KR20230140802A - Composition for enhancing function of stem cells and uses thereof - Google Patents

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KR20230140802A KR1020220039495A KR20220039495A KR20230140802A KR 20230140802 A KR20230140802 A KR 20230140802A KR 1020220039495 A KR1020220039495 A KR 1020220039495A KR 20220039495 A KR20220039495 A KR 20220039495A KR 20230140802 A KR20230140802 A KR 20230140802A
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Abstract

본 발명은 요산을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 기능 강화용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로 상기 조성물에서 배양된 줄기세포는 자가 재생 및 분화능이 증가되고, 노화는 억제되며, 신경보호 효과를 나타낸다.The present invention relates to a composition for enhancing the function of stem cells containing uric acid as an active ingredient and its use. Stem cells cultured in the composition have increased self-renewal and differentiation ability, inhibit aging, and exhibit neuroprotective effects.

Description

줄기세포의 기능 강화용 조성물 및 이의 용도{COMPOSITION FOR ENHANCING FUNCTION OF STEM CELLS AND USES THEREOF}Composition for enhancing the function of stem cells and use thereof {COMPOSITION FOR ENHANCING FUNCTION OF STEM CELLS AND USES THEREOF}

본 발명은 요산을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 기능 강화용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for enhancing the function of stem cells containing uric acid as an active ingredient and its use.

줄기세포(stem cells)는 분화가 이루어진 성체 세포와 달리 자기복제(self-renewal) 능력과 다분화능 (pluripotency)을 특징으로 한다. 자기복제 능력이라 함은 줄기세포 자체가 자신의 특성인 다분화능을 잃어버리지 않은 채 무한대로 자신과 같은 특성을 지닌 줄기세포로의 재생산이 가능한 것을 의미하며, 다분화능이란 줄기세포가 특정 환경과 조건 하에서 여러 다른 계통(lineage)의 세포로 분화가 이루어질 수 있음을 의미한다. 줄기세포의 이러한 특성으로 인해 줄기세포는 세포 치료제로 연구되고 있다.Stem cells, unlike differentiated adult cells, are characterized by self-renewal ability and pluripotency. Self-replication ability means that the stem cell itself can reproduce itself infinitely into stem cells with the same characteristics without losing its own characteristic, pluripotency. Pluripotency means that stem cells can be reproduced in certain environments and conditions. This means that differentiation into cells of several different lineages can occur. Due to these characteristics of stem cells, stem cells are being studied as cell therapy.

최근에는 줄기세포 치료의 개념이 생물학적 활성 분자를 분비하여 주변 환경에 유익한 효과를 발휘하는 성체줄기세포로 확장되고 있다 (비특허문헌 1 내지 3). 그러나 MSC 기반 치료법의 주요 과제는 천연 MSC의 미세환경(niche)을 모방하는 체외 배양 시스템을 개발하는 동시에 세포의 품질과 기능을 손상시키지 않으면서 임상 규모로 세포를 증식시키는 것이다 (비특허문헌 8 내지 10). 현재까지 여러 연구에서 생물학적, 생화학적 및/또는 생물물리학적 요인을 조절하여 MSC의 운명, 계통-특이적 분화(lineage-specific differentiation), 기능 및 치료 가능성에 영향을 미칠 수 있다고 밝히고 있다 (비특허문헌 9, 11 및 12). 한 가지 방법은 세포 프라이밍(cell priming)이다. 많은 연구에서 저산소증, 사이토카인, 성장 인자, 약리학적 또는 기타 화학 작용제, 생체물질 및 다양한 배양 조건에서 MSC 프라이밍의 효과가 입증되었다 (비특허문헌 2, 8 및 13).Recently, the concept of stem cell therapy has been expanded to include adult stem cells that secrete biologically active molecules and exert beneficial effects on the surrounding environment (Non-Patent Documents 1 to 3). However, a major challenge for MSC-based therapies is to develop an in vitro culture system that mimics the microenvironment (niche) of natural MSCs while simultaneously proliferating the cells at clinical scale without compromising their quality and function (Non-Patent Documents 8 to 8). 10). To date, several studies have shown that modulating biological, biochemical, and/or biophysical factors can influence the fate, lineage-specific differentiation, function, and therapeutic potential of MSCs (non-patent Documents 9, 11 and 12). One method is cell priming. Many studies have demonstrated the effectiveness of MSC priming under hypoxia, cytokines, growth factors, pharmacological or other chemical agents, biomaterials, and various culture conditions (Non-Patent Documents 2, 8, and 13).

한편, 파킨슨병(Parkinson's disease, PD)은 흑질(substantia nigra, SN)에서 도파민성 뉴런의 점진적인 손실과 주로 응집된 α-시누클레인(aggregated α-synuclein)으로 구성된 단백질성 원섬유 세포질 내포체(proteinaceous fibrillar cytoplasmic inclusion)인 루이소체(Lewy body)의 존재를 병리학적으로 특징으로 한다 (비특허문헌 14 및 15).Meanwhile, Parkinson's disease (PD) is characterized by the gradual loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) and the formation of proteinaceous fibrillar cytoplasmic inclusions mainly composed of aggregated α-synuclein. It is pathologically characterized by the presence of Lewy bodies, which are fibrillar cytoplasmic inclusions (Non-patent Documents 14 and 15).

파킨슨병 관리의 기본은 도파민 농도를 증가시키거나 도파민 수용체를 직접 자극하는 약물을 사용하는 대증 요법(symptomatic treatment)이다 (비특허문헌 16). 그럼에도 불구하고, 이러한 대증 요법은 파킨슨병의 진행에 영향을 미치지 않으며, 더욱이 일부 축성 파킨슨 증상(axial parkinsonian symptoms) 및 다양한 비운동성 증상에 대해서는 효과가 없다. 따라서 파킨슨병은 신경변성 속도를 감소시키거나 질병 진행을 중단시키는 질병-완화 치료법(disease-modifying treatment)을 개발하는 것이 중요하다.The basis for managing Parkinson's disease is symptomatic treatment using drugs that increase dopamine concentration or directly stimulate dopamine receptors (Non-patent Document 16). Nevertheless, these symptomatic treatments do not affect the progression of Parkinson's disease and, moreover, are ineffective against some axial parkinsonian symptoms and various non-motor symptoms. Therefore, it is important to develop disease-modifying treatments for Parkinson's disease that reduce the rate of neurodegeneration or halt disease progression.

이전 연구에 따르면 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC)는 신경염증 조절, 세포사멸(apoptosis) 억제, 신경발생 및 신경 분화의 증가, 자가포식 향상, α-시누클레인 이동 조절을 통해 파킨슨병-관련 신경퇴행성 미세환경의 강력한 조절자로 작용할 수 있다 (비특허문헌 4 내지 7).Previous studies have shown that mesenchymal stem cells (MSCs) help prevent Parkinson's disease by regulating neuroinflammation, inhibiting apoptosis, increasing neurogenesis and neural differentiation, enhancing autophagy, and regulating α-synuclein migration. It can act as a powerful regulator of the related neurodegenerative microenvironment (Non-patent Documents 4 to 7).

1. Caplan AI and Dennis JE. Mesenchymal stem cells as trophic mediators. J Cell Biochem 2006; 98(5): 1076-1084.1. Caplan AI and Dennis JE. Mesenchymal stem cells as trophic mediators. J Cell Biochem 2006; 98(5): 1076-1084. 2. Madrigal M, Rao KS and Riordan NH. A review of therapeutic effects of mesenchymal stem cell secretions and induction of secretory modification by different culture methods. J Transl Med 2014; 12: 260.2. Madrigal M, Rao KS and Riordan NH. A review of therapeutic effects of mesenchymal stem cell secretions and induction of secretory modification by different culture methods. J Transl Med 2014; 12:260. 3. Parekkadan B and Milwid JM. Mesenchymal stem cells as therapeutics. Annu Rev Biomed Eng 2010; 12: 87-117.3. Parekkadan B and Milwid JM. Mesenchymal stem cells as therapeutics. Annu Rev Biomed Eng 2010; 12: 87-117. 4. Kim YJ, Park HJ, Lee G, et al. Neuroprotective effects of human mesenchymal stem cells on dopaminergic neurons through anti-inflammatory action. Glia 2009; 57(1): 13-23.4. Kim YJ, Park HJ, Lee G, et al. Neuroprotective effects of human mesenchymal stem cells on dopaminergic neurons through anti-inflammatory action. Glia 2009; 57(1): 13-23. 5. Park HJ, Shin JY, Kim HN, et al. Neuroprotective effects of mesenchymal stem cells through autophagy modulation in a parkinsonian model. Neurobiol Aging 2014; 35(8): 1920-1928.5. Park HJ, Shin JY, Kim HN, et al. Neuroprotective effects of mesenchymal stem cells through autophagy modulation in a parkinsonian model. Neurobiol Aging 2014; 35(8): 1920-1928. 6. Oh SH, Kim HN, Park HJ, et al. The cleavage effect of mesenchymal stem cell and its derived matrix metalloproteinase-2 on extracellular α-synuclein aggregates in parkinsonian models. Stem Cells Transl Med 2017; 6(3): 949-961.6. Oh SH, Kim HN, Park HJ, et al. The cleavage effect of mesenchymal stem cell and its derived matrix metalloproteinase-2 on extracellular α-synuclein aggregates in parkinsonian models. Stem Cells Transl Med 2017; 6(3): 949-961. 7. Park HJ, Shin JY, Lee BR, et al. Mesenchymal stem cells augment neurogenesis in the subventricular zone and enhance differentiation of neural precursor cells into dopaminergic neurons in the substantia nigra of a parkinsonian model. Cell Transplant 2012; 21(8): 1629-1640.7. Park HJ, Shin JY, Lee BR, et al. Mesenchymal stem cells augment neurogenesis in the subventricular zone and enhance differentiation of neural precursor cells into dopaminergic neurons in the substantia nigra of a parkinsonian model. Cell Transplant 2012; 21(8): 1629-1640. 8. Noronha NC, Mizukami A, Caliari-Oliveira C, et al. Priming approaches to improve the efficacy of mesenchymal stromal cell-based therapies. Stem Cell Res Ther 2019; 10(1): 131.8. Noronha NC, Mizukami A, Caliari-Oliveira C, et al. Priming approaches to improve the efficacy of mesenchymal stromal cell-based therapies. Stem Cell Res Ther 2019; 10(1): 131. 9. Pittenger MF, Discher DE, Peault BM, et al. 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이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 줄기세포의 기능을 증대시킬 수 있는 기술을 개발하기 위하여 노력하였고, 요산(uric acid, UA)과 줄기세포의 기능과의 유의적인 관련성을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors worked to develop technology that can increase the function of stem cells, and completed the present invention by confirming a significant relationship between uric acid (UA) and the function of stem cells.

따라서, 본 발명의 목적은 요산을 포함하는 줄기세포의 기능 강화용 조성물 및 이의 용도를 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a composition for enhancing the function of stem cells containing uric acid and its use.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은 요산(uric acid)을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 기능 강화용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides a composition for enhancing the function of stem cells containing uric acid as an active ingredient.

본 명세서에서 사용되는 용어, "줄기세포 (stem cell)"는 아직 분화되지 않은 미분화 세포로서, 자가 복제(self-renewal)를 통한 무한 증식(infinite proliferation)이 가능하고, 세포가 위치하는 환경의 영향을 받아 필요에 따라 적절한 신호가 주어질 경우 다양한 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 전분화/다분화 능력(pluri-potency 또는 multi-potency)을 보유한 만능세포를 지칭한다.As used herein, the term “stem cell” refers to an undifferentiated cell that has not yet differentiated, is capable of infinite proliferation through self-renewal, and is influenced by the environment in which the cell is located. It refers to pluripotent cells that have pluri-potency or multi-potency that can differentiate into all types of cells when appropriate signals are given as needed.

상기 줄기세포는 자가 또는 동종 유래 줄기세포일 수 있으며, 인간 및 비인간 포유류를 포함한 임의 유형의 동물 유래일 수 있고, 상기 줄기세포가 성체로부터 유래된 것이든 배아로부터 유래된 것이든 이에 제한되지 않는다.The stem cells may be autologous or allogeneic, and may be derived from any type of animal, including humans and non-human mammals, and are not limited thereto, whether the stem cells are derived from adults or embryos.

상기 줄기세포는 유도만능 줄기세포, 배아 줄기세포, 성체 줄기세포를 포함하며, 구체적으로는, 성체 줄기세포일 수 있다. 상기 성체 줄기세포는 중간엽 줄기세포, 인간 조직 유래 중간엽 기질세포 (mesenchymal stromal cell), 인간 조직 유래 중간엽 줄기세포, 다분화능 줄기세포 또는 양막상피세포일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 성체 줄기세포는 제대, 제대혈, 활막, 골수, 지방, 근육, 신경, 피부, 양막 및 태반 등으로부터 유래된 줄기세포일 수 있으나, 이 역시 이에 제한되지 않는다. 일 구체예에 따르면, 상기 줄기세포는 인간 골수로부터 유래된 중간엽 줄기세포일 수 있다.The stem cells include induced pluripotent stem cells, embryonic stem cells, and adult stem cells, and may specifically be adult stem cells. The adult stem cells may be mesenchymal stem cells, human tissue-derived mesenchymal stromal cells, human tissue-derived mesenchymal stem cells, multipotent stem cells, or amniotic epithelial cells, but are not limited thereto. The adult stem cells may be stem cells derived from the umbilical cord, cord blood, synovium, bone marrow, fat, muscle, nerve, skin, amniotic membrane, and placenta, but are not limited thereto. According to one embodiment, the stem cells may be mesenchymal stem cells derived from human bone marrow.

본 명세서에서 사용되는 용어, "성체 줄기세포(Adult stem cell)"는 발생과정이 진행되어 배아의 각 장기가 형성되는 단계 혹은 성체 단계에서 나타나는 줄기세포를 지칭한다. 성체 줄기세포는 그 분화능이 일반적으로 특정 조직을 구성하는 세포로만 한정될 수 있고, 이러한 성체 줄기세포는 성인이 된 후에도 대부분의 장기에 남아 정상적으로 혹은 병리적으로 발생하는 세포의 손실을 보충하는 역할을 담당한다. 이는 조직 내 존재하는 줄기세포를 분리해 체외에서 배양한 것으로 다능성 (multipotency)을 가지는 세포를 의미할 수 있다. 상기 성체 줄기세포로는 인간, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 개, 고양이, 마우스, 토끼 등의 모든 유래의 성체 줄기세포를 포함할 수 있다.As used herein, the term “adult stem cell” refers to stem cells that appear at the stage where each organ of the embryo is formed or at the adult stage as the developmental process progresses. The differentiation capacity of adult stem cells can generally be limited to cells that make up specific tissues, and these adult stem cells remain in most organs even after adulthood and play a role in replenishing cell loss that occurs normally or pathologically. In charge. This may mean cells with multipotency, as stem cells present in tissues are isolated and cultured in vitro. The adult stem cells may include adult stem cells from any origin, such as humans, monkeys, pigs, horses, cattle, sheep, dogs, cats, mice, rabbits, etc.

본 명세서에서 사용되는 용어, "중간엽 줄기세포"는 인간 또는 포유류의 조직으로부터 분리해 낸 미분화된 줄기세포로서, 다양한 조직에서 유래할 수 있다. 특히, 제대 유래 중간엽 줄기세포, 제대혈 유래 중간엽 줄기세포, 골수 유래 중간엽 줄기세포, 지방 유래 중간엽 줄기세포, 근육 유래 중간엽 줄기세포, 신경 유래 중간엽 줄기세포, 피부 유래 중간엽 줄기세포, 양막 유래 중간엽 줄기세포 및 태반 유래 중간엽 줄기세포일 수 있으며, 각 조직에서 줄기세포를 분리하는 기술은 당해 업계에 이미 공지되어 있다.As used herein, the term “mesenchymal stem cells” refers to undifferentiated stem cells isolated from human or mammalian tissues, and can be derived from various tissues. In particular, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, cord blood-derived mesenchymal stem cells, bone marrow-derived mesenchymal stem cells, fat-derived mesenchymal stem cells, muscle-derived mesenchymal stem cells, nerve-derived mesenchymal stem cells, and skin-derived mesenchymal stem cells. , amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells, and placenta-derived mesenchymal stem cells, and techniques for isolating stem cells from each tissue are already known in the art.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유도만능 줄기세포(iPSC: induced pluripotent stem cells)"는 분화된 세포들로부터 인위적인 역분화 과정을 통해 다능성 분화능을 가지도록 유도된 세포들을 일컫는 말로서 역분화줄기세포라고도 한다. 인위적인 역분화 과정은 레트로바이러스 및 렌티바이러스를 이용한 바이러스-매개 또는 비바이러스성 벡터 이용, 단백질 및 세포 추출물 등을 이용하는 비바이러스-매개 역분화 인자의 도입에 의해 수행되거나, 줄기세포 추출물, 화합물 등에 의한 역분화 과정을 포함한다. 유도만능 줄기세포는 배아 줄기세포와 거의 같은 특정을 가지며, 구체적으로는 비슷한 세포 모양을 보여주며, 유전자, 단백질 발현 패턴이 유사하며, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 전분화능을 가지며, 테라토마(teratoma)를 형성하고, 마우스의 배반포(blastocyst)에 삽입시켰을 때, 키메라(chimera) 마우스를 형성하고, 유전자의 생식선 전이(germline transmission)가 가능하다. 상기 유도만능 줄기세포로는 인간, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 개, 고양이, 마우스, 토끼 등의 모든 유래의 유도만능 줄기세포를 포함할 수 있다.As used herein, the term “induced pluripotent stem cells (iPSC)” refers to cells induced to have pluripotent differentiation ability through an artificial dedifferentiation process from differentiated cells, and is also called pluripotent stem cells. do. The artificial dedifferentiation process is carried out by virus-mediated or non-viral vectors using retroviruses and lentiviruses, by introduction of non-viral-mediated dedifferentiation factors using proteins and cell extracts, or by stem cell extracts, compounds, etc. Includes dedifferentiation process. Induced pluripotent stem cells have almost the same characteristics as embryonic stem cells, specifically showing similar cell shapes, similar gene and protein expression patterns, and pluripotency in vitro and in vivo. It forms a teratoma, forms a chimera mouse when inserted into a mouse blastocyst, and germline transmission of genes is possible. The induced pluripotent stem cells may include induced pluripotent stem cells from any origin, such as humans, monkeys, pigs, horses, cattle, sheep, dogs, cats, mice, and rabbits.

본 명세서에서 사용되는 용어, "배아 줄기세포(Embryonic stem cell)"는 수정란이 모체의 자궁에 착상하기 직전인 포배기 배아에서 내부세포괴(inner cell mass)를 추출하여 체외에서 배양한 것으로서, 개체의 모든 조직의 세포로 분화할 수 있는 다능성(pluripotent)이거나 전능성(totipotent)이 있는 자가 복제능(self-renewal)을 갖는 세포를 의미하며, 넓은 의미로는 배아 줄기세포로부터 유래한 배아체(embryoid bodies)도 포함할 수 있다. 상기 배아 줄기세포로는 인간, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 개, 고양이, 마우스, 토끼 등의 모든 유래의 배아 줄기세포를 포함할 수 있다.As used herein, the term "embryonic stem cell" refers to an inner cell mass extracted from a blastocyst stage embryo just before the fertilized egg implants in the mother's uterus and cultured in vitro. It refers to cells that are pluripotent or totipotent and have self-renewal ability that can differentiate into tissue cells. In a broad sense, they are embryoid bodies derived from embryonic stem cells. ) may also be included. The embryonic stem cells may include embryonic stem cells from any origin, such as humans, monkeys, pigs, horses, cows, sheep, dogs, cats, mice, and rabbits.

상기 조성물에서 "줄기세포의 기능"이란 구체적으로는 배아 줄기세포와 같이 모든 세포를 생성할 수 있는 능력이 있는 다능성(pluripotency)과, 자기와 닮은 세포들을 무한정 만들어 낼 수 있는 자기 복제능을 총칭한다. 상기 줄기세포의 기능이란 용어는 줄기세포능과 혼용될 수 있다.In the above composition, "stem cell function" specifically refers to pluripotency, which has the ability to generate all cells, such as embryonic stem cells, and self-replication ability, which can create cells similar to oneself indefinitely. do. The term stem cell function may be used interchangeably with stem cell function.

본 명세서에서 사용되는 용어, "줄기세포능(stemness)"은 줄기세포 상태를 조절하고 유지하는 분자적인 프로그램의 통합된 기능을 총체적으로 가리키기 위해 당업계에서 통용되는 용어로 모든 세포를 생성할 수 있는 능력이 있는 다능성(pluripotency)과, 자기와 닮은 세포들을 무한정 만들어 낼 수 있는 자기 복제능을 총칭한다. 즉, 줄기세포능은 줄기세포의 특성을 유지하는 능력을 의미할 수 있다.As used herein, the term "stemness" is a term commonly used in the art to collectively refer to the integrated function of the molecular program that regulates and maintains the stem cell state and is capable of generating all cells. It is a general term for pluripotency, which is the ability to reproduce, and self-replication ability, which is the ability to create cells similar to oneself indefinitely. In other words, stem cell capacity can mean the ability to maintain the characteristics of stem cells.

본 명세서에서 사용되는 용어, "요산(uric acid)"은 인간에서 퓨린 뉴클레오사이드 분해의 최종 효소 산물로 산화적 손상으로부터 세포를 보호하는 항산화제로 알려져 있다. 그러나 줄기세포의 배양, 구체적으로는 줄기세포능 유지 및 강화와 관련하여서는 그 기능 및 활성이 알려진 바 없다.As used herein, “uric acid” is the final enzymatic product of purine nucleoside degradation in humans and is known as an antioxidant that protects cells from oxidative damage. However, its function and activity are not known regarding the culture of stem cells, specifically maintaining and enhancing stem cell function.

상기 요산은 줄기세포 강화라는 목적에 부합하는 한, 조성물에 적절한 농도로 포함될 수 있다. 상기 요산은 예를 들어 10 내지 400 μM, 예를 들어 10 내지 350 μM, 예를 들어 10 내지 300 μM, 예를 들어 10 내지 250 μM, 예를 들어 10 내지 200 μM, 예를 들어 50 내지 400 μM, 예를 들어 100 내지 400 μM, 예를 들어 150 내지 400 μM 농도로 조성물에 포함될 수 있다.The uric acid may be included in the composition at an appropriate concentration as long as it meets the purpose of strengthening stem cells. The uric acid is for example 10 to 400 μM, for example 10 to 350 μM, for example 10 to 300 μM, for example 10 to 250 μM, for example 10 to 200 μM, for example 50 to 400 μM. , for example, may be included in the composition at a concentration of 100 to 400 μM, for example, 150 to 400 μM.

본 발명자들은 200 또는 400 μM 농도의 요산을 포함하는 배지에서 줄기세포를 24시간 또는 48시간 배양했을 때 줄기세포 기능(줄기세포능)이 강화되는 것을 확인하였다.The present inventors confirmed that stem cell function (stem cell function) was enhanced when stem cells were cultured for 24 or 48 hours in a medium containing uric acid at a concentration of 200 or 400 μM.

본 명세서에서 사용되는 용어, "줄기세포능 강화"는 줄기세포의 해당과정을 촉진하거나, 줄기세포의 노화를 억제하거나, 세포 증식을 증가시키거나, 분화능을 증가시키는 특성을 포함할 수 있다. 또한, 미분화 세포를 미분화 상태를 유지하면서 증식시키거나, 줄기세포능 유지에 중요한 유전자의 발현을 증가시키거나, miR-137 및 miR-145의 발현을 감소시키는 특성일 수 있다.As used herein, the term “enhancing stem cell function” may include properties that promote glycolysis of stem cells, inhibit aging of stem cells, increase cell proliferation, or increase differentiation ability. Additionally, it may be a property of proliferating undifferentiated cells while maintaining their undifferentiated state, increasing the expression of genes important for maintaining stem cell function, or decreasing the expression of miR-137 and miR-145.

상기 줄기세포능 유지에 중요한 유전자란 줄기세포에서 발현되었을 때 줄기세포능을 유지시키는 유전자로 예를 들어, OCT4 (octamer-binding transcription factor 4,), NANOG (Nanog Homeobox) 및 SOX2 (SRY(sex determining region Y)-Box Transcription Factor 2)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 유전자들 중 적어나 하나의 발현이 증가되는 경우 줄기세포의 기능성이 증가한 것으로 판단할 수 있다.Genes important for maintaining stem cell function are genes that maintain stem cell function when expressed in stem cells, for example, OCT4 (octamer-binding transcription factor 4,), NANOG (Nanog Homeobox), and SOX2 (SRY (sex determining It may be region Y)-Box Transcription Factor 2), but is not limited thereto. If the expression of at least one of the above genes is increased, it can be determined that the functionality of the stem cell has increased.

상기 용어, "증식(proliferation)"은 세포 수의 증가를 의미하는 것으로 성장(growth)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, "미분화 증식 (undifferentiated proliferation)"은 줄기세포가 특정 세포로 분화되지 않은 채 원래의 세포와 동일한 성질을 가지는 즉, 다능성(용어 "전분화능"과 혼용될 수 있음)을 가지는 세포로 증식하는 것을 의미한다.The term “proliferation” refers to an increase in the number of cells and can be used in the same sense as growth. In addition, “undifferentiated proliferation” refers to the proliferation of stem cells into cells that have the same properties as the original cell, that is, pluripotency (can be used interchangeably with the term “pluripotency”) without being differentiated into specific cells. It means to do.

본 발명의 줄기세포 기능 강화용 조성물은 줄기세포의 기능을 증대시키기 위하여, 요산을 포함하는 배지 조성물 형태로 제공될 수 있다. 상기 요산은 본 명세서에 개시된 줄기세포 기능 강화와 관련된 효과 달성을 위해 줄기세포 배양에 사용되는 통상의 배지에 첨가되어 사용될 수 있다. 일 구체예에 따르면, 줄기세포 배양 배지에 요산을 첨가하면 줄기세포의 노화가 억제되고, 세포 증식능이 향상되어 줄기세포의 기능이 유의적으로 증대됨을 확인하였다.The composition for enhancing stem cell function of the present invention may be provided in the form of a medium composition containing uric acid in order to increase the function of stem cells. The uric acid can be used by adding it to a typical medium used for stem cell culture to achieve the effect related to enhancing stem cell function disclosed herein. According to one embodiment, it was confirmed that adding uric acid to the stem cell culture medium inhibits aging of stem cells, improves cell proliferation, and significantly increases the function of stem cells.

상기 배지 조성물은 세포 배양에 일반적으로 이용되는 기본 배지에 요산이 첨가된 형태일 수 있다. 기본 배지는 DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium), 80% knockout DMEM, MEM (Minimal Essential Medium), BME (Basal Medium Eagle), RPMI 1640, F-10, F-12, DMEM-F12, α-MEM (α-Minimal Essential Medium), G-MEM (Glasgow's Minimal Essential Medium), IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium), MacCoy's 5A 배지, AmnioMax Medium, 및 Chang's Medium MesemCult-XF Medium으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며, 이 외에도 당업계에서 줄기세포의 배양에 이용되는 배지라면 비제한적으로 이용될 수 있다.The medium composition may be a basic medium commonly used in cell culture with uric acid added. The basic medium is DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium), 80% knockout DMEM, MEM (Minimal Essential Medium), BME (Basal Medium Eagle), RPMI 1640, F-10, F-12, DMEM-F12, α-MEM (α-MEM) -Minimal Essential Medium), G-MEM (Glasgow's Minimal Essential Medium), IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium), MacCoy's 5A medium, AmnioMax Medium, and Chang's Medium MesemCult-XF Medium. In addition, Any medium used in the industry for culturing stem cells can be used without limitation.

한편, 본 발명의 줄기세포 기능 강화용 조성물은 요산의 효과에 영향을 주지 않는 한, 세포 배양에 유용한 성분들을 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the composition for enhancing stem cell function of the present invention may additionally contain ingredients useful for cell culture as long as they do not affect the effect of uric acid.

본 발명의 다른 양상은 요산을 줄기세포에 처리하는 단계를 포함하는 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method for enhancing the function of stem cells, comprising treating the stem cells with uric acid.

상기 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법에 있어, "줄기세포" 및 "요산"에 대해서는 상기 언급한 바와 같다.In the method of enhancing the function of stem cells, “stem cells” and “uric acid” are as mentioned above.

상기 요산을 줄기세포에 처리하는 단계는 요산을 포함하는 배지에서 줄기세포를 배양하는 것일 수 있으며, "처리"라는 용어는 "프라이밍(priming)"과 혼용되어 사용될 수 있다.The step of treating stem cells with uric acid may be culturing the stem cells in a medium containing uric acid, and the term “treatment” may be used interchangeably with “priming.”

본 명세서에서 사용되는 용어, "배지(media)"는 체외배양 조건에서 줄기세포의 성장 및 생존을 지지할 수 있게 하는 배양액을 의미하고, 세포 배양에 적절한 당 분야에서 사용되는 통상의 배지를 모두 포함할 수 있다. 세포의 종류에 따라 배지와 배양 조건을 선택할 수 있다. 배양에 사용되는 배지는 세포 배양 최소 배지(CCMM: cell culture minimum medium)로, 일반적으로 탄소원, 질소원 및 미량원소 성분을 포함한다.As used herein, the term “media” refers to a culture medium capable of supporting the growth and survival of stem cells under in vitro culture conditions, and includes all media commonly used in the art suitable for cell culture. can do. Medium and culture conditions can be selected depending on the type of cell. The medium used for culture is cell culture minimal medium (CCMM), which generally contains carbon source, nitrogen source, and trace element components.

한편, 상기 배지는 요산을 유효 농도로 포함할 수 있다. 상기 "유효 농도"는 줄기세포능 증대에 충분한 양의 요산을 의미하며, 유효 농도 이하에서는 활성을 나타내지 않고, 유효 농도 이상에서는 세포의 노화를 유도할 수 있으므로, 유효 농도 내에서 요산을 사용하도록 할 수 있다. 상기 요산은 예를 들어 10 내지 400 μM, 예를 들어 10 내지 350 μM, 예를 들어 10 내지 300 μM, 예를 들어 10 내지 250 μM, 예를 들어 10 내지 200 μM, 예를 들어 50 내지 400 μM, 예를 들어 100 내지 400 μM, 예를 들어 150 내지 400 μM 농도로 조성물에 포함될 수 있다. 상기 농도 범위를 벗어나면 줄기세포능 증대 효과가 나타나지 않을 수 있다.Meanwhile, the medium may contain uric acid at an effective concentration. The "effective concentration" refers to an amount of uric acid sufficient to increase stem cell function. It is not active below the effective concentration, and can induce cell aging above the effective concentration, so uric acid should be used within the effective concentration. You can. The uric acid is for example 10 to 400 μM, for example 10 to 350 μM, for example 10 to 300 μM, for example 10 to 250 μM, for example 10 to 200 μM, for example 50 to 400 μM. , for example, may be included in the composition at a concentration of 100 to 400 μM, for example, 150 to 400 μM. If the concentration is outside the above range, the effect of increasing stem cell function may not appear.

또한, 상기 줄기세포 배양은 예를 들어 0.1 내지 48시간, 예를 들어 0.1 내지 40시간, 예를 들어 0.1 내지 36시간, 예를 들어 0.1 내지 30시간, 예를 들어 0.1 내지 24시간, 예를 들어 5 내지 48시간, 예를 들어 10 내지 48시간, 예를 들어 15 내지 48시간, 예를 들어 20 내지 48시간 동안 수행될 수 있다. 상기 시간 범위를 벗어나면 줄기세포능 증대 효과가 나타나지 않을 수 있다.In addition, the stem cell culture is for example 0.1 to 48 hours, for example 0.1 to 40 hours, for example 0.1 to 36 hours, for example 0.1 to 30 hours, for example 0.1 to 24 hours, for example It may be carried out for 5 to 48 hours, such as 10 to 48 hours, such as 15 to 48 hours, such as 20 to 48 hours. If it is outside the above time range, the effect of increasing stem cell function may not appear.

상기 방법은 줄기세포를 계대배양하는 단계를 포함할 수 있으며, 요산을 포함하는 배지에서 줄기세포를 배양한 후 계대배양하고, 다시 요산을 포함하는 배지에서 배양하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또는 요산을 포함하는 배지에서 줄기세포를 배양한 후 계대배양하여 기본 배지에서 배양하는 방식으로 이루어질 수 있다. 계대배양 후 기본 배지에서 배양하는 경우, 줄기세포능 강화가 필요하다면 요산을 포함하는 배지로 교체할 수 있다.The method may include subculturing the stem cells, and may be accomplished by culturing the stem cells in a medium containing uric acid, subculturing them, and then culturing them again in a medium containing uric acid. Alternatively, the stem cells may be cultured in a medium containing uric acid, then subcultured, and then cultured in a basic medium. When culturing in basic medium after subculture, if it is necessary to enhance stem cell function, it can be replaced with medium containing uric acid.

본 발명의 또 다른 양상은 상기 줄기세포 기능을 증대시키는 방법을 통해 수득한 기능이 증대된 줄기세포를 제공한다.Another aspect of the present invention provides stem cells with enhanced function obtained through the method for increasing stem cell function.

일 구체예에 따르면, 요산이 포함된 배지에서 배양된 줄기세포는 줄기세포의 노화가 억제되고, 분화능은 유지되면서 세포 증식능이 유의적으로 증가된다.According to one embodiment, stem cell aging is suppressed in stem cells cultured in a medium containing uric acid, and cell proliferation ability is significantly increased while differentiation ability is maintained.

또 다른 양상은 상기 줄기세포 기능이 증대된 줄기세포 또는 이의 희석액을 포함하는 세포 치료제 조성물을 제공한다.Another aspect provides a cell therapeutic composition comprising stem cells with enhanced stem cell function or a dilution thereof.

요산을 처리하는 단계를 포함하는 줄기세포능을 증대시키는 방법을 통해 수득한 줄기세포는 줄기세포능이 유의적으로 증대됨으로써, 줄기세포를 이식에 적합한 상태로 활성화시키거나, 이의 특성을 인체에 적합하게 변 형시키는 등, 세포 치료제의 유효 성분으로 포함될 수 있다.Stem cells obtained through a method of increasing stem cell function including the step of treating uric acid significantly increase stem cell function, thereby activating the stem cells to a state suitable for transplantation or improving their characteristics to be suitable for the human body. It can be included as an active ingredient in cell therapy, such as by modifying it.

본 명세서에서 사용되는 용어, "세포 치료제"는 사람으로부터 분리, 배양 및 특수한 공정을 통해 제조된 세포 및 조직으로부터 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품으로서, 세포 혹은 조직의 기능을 복원시키기 위하여 살아있는 자가(autologous), 동종(allogenic), 또는 이종(xenogenic) 세포를 체외에서 증식, 선별하거나 다른 방법으로 세포의 생물학적 특성을 변화시키는 등의 일련의 행위를 통하여 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품을 지칭한다. 세포 치료제는 세포의 분화 정도에 따라 크게 체세포 치료제, 및 줄기세포 치료제로 분류될 수 있다. 일 구체예에 따르면, 상기 세포 치료제 조성물은 요산이 처리된 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 줄기세포 치료제일 수 있다.As used herein, the term “cell therapy” refers to a medicine used for the purposes of treatment, diagnosis, and prevention from cells and tissues isolated from humans, cultured, and manufactured through special processes, to restore the function of cells or tissues. Use of living autologous, allogenic, or xenogenic cells for the purposes of treatment, diagnosis, and prevention through a series of actions such as in vitro proliferation, selection, or other methods to change the biological characteristics of the cells. refers to medicines that are Cell therapeutics can be broadly classified into somatic cell therapeutics and stem cell therapeutics depending on the degree of cell differentiation. According to one embodiment, the cell therapeutic composition may be a stem cell therapeutic agent containing stem cells treated with uric acid as an active ingredient.

본 명세서에서 사용되는 용어, "줄기세포 치료제"는 질병의 치료, 진단 및 예방의 목적으로 세포를 체외에서 조작하여 이를 다시 인체 내로 주입하는 세포 치료제의 한 종류이다. 불특정 다수를 대상으로 질병의 증상을 완화시키는데 목적을 둔 기존의 일반 의약품과는 달리, 조작 및 배양한 줄기세포를 환자에게 주입하여 질환을 근본적으로 치료하는 맞춤형 바이오 의약품을 지칭한다. 상기 줄기세포 치료제는 세포의 기원에 따라 배아의 초기 발달 단계에서 만들어 지는 배아 줄기세포 치료제, 성인의 다양한 조직에 제한적으로 존재하는 성체 줄기세포 치료제, 일반 체세포를 역분화시켜 초기 미분화 상태로 유도한 역분화줄기세포 치료제, 또는 배아 줄기세포, 성체 줄기세포, 역분화줄기세포에 유래되는 오가노이드 기반 세포치료제 등으로 구분된다. 치료 방법에 따라서는 환자 자신의 줄기세포를 이식하는 자가줄기세포 치료제, 타인의 줄기세포를 이식하는 동종유래줄기세포 치료제, 동물의 줄기세포를 이용하는 이종줄기세포 치료제 등으로 분류될 수 있다. 상기 줄기세포 치료제는 환자에게 직접 세포를 주입하여 손상된 세포의 기능이나 조직을 회복시킬 수 있으므로 인체 내 독성이 없고 인체 본래의 기능을 재생 및 유지시킴으로써 수술이나 약물요법이 할 수 없는 근원적인 치료 방법을 제시할 수 있다. 상기 줄기세포 치료제는 손상된 조직 및 세포의 재생 및 복구(Regeneration and Rejuvenation), 대체(Replacement), 회복(Repair)의 3R 전략을 통해 뇌경색, 심근경색, 퇴행성 관절염 및 골절 등의 다양한 세포손상질환 치료에 활용될 수 있다.As used herein, the term “stem cell therapy” is a type of cell therapy that manipulates cells outside the body and injects them back into the body for the purpose of treating, diagnosing, and preventing disease. Unlike existing general medicines aimed at relieving disease symptoms for an unspecified number of people, it refers to customized bio medicines that fundamentally treat diseases by injecting manipulated and cultured stem cells into patients. The stem cell therapeutics include embryonic stem cell therapeutics produced in the early development stage of the embryo depending on the origin of the cell, adult stem cell therapeutics that exist limitedly in various tissues of adults, and reverse differentiation of general somatic cells into an early undifferentiated state. It is divided into differentiated stem cell therapy, or organoid-based cell therapy derived from embryonic stem cells, adult stem cells, and pluripotent stem cells. Depending on the treatment method, it can be classified into autologous stem cell therapy that transplants the patient's own stem cells, allogeneic stem cell therapy that transplants another person's stem cells, and xenogeneic stem cell therapy that uses animal stem cells. The stem cell treatment is able to restore the function or tissue of damaged cells by directly injecting cells into the patient, so it is not toxic to the human body and regenerates and maintains the body's original functions, providing a fundamental treatment method that surgery or drug therapy cannot provide. can be presented. The stem cell treatment is used to treat various cell damage diseases such as cerebral infarction, myocardial infarction, degenerative arthritis, and fractures through the 3R strategy of Regeneration and Rejuvenation, Replacement, and Repair of damaged tissues and cells. It can be utilized.

상기 줄기세포능이 증대된 줄기세포는 세포를 보호 및 유지하고, 목적하는 조직에 주사, 주입, 이식시 사용에 용이하도록 하는 하나 이상의 희석제를 포함하는 세포 조성물의 형태가 바람직할 수 있다. 상기 희석제는 생리식염수, PBS(Phosphate Buffered Saline), HBSS(Hank's balanced salt solution) 등의 완충용액, 혈장 또는 혈액성분 등이 있을 수 있다.The stem cells with increased stem cell function may preferably be in the form of a cell composition containing one or more diluents to protect and maintain the cells and facilitate their use when injected, injected, or transplanted into the desired tissue. The diluent may include a buffer solution such as physiological saline, Phosphate Buffered Saline (PBS), or Hank's balanced salt solution (HBSS), or plasma or blood components.

상기 세포 치료제 조성물은 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예를 들어, 임상 투여시에 근육 또는 정맥 주사제와 같은 형태의 비경구 투여뿐만 아니라 직접 질환 부위에 투여될 수 있고, 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육 등의 경로로 투여될 수 있다.The cell therapy composition may be administered to mammals, including humans, through various routes. The administration method may be any commonly used method. For example, during clinical administration, it may be administered directly to the disease site as well as parenteral administration in the form of intramuscular or intravenous injection, and may be administered orally, transdermally, subcutaneously, or intravenously. Alternatively, it may be administered through a route such as muscle.

상기 세포 치료제 조성물의 투여 용량은 개체의 나이, 몸무게, 성별, 투여 형태, 건강 상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정 시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수 도 있다. 예컨대, 사람의 경우 세포 치료제의 통상적인 투여량은 104~1010 cells/body일 수 있고, 바람직하게는 106~108 cells/body, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 상기한 투여량은 평균적인 경우를 예시한 것으로서 개인적인 차이에 따라 그 투여량이 높거나 낮을 수 있다.The administered dose of the cell therapy composition may vary depending on the individual's age, weight, gender, dosage form, health condition, and disease severity, and is administered in divided doses once or several times a day at regular time intervals according to the judgment of a doctor or pharmacist. You may. For example, in the case of humans, a typical dosage of cell therapy may be 10 4 to 10 10 cells/body, preferably 10 6 to 10 8 cells/body, and may be administered once or in several divided doses. The above dosage is an example of an average case, and the dosage may be higher or lower depending on individual differences.

상기 세포 치료제 조성물은 신경계 질환에 대한 예방 또는 치료 효과를 나타낼 수 있다. 상기 신경계 질환은 퇴행성 신경계 질환을 포함할 수 있으며, 예를 들어 파킨슨병, 치매, 알츠하이머 병, 헌팅턴병, 근위축성 축삭경화증, 뇌졸중, 기억력 저하, 중증근무력증, 진행성 핵상마비, 다계통 위축증, 본태성 진전증, 피질-기저핵 퇴행증, 미만성 루이소체 질환 및 픽병을 포함하는 다양한 신경계 질환이 포함될 수 있다.The cell therapy composition may exhibit a preventive or therapeutic effect on neurological diseases. The neurological disease may include degenerative neurological diseases, such as Parkinson's disease, dementia, Alzheimer's disease, Huntington's disease, amyotrophic axonal sclerosis, stroke, memory decline, myasthenia gravis, progressive supranuclear palsy, multiple system atrophy, and essential tremor. , cortico-basal dystrophy, diffuse Lewy body disease, and Pick's disease.

일 구체예에 따르면, 요산으로 처리되어 줄기세포능이 강화된 줄기세포는 파킨슨병 동물 모델에서 손상된 운동 능력을 회복시킬 수 있다.According to one embodiment, stem cells whose stem cell function is enhanced by treatment with uric acid can restore damaged motor skills in an animal model of Parkinson's disease.

본 명세서에서 사용되는 용어, "치료"는 질환과 관련된 임상적 상황을 억제하거나 완화하거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다. 또한 치료는 치료를 받지 않은 경우 예상되는 생존율과 비교하여 증가된 생존을 의미할 수 있다. 치료는 치료적 수단 이외에 예방적 수단을 동시에 포함할 수 있다.As used herein, the term “treatment” refers to any action that suppresses, alleviates, or beneficially changes the clinical situation related to the disease. Treatment may also mean increased survival compared to expected survival without treatment. Treatment may include preventive measures in addition to therapeutic measures.

상기 세포 치료제 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함하여 제제화될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어, "약학적으로 허용가능한 담체"란 생물체를 상당히 자극하지 않고 투여 성분의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 말한다. 상기 세포 치료제 조성물이 적용될 수 있는 약학적 조성물에 대해 약학적으로 허용 가능한 담체는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제, 기제, 부형제, 윤활제 등 당업계에 공지된 것이라면 제한없이 사용할 수 있다.The cell therapy composition may be formulated to further include a pharmaceutically acceptable carrier. As used herein, the term “pharmaceutically acceptable carrier” refers to a carrier or diluent that does not significantly irritate living organisms and does not inhibit the biological activity and properties of the administered ingredient. Pharmaceutically acceptable carriers for pharmaceutical compositions to which the cell therapy composition can be applied include, without limitation, buffers, preservatives, analgesics, solubilizers, isotonic agents, stabilizers, bases, excipients, lubricants, etc., as long as they are known in the art. You can use it.

상기 세포 치료제 조성물은 각종 제형의 형태로 통용되는 기법에 따라 제조될 수 있다. 세포 치료제 조성물은 질병부위로 이동을 유도할 수 있다면 어떠한 경로를 통해서든지 투여 가능하다. 경우에 따라서는 줄기세포를 병변으로 향하게 하는 수단을 구비한 비히클에 로딩하는 방안을 고려할 수도 있다. 따라서, 상기 세포 치료제 조성물은 국소 (협측, 설하, 피부 및 안내 투여를 포함), 비경구 (피하, 피내, 근육내, 점적, 정맥 내, 동맥 내, 관절 내 및 뇌척수액 내를 포함) 또는 경피성 투여를 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 바람직하게는 발병 부위에 직접 투여될 수 있다.The cell therapy composition can be prepared according to commonly used techniques in the form of various formulations. Cell therapy compositions can be administered through any route as long as they can induce movement to the disease site. In some cases, loading the stem cells into a vehicle equipped with a means to direct them to the lesion may be considered. Accordingly, the cell therapy compositions may be administered topically (including buccal, sublingual, dermal, and intraocular administration), parenteral (including subcutaneous, intradermal, intramuscular, instillation, intravenous, intraarterial, intraarticular, and intracerebrospinal fluid), or transdermal. It can be administered through various routes, including administration, and is preferably administered directly to the affected area.

상기 세포 치료제 조성물은 약학적 유효량으로 투여될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어, "유효량"은 목적하는 치료되어야 할 특정 질환의 발병 또는 진행을 지연하거나 전적으로 중지시키는 데 필요한 양을 의미한다.The cell therapy composition may be administered in a pharmaceutically effective amount. As used herein, the term “effective amount” means the amount necessary to delay or completely stop the onset or progression of the specific disease to be treated.

적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있다. 상기 세포 치료제 조성물의 목적상, 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는지의 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용하는 것이 바람직할 수 있다.The appropriate total daily usage amount can be determined by the treating physician within the scope of sound medical judgment. For the purpose of the cell therapy composition, the specific therapeutically effective amount for a specific patient is determined by the type and degree of response to be achieved, the specific composition, including whether other agents are used as the case may be, the patient's age, weight, and general health condition. It may be desirable to apply it differently depending on various factors including gender and diet, administration time, administration route and secretion rate of the composition, treatment period, drugs used or used simultaneously with the specific composition, and similar factors well known in the medical field. there is.

상기 줄기세포 또는 이를 포함하는 세포 치료제 조성물에서 언급된 용어 또는 요소 중 상기 줄기세포능 증대용 조성물 또는 줄기세포의 줄기세포능 강화 방법에 대한 설명에서 언급된 것과 같은 것은, 앞에서 상기 조성물 또는 강화 방법에 대한 설명에서 언급된 바와 같은 것으로 이해된다.Among the terms or elements mentioned in the stem cell or cell therapeutic composition containing the same, those mentioned in the description of the composition for enhancing stem cell function or the method for enhancing stem cell function of the stem cell are the same as those mentioned in the composition or enhancing method previously. It is understood to be the same as mentioned in the explanation.

본 발명의 조성물을 사용하면 줄기세포의 기능을 강화시킬 수 있고, 기능이 강화된 줄기세포는 신경보호 효과가 우수하여 퇴행성 신경질환 치료에 사용될 수 있다.Using the composition of the present invention, the function of stem cells can be strengthened, and stem cells with enhanced function have excellent neuroprotective effects and can be used to treat neurodegenerative diseases.

도 1은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 해당과정 효소들의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 2는 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 해당과정 효소들의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 3은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 해당과정 효소들의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 4는 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 양성 및 음성 MSC 마커의 발현 여부를 확인한 결과이다.
도 5는 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 세포 증식 정도(A), 세포 노화 마커 p16(B) 및 복제성 노화 마커 p21(C)의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 6은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 줄기세포능 조절을 담당하는 전사 인자의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 7은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 분화 배지 없이 배양한 후 골형성, 지방형성 및 연골형성에 관여하는 유전자들의 mRNA 수준을 확인한 결과이다.
도 8은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 분화 배지 없이 배양한 후 알리자린 레드 S, 오일 레드 O 및 알시안 블루로 염색한 결과이다.
도 9는 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 분화 배지에서 배양한 후 골형성, 지방형성 및 연골형성에 관여하는 유전자들의 mRNA 수준을 확인한 결과이다.
도 10은 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 분화 배지에서 배양한 후 알리자린 레드 S, 오일 레드 O 및 알시안 블루로 염색한 결과이다.
도 11은 중간엽 줄기세포(MSC)를 요산으로 프라이밍한 후 요산 함유 배지를 제거하고, 줄기세포능 조절을 담당하는 전사 인자의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 12는 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)에서 miR-137 및 miR-145의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 13은 신경독소를 처리한 SH-SY5Y 세포와 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 공동 배양한 후 세포 생존율을 확인한 결과이다.
도 14는 신경독소를 처리한 SH-SY5Y 세포와 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 공동 배양한 후 활성 산소(ROS) 생성 정도를 확인한 결과이다.
도 15는 신경독소를 처리한 SH-SY5Y 세포와 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 공동 배양한 후 젖산 탈수소효소(LDH)의 방출 정도를 확인한 결과이다.
도 16은 신경독소를 처리한 SH-SY5Y 세포와 요산으로 프라이밍한 중간엽 줄기세포(MSC)를 공동 배양한 후 세포사멸 마커인 절단된 카스파제-3, 시토크롬 c 및 Bax의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 17은 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 골수 유래-중간엽 줄기세포(BM-MSC)에서 양성 및 음성 MSC 마커의 발현 여부를 확인한 결과이다.
도 18은 고요산혈증 동물 모델에서 혈중 요산 수준(A) 및 BM-MSC의 증식 정도(B)를 확인한 결과이다.
도 19는 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 BM-MSC에서 p16 및 p21의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 20은 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 BM-MSC에서 줄기세포능 조절을 담당하는 전사 인자의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 21은 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 BM-MSC에서 골형성, 지방형성 및 연골형성에 관여하는 유전자들의 mRNA 수준을 확인한 결과이다.
도 22는 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 BM-MSC를 분화 배지에서 배양한 후 알리자린 레드 S, 오일 레드 O 및 알시안 블루로 염색한 결과이다.
도 23은 고요산혈증 동물 모델에서 분리한 BM-MSC에서 miR-137 및 miR-145의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 24는 MPTP 처리 파킨슨병 마우스에 다양한 조건으로 프라이밍된 MSC를 투여한 후 뇌 흑질에서 TH(tyrosine hydroxylase) 양성 뉴런의 수를 확인한 결과이다.
도 25는 MPTP 처리 파킨슨병 마우스에 다양한 조건으로 프라이밍된 MSC를 투여한 후 뇌 조직에서 절단된 카스파제-3, 시토크롬 c 및 Bax의 수준을 확인한 결과이다.
도 26은 MPTP 처리 파킨슨병 마우스에 다양한 조건으로 프라이밍된 MSC를 투여한 후 염증성 사이토카인의 수준의 확인한 결과이다.
도 27은 MPTP 처리 파킨슨병 마우스에 다양한 조건으로 프라이밍된 MSC를 투여한 후 운동 능력 회복 정도를 확인한 결과이다.
Figure 1 shows the results of confirming the expression levels of glycolysis enzymes in mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 2 shows the results of confirming the expression levels of glycolysis enzymes in mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 3 shows the results of confirming the expression levels of glycolysis enzymes in mesenchymal stem cells (MSC) primed with uric acid.
Figure 4 shows the results of confirming the expression of positive and negative MSC markers in mesenchymal stem cells (MSC) primed with uric acid.
Figure 5 shows the results of confirming the degree of cell proliferation (A), the expression level of the cellular senescence marker p16 (B), and the replicative senescence marker p21 (C) in mesenchymal stem cells (MSC) primed with uric acid.
Figure 6 shows the results of confirming the expression levels of transcription factors responsible for regulating stem cell function in mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 7 shows the results of confirming the mRNA levels of genes involved in osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis after culturing mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid without differentiation medium.
Figure 8 shows the results of mesenchymal stem cells (MSC) primed with uric acid, cultured without differentiation medium, and then stained with Alizarin Red S, Oil Red O, and Alcian Blue.
Figure 9 shows the results of confirming the mRNA levels of genes involved in osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis after culturing mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid in differentiation medium.
Figure 10 shows the results of mesenchymal stem cells (MSC) primed with uric acid, cultured in differentiation medium, and then stained with Alizarin Red S, Oil Red O, and Alcian Blue.
Figure 11 shows the results of priming mesenchymal stem cells (MSCs) with uric acid, removing the uric acid-containing medium, and confirming the expression levels of transcription factors responsible for regulating stem cell function.
Figure 12 shows the results of confirming the expression levels of miR-137 and miR-145 in mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 13 shows the results of confirming the cell survival rate after co-culturing SH-SY5Y cells treated with neurotoxin and mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 14 shows the results of confirming the level of reactive oxygen species (ROS) production after co-culturing SH-SY5Y cells treated with neurotoxin and mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 15 shows the results of confirming the level of lactate dehydrogenase (LDH) release after co-culturing SH-SY5Y cells treated with neurotoxin and mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid.
Figure 16 shows the results of confirming the expression levels of cleaved caspase-3, cytochrome c, and Bax, which are apoptosis markers, after co-culturing SH-SY5Y cells treated with neurotoxin and mesenchymal stem cells (MSCs) primed with uric acid. am.
Figure 17 shows the results of confirming the expression of positive and negative MSC markers in bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) isolated from a hyperuricemia animal model.
Figure 18 shows the results of confirming the blood uric acid level (A) and the degree of proliferation of BM-MSCs (B) in a hyperuricemia animal model.
Figure 19 shows the results of confirming the expression levels of p16 and p21 in BM-MSCs isolated from a hyperuricemia animal model.
Figure 20 shows the results of confirming the expression levels of transcription factors responsible for regulating stem cell function in BM-MSCs isolated from a hyperuricemia animal model.
Figure 21 shows the results of confirming the mRNA levels of genes involved in osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis in BM-MSCs isolated from a hyperuricemia animal model.
Figure 22 shows the results of culturing BM-MSCs isolated from a hyperuricemia animal model in differentiation medium and staining them with Alizarin Red S, Oil Red O, and Alcian Blue.
Figure 23 shows the results of confirming the expression levels of miR-137 and miR-145 in BM-MSCs isolated from a hyperuricemia animal model.
Figure 24 shows the results of confirming the number of TH (tyrosine hydroxylase) positive neurons in the brain substantia nigra after administering MSCs primed under various conditions to MPTP-treated Parkinson's disease mice.
Figure 25 shows the results of confirming the levels of cleaved caspase-3, cytochrome c, and Bax in brain tissue after administering MSCs primed under various conditions to MPTP-treated Parkinson's disease mice.
Figure 26 shows the results of confirming the level of inflammatory cytokines after administering MSCs primed under various conditions to MPTP-treated Parkinson's disease mice.
Figure 27 shows the results of confirming the degree of motor ability recovery after administering MSCs primed under various conditions to MPTP-treated Parkinson's disease mice.

이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, one or more specific examples will be described in more detail through examples. However, these examples are for illustrative purposes of one or more specific examples and the scope of the present invention is not limited to these examples.

시약 및 실험 방법Reagents and experimental methods

1. MSC 및 SH-SY5Y 배양1. MSC and SH-SY5Y culture

계대 2의 인간 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells, MSCs) 냉동 바이알을 세브란스 병원 세포 치료 센터(Severance Hospital Cell Therapy Center; 서울, 대한민국)로부터 제공받았다. 상기 인간 MSC는 10% 소 태아 혈청 (fetal bovine serum, FBS) 및 1% 페니실린이 첨가된 저-포도당 DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium)에서 배양하였다.Frozen vials of passage 2 human mesenchymal stem cells (MSCs) were provided by Severance Hospital Cell Therapy Center (Seoul, Korea). The human MSCs were cultured in low-glucose DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin.

도파민성 뉴런 특성을 갖는 인간 신경모세포종 세포주(neuroblastoma cell line)인 SH-SY5Y 세포는 한국 세포주 은행(Korean Cell Line Bank; 서울, 대한민국)에서 구입하였다. SH-SY5Y 세포는 10% FBS 및 1% 페니실린이 첨가된 고-포도당 DMEM에서 배양하였다.SH-SY5Y cells, a human neuroblastoma cell line with dopaminergic neuron properties, were purchased from the Korean Cell Line Bank (Seoul, Korea). SH-SY5Y cells were cultured in high-glucose DMEM supplemented with 10% FBS and 1% penicillin.

인간 MSC 및 SH-SY5Y 세포 모두 37℃ 및 5% CO2 조건의 가습 배양기에서 배양하였다.Both human MSC and SH-SY5Y cells were cultured in a humidified incubator at 37°C and 5% CO 2 conditions.

MSC 프라이밍(priming)은 다음과 같이 진행하였다. 인간 MSC를 1x104 세포/㎠ 밀도로 플레이팅하여 요산(uric acid, UA)을 200 μM 또는 400 μM 농도로 각각 24시간 및 48시간 동안 처리하였다. 이하에서는 UA로 프라이밍된 MSC를 "UA-프라이밍 MSC"로 기재한다.MSC priming was performed as follows. Human MSCs were plated at a density of 1x104 cells/cm2 and treated with uric acid (UA) at a concentration of 200 μM or 400 μM for 24 hours and 48 hours, respectively. Hereinafter, MSCs primed with UA are referred to as “UA-primed MSCs.”

SH-SY5Y 세포는 2x104 세포/㎠ 밀도로 플레이팅하고, 100 μM MPP+ (1-methyl-4-phenylpyridinium ion)를 24시간 동안 처리하였다. 이후 MSC 또는 UA-프라이밍 MSC와 24시간 동안 공배양(coculture)하였다.SH-SY5Y cells were plated at a density of 2x10 4 cells/cm2 and treated with 100 μM MPP + (1-methyl-4-phenylpyridinium ion) for 24 hours. Afterwards, they were cocultured with MSCs or UA-primed MSCs for 24 hours.

2. 마우스2. Mouse

모든 동물실험 절차는 실험동물복지법(Laboratory Animals Welfare Act), 실험동물의 관리 및 이용에 관한 지침(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals), 연세의료원의 동물실험윤리위원회(IACUC)에서 제공하는 설치류 실험 지침 및 정책에 따라 수행되었다. 수컷 C57BL/6 마우스(Orient Bio에서 구입)를 약물 투여 전 1주일 동안 일정한 12/12시간 명암 주기로 환경이 조절된 방에서 순응시켰다.All animal testing procedures are governed by the Laboratory Animals Welfare Act, the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, and the Rodent Animal Care and Use Committee (IACUC) of Yonsei University Health System. The experiment was conducted in accordance with guidelines and policies. Male C57BL/6 mice (purchased from Orient Bio) were acclimatized in an environmentally controlled room with a constant 12/12 h light/dark cycle for 1 week before drug administration.

3. MTS(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) 실험3. MTS (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) experiment

세포 생존율은 CellTiter 96® Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay(Promega; 미국)로 제조사의 프로토콜에 따라 측정하였다. 흡광도는 SpectraMax 340PC384 microplate reader (Molecular Devices)로 490 ㎚에서 측정하고, 결과는 Softmax Pro software (Molecular Devices)로 분석하였다.Cell viability was measured using CellTiter 96 ® Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay (Promega; USA) according to the manufacturer's protocol. Absorbance was measured at 490 nm with a SpectraMax 340PC384 microplate reader (Molecular Devices), and the results were analyzed with Softmax Pro software (Molecular Devices).

4. MSC 분화 및 면역염색4. MSC differentiation and immunostaining

골형성 분화(osteogenic differentiation)는 다음과 같이 진행하였다. MSC를 5x103 세포/㎠의 밀도로 플레이팅하고, 완전 배지(complete medium)에 아스코르브산(50 ㎍/㎖; Sigma), 소듐 β-글리세로포스페이트(sodium β-glycerophosphate, 10 mM; Sigma) 및 덱사메타손(dexamethasone, 10-8 M; Sigma)을 첨가하여 분화를 유도하였다. 2주 후, 플레이트를 인산완충식염수(PBS, HyClone)로 세척하고, 4% 파라포름알데히드로 고정한 후 1% 알리자린 레드 S(ARS; Sigma)로 염색하였다.Osteogenic differentiation was performed as follows. MSCs were plated at a density of 5x10 3 cells/cm 2 and incubated in complete medium with ascorbic acid (50 μg/ml; Sigma), sodium β-glycerophosphate (10 mM; Sigma), and Differentiation was induced by adding dexamethasone (10 -8 M; Sigma). Two weeks later, the plates were washed with phosphate-buffered saline (PBS, HyClone), fixed with 4% paraformaldehyde, and stained with 1% Alizarin Red S (ARS; Sigma).

지방형성 분화(adipogenic differentiation)는 다음과 같이 진행하였다. MSC를 5x103 세포/㎠의 밀도로 플레이팅하고, 완전 배지에 덱사메타손(10-7 M) 및 인슐린 (6 ng/㎖; Gibco)을 첨가하여 분화를 유도하였다. 3주 후, 플레이트를 인산완충식염수로 세척하고, 4% 파라포름알데히드로 고정한 후 오일 레드 O(ORO; Sigma)로 염색하였다.Adipogenic differentiation was performed as follows. MSCs were plated at a density of 5x10 3 cells/cm 2 and differentiation was induced by adding dexamethasone (10 -7 M) and insulin (6 ng/ml; Gibco) to complete medium. After 3 weeks, the plates were washed with phosphate-buffered saline, fixed with 4% paraformaldehyde, and stained with Oil Red O (ORO; Sigma).

연골형성 분화(chondrogenic differentiation)는 다음과 같이 진행하였다. MSC를 5x103 세포/㎠의 밀도로 플레이팅하고, 완전 배지에 아스코르브산(50 ㎍/㎖) 및 TGFβ-3 (1 ng/㎖; R&D system)을 첨가하여 분화를 유도하였다. 2주 후, 플레이트를 인산완충식염수로 세척하고, 4% 파라포름알데히드로 고정한 후 0.05% 알시안 블루(AB; Sigma)로 염색하였다.Chondrogenic differentiation was performed as follows. MSCs were plated at a density of 5x10 3 cells/cm 2 and differentiation was induced by adding ascorbic acid (50 μg/ml) and TGFβ-3 (1 ng/ml; R&D system) to complete medium. Two weeks later, the plate was washed with phosphate-buffered saline, fixed with 4% paraformaldehyde, and stained with 0.05% alcian blue (AB; Sigma).

5. RT-PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction)5. RT-PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction)

제조사의 프로토콜에 따라 TRIzol 시약(Invitrogen)으로 MSC에서 총 RNA를 추출했다. 각 실험에 대해 동일한 양의 RNA(1 ㎍)를 High capacity cDNA reverse transcription kits (Thermo fisher)로 역전사시켰다. 이후, cDNA를 주형으로 AccuPower® 2X GreenStarTM qPCR MasterMix (Bioneer)를 사용하여 RT-PCR을 진행하였다.Total RNA was extracted from MSCs with TRIzol reagent (Invitrogen) according to the manufacturer's protocol. For each experiment, an equal amount of RNA (1 μg) was reverse transcribed using High capacity cDNA reverse transcription kits (Thermo fisher). Afterwards, RT-PCR was performed using AccuPower® 2X GreenStar TM qPCR MasterMix (Bioneer) using cDNA as a template.

miRNA 정량을 위해, Mir-X miRNA First-Strand Synthesis Kit (Clontech Laboratories)로 역전사를 수행하고, 이 cDNA를 주형으로 Mir-X miRNA qRT-PCR SYBR Kit (Clontech Laboratories)를 사용하여 RT-PCR을 수행하였다. 모든 RT-PCR은 RT-PCR StepOnePlus system (Applied Biosystems)으로 수행하였다. 데이터는 GAPDH 또는 U6으로 정규화하고 2-△△CT 방법으로 분석했다.For miRNA quantification, reverse transcription was performed with the Mir-X miRNA First-Strand Synthesis Kit (Clontech Laboratories), and RT-PCR was performed using the Mir- did. All RT-PCR was performed using the RT-PCR StepOnePlus system (Applied Biosystems). Data were normalized to GAPDH or U6 and analyzed by the 2 -ΔΔC T method.

6. 웨스턴 블롯팅6. Western blotting

세포와 뇌 조직을 프로테이스 억제제 칵테일(Sigma)이 첨가된 RIPA 완충액에 용해시켰다. 용해물을 4℃에서 20분 동안 원심분리(14,000xg)하여 상층액을 새로운 튜브로 옮기고, 단백질을 정량하였다. 10 ㎍의 단백질을 SDS-겔 전기영동으로 분리하여 소수성 PVDF 멤브레인(GE Healthcare)으로 트랜스퍼하였다. 상기 PVDF 멤브레인을 스킴 밀크(skim milk) 용액으로 블록킹하고, 지정된 1차 항체와 4℃에서 밤새 반응시켰다. 이후 멤브레인을 PBST로 세척하고, 형광 결합된 염소 항-마우스 또는 토끼 항체와 실온(RT)에서 2시간 동안 반응시켰다. 블롯은 ImageQuant LAS 4000 min(GE Healthcare)으로 시각화시키고, ImageJ로 웨스턴 블롯의 정량을 수행했다. 사용한 1차 항체는 표 1에 기재하였다.Cells and brain tissue were dissolved in RIPA buffer supplemented with protease inhibitor cocktail (Sigma). The lysate was centrifuged (14,000xg) for 20 minutes at 4°C, the supernatant was transferred to a new tube, and the protein was quantified. 10 μg of protein was separated by SDS-gel electrophoresis and transferred to a hydrophobic PVDF membrane (GE Healthcare). The PVDF membrane was blocked with a skim milk solution and reacted with the designated primary antibody at 4°C overnight. The membrane was then washed with PBST and reacted with fluorescently coupled goat anti-mouse or rabbit antibody at room temperature (RT) for 2 hours. Blots were visualized with ImageQuant LAS 4000 min (GE Healthcare), and Western blot quantification was performed with ImageJ. The primary antibodies used are listed in Table 1.

항체antibody Rabbit monoclonal anti-p16Rabbit monoclonal anti-p16 AbcamAbcam Ab51243Ab51243 Rabbit monoclonal anti-p21Rabbit monoclonal anti-p21 AbcamAbcam Ab109199Ab109199 Mouse monoclonal anti-OCT4Mouse monoclonal anti-OCT4 Santa CruzSanta Cruz Sc-5279Sc-5279 Rabbit polyclonal anti-NANOGRabbit polyclonal anti-NANOG AbcamAbcam Ab106465Ab106465 Rabbit polyclonal anti-SOX2Rabbit polyclonal anti-SOX2 AbcamAbcam Ab97959Ab97959 Rabbit monoclonal anti-caspase-3Rabbit monoclonal anti-caspase-3 Cell SignalingCell Signaling 96659665 Rabbit polyclonal anti-cleaved caspase-3Rabbit polyclonal anti-cleaved caspase-3 Cell SignalingCell Signaling 96619661 Mouse monoclonal anti-actinMouse monoclonal anti-actin Santa CruzSanta Cruz Sc-47778Sc-47778 Rabbit monoclonal anti-cytochrome cRabbit monoclonal anti-cytochrome c Cell SignalingCell Signaling 4280S4280S Mouse monoclonal anti-baxMouse monoclonal anti-bax Santa CruzSanta Cruz Sc-7480Sc-7480 Mouse monoclonal anti-bcl-2Mouse monoclonal anti-bcl-2 Santa CruzSanta Cruz Sc-7382Sc-7382 Rat anti-CD44Rat anti-CD44 InvitrogenInvitrogen 12-0441-8212-0441-82 Rat anti-CD34Rat anti-CD34 InvitrogenInvitrogen 11-0341-8211-0341-82 Rat anti-CD45Rat anti-CD45 InvitrogenInvitrogen 11-0451-8211-0451-82 Rat anti-CD105Rat anti-CD105 InvitrogenInvitrogen MA5-17945MA5-17945 Mouse anti-CD105Mouse anti-CD105 InvitrogenInvitrogen 25-1057-4125-1057-41 Mouse anti-CD34Mouse anti-CD34 InvitrogenInvitrogen CD34-581-18CD34-581-18 Mouse anti-CD45Mouse anti-CD45 InvitrogenInvitrogen 12-0459-4212-0459-42 Mouse monoclonal anti-THMouse monoclonal anti-TH SigmaSigma T2928T2928

7. ROS 검출 및 면역염색7. ROS detection and immunostaining

세포 내 ROS(reactive oxygen species) 수준은 제조사의 프로토콜에 따라 DCFDA(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate) cellular ROS detection assay kit (Abcam)로 측정하였다. 형광성 산화 DCF(fluorescent oxidized DCF)의 생성 정도는 SpectraMax 340PC384 microplate reader로 520 ㎚에서 측정하고, 결과는 Softmax Pro software로 분석하였다.Intracellular ROS (reactive oxygen species) levels were measured using DCFDA (2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate) cellular ROS detection assay kit (Abcam) according to the manufacturer's protocol. The degree of generation of fluorescent oxidized DCF was measured at 520 nm using a SpectraMax 340PC384 microplate reader, and the results were analyzed using Softmax Pro software.

면역염색을 위해 세포를 PBS로 2회 세척하고 PBS에 희석한 10% 메탄올로 30분 동안 고정하였다. 세포핵은 4',6-디아미디노-2-페닐인돌(DAPI; Invitrogen)로 대조염색하고, 면역염색된 세포는 Zeiss LSM 780 공초점 현미경 시스템(Zeiss)으로 분석하였다.For immunostaining, cells were washed twice with PBS and fixed with 10% methanol diluted in PBS for 30 minutes. Cell nuclei were counterstained with 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI; Invitrogen), and immunostained cells were analyzed with a Zeiss LSM 780 confocal microscope system (Zeiss).

8. L-lactate 측정8. L-lactate measurement

세포 내의 락테이트 수준은 colorimetric L-lactate assay kit (Abcam)로 제조사의 프로토콜에 따라 측정하였다. 흡광도는 SpectraMax 340PC384 microplate reader로 450 ㎚에서 측정하고, 결과는 Softmax Pro software로 분석하였다.Lactate levels in cells were measured using a colorimetric L-lactate assay kit (Abcam) according to the manufacturer's protocol. Absorbance was measured at 450 nm with a SpectraMax 340PC384 microplate reader, and the results were analyzed with Softmax Pro software.

9. LDH (lactate dehydrogenase) cytotoxicity assay9. LDH (lactate dehydrogenase) cytotoxicity assay

LDH 방출은 LDH cytotoxicity detection kit (Takara Bio, Cat. # MK401)로 제조사의 프로토콜에 따라 측정하였다. 세포 상등액 100 ㎕ 및 반응 믹스 100 ㎕를 69-웰 플레이트에서 혼합하여 실온에서 30분 동안 반응시켰다. 이후 흡광도를 SpectraMax 340PC384 microplate reader로 490 ㎚에서 측정하고, 결과를 Softmax Pro software로 분석하였다.LDH release was measured with an LDH cytotoxicity detection kit (Takara Bio, Cat. #MK401) according to the manufacturer's protocol. 100 μl of cell supernatant and 100 μl of reaction mix were mixed in a 69-well plate and reacted at room temperature for 30 minutes. Afterwards, the absorbance was measured at 490 nm using a SpectraMax 340PC384 microplate reader, and the results were analyzed using Softmax Pro software.

10. UA 강화 요법(UA enhancement therapy)10. UA enhancement therapy

고요산혈증(hyperuricemia) 모델을 만들기 위해 마우스에 포타슘 옥소네이트(potassium oxonate, PO; Sigma; 복강내 주사[ip], 250 ㎎/㎏, 매일) 또는 이노신 5'-일인산 이나트륨 염 수화물(IMP; Sigma; ip 500 ㎎/㎏)을 주사했다. 이후 마우스를 무작위로 세 그룹으로 나누었다(그룹당 n=12): (a) 대조군, (b) PO 투여군, (c) PO 및 IMP 투여군. 4주 후에 모든 마우스를 희생시켰다.To model hyperuricemia, mice were administered potassium oxonate (PO; Sigma; intraperitoneal injection [ip], 250 mg/kg, daily) or inosine 5'-monophosphate disodium salt hydrate (IMP; Sigma; ip 500 mg/kg) was injected. Mice were then randomly divided into three groups (n=12 per group): (a) control group, (b) PO-treated group, and (c) PO and IMP-treated group. All mice were sacrificed after 4 weeks.

11. 혈청 요산염(urate) 측정11. Serum urate measurement

대정맥에서 채혈한 혈액 샘플을 4°C에서 4000xg로 20분 동안 원심분리하여 혈청 샘플(약 20 ㎕)을 수집하였다. 제조업체의 프로토콜에 따라 Amplex Red Uric acid/Uricase assay kit(Molecular Probes)를 사용하여 혈청 샘플 3.3 ㎕에서 혈청 요산염의 양을 측정했다.Blood samples collected from the vena cava were centrifuged at 4000xg for 20 min at 4°C to collect serum samples (approximately 20 μl). The amount of serum urate was measured in 3.3 μl of serum samples using the Amplex Red Uric acid/Uricase assay kit (Molecular Probes) according to the manufacturer's protocol.

12. 마우스 BM-MSC 분리 및 배양12. Mouse BM-MSC isolation and culture

마우스의 관절을 절단하여 대퇴골(femur)을 분리하고, 조심스럽게 문질러 잔류 연조직을 제거하였다. 이후 대퇴골을 얼음 위에 놓인 10% FBS 및 1% P/S가 보충된 DMEM 배지를 포함하는 배양 접시에 수집하였다. 대퇴골을 PBS로 두 번 세척하여 혈구와 잔여 연조직을 씻어냈다. 27게이지 바늘이 부착된 1 ㎖ 주사기로 10% FBS 및 1% P/S이 보충된 완전한 DMEM 배지를 1 ㎖ 뽑은 다음, 바늘을 골강에 삽입하였다. 골강에서 골수가 천천히 빠져 나오도록 배지를 주입하고, 뼈가 깨끗(pale)해질 때까지 골강을 다시 두 번 세척하였다.The joint of the mouse was cut to separate the femur, and the residual soft tissue was removed by careful rubbing. Femurs were then collected in culture dishes containing DMEM medium supplemented with 10% FBS and 1% P/S placed on ice. The femur was washed twice with PBS to flush out blood cells and residual soft tissue. With a 1 ml syringe attached to a 27-gauge needle, 1 ml of complete DMEM medium supplemented with 10% FBS and 1% P/S was withdrawn, and the needle was then inserted into the bone cavity. Medium was injected to allow the bone marrow to slowly escape from the bone cavity, and the bone cavity was washed twice again until the bone became pale.

집게로 모든 뼈 조각을 배양 접시에서 제거하여 배지에 고체 덩어리를 남긴 후 배양 접시를 37℃, 5% CO2 배양기에서 5일 동안 배양하였다.All bone fragments were removed from the culture dish with forceps, leaving solid lumps in the medium, and the culture dish was cultured in an incubator at 37°C and 5% CO 2 for 5 days.

13. 동물 실험13. Animal testing

파킨슨병(Parkinson's Disease, PD) 동물 모델에서 UA-프라이밍 MSC의 효과를 평가하기 위해 마우스에 1-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine, MPTP; Sigma; 복강내 주사(i.p.), 30 ㎎/㎏)을 14일동안 매일 투여하였다. MPTP는 흑질선조체 도파민성 경로 (nigrostriatal dopaminergic pathway)를 손상시키는 것으로 잘 알려져 있으며, 이러한 손상은 PD 환자에서 볼 수 있다.To evaluate the effect of UA-primed MSCs in an animal model of Parkinson's disease (PD), mice were treated with 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine). -1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP; Sigma; intraperitoneal injection (i.p.), 30 mg/kg) was administered daily for 14 days. MPTP is well known to impair the nigrostriatal dopaminergic pathway, and this impairment is seen in PD patients.

이후 마우스를 무작위로 5개의 실험군으로 나누었다(그룹당 n=5). (a) 대조군, (b) MPTP 투여군, (c) MPTP 및 마우스 대조 MSC 투여군, (d) MPTP 및 PO+IMP로 프라이밍된 마우스 MSC 투여군, 및 (e) MPTP 및 UA-프라이밍 인간 MSC 투여군. MSC를 투여하는 실험군의 마우스에는 최종 MPTP 주입 3일 후 꼬리 정맥을 통해 MSC 또는 UA-프라이밍 MSC(200 ㎕당 1x106 세포)를 주입했다. MSC 주사 4주 후에 모든 마우스를 희생시켰다.Afterwards, the mice were randomly divided into five experimental groups (n=5 per group). (a) Control group, (b) MPTP administration group, (c) MPTP and mouse control MSC administration group, (d) MPTP and PO+IMP-primed mouse MSC administration group, and (e) MPTP and UA-primed human MSC administration group. Mice in the MSC-administered experimental group were injected with MSCs or UA-primed MSCs (1x10 6 cells per 200 μl) through the tail vein 3 days after the final MPTP injection. All mice were sacrificed 4 weeks after MSC injection.

14. 뇌 샘플 준비14. Brain sample preparation

모든 마우스는 클로랄 수화물(chloral hydrate; Fluka; i.p., 0.4 g/kg)로 마취한 후 0.1M 인산 완충액에 용해시킨 4% 파라포름알데히드를 관류시켰다. 뇌를 분리하여 파라핀에 포매하고 관상 절편(coronal section)을 20 ㎛ 두께로 절단하여 슬라이드에 놓았다.All mice were anesthetized with chloral hydrate (Fluka; i.p., 0.4 g/kg) and then perfused with 4% paraformaldehyde dissolved in 0.1 M phosphate buffer. The brain was separated and embedded in paraffin, and coronal sections were cut to a thickness of 20 μm and placed on slides.

15. FACS (fluorescence activated cell sorting)15. FACS (fluorescence activated cell sorting)

인간 및 마우스 MSC는 다음과 같이 FACS로 특성을 확인하였다.Human and mouse MSC were characterized by FACS as follows.

세포 현탁액을 0.1% BSA를 함유하는 PBS로 2회 세척하였다. 2x106 cells/㎖를 1차 항체와 함께 4℃에서 1시간 동안 인큐베이션하고, 0.1% BSA를 함유하는 PBS로 두 번 세척하였다. 세포는 BD FACSDiva 소프트웨어와 함께 LSR II 유세포 분석기(Beckman coulter)를 사용하여 세포 측정 분석으로 확인하였다. 사용한 항체는 표 1에 기재한 바와 같다.The cell suspension was washed twice with PBS containing 0.1% BSA. 2x10 6 cells/ml were incubated with primary antibody at 4°C for 1 hour and washed twice with PBS containing 0.1% BSA. Cells were identified by cytometric analysis using an LSR II flow cytometer (Beckman coulter) with BD FACSDiva software. The antibodies used are as listed in Table 1.

16. 면역조직염색16. Immunohistochemical staining

탈파라핀화된 뇌 절편을 PBS로 세척하고 실온에서 15분 동안 0.2% Triton X-100에서 인큐베이션했다. 이후 뇌 절편을 0.5% BSA로 30분 동안 블록킹한 후 0.25% BSA로 3회 세척하였다. 뇌 절편을 1차 마우스 항-티로신 하이드록실라제 (tyrosine hydroxylase, TH) 항체와 4℃에서 밤새 반응시키고, 0.05% 디아미노벤지딘(diaminobenzidine, DAB; Vector Laboratories)으로 항체 신호를 검출하였다. 면역염색된 세포를 명시야 현미경(Olympus)으로 분석하였다.Deparaffinized brain sections were washed with PBS and incubated in 0.2% Triton X-100 for 15 min at room temperature. Afterwards, the brain slices were blocked with 0.5% BSA for 30 minutes and washed three times with 0.25% BSA. Brain sections were reacted with primary mouse anti-tyrosine hydroxylase (TH) antibody overnight at 4°C, and antibody signals were detected with 0.05% diaminobenzidine (DAB; Vector Laboratories). Immunostained cells were analyzed by bright field microscopy (Olympus).

17. 로타로드(rotarod) 실험17. Rotarod experiment

운동 기능(motor function), 협응(coordination) 및 균형을 평가하기 위해 마우스를 Rotarod 장치(MEDAssociates)에서 테스트했다.Mice were tested on a Rotarod apparatus (MEDAssociates) to assess motor function, coordination, and balance.

훈련 세션 전날, 마우스를 15분 동안 장치에 적응시켰다. 훈련 시험 동안, 마우스는 연속 3일 동안 하루에 두 번, 떨어지지 않고 10분 동안 20rpm으로 로타로드에서 달리도록 훈련되었다.The day before the training session, mice were acclimatized to the apparatus for 15 min. During training trials, mice were trained to run on a rotarod at 20 rpm for 10 min without falling, twice a day for 3 consecutive days.

테스트 시험에서, 마우스는 30 rpm 속도의 로타로드에 놓고, 로타로드 속도는 5에서 40 rpm(최대 컷오프 시간: 700초)으로 증가시켰다. 마우스가 로타로드에서 떨어질 때까지 걸리는 시간을 기록하였다.In test trials, mice were placed on a rotarod at a speed of 30 rpm, and the rotarod speed was increased from 5 to 40 rpm (maximum cutoff time: 700 s). The time it took for the mouse to fall off the rotarod was recorded.

18. 입체해석학적 세포 계수(stereological cell counts)18. Stereological cell counts

TH로 염색된 도파민성 뉴런의 수는 뇌의 흑질 치밀부(substantia nigra pars compacta) 전체에 걸쳐 매 4번째 섹션의 흑질에서 계산하였다. 이후 TH로 염색된 세포의 수를 임의의 지점에서 시작하여 고배율(high power)로 계산하였다. 비정상적인 모양의 뉴런이 이중으로 계산되는 것을 막기 위해, TH로 염색된 세포는 하나의 초점 평면(focal plane)에서만 핵이 최적으로 시각화될 때 계산하였다. 뇌의 흑질 치밀부에서 TH로 염색된 뉴런의 총 수는 선행논문에 개시된 식에 따라 계산하였다 (Neurobiol Aging 1993; 14(4): 275-285).The number of TH-stained dopaminergic neurons was counted in the substantia nigra of every fourth section throughout the substantia nigra pars compacta of the brain. Afterwards, the number of cells stained with TH was calculated at high power starting from a random point. To avoid double counting of abnormally shaped neurons, TH-stained cells were counted when the nucleus was optimally visualized in only one focal plane. The total number of TH-stained neurons in the substantia nigra pars compacta of the brain was calculated according to the formula disclosed in a previous paper ( Neurobiol Aging 1993; 14(4): 275-285).

19. 통계 분석19. Statistical analysis

그룹 평균은 여러 그룹에 대한 Tukey의 사후 테스트 분석(Tukey's post hoc test analysis)을 사용하여 비교하였다. 차이(difference)는 p<0.05에서 통계적으로 유의한 것으로 간주하였고, 모든 통계 분석은 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어(SPSS Inc., 버전 12.0)로 수행하였다. 모든 실험은 독립적으로 3-4회 반복하였다.Group means were compared using Tukey's post hoc test analysis for multiple groups. Differences were considered statistically significant at p<0.05, and all statistical analyzes were performed with commercially available software (SPSS Inc., version 12.0). All experiments were independently repeated 3-4 times.

실험결과Experiment result

1. 해당과정 자극1. Stimulation of glycolysis

요산이 MSC의 해당과정에 영향을 미치는지 확인하기 위하여, 정량적 RT-PCR로 속도-제한 효소들(rate-limiting enzymes)의 발현 수준을 분석하였다. 포도당 대사는 해당과정과 오탄당 인산 경로(pentose phosphate pathway, PPP) 사이의 주요 연결과 함께 상호 연결된 경로로 구성된다.To determine whether uric acid affects the glycolysis process in MSCs, the expression levels of rate-limiting enzymes were analyzed by quantitative RT-PCR. Glucose metabolism consists of interconnected pathways, with a major link between glycolysis and the pentose phosphate pathway (PPP).

확인 결과, 대조 MSC와 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서는 헥소키네이스 2 (hexokinase 2, HK2), 6-포스포프룩토-2-키네이스/과당-2,6-이인산 3 (6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3, PFKFB3), 피루브산 키네이스 근육 동질효소 (pyruvate kinase muscle isozyme, PKM), 과당-이인산 알돌레이스(fructose-bisphosphate aldolase, ALDOA) 및 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase, LDH)와 같은 해당과정 효소들의 mRNA 수준이 증가하였다 (도 1A 내지 1C/도 3A 및 3B).As a result, compared to control MSC, UA-primed MSC showed hexokinase 2 (HK2), 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphate 3 (6-phosphofructo-2) -kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3, PFKFB3), pyruvate kinase muscle isozyme (PKM), fructose-bisphosphate aldolase (ALDOA), and lactate dehydrogenase (lactate) The mRNA levels of glycolysis enzymes such as dehydrogenase (LDH) were increased (Figures 1A to 1C/Figures 3A and 3B).

HK1의 mRNA 수준은 UA-프라이밍 MSC와 대조 MSC 사이에서 비슷했다(도 2A). 포도당 6-인산 탈수소효소(glucose 6-phosphate dehydrogenase, G6PD), 6-포스포글루코네이트 탈수소효소(6-phosphogluconate dehydrogenase, PGD) 및 트랜스케톨라제(transketolase, TKT)와 같은 PPP 효소의 mRNA 수준 또한 UA-프라이밍 MSC와 대조 MSC 사이에 유의미한 차이가 없었다 (도 2B 내지 2D).The mRNA levels of HK1 were similar between UA-primed MSCs and control MSCs (Figure 2A). The mRNA levels of PPP enzymes such as glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (PGD), and transketolase (TKT) are also UA. -There was no significant difference between primed and control MSCs (Figures 2B-2D).

또한, 해당과정의 최종 산물인 L-젖산의 농도를 확인하였다. L-젖산 농도는 대조 MSC와 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서 증가했으며, 이는 UA에 의해 호기성 해당과정이 촉발되었음을 의미한다 (도 3C).Additionally, the concentration of L-lactic acid, the final product of glycolysis, was confirmed. L-lactic acid concentration increased in UA-primed MSCs compared to control MSCs, indicating that aerobic glycolysis was triggered by UA (Figure 3C).

본 실시예의 결과는 UA 프라이밍(처리)가 MSC에서 해당과정 효소를 상향 조절하여 해당작용을 촉진할 수 있음을 보여준다.The results of this example show that UA priming (treatment) can promote glycolysis by upregulating glycolytic enzymes in MSCs.

2. MSC의 줄기세포능 강화2. Strengthening the stem cell function of MSCs

해당과정의 상향 조절이 UA-프라이밍 MSC에서 줄기세포능(stemness)을 강화시키는지 확인하였다.We confirmed whether upregulation of glycolysis enhances stemness in UA-primed MSCs.

MSC의 줄기세포 특성에는 자가 복제 능력, 높은 증식 속도뿐만 아니라 골 세포, 지방 세포 및 연골 세포로의 다분화능이 있다. 대조 MSC와 UA-프라이밍 MSC 모두 양성 MSC 마커인 CD44 및 CD105를 발현했지만 음성 MSC 마커인 CD34 및 CD45는 발현하지 않았다(도 4).Stem cell properties of MSCs include self-replicating ability, high proliferation rate, as well as multipotency into bone cells, adipocytes, and chondrocytes. Both control MSCs and UA-primed MSCs expressed the positive MSC markers CD44 and CD105, but not the negative MSC markers CD34 and CD45 (Figure 4).

다음으로 MTS 분석을 수행하여 UA 프라이밍이 MSC의 증식을 촉진하는지 확인하였다. 확인 결과, 대조 MSC와 비교하여 UA-프라이밍 MSC는 UA 농도에 관계없이 시간 의존적 방식으로 세포 밀도에서 유의한 증가를 보였다(도 5A).Next, MTS analysis was performed to confirm whether UA priming promotes proliferation of MSCs. As a result, compared to control MSCs, UA-primed MSCs showed a significant increase in cell density in a time-dependent manner regardless of UA concentration (Figure 5A).

이후 p16과 p21의 발현 수준을 분석하여 UA 프라이밍이 MSC의 노화(senescence)에 미치는 영향을 평가하였다. p16의 발현 수준은 노화 후 증가하는 반면, p21 발현은 복제성 노화(replicative senescence)에 도달하는 세포에서 급격히 증가한다.Afterwards, the expression levels of p16 and p21 were analyzed to evaluate the effect of UA priming on the senescence of MSCs. Expression levels of p16 increase after aging, whereas p21 expression increases rapidly in cells reaching replicative senescence.

실험 결과, 200 μM의 UA를 24시간 처리한 UA-프라이밍 MSC에서는 p16과 p21의 발현 수준이 증가하지 않았다. 그러나 p16의 발현 수준은 400 μM의 UA를 24시간 처리하거나, 200 μM 또는 400 μM의 UA를 48시간 처리한 UA-프라이밍 MSC에서 증가하였다. p21의 발현 수준도 UA 농도와 배양 시간에 따라 유사하게 증가된 발현 경향을 보였다(도 5B). 이러한 결과는 UA가 고농도 및 긴 배양 시간 후에 세포 노화에 영향을 미친다는 것을 시사한다.As a result of the experiment, the expression levels of p16 and p21 did not increase in UA-primed MSCs treated with 200 μM UA for 24 hours. However, the expression level of p16 increased in UA-primed MSCs treated with 400 μM UA for 24 hours, or 200 μM or 400 μM UA for 48 hours. The expression level of p21 also showed a similar tendency to increase depending on UA concentration and culture time (Figure 5B). These results suggest that UA affects cellular senescence at high concentrations and after long incubation times.

다음으로 줄기세포능 조절을 담당하는 전사 인자인 OCT4 (octamer-binding transcription factor 4,), NANOG (Nanog Homeobox) 및 SOX2 (SRY(sex determining region Y)-Box Transcription Factor 2)의 mRNA 및 단백질 수준을 확인하였다.Next, the mRNA and protein levels of OCT4 (octamer-binding transcription factor 4,), NANOG (Nanog Homeobox), and SOX2 (SRY (sex determining region Y)-Box Transcription Factor 2), which are transcription factors responsible for regulating stem cell function, were examined. Confirmed.

확인 결과, OCT4의 발현 수준은 처리 농도에 관계없이 UA 처리 24시간 후에 유의하게 증가한 반면, 48시간 후에는 감소했다. NANOG의 발현 수준 또한 처리 농도에 관계없이 UA 처리 24시간 후에 유의하게 증가하고, 48시간 배양 후에는 감소하였다. SOX2의 발현 수준은 UA 농도와 무관하게 24시간 배양 후에 증가했지만 48시간 배양 후에는 현저하게 감소했다(도 6). 이것은 UA가 짧은 배양 시간 및 상대적으로 낮은 UA 농도 조건에서 줄기세포능을 강화한다는 것을 시사한다.As a result, the expression level of OCT4 significantly increased 24 hours after UA treatment, regardless of the treatment concentration, but decreased after 48 hours. The expression level of NANOG also significantly increased after 24 hours of UA treatment and decreased after 48 hours of culture, regardless of the treatment concentration. The expression level of SOX2 increased after 24 hours of culture regardless of UA concentration, but decreased significantly after 48 hours of culture (Figure 6). This suggests that UA enhances stem cell capacity under conditions of short culture times and relatively low UA concentrations.

다음으로, 분화 연관 유전자들의 mRNA 수준을 측정하여 UA 프라이밍에 의한 줄기세포능 증가가 MSC의 분화 능력을 증가시키는지 확인하였다. 분화 연관 유전자로는 골형성 (osteogenesis)에 관여하는 RUNX2 (RNNS family transcription factor 2) 및 ALP (alkaline phosphatase), 지방형성 (adipogenesis)에 관여하는 PPARG (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma) 및 RHOA (Ras homolog family member A), 및 연골형성 (chondrogenesis)에 관여하는 HAT1 (histone acetyltransferase 1) 및 BMP4 (bone morphogenetic protein 4) 유전자를 확인하였다.Next, the mRNA levels of differentiation-related genes were measured to confirm whether the increase in stem cell capacity by UA priming increases the differentiation ability of MSCs. Differentiation-related genes include RUNX2 (RNNS family transcription factor 2) and ALP (alkaline phosphatase), which are involved in osteogenesis, and PPARG (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma) and RHOA (Ras homolog family), which are involved in adipogenesis. member A), and HAT1 (histone acetyltransferase 1) and BMP4 (bone morphogenetic protein 4) genes involved in chondrogenesis were identified.

MSC에 200 μM 또는 400 μM 농도의 UA를 처리하여 분화 배지 없이 각각 24시간 및 48시간 동안 배양하였다. 이후 각 유전자들의 발현 수준을 확인한 결과, 대조 MSC와 UA-프라이밍 MSC 사이에 유의미한 차이가 없었다 (도 7). 또한, MSC를 알리자린 레드 S, 오일 레드 O 및 알시안 블루로 염색하여 골형성, 지방형성 및 연골형성 능력을 확인하였다. 세포 염색 결과, UA 처리가 특정 계통(lineage)에 대한 MSC의 분화 능력에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다(도 8).MSCs were treated with UA at a concentration of 200 μM or 400 μM and cultured for 24 and 48 hours, respectively, without differentiation medium. After checking the expression levels of each gene, there was no significant difference between control MSCs and UA-primed MSCs (Figure 7). In addition, MSCs were stained with Alizarin Red S, Oil Red O, and Alcian Blue to confirm osteogenic, adipogenic, and chondrogenic abilities. As a result of cell staining, it was confirmed that UA treatment did not affect the differentiation ability of MSCs toward a specific lineage (Figure 8).

또한, MSC에 200 μM 또는 400 μM 농도의 UA를 각각 24시간 및 48시간 동안 처리한 후, 골형성 또는 연골 분화 배지에서 2주, 지방 분화 배지에서 3주 동안 배양하였다. 대조 MSC와 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서는 지방 형성, 골 형성 및 연골 형성 관련 유전자의 발현 수준이 증가하였다(도 9). 또한, 세포 염색 결과, UA-프라이밍 MSC에서는 분화 배지로 유도한 후 골형성, 지방형성 및 연골형성에 대한 분화 능력이 현저히 증가하는 것으로 나타났다(도 10).Additionally, MSCs were treated with UA at a concentration of 200 μM or 400 μM for 24 and 48 hours, respectively, and then cultured in osteogenic or chondrogenic differentiation medium for 2 weeks and adipogenic differentiation medium for 3 weeks. Compared with control MSCs, the expression levels of genes related to adipogenesis, osteogenesis, and chondrogenesis were increased in UA-primed MSCs (Figure 9). In addition, cell staining results showed that the differentiation capacity for osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis was significantly increased in UA-primed MSCs after induction with differentiation medium (FIG. 10).

한편, UA 처리 24시간 후에 UA 함유 배지를 제거하고, MSC의 다능성이 지속되는지 확인하였다. 확인 결과, UA 처리 24시간 후에 유의하게 증가한 OCT4, NANOG 및 SOX2의 발현 수준은 UA 제거 후에 현저하게 감소하였다(도 11). 이러한 결과는 UA가 처리 농도 및 배양 시간에 따라 엄격한 노화 조절로 줄기세포능을 강화함을 시사한다.Meanwhile, UA-containing medium was removed 24 hours after UA treatment, and it was confirmed whether the pluripotency of MSCs continued. As a result, the expression levels of OCT4, NANOG, and SOX2, which were significantly increased 24 hours after UA treatment, were significantly decreased after UA removal (FIG. 11). These results suggest that UA enhances stem cell capacity through strict aging control depending on treatment concentration and culture time.

3. MiR-137 발현 변화3. Changes in MiR-137 expression

줄기세포에서 자가 복제를 조절하는 알려진 miRNA를 기반으로 UA 프라이밍에 의한 줄기세포능 강화에 영향을 미치는 miRNA를 스크리닝하였다. 스크리닝에 사용한 miRNA 종류 및 프라이머 서열은 표 2와 같다.Based on known miRNAs that regulate self-replication in stem cells, we screened for miRNAs that affect the enhancement of stem cell function by UA priming. The types of miRNAs and primer sequences used for screening are listed in Table 2.

miRNAsmiRNAs Sequence (5' →3')Sequence (5' →3') hsa-miR-137hsa-miR-137 ACGGGUAUUCUUGGGUGGAUAAUACGGGUAUUCUUGGGUGGAUAAU hsa-miR-145hsa-miR-145 GUCCAGUUUUCCCAGGAAUCCCUGUCCAGUUUUCCCAGGAAUCCCU hsa-let-7-ahsa-let-7-a UGAGGUAGUAGGUUGUAUAGUUUGAGGUAGGUAGGUUGUAUAGUU hsa-miR-200ahsa-miR-200a CAUCUUACCGGACAGUGCUGGACAUCUUACCGGACAGUGGCUGGA hsa-miR-372hsa-miR-372 CCUCAAAUGUGGAGCACUAUUCUCCUCAAAUGUGGAGCACUAUUCU hsa-miR-184hsa-miR-184 UGGACGGAGAACUGAUAAGGGUUGGACGGAGAACUGAUAAGGGU hsa-miR-296hsa-miR-296 AGGGCCCCCCCUCAAUCC UGUAGGGCCCCCCCUCAAUCC UGU hsa-miR-214hsa-miR-214 ACAGCAGGCACAGACAGGCAGUACAGCAGGCACAGACAGGCAGU hsa-miR-183hsa-miR-183 GUGAAUUACCGAAGGGCCAUAAGUGAAUUACCGAAGGGCCUAAA hsa-miR-203ahsa-miR-203a AGUGGUUCUUAACAGUUCAACAGUUAGUGGUUCUUAACAGUUCAACAGUU hsa-miR-106ahsa-miR-106a AAAAGUGCUUACAGUGCAGGUAGAAAAGUGCUUACAGUGCAGGUAG hsa-miR-126hsa-miR-126 CAUUAUUACUUUUGGUACGCGCAUUAUUACUUUUGGUACGCG hsa-miR-21hsa-miR-21 UAGCUUAUCAGACUGAUGUUGAUAGCUUAUCAGACUGAUGUUGA hsa-miR-154hsa-miR-154 UAGGUUAUCCGUGUUGCCUUCGUAGGUUAUCCGUGUUGCCUUCG hsa-miR-129hsa-miR-129 CUUUUUGCGGUCUGGGCUUGCCUUUUUGCGGUCUGGGCUUGC hsa-miR-371ahsa-miR-371a ACUCAAACUGUGGGGGCACUACUCAAACUGUGGGGGCACU hsa-miR-1246hsa-miR-1246 AAUGGAUUUUUGGAGCAGGAAUGGAUUUUUGGAGCAGG hsa-miR-34ahsa-miR-34a UGGCAGUGUCUUAGCUGGUUGUUGGCAGUGUCUUAGCUGGUUGU hsa-miR-590hsa-miR-590 GAGCUUAUUCAUAAAAGUGCAGGAGCUUAUUCAUAAAAGUGCAG hsa-miR-324hsa-miR-324 CGCAUCCCCUAGGGCAUUGGUGCGCAUCCCCUAGGGCAUUGGUG mmu-miR-137mmu-miR-137 ACGGGUAUUCUUGGGUGGAUAAUACGGGUAUUCUUGGGUGGAUAAU mmu-miR-145mmu-miR-145 GUCCAGUUUUCCCAGGAAUCCCUGUCCAGUUUUCCCAGGAAUCCCU

스크리닝 결과, 대조 MSC와 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서 miR-137 및 miR-145의 발현 수준이 감소하였다. 또한 miR-137의 mRNA 수준은 miR-145의 mRNA 수준과 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서 현저하게 감소하였다(도 12). 다른 miRNA의 발현 수준은 UA-프라이밍 MSC와 대조 MSC 간에 차이가 없었다. 이러한 결과는 miR-137이 UA 관련 MSC 프라이밍의 후보 조절자임을 시사한다.Screening results showed that the expression levels of miR-137 and miR-145 were decreased in UA-primed MSCs compared to control MSCs. Additionally, the mRNA level of miR-137 was significantly reduced in UA-primed MSCs compared to the mRNA level of miR-145 (Figure 12). The expression levels of other miRNAs did not differ between UA-primed MSCs and control MSCs. These results suggest that miR-137 is a candidate regulator of UA-related MSC priming.

4. UA-프라이밍 MSC의 신경보호(neuroprotection) 효과4. Neuroprotection effect of UA-primed MSCs

UA-프라이밍 MSC가 세포 생존력에 미치는 영향을 조사하기 위해 SH-SY5Y 세포를 24시간 동안 MPP+로 처리하였다. 이후 세포를 대조 MSC, UA-프라이밍 MSC, 또는 24시간 UA 처리 후 세척한 UA-프라이밍 MSC(wash out)와 공동 배양하였다.To investigate the effect of UA-primed MSCs on cell viability, SH-SY5Y cells were treated with MPP + for 24 h. Cells were then co-cultured with control MSCs, UA-primed MSCs, or UA-primed MSCs washed out after 24 h of UA treatment.

MPP+ 처리는 대조군과 비교하여 세포 생존율을 유의하게 감소시켰다. 그러나 MPP+ 처리된 세포와 대조 MSC, UA-프라이밍 MSC, 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)를 트랜스웰(Transwell) 챔버에서 공동 배양하면 MPP+ 처리군에 비해 세포 생존율이 증가하였다. 또한, 세포 생존율은 대조 MSC 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)와 배양한 실험군과 비교하여 UA-프라이밍 MSC와 배양한 실험군에서 유의하게 증가하였다 (도 13). 상기 결과는 UA-프라이밍 MSC가 세포보호 효과가 있음을 나타낸다.MPP + treatment significantly reduced cell viability compared to the control group. However, when MPP + treated cells were co-cultured with control MSCs, UA-primed MSCs, or UA-primed MSCs (wash out) in a Transwell chamber, cell survival increased compared to the MPP + treatment group. Additionally, cell viability was significantly increased in the experimental group cultured with UA-primed MSC compared to the experimental group cultured with control MSC or UA-primed MSC (wash out) (FIG. 13). These results indicate that UA-primed MSCs have a cytoprotective effect.

또한, MPP+ 처리는 대조군과 비교하여 ROS 수준을 유의하게 증가시켰다. 그러나 MPP+ 처리된 세포와 대조 MSC, UA-프라이밍 MSC, 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)와의 공동 배양은 MPP+ 처리군에 비해 ROS 생성을 감소시켰다(도 14).Additionally, MPP + treatment significantly increased ROS levels compared to the control group. However, co-culture of MPP + treated cells with control MSCs, UA-primed MSCs, or UA-primed MSCs (wash out) reduced ROS production compared to the MPP + treated group (Figure 14).

또한, MPP+ 처리는 대조군에 비해 LDH 방출을 유의하게 증가시킨 반면, 대조 MSC, UA-프라이밍 MSC, 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)와 MPP+ 처리된 세포의 공동 배양은 MPP+ 처리군과 비교하여 LDH 방출을 유의하게 감소시켰다 (도 15). ROS 및 LDH 생산에 대한 조절 효과는 대조 MSC 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)와 비교하여 UA-프라이밍 MSC에서 더 두드러졌다.Additionally, MPP + treatment significantly increased LDH release compared to the control group, whereas co-culture of MPP + treated cells with control MSCs, UA-primed MSCs, or UA-primed MSCs (wash out) did not significantly increase LDH release compared to the MPP + treatment group. In comparison, LDH release was significantly reduced (Figure 15). The regulatory effect on ROS and LDH production was more pronounced in UA-primed MSCs compared to control MSCs or UA-primed MSCs (wash out).

한편, 세포사멸(apoptosis) 분석 결과, MPP+ 처리된 세포와 UA-프라이밍 MSC와의 공동 배양은 절단된 카스파제-3, 시토크롬 c 및 Bax의 발현을 유의하게 감소시켰다. 또한, MPP+ 처리된 세포와 UA-프라이밍 MSC와의 공동 배양은 대조 MSC 또는 UA-프라이밍 MSC(wash out)와의 공동 배양과 비교하여 Bcl-2 발현을 증가시키는 것으로 나타났다(도 16)).Meanwhile, as a result of apoptosis analysis, co-culture of MPP + treated cells with UA-primed MSCs significantly reduced the expression of cleaved caspase-3, cytochrome c, and Bax. Additionally, co-culture of MPP + treated cells with UA-primed MSCs appeared to increase Bcl-2 expression compared to co-culture with control MSCs or UA-primed MSCs (wash out) (Figure 16).

이러한 결과는 신경독소가 처리된 세포에서 UA-프라이밍 MSC가 세포사멸을 억제하고 신경 세포 생존을 증가시킨다는 것을 입증한다.These results demonstrate that UA-primed MSCs inhibit apoptosis and increase neuronal survival in neurotoxin-treated cells.

5. 마우스 BM-MSC의 줄기세포능 강화 5. Enhancement of stem cell function of mouse BM-MSCs

요산이 마우스 BM-MSC(bone marrow-derived MSC)의 자가 복제 및 분화 능력을 증가시키는지 확인하기 위해 고요산혈증 모델을 제작하고, BM-MSC를 분리하여 분석하였다.To confirm whether uric acid increases the self-replication and differentiation ability of mouse BM-MSC (bone marrow-derived MSC), a hyperuricemia model was created, and BM-MSC were isolated and analyzed.

FACS 분석 결과, 대조군 마우스와 PO 및 IMP 투여 마우스에서 분리된 MSC는 양성 MSC 마커인 CD44 및 CD105를 발현하지만 음성 MSC 마커인 CD34 및 CD45를 발현하지 않았다(도 17).As a result of FACS analysis, MSCs isolated from control mice and mice administered PO and IMP expressed positive MSC markers CD44 and CD105, but did not express negative MSC markers CD34 and CD45 (FIG. 17).

혈청 UA 수준은 대조군 마우스와 비교하여 PO 및 IMP 투여 마우스와 PO 단독 투여 마우스에서 유의하게 높았고, PO 단독 투여 마우스보다 PO 및 IMP 투여 마우스에서 더 높았다(도 18A).Serum UA levels were significantly higher in mice administered PO and IMP and mice administered PO alone compared to control mice, and were higher in mice administered PO and IMP than in mice administered PO alone (Figure 18A).

MTS 분석 결과, MSC 증식 속도는 대조군 또는 PO 단독 투여 마우스보다 PO 및 IMP 투여 마우스에서 유의하게 높은 것으로 나타났다(도 18B).MTS analysis showed that the MSC proliferation rate was significantly higher in mice administered PO and IMP than in mice administered control or PO alone (Figure 18B).

또한 p16, p21, OCT4, NANOG 및 SOX2의 발현 수준을 조사하여 PO 또는 IMP 투여가 MSC의 노화 및 줄기세포능을 조절하는지 확인하였다.In addition, the expression levels of p16, p21, OCT4, NANOG, and SOX2 were examined to determine whether PO or IMP administration regulates aging and stem cell ability of MSCs.

대조군, PO 단독 투여 마우스, PO 및 IMP 투여 마우스에서 p16 및 p21의 발현 수준은 큰 차이가 없었다(도 19). 그러나 OCT4, NANOG 및 SOX2의 발현 수준은 대조군 또는 PO 단독 투여 마우스와 비교하여 PO 및 IMP 투여 마우스에서 유의하게 증가했다. 또한, 이러한 줄기세포능-관련 유전자의 발현 수준은 대조군 마우스와 비교하여 PO 단독 투여 마우스에서 유의하게 증가했다(도 20).There was no significant difference in the expression levels of p16 and p21 in the control group, mice administered PO alone, and mice administered PO and IMP (Figure 19). However, the expression levels of OCT4, NANOG, and SOX2 were significantly increased in mice administered PO and IMP compared with mice administered control or PO alone. Additionally, the expression levels of these stem cell capacity-related genes were significantly increased in mice administered PO alone compared to control mice (FIG. 20).

유사하게, 골형성(RUNX2, ALP), 지방형성(PPARG, RHOA) 및 연골형성(HAT1, BMP4)과 관련된 유전자의 mRNA 수준은 대조군 또는 PO 단독 투여 마우스와 비교하여 PO 및 IMP 투여 마우스에서 증가하였다 (도 21).Similarly, mRNA levels of genes related to osteogenesis (RUNX2, ALP), adipogenesis (PPARG, RHOA), and chondrogenesis (HAT1, BMP4) were increased in mice administered PO and IMP compared to mice administered control or PO alone. (Figure 21).

면역염색 결과, 골형성, 지방형성 및 연골형성에 대한 분화 능력이 대조군 또는 PO 단독 투여 마우스에 비해 PO 및 IMP 투여 마우스에서 현저하게 증가하는 것으로 나타났다(도 22).Immunostaining results showed that the differentiation capacity for osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis was significantly increased in mice administered PO and IMP compared to mice administered control or PO alone (FIG. 22).

또한, miR-137 및 miR-145의 발현 수준은 대조군 또는 PO 단독 투여 마우스와 비교하여 PO 및 IMP 투여 마우스에서 상대적으로 감소하였다(도 23).Additionally, the expression levels of miR-137 and miR-145 were relatively decreased in mice administered PO and IMP compared to mice administered control or PO alone (FIG. 23).

본 실험 결과는 마우스에서 UA 수준을 강화시키면(체내 농도를 증가시키면) MSC의 증식 속도 향상 및 줄기세포능 강화가 유도된다는 것을 시사한다.The results of this experiment suggest that enhancing the UA level in mice (increasing the concentration in the body) leads to an improvement in the proliferation rate of MSCs and enhancement of stem cell function.

6. UA-프라이밍 MSC의 신경보호 효과6. Neuroprotective effect of UA-primed MSCs

MSC 프라이밍의 신경보호 효과를 확인하기 위해 다양한 조건으로 프라이밍된 MSC를 MPTP 처리 파킨슨병 마우스에 투여한 후 흑질에서 도파민성 뉴런을 비교하였다.To confirm the neuroprotective effect of MSC priming, MSCs primed under various conditions were administered to MPTP-treated Parkinson's disease mice and then dopaminergic neurons in the substantia nigra were compared.

면역조직화학적 분석 결과, 대조군 마우스와 비교하여 MPTP 처리 마우스에서 TH-양성 뉴런 수가 유의하게 감소하였다. 모든 유형의 MSC 처리는 MPTP 투여군과 비교하여 티로신 TH 양성 뉴런의 생존을 증가시켰다. UA-프라이밍 마우스 또는 인간 MSC 투여군은 MPTP 투여군 또는 마우스 대조 MSC 투여군과 비교하여 TH 양성 뉴런의 수가 증가하였다 (도 24).Immunohistochemical analysis showed that the number of TH-positive neurons was significantly reduced in MPTP-treated mice compared to control mice. All types of MSC treatment increased the survival of tyrosine TH-positive neurons compared to MPTP-treated groups. The number of TH positive neurons in the UA-primed mouse or human MSC administered group increased compared to the MPTP administered group or the mouse control MSC administered group (FIG. 24).

또한, UA-프라이밍 마우스 또는 인간 MSC 투여군은 MPTP 처리 또는 마우스 대조 MSC 투여군과 비교하여 절단된 카스파제-3의 발현 수준을 유의하게 감소시켰다. 한편, UA-프라이밍 인간 MSC는 UA-프라이밍 마우스 MSC와 비교하여 더 강한 신경 보호 능력을 갖는 것으로 나타났으며, UA-프라이밍 인간 MSC 투여는 절단된 카스파제-3의 발현 수준을 유의하게 감소시켰다 (도 25)).Additionally, the UA-primed mouse or human MSC administration group significantly reduced the expression level of cleaved caspase-3 compared to the MPTP treatment or mouse control MSC administration group. Meanwhile, UA-primed human MSCs were shown to have stronger neuroprotective capacity compared to UA-primed mouse MSCs, and UA-primed human MSC administration significantly reduced the expression level of cleaved caspase-3 ( Fig. 25)).

또한, UA-프라이밍 MSC의 면역 조절 효과를 평가하기 위해 염증성 사이토카인의 수준을 측정했다.Additionally, the levels of inflammatory cytokines were measured to evaluate the immunomodulatory effect of UA-primed MSCs.

MPTP 투여 마우스에서 인터루킨(IL)-1A, IL-17A 및 인터페론 감마(IFNγ)와 같은 전염증성 사이토카인의 수준은 대조군에 비해 증가한 반면, 모든 MSC 투여군에서는 MPTP 투여 마우스와 비교하여 전염증성 사이토카인 수준이 유의하게 감소하였다. 유사하게, 모든 MSC 투여군에서는 MPTP 투여 마우스와 비교하여 IL-4, IL-10 및 IL-11과 같은 항염증성 사이토카인의 수준이 유의하게 증가하였다 (도 26).The levels of pro-inflammatory cytokines such as interleukin (IL)-1A, IL-17A, and interferon gamma (IFNγ) were increased in MPTP-treated mice compared to the control group, while the levels of pro-inflammatory cytokines in all MSC-treated mice were increased compared to MPTP-treated mice. This decreased significantly. Similarly, in all MSC-administered groups, the levels of anti-inflammatory cytokines such as IL-4, IL-10, and IL-11 were significantly increased compared to MPTP-administered mice (Figure 26).

사이토카인 조절 효과는 마우스 대조 MSC 투여군보다 UA-프라이밍 마우스 또는 인간 MSC 투여군에서 더 두드러졌다. 결과적으로, UA-프라이밍 마우스 또는 인간 MSC 투여는 대조 MSC 그룹과 비교하여 로타로드 테스트에서 손상된 운동 협응(motor coordination)과 균형을 더 회복시켰다. 또한, UA-프라이밍 인간 MSC 투여군은 UA-프라이밍 마우스 MSC 투여군과 비교하여 손상된 운동 조정의 더 높은 회복 능력을 보여주었다(도 27).The cytokine modulating effect was more pronounced in the UA-primed mouse or human MSC group than in the mouse control MSC group. As a result, UA-primed mouse or human MSC administration further restored impaired motor coordination and balance in the rotarod test compared to the control MSC group. Additionally, the UA-primed human MSC administered group showed a higher ability to recover impaired motor coordination compared to the UA-primed mouse MSC administered group (FIG. 27).

Claims (13)

요산(uric acid)을 유효성분으로 포함하는 줄기세포의 기능 강화용 조성물.A composition for enhancing the function of stem cells containing uric acid as an active ingredient. 제1항에 있어서, 상기 줄기세포는 유도 만능 줄기세포, 성체 줄기세포 및 배아 줄기세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 줄기세포의 기능 강화용 조성물.The composition for enhancing the function of stem cells according to claim 1, wherein the stem cells are selected from the group consisting of induced pluripotent stem cells, adult stem cells, and embryonic stem cells. 제2항에 있어서, 상기 성체 줄기세포는 중간엽 줄기세포인 것인, 줄기세포의 기능 강화용 조성물.The composition for enhancing the function of stem cells according to claim 2, wherein the adult stem cells are mesenchymal stem cells. 제1항에 있어서, 상기 줄기세포는 자가, 동종, 또는 이종 유래인 것인, 줄기세포의 기능 강화용 조성물.The composition for enhancing the function of stem cells according to claim 1, wherein the stem cells are of autologous, allogeneic, or xenogeneic origin. 제1항에 있어서, 상기 요산은 10 내지 400 μM 농도로 포함되는 것인, 줄기세포의 기능 강화용 조성물.The composition for enhancing the function of stem cells according to claim 1, wherein the uric acid is contained at a concentration of 10 to 400 μM. 제1항에 있어서, 상기 줄기세포능은 해당과정 촉진, 줄기세포의 세포 노화 억제, 세포 증식능 증가, 분화능 증가, 줄기세포능 연관 유전자의 발현 증가, miR-137의 발현 감소 및 miR-145의 발현 감소로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 특성에 의해 강화되는 것인, 줄기세포의 기능 강화용 조성물.The method of claim 1, wherein the stem cell ability promotes glycolysis, inhibits cell aging of stem cells, increases cell proliferation ability, increases differentiation ability, increases expression of stem cell ability-related genes, decreases expression of miR-137, and expression of miR-145. A composition for enhancing the function of stem cells, which is enhanced by one or more characteristics selected from the group consisting of reduction. 요산을 줄기세포에 처리하는 단계를 포함하는 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법.A method of enhancing the function of stem cells comprising treating the stem cells with uric acid. 제7항에 있어서, 상기 요산은 10 내지 1,000 μM 농도로 처리되는 것인, 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법.The method of claim 7, wherein the uric acid is treated at a concentration of 10 to 1,000 μM. 제7항에 있어서, 상기 요산을 줄기세포에 처리하는 단계는 0.1 내지 48시간 동안 수행되는 것인, 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법.The method of claim 7, wherein the step of treating the stem cells with uric acid is performed for 0.1 to 48 hours. 제7항에 있어서, 상기 요산을 줄기세포에 처리하는 단계는 줄기세포를 계대 배양하는 단계를 포함하는 것인, 줄기세포의 기능을 강화시키는 방법.The method of claim 7, wherein the step of treating the stem cells with uric acid includes subculturing the stem cells. 제7항에 따른 줄기세포를 유효성분으로 포함하는 세포 치료용 조성물.A composition for cell therapy comprising the stem cells according to claim 7 as an active ingredient. 제11항에 있어서, 상기 조성물은 퇴행성 뇌질환의 개선 또는 치료에 사용되는 것인, 세포 치료용 조성물.The composition for cell therapy according to claim 11, wherein the composition is used to improve or treat degenerative brain diseases. 제11항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 파킨슨병, 치매, 알츠하이머병 및 루이소체 질환으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 세포 치료용 조성물.The composition for cell therapy according to claim 11, wherein the degenerative brain disease is selected from the group consisting of Parkinson's disease, dementia, Alzheimer's disease, and Lewy body disease.
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