow cytometry를 이용하여 세포 표면의 줄기세포 관련 단백질 발현 유뮤를 확인한다.(4) Using flow cytometry, check the presence or absence of stem cell-related protein expression on the cell surface.

(5) 마트리젤을 활용한 3차원 배양을 통하여 분화능 시험을 한다.(5) Differentiation test is performed through 3-dimensional culture using Matrigel.

(6) 세포외소포체가 자신을 분비한 세포의 특성을 반영하는 것을 통하여, 세포외소포체를 수확하고 웨스턴 블롯으로 CD9 등이 높게 발현하는지 확인한다.(6) Harvest the extracellular vesicles by reflecting the characteristics of the cells that secreted the extracellular vesicles, and check whether CD9 or the like is highly expressed by Western blotting.

<< 실시예Example 1> 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 1> human salivary gland epithelial stem cells or 전구세포progenitor cell 유래 origin 단일클론세포의of monoclonal cells 분리 및 장시간의 체외 배양을 위한 최적의 배양액 조성 스크리닝 Screening of optimal culture medium composition for isolation and long-term in vitro culture

층분리 배양법(SCM) 변형과 다양한 종류의 Chemically defined medium(CDM)과 저분자 화합물 (small molecule) 혼합법을 이용하여 고순도의 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 기반 단일클론 세포를 분리하였다(도 1). SCM 과정 중에는 [표 1]의 배양액을 사용하여 실험을 진행하였고, 이후 첫 계대를 넘기고부터는 [표 2]의 배양액을 사용하였다.High-purity human salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell-based monoclonal cells were isolated using a layer separation culture (SCM) modification and various types of chemically defined medium (CDM) and small molecule mixture methods (FIG. 1). ). During the course of SCM Experiments were conducted using the culture medium of [Table 1], and after the first passage, the culture medium of [Table 2] was used.

우선 상피세포 배양이 가능한 CDM 만으로 배양이 어느 정도 가능한지 평가하였다. K-SFM과 EpiLife 그리고 CnT-PR은 저분자 화합물이 없는 경우 1:2의 비율로 계대를 진행하였을 시, 평균적으로 각각 6번, 2번, 3번의 계대 이후, 성장이 멈추고 노화되는 것이 확인되었으나, Dermacult는 저분자 화합물 없이도 20~30번의 계대가 가능하였다(도 2).First, the extent to which epithelial cells can be cultured was evaluated only with CDM. K-SFM, EpiLife, and CnT-PR were confirmed to stop growing and age on average after 6, 2, and 3 passages, respectively, when passages were performed at a ratio of 1:2 in the absence of small molecule compounds. Dermacult was able to be passaged 20 to 30 times without a low molecular weight compound (Fig. 2).

CDM 중 안정적으로 인간 타액선 상피 세포를 배양할 수 있는 Dermacult를 상피세포 배양액 (keratinocyte expansion medium, KEM)으로 하여 저분자 화합물인 ROCK I/II 저해제 (Y-27632), TGF-beta pathway 저해제 (A83-01), BMP pathway 저해제(LDN193189)를 추가하여 특성이 유지되고 안정적인 장기배양이 가능한 최적 농도를 각각 결정하였다(도 3).ROCK I/II inhibitor (Y-27632) and TGF-beta pathway inhibitor (A83-01 ), the BMP pathway inhibitor (LDN193189) was added to determine the optimum concentration for maintaining the characteristics and enabling stable long-term culture (FIG. 3).

최종적으로는 저분자 화합물을 혼합한 조건에서 다양한 농도의 조합실험을 통하여 KEM에 Y-27632 10 μM, A83-01 1 μM, LDN193189 0.1 μM 의 농도로 첨가한 조건에서 타액선 상피세포 성장이 최고로 유지됨을 확인하였다(도 4). Finally, it was confirmed that the salivary gland epithelial cell growth was maintained at the highest level under the condition of adding Y-27632 10 μM, A83-01 1 μM, and LDN193189 0.1 μM to KEM through experiments at various concentrations under the mixed conditions of the low-molecular compounds. (FIG. 4).

최적 조합의 저분자 화합물을 넣는 경우, K-SFM은 9~18번의 계대가 진행될 수 있었으며, EpiLife는 3번, CnT-PR은 30번 이상의 계대가 진행되었으며, Dermacult는 50번을 넘겼다(도 5).When the optimal combination of low-molecular compounds was added, K-SFM could be passaged 9 to 18 times, EpiLife 3 times, CnT-PR more than 30 times, and Dermacult more than 50 times (FIG. 5) .

특히, Dermacult는 저분자 화합물을 첨가 시, 첨가하지 않고 세포 배양한 대조군에 비해 첨가하여 세포 배양한 실험군에서 세포가 더 빠르게 증식하며, 장시간 배양이 가능한 것이 확인되었으며, 세포의 population doubling time도 획기적으로 감소하였다(도 6).In particular, when Dermacult was added, it was confirmed that cells proliferated faster and could be cultured for a long time in the experimental group in which the cells were cultured with the addition compared to the control group in which the cells were cultured without the addition of the low-molecular compound, and the population doubling time of the cells was also significantly reduced. (FIG. 6).

CDM 중 K-SFM의 경우, 다양한 종류의 저분자 화합물 조합을 확인하였을 때, Y-27632와 A83-01이 들어가는 조건들이 보편적으로 좋은 결과가 나타났으며, Chir99021이나 PD0325901이 들어가면 좋지 못한 결과가 나타났다. Isoproterenol은 아무런 효과가 없었다. 또한, LDN193189를 또 다른 종류의 BMP 경로 억제제인 DMH-1으로 바꾸었을 때도 Dermacult의 YAL 과 비슷한 효과를 나타냈으나, 1 uM이라는 더 높은 농도를 처리하여야 했다(도 7).In the case of K-SFM in CDM, when various types of low-molecular compound combinations were confirmed, Y-27632 and A83-01 conditions generally gave good results, but Chir99021 or PD0325901 showed poor results. Isoproterenol had no effect. In addition, when LDN193189 was replaced with another type of BMP pathway inhibitor, DMH-1, similar effects to Dermacult's YAL were obtained, but a higher concentration of 1 uM was required (FIG. 7).

CDM 중 K-SFM을 사용하는 경우 초기에 WNT를 넣어주는 경우 빠른 세포생장을 보였으나 저분자화합물 배양 조건에서는 필수적인 것은 아니었으며, 도리어 장시간 넣는 경우 세포의 형태가 달라지는 것을 확인할 수 있었다. WNT3A를 처리한다면 SCM 분리과정에서만 사용하고 이후 계대 과정에서는 제외하는 것이 바람직하다고 할 수 있다(도 8).In the case of using K-SFM in CDM, rapid cell growth was observed when WNT was initially added, but it was not essential in the low molecular weight compound culture condition, and it was confirmed that the cell shape changed when added for a long time. If WNT3A is treated, it can be said that it is preferable to use it only in the SCM separation process and exclude it from subsequent passaging (FIG. 8).

<< 실시예Example 2> 2> 유세포분석과Flow cytometry department 면역형광염색을immunofluorescence staining 통하여 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 through human salivary gland epithelial stem cells or 전구세포progenitor cell 유래 origin 단일클론세포의of monoclonal cells 계통 분석 phylogenetic analysis

분리 배양한 세포들이 타액선의 상피 세포를 구성하는 기저, 내강, 근상피, 선포 중에서 어떤 세포인지 확인하기 위하여 이하선 조직의 세포를 CD49f와 CD26 항체를 이용하여 유세포분석기로 분류하여 배양을 진행하였고, 이후 배양된 세포를 다시 한 번 유세포분석한 결과 CD49f+/CD26-의 기저세포로 이루어져 있었다(도 9).In order to identify which cells the isolated and cultured cells were among the basal, luminal, myoepithelial, and acinar cells constituting the epithelial cells of the salivary gland, the cells of the parotid tissue were sorted by flow cytometry using CD49f and CD26 antibodies, and then cultured. As a result of flow cytometry analysis of the cultured cells once again, they were composed of CD49f+/CD26- basal cells (FIG. 9).

위와 같이 수립된 배양액의 조건하에서 타액선 기저 전구 및 줄기세포만이 선택적으로 자랄 수 있다는 것을 추가적으로 검증하기 위하여, 타액선 기저세포에서 특이적으로 발현하는 표지자를 단세포 전사체 분석으로 후보군을 선정하였다(도 10).In order to further verify that only salivary gland basal progenitors and stem cells can selectively grow under the conditions of the culture medium established as above, markers specifically expressed in salivary gland basal cells were selected as candidates by single cell transcriptome analysis (FIG. 10). ).

이후 기저세포 발현 표지자들은 배양된 세포에서 면역형광염색을 통하여 확인하였다. 타액선 기저세포 표지자이면서 전구세포 표지자로도 사용되는 KRT14, KRT5, KRT19, SOX9, TP63 등이 확인되었으며, 분화된 관상피세포의 표지자인 KRT7과 선포세포의 전구표지자인 SOX2 등은 확인되지 않았다. 또한, 장시간의 배양에서도 상피세포의 성격을 잃지 않음을 CDH1의 발현과 VIM의 결핍으로 확인하였다(도 11).Thereafter, basal cell expression markers were confirmed through immunofluorescence staining in cultured cells. KRT14, KRT5, KRT19, SOX9, and TP63, which are salivary gland basal cell markers and are also used as precursor cell markers, were identified. KRT7, a marker for differentiated tubular epithelial cells, and SOX2, a precursor marker for acinar cells, were not identified. In addition, it was confirmed by expression of CDH1 and lack of VIM that epithelial cell characteristics were not lost even in long-term culture (FIG. 11).

다음으로 상피성 줄기세포임을 검증하기 위해 중간엽줄기세포 표지자와 비교하는 유세포 분석을 수행하였으며 중간엽줄기세포에서 양성으로 알려진 CD34와 CD90이 음성으로 나타났다(도 12).Next, in order to verify that they were epithelial stem cells, flow cytometry analysis was performed to compare with mesenchymal stem cell markers, and CD34 and CD90, known to be positive in mesenchymal stem cells, were found to be negative (FIG. 12).

<< 실시예Example 3> 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 특성을 bulk-RNA sequencing으로 분석 3> Analysis of the characteristics of monoclonal cells derived from human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells by bulk-RNA sequencing

이러한 세포의 성격은 5개의 콜로니를 각각 분석한 bulk RNA-seq에서도 동일하게 표현되어, SOX2와 VIM이 발현하지 않고, KRT14, KRT5, KRT19, SOX9, TP63, CDH1이 높게 발현하며, KRT7은 그에 비해 낮게 발현되는 것을 확인하였다(도 13).The characteristics of these cells were identically expressed in bulk RNA-seq, which analyzed each of the five colonies. SOX2 and VIM were not expressed, and KRT14, KRT5, KRT19, SOX9, TP63, and CDH1 were highly expressed, and KRT7 was highly expressed. It was confirmed that the expression was low (FIG. 13).

또한, 각 콜로니가 조금씩 다른 성격을 가짐을 통하여 SCM 방법을 통해 단일클론 상피성줄기세포 분리가 가능함을 재확인하였다(도 14).In addition, it was reconfirmed that monoclonal epithelial stem cell isolation is possible through the SCM method through each colony having slightly different characteristics (FIG. 14).

<< 실시예Example 4> 면역형광염색을 통하여 인간 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 분화능 분석 4> Analysis of differentiation capacity of monoclonal cells derived from human salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells through immunofluorescence staining

해당 세포를 마트리젤에 포매시켜 오가노이드를 제작하였을 때, 기저세포 위주로 구성된 세포에서 내강세포가 형성되는지 확인하였다. 포매 이후, 오가노이드의 크기가 성장하는 것을 명시야에서 확인할 수 있으며, 동시에 면역형광염색과 real-time PCR로 KRT7이 발현하고 증가하는 것이 확인되었다(도 15).When organoids were prepared by embedding the corresponding cells in Matrigel, it was confirmed whether luminal cells were formed in cells mainly composed of basal cells. After embedding, the size of the organoids could be confirmed to grow in the bright field, and at the same time, immunofluorescence staining and real-time PCR confirmed that KRT7 was expressed and increased (FIG. 15).

<< 실시예Example 5> 5> 세포외소포체extracellular endoplasmic reticulum 분리 및 특성 분석과 효능 확인 Isolation and characterization and potency confirmation

K-SFM과 Dermacult에서 각각 엑소좀의 생산량을 비교한 결과 K-SFM에 저분자 화합물 조합을 더하여도 Dermacult보다 적은 엑소좀이 생성되었으며, Dermacult에 저분자 화합물 조합을 추가하면, 더욱 많은 엑소좀이 생산되는 것을 확인할 수 있었다(도 16).As a result of comparing the production of exosomes in K-SFM and Dermacult, even if the low-molecular compound combination was added to K-SFM, fewer exosomes were produced than in Dermacult, and more exosomes were produced when the low-molecular compound combination was added to Dermacult. It was confirmed (FIG. 16).

상피성 줄기세포에서 생성된 세포외소포체는 웨스턴블롯과 NTA 그리고 투과주사현미경을 통하여 상피성줄기세포 엑소좀의 성격을 가지고 있음이 확인되었다(도 17).It was confirmed that the extracellular vesicles generated from epithelial stem cells have characteristics of epithelial stem cell exosomes through Western blotting, NTA, and transmission scanning microscopy (FIG. 17).

쥐의 악하선 도관을 2주간 결찰 후, 풀어준 모델에서 PBS를 주입한 대조군에 비하여 뛰어난 항염증, 항섬유화 효과와 조직 보호 효과를 보였다(도 18). After ligating the submandibular conduit of the rat for 2 weeks, the released model showed excellent anti-inflammatory, anti-fibrotic and tissue protective effects compared to the control group injected with PBS (FIG. 18).

본 발명에 따르면 무혈청 및 BPE가 배제된 조건(Dermacult)에서 저분자 화합물들의 조합으로 고순도의 인간 타액선 상피성 줄기세포 배양이 가능해진다. 또한, animal free 까지 달성된 조건(CnT-PR)에서도 성공적일 수 있는 잠재성을 보이고 있다. 또한, 해당 조건에서 세포외소포체 분비량을 증가시킴으로써 타액선 염증성 질환의 치료제로 사용 가능함을 확인하였다. According to the present invention, it is possible to culture high-purity human salivary gland epithelial stem cells with a combination of low-molecular weight compounds under serum-free and BPE-free conditions (Dermacult). In addition, it shows the potential to be successful even under the conditions achieved up to animal free (CnT-PR). In addition, it was confirmed that it can be used as a treatment for inflammatory diseases of the salivary gland by increasing the secretion of extracellular vesicles under the conditions.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it is clear to those skilled in the art that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (14)

Y-27632, A83-01 및 뼈 형성 단백질(bone morphogenetic protein; BMP) 억제제가 함유된 배지를 유효성분으로 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포 분리, 유지, 증식 또는 분화용 배양액 조성물. A culture medium for isolation, maintenance, proliferation or differentiation of monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells containing a medium containing Y-27632, A83-01 and a bone morphogenetic protein (BMP) inhibitor as an active ingredient composition. 제1항에 있어서, 상기 BMP 억제제는 DMH1 또는 LDN193189인 것을 특징으로 하는 배양액 조성물.The culture medium composition according to claim 1, wherein the BMP inhibitor is DMH1 or LDN193189. 제1항에 있어서, 상기 배양액 조성물은 최종 농도 1 내지 20 μM의 Y-27632 및 0.2 내지 2 μM의 A83-01을 포함하는 것을 특징으로 하는 배양액 조성물.The culture medium composition according to claim 1, wherein the culture medium composition comprises Y-27632 at a final concentration of 1 to 20 µM and A83-01 at a final concentration of 0.2 to 2 µM. 제2항에 있어서, 상기 배양액 조성물은 최종 농도 0.1 내지 2 μM의 DMH1 또는 0.05 내지 0.5 μM의 LDN193189을 포함하는 것을 특징으로 하는 배양액 조성물.The culture medium composition according to claim 2, wherein the culture medium composition comprises DMH1 at a final concentration of 0.1 to 2 µM or LDN193189 at a final concentration of 0.05 to 0.5 µM. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배지는 층분리배양법(Subfractionation Culturing Method, SCM)에 적용하기 위한 것을 특징으로 하는 배양액 조성물.The culture medium composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the medium is applied to a subfractionation culturing method (SCM). (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계;
(2) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계; 및
(3) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 분리, 유지 및 증식 방법.
(1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue;
(2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture medium composition according to any one of claims 1 to 4; and
(3) maintaining or proliferating salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture composition according to any one of claims 1 to 4; salivary gland epithelial stem cells Or a method for isolating, maintaining, and proliferating monoclonal cells derived from progenitor cells.
제6항에 있어서, 상기 (2) 단계에 WNT3A를 추가하여 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 6, wherein the salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells are cultured by adding WNT3A in step (2). 제6항에 있어서, 상기 (2) 단계의 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 배양은 층분리배양법(Subfractionation Culturing Method, SCM)에 따라 배양하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 6, wherein the salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in step (2) are cultured according to the Subfractionation Culturing Method (SCM). 제6항에 있어서, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 CD49f+/CD26-의 타액선 기저세포인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 6, wherein the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells are CD49f+/CD26− salivary gland basal cells. 제6항에 있어서, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 기저세포 표지자 및 타액선 전구세포 표지자인 KRT14, KRT5, KRT19, SOX9 및 TP63가 발현되고, 타액선 상피세포 표지자인 CDH1이 발현되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 6, wherein the salivary gland epithelial stem cell or progenitor cell-derived monoclonal cells express salivary gland basal cell markers and salivary gland progenitor cell markers KRT14, KRT5, KRT19, SOX9 and TP63, and the salivary gland epithelial cell marker CDH1 A method characterized by being expressed. 제6항에 있어서, 상기 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포는 타액선 상피성 조직으로의 다분화능을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method according to claim 6, wherein the monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells have the ability to differentiate into salivary gland epithelial tissue. (1) 타액선 조직으로부터 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 수득하는 단계;
(2) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배양액 조성물에, 상기 수득된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포를 배양하여, 타액선 상피성 단일클론세포를 분리하는 단계;
(3) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배양액 조성물에, 상기 분리된 타액선 상피성 단일클론세포를 배양하여, 타액선 상피세포를 유지 또는 증식하는 단계; 및
(4) 상기 유지 또는 증식된 타액선 상피세포로부터 세포외소포체를 분리하는 단계를 포함하는 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포로부터 세포외소포체를 생산하는 방법.
(1) obtaining salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells from salivary gland tissue;
(2) isolating salivary gland epithelial monoclonal cells by culturing the obtained salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells in the culture medium composition according to any one of claims 1 to 4;
(3) maintaining or proliferating the salivary gland epithelial cells by culturing the isolated salivary gland epithelial monoclonal cells in the culture medium composition according to any one of claims 1 to 4; and
(4) A method for producing extracellular vesicles from monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells, comprising the step of separating extracellular vesicles from the maintained or proliferated salivary gland epithelial cells.
제12항에 있어서, 상기 세포외소포체는 타액선 상피성 줄기세포 엑소좀인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 12, wherein the extracellular vesicles are salivary gland epithelial stem cell exosomes. 제6항의 방법에 따라 분리, 유지 및 증식된 타액선 상피성 줄기세포 또는 전구세포 유래 단일클론세포의 배양액; 또는 제12항의 방법에 따라 생산된 세포외소포체를 유효성분으로 포함하는 타액선 염증 질환 예방 또는 치료용 약학조성물. a culture medium of monoclonal cells derived from salivary gland epithelial stem cells or progenitor cells isolated, maintained, and proliferated according to the method of claim 6; Or a pharmaceutical composition for preventing or treating inflammatory diseases of the salivary gland comprising the extracellular vesicles produced according to the method of claim 12 as an active ingredient.
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