KR20230146950A - 엑소좀 분비 촉진용 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

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KR20230146950A
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김경규
엥크투르 알탄솝다
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 엑소좀 분비 촉진용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 세포로부터 엑소좀의 분비를 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 엑소좀 내에 포함되어 있는 활성 물질의 양을 증가시켜 치료학적 효능이 증가된 엑소좀의 분비량을 증가시킬 수 있는 조성물 및 이의 용도 등에 관한 것이다.

Description

엑소좀 분비 촉진용 조성물 및 이의 용도{Composition for promoting secretion of exosome and use thereof}
본 발명은 엑소좀 분비 촉진용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 세포로부터 엑소좀의 분비를 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 엑소좀 내에 포함되어 있는 활성 물질의 양을 증가시켜 치료학적 효능이 증가된 엑소좀의 분비량을 증가시킬 수 있는 화합물, 즉, 염화 벤제토늄, 트라이옥살렌, 독소필린, 라모트리진 등을 유효성분으로 포함하는 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.
세포외 소포체(extracellular vesicles)는 세포, 미생물 등에서 분비되는, 30 내지 1,000 nm의 직경을 가지는 구형의 지질-이중층(lipid-bilayer)으로 구성되는 소포체(vesicle)이다. 세포외 소포체 중 30-200 나노미터 사이즈의 입자를 엑소좀이라 한다. 200 nm 이상의 크기를 갖는 세포외 소포체는 미세소포체 혹은 미세소포(microvesicles) 라고 불린다. 엑소좀은 동물 세포에서 분비되는 엑소좀의 지질-이중층은 기원 세포(공여세포)와 같은 인지질 이중막 구조로 되어 있으며, 세포가 세포 외로 분비하는 물질의 구성체로 세포-세포간의 커뮤니케이션 및 세포성 면역 중재 등의 기능적인 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 엑소좀은 기원 세포 특유의 생물학적 기능을 반영하는 세포특이적 구성 성분을 함유하며, 인지질, mRNA, miRNA 외에도 다양한 수용성 단백질, 외재성 단백질 및 막관통 단백질 성분 등의 활성 물질을 포함한다. 엑소좀은 비만세포, 림프구, 성상세포, 혈소판, 신경세포, 내피세포, 상피세포, 줄기세포 등 모든 동물 세포에서 배출되며, 혈액, 소변, 점액, 타액, 담즙액, 복수액, 뇌척수액, 복막액 등의 다양한 체액에서 발견된다. 이러한 엑소좀은 다양한 기능을 가지는 활성 물질을 포함하고 있으며, 뇌혈관 장벽(Blood-Brain Barrier; BBB) 뿐만 아니라 표피 세포와 내피세포의 세포막 투과가 가능할 정도로 선택적 투과성이 높아, 엑소좀 자체의 치료제로서의 효능뿐만 아니라, 특정 약물의 전달체(drug delivery system; DDS)로서의 개발에도 이용되고 있다.
중간엽줄기세포(mesenchymal stem cells; MSC)는 외부 환경 요인에 의해 다른 종류의 세포로 분화할 수 있는 분화능력(다중 분화능)을 가지는 세포로서, 항염증 효과, 면역조절 능력, 재생 능력 등이 있는 것으로 알려지며, 다양한 분야의 질병에 적용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 최근 중간엽줄기세포로부터 분비된 엑소좀은 중간엽줄기세포가 보유하고 있는 대부분의 기능을 유지하며, 살아있는 세포를 이용하지 않음으로써 세포치료제로의 부작용 위험성을 감소시킬 수 있는 효과적인 치료제로 사용될 수 있는 가능성에 대하여 제시되었다. 그러나 현재 세포로부터 얻을 수 있는 엑소좀의 양은 매우 소량에 불과하기 때문에, 엑소좀을 상업화하는 데에는 어려움이 있다.
따라서, 엑소좀을 실질적으로 상업화하여 치료제로 사용하기 위해서는, 양질의 엑소좀을 다량으로 획득할 수 있는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
국내공개특허 10-2022-0036838
본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 세포 유래 엑소좀의 분비 촉진용 조성물 및 이의 용도 등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 세포 유래 엑소좀의 분비 촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 세포는 바람직하게는 줄기세포, 체세포, 또는 면역세포일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 배아줄기세포(embryonic stem cell), 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell), 성체 줄기세포(adult stem cell), 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell), 유도만능줄기세포로부터 유래된 중간엽줄기세포, T 세포, B 세포, NK 세포, 세포독성 T 세포(cytotoxic T cell), 수지상 세포, 대식 세포 등일 수 있으며, 상기 중간엽 줄기세포는 제대, 제대혈, 골수, 지방, 근육, 피부, 양막, 치아 및 태반으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조직 유래일 수 있으나, 엑소좀을 분비하는 세포의 종류라면 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 구체예에 있어서, 상기 조성물은 엑소좀의 수 및 엑소좀에 포함되어 있는 활성 물질의 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하며, 상기 활성 물질은 체내에서 기능을 나타내는 모든 생리 활성 물질(physiological active substance)을 총칭하며, 바람직하게는 단백질, 핵산(RNA, DNA 등), 성장인자(growth factor), 케모카인(chemokine), 싸이토카인(cytokine) 등일 수 있다.
또한, 본 발명은 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 배지에서 세포를 배양하는 단계를 포함하는, 세포 유래 엑소좀의 생산 방법을 제공한다.
본 발명의 방법으로 생산된 엑소좀은 다양한 질환의 치료에 직접적으로 사용될 수도 있고, 질환의 치료에 사용되는 특정 약물의 전달체로서도 사용될 수 있으며, 상기 질환은 바람직하게는 염증성 질환, 노화, 암, 섬유증 등일 수 있으나, 세포 유래 엑소좀을 이용하여 치료할 수 있는 질환의 종류라면 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 세포에 처리하여, 세포 유래 엑소좀의 분비를 촉진시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는 조성물의 세포 유래 엑소좀의 분비 촉진 용도를 제공한다.
본 발명에 따른 세포 유래 엑소좀의 분비 촉진용 조성물은 세포에서 엑소좀의 분비능을 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 엑소좀 내에 포함되어 있는 활성 물질의 양을 증가시켜 엑소좀의 치료학적 효능을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물을 이용하면 양질의 엑소좀을 다량으로 획득함으로써, 엑소좀의 실질적인 상업화가 가능할 것으로 기대된다. 또한, 본 발명의 방법으로 획득된 엑소좀은 다양한 질환의 예방 또는 치료에 직접적으로 사용될 수도 있을 뿐만 아니라, 질환의 치료에 사용되는 특정 약물의 전달체로서도 사용될 수도 있기 때문에, 약학적 조성물, 식품 조성물, 화장료 조성물 등의 형태로 다양한 질환의 예방 및 치료에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인간 포피 섬유아세포의 엑소좀 분리에 최적화된 PEG농도를 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 도 1(a)는 PEG 농도에 따른 단백질의 양을 나타내고, 도 1(b)는 PEG농도에 따른 세포당 엑소좀의 수, 도 1(c)는 각 PEG농도에서 엑소좀 마커 및 비-엑소좀 마커의 검출량을 보여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인간 포피 섬유아세포의 배양 형태에 따른 엑소좀 내 단백질의 양 및 엑소좀의 수와 이의 세포 활성을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑소좀 분비 촉진용 화합물을 선별하기 위한 실험 방법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 선별된 화합물의 엑소좀 분비 촉진능을 BCA assay로 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 선별된 화합물의 엑소좀 분비 촉진능을 NTA로 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 선별된 화합물의 엑소좀 분비 촉진능을 웨스턴 블롯팅으로 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명자들은 세포로부터 양질의 엑소좀을 대량으로 획득하는 방법에 대하여 예의 연구한 결과, 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 세포에 처리함으로써, 양질의 엑소좀을 대량으로 획득할 수 있다는 것을 확인하였다.
본 명세서에 있어서, “엑소좀(exosome)”이란 다양한 세포로부터 분비되는 대략 30 내지 1000 nm의 직경을 가지는 세포밖 소포체(세포외 소포체 혹은 세포외 소포라고도 불림) 중의 하나로 대략 30-200 nm 크기의 지질이중막으로 된 구조물을 의미하며 세포로부터 자연적으로 분비되거나, 인공적으로 생산된다. 엑소좀 내에는 세포로부터 유래된 다양한 종류의 단백질, DNA, mRNA, 마이크로 RNA 등 다양한 활성 물질이 포함되어 있다. 상기 엑소좀은 원심분리, 초고속원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용하여 분리할 수 있으며, 불순물의 제거를 위한 세척, 수득된 엑소좀의 농축 등의 과정을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, “분비 촉진”이란 대조군과 비교하여 엑소좀의 생산, 생성, 방출 등이 동일한 시간 내에 증가되는 것을 말하며, 보다 구체적으로는, 본 발명의 조성물을 세포에 처리함으로써, 세포로부터 생산되는 엑소좀의 수량, 엑소좀에 포함되어 있는 활성 물질의 함량이 증가되는 것을 의미한다. 상기 엑소좀에 포함되어 있는 활성 물질은 엑소좀 내에 포함되어 있는 것일 수도 있고, 엑소좀의 막에 결합되어 있는 것일 수도 있으며, 그 종류로는 단백질, 핵산(RNA, DNA 등), 성장인자(growth factor), 케모카인(chemokine), 싸이토카인(cytokine) 등 다양한 기능을 나타내는 생리 활성 물질을 의미한다.
본 명세서에 있어서, “세포(cell)”란 인간 또는 비-인간을 포함하는 포유류로부터 획득되는 모든 세포를 총칭하며, 상기 비-인간 포유류는 바람직하게는 마우스, 랫트, 개, 고양이, 말, 소, 양, 염소, 돼지, 토끼 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, "줄기세포(stem cell)"란 여러 종류의 신체 조직 세포로 분화할 수 있는 능력, 즉, 줄기세포성(stemness)을 가진 미분화 세포를 총칭하는 광의의 개념을 말한다. 이러한 줄기세포는 크게 배아를 이용하여 제조할 수 있는 배아줄기세포(embryonic stem cell), 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell), 성체 줄기세포(adult stem cell), 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell), 및 유도만능줄기세포로부터 유래된 중간엽줄기세포 등으로 나뉘며, 배아줄기세포는 수정 후 14일이 안된 상태의 구체적 장기를 형성하기 이전의 세포 덩어리 단계를 말하며, 최근에는 역분화를 통하여 정상세포로부터 배아줄기세포를 제조하기도 한다. 따라서, 신체를 이루는 모든 세포와 조직으로 분화할 수 있는 세포라면 이에 제한되지 않는다. 중간엽줄기세포는 제대혈, 골수, 혈액 등으로부터 추출해 낸 것으로서 뼈, 간, 혈액 등 구체적 장기의 세포로 분화되기 직전의 원시세포를 의미한다. 유도만능줄기세포란 성체 세포로부터 역분화시켜 제조되는 분화만능 줄기세포를 의미한다.
본 명세서에 있어서, “예방(prevention)”이란 본 발명에 따른 방법에 의하여 생산된 엑소좀의 투여에 의해 다양한 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, “치료(treatment)”란 본 발명에 따른 방법에 의하여 생산된 엑소좀의 투여에 의해 다양한 질환의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 엑소좀 분비 확인
엑소좀 분비를 촉진시키는 물질을 선별하기 위하여, 일차적으로 세포의 엑소좀 분비 여부 및 최적화된 분리방법을 확인하였다. 보다 자세하게는, 인간 포피 섬유아세포(Human foreskin fibroblast cells; HFF) 4X105 개를 10%의 exosome-depleted fetal bovine serum(Gold-Pacific Co. Ltd.) 및 1% penicillin/streptomycin(Welgene Inc.)이 첨가된 Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM)이 담겨 있는 T75 flask 또는 ultralow attachment flask(Corning)에 씨딩하고, 단층 세포(monolayer cells) 또는 세포구(spheroids) 형태로 4일 동안 배양하였다. 그리고 배양 상층액을 1,000 rpm에서 10분간 원심분리하고, 다시 상층액을 4℃에서 4,000 rpm으로 10분간 원심분리한 후에, 0.22 μm 필터로 여과하여, 세포, 세포 파편, 세포사멸체 등을 깨끗이 제거하였다. 이후, 상층액을 4℃에서 2X 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG) 용액(20, 24, 30, 40% PEG)과 동량 첨가하여 10, 12, 15 및 20% PEG농도가 되도록 하고, 12시간 이상 반응시키고, 4℃에서 4,000 rpm으로 1시간 동안 원심분리한 후에 석션을 통해 상층액과 PEG를 모두 제거하고 엑소좀 펠릿을 획득하였다. 획득된 펠릿은 50 내지 200 μL의 인삼염완충용액(phosphate buffered saline; PBS)을 이용하여 재현탁시킨 후, 엑소좀의 양과 효능을 확인하였다. 또한 장기간 보관 후 사용할 목적인 경우에는 사용 전까지 -80℃에서 보관하였다. 엑소좀 분리를 위한 PEG 용액은 10,000 Mn(number average molecular weight)을 갖는 PEG(Sigma)를 증류수에 용해시켜 2배(2X) 농축액(20, 24, 30, 40% PEG)으로 제조한 후에, pH를 7.2 내지 7.4로 조정하였다. 그리고 엑소좀 분리에는 상층액과 2X PEG의 동량 첨가를 통해, 10, 12, 15 및 20% 농도의 PEG를 이용하여 엑소좀을 분리하였다. 그리고 분리된 엑소좀은 BCA(Bicinchoninic Acid) assay, NTA(nanoparticle tracking analysis) 및 웨스턴 블롯팅을 이용하여 확인하였다. 보다 자세하게는, 엑소좀에 포함되어 있는 단백질을 분석하기 위해서, 엑소좀에 RIPA(Cell signaling) 및 protease inhibitor cocktail(Sigma)을 처리하여 엑소좀을 용해시킨 후에, 단백질 농도를 BCA assay kit(Sigma)를 이용하여 분석하였다. 그리고 엑소좀의 수 및 크기(직경)은 NanoSight NS3000 system을 이용하여 NTA로 분석하였다. 엑소좀 여부는 웨스턴 블롯팅을 이용하여 확인하였다. 보다 자세하게는, 엑소좀을 용해시켜 획득한 단백질을 10% SDS-PAGE(polyacrylamide gel electrophoresis)를 이용하여 크기별로 분리한 후에, PVDF 멤브레인으로 이동시켰다. 이후 5% skim milk를 이용하여 블록킹시키고, 엑소좀 마커인 CD63, 그리고 비-엑소좀 마커(non-exosome marker)인 calnexin에 대한 각각의 항체(abcam)를 처리하고 4℃에서 16시간 동안 반응시켰다. 이후, 반응하지 않은 항체를 모두 제거한 후에, 2차 항체(Cold-Pacific Co. Ltd.)를 처리하고, enhanced chemiluminescence reagent(ELPIS Biotech)를 이용하여 확인하였다. 웨스턴 블롯팅에 사용된 엑소좀의 양은 항-actin 항체를 이용하여 정규화(normalization)하였다. 이후 모든 실험은 최소 세 번 이상 반복하였으며, 결과는 평균값 ± 표준오차(SEM)로 나타내었고, 모든 실험 결과는 GraphPad Prism 8.0 소프트웨어를 사용하여 two-tailed paired t-test, two-tailed unpaired t-test, 또는 one- and two-way analysis of variance로 분석되었으며, 0.05 미만의 P 값을 통계적으로 유의성이 있다고 판단하였다. 그 결과는 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 단백질의 양은 엑소좀 분리에 사용한 PEG의 농도가 높을수록 증가하였다(도 1(a)). 그리고 엑소좀의 수는 12%의 PEG에서 가장 높게 나타났으며(도 1(b)), 웨스턴 블롯팅의 결과를 보면, 15% 이상의 농도에서는 비-엑소좀 마커인 calnexin이 증가되는 것을 확인하였다(도 1(c)). 상기 결과를 통하여, 엑소좀의 분리에는 12% PEG를 이용하는 것이 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었으며, 이후 실험에서는 모두 12% PEG를 이용하여 엑소좀을 분리하였다.
또한, 배양 형태에 따른 엑소좀을 비교하기 위하여, 단층 세포 형태로 배양된 세포에서 분리된 엑소좀과 세포구 형태로 배양된 세포에서 분리된 엑소좀을 비교하였다. 보다 자세하게는, 엑소좀에 포함되어 있는 단백질의 양은 BCA assay를 이용하여 확인하였고, 엑소좀의 수 및 크기(직경)은 NTA를 이용하여 확인하였고, 웨스턴 블롯팅을 이용하여 엑소좀 여부를 확인하였다. 그리고 치료학적 활성 비교는 상처 치유 분석법(wound healing assay)을 이용하여 확인하였고, 세포 증식 능력은 CCK-8 용액을 이용하여 확인하였다. 상처 치유 분석법은 HFF를 6-웰 플레이트에 배양하고 24시간 후에 1,000 μL 피펫 팁을 이용하여 세포를 일직선으로 긁어낸 후에, PBS를 이용하여 떼어진 세포들을 모두 깨끗하게 제거한 후에 150 μg/mL 농도의 엑소좀이 첨가된 새로운 배지로 교체해준 후에, 0, 16, 48, 및 72 시간 동안 배양하며 각각의 시간에 이미지를 획득하고, Wound Healing Size Tool을 이용하여 상처가 회복된 면적을 구하고, 이를 백분율로 나타내어, 상처 회복 효과를 확인하였다. 그리고 세포 증식 능력은 6-웰 플레이트에 배양된 HFF를 PBS를 이용하여 깨끗하게 세척해준 후에, 150 μg/mL 농도의 엑소좀이 첨가된 새로운 배지로 교체해준 후에, 0, 16, 48, 및 72 시간 동안 배양하였고, 각각의 시점에 CCK-8 용액을 처리하고 405nm에서 흡광도를 측정하여 세포 증식 정도를 확인하였다. 대조군(Control)은 엑소좀이 첨가되지 않은 배지를 이용하여 배양하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 세포구 형태, 즉 3D 형태로 배양된 세포와 단층 세포 형태, 즉, 2D 형태로 배양된 세포에서 분리된 엑소좀은 모두 엑소좀 마커를 가지고 있으며, 이를 통하여, 엑소좀이 정상적으로 분리된 것을 확인하였다(도 2(c)). 그러나 3D 형태로 배양된 세포에서 분비된 엑소좀이 더 많은 단백질을 포함하고 있으며(도 2(a)), 분비되는 엑소좀의 양도 더 많은 것을 확인하였다(도 2(b)). 또한, 3D 형태로 배양된 세포에서 분비된 엑소좀이 동일한 양을 처리하였을 때에도 상처 치료 효과(도 2(d)) 및 세포 증식 능력(도 2(e))이 증가되는 것을 확인하였다. 상기 결과를 통하여, 3D 형태로 배양된 세포로부터 분리된 엑소좀이 효능, 특별히, 치료학적 효능을 증가시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2: 엑소좀 분비 촉진용 화합물의 선별
엑소좀 분비를 촉진시키는 화합물을 선별하기 위하여, HFF를 24-웰 플레이트에 웰당 2 X 104개가 되도록 씨딩하고 16시간 동안 배양하였다. 그리고 일차적으로 배양된 세포에 New Prestwick library의 1,200 화합물을 5개씩 혼합하여 처리하고 4일 동안 배양한 후에, 실시예 1과 동일한 방법으로 엑소좀을 분리하였다. 각각의 화합물은 1 μM의 농도로 혼합하였으며, 엑소좀 분비능은 실시예 1과 동일한 방법으로 NTA를 실시하여, 30 내지 200 nm의 직경을 가지는 엑소좀의 양을 측정하여 확인하였다. 그리고 화합물을 처리하지 않은 대조군과 비교하여 1.2배 이상 엑소좀의 분비가 증가된 화합물 혼합물(chemical cocktail)을 일차적으로 선별하였다. 이후, 선별된 혼합물에 포함되어 있는 화합물을 각각 5 μM의 HFF에 처리하고, 4일 동안 배양한 후에 실시예 1과 동일한 방법으로 NTA 및 BCA assay를 실시하였다. 실험 방법은 도 3에 간략하게 나타내었다. 그 결과, 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine), 4개의 화합물이 선별되었다. 선별된 4개의 화합물에 대하여, BCA assay, NTA, 및 웨스턴 블롯팅을 이용하여 엑소좀 분비 촉진능을 다시 확인하였다. 그 결과는 도 4 내지 도 6에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 염화 벤제토늄을 처리하고 배양된 세포에서는 엑소좀 내에 포함되어 있는 단백질의 양이 1.2배 증가되었으며, 라모트리진을 처리하고 배양된 세포에서는 엑소좀내 단백질양이 1.3배 증가된 것을 확인하였다.
그리고 도 5에 나타난 바와 같이, 염화 벤제토늄을 처리하고 배양된 세포에서는 엑소좀 양이 1.6배 증가되었으며, 트라이옥살렌을 처리하고 배양된 세포에서는 1.3배, 독소필린을 처리하고 배양된 세포에서는 1.5배, 라모트리진을 처리하고 배양된 세포에서는 1.2배 증가된 것을 확인하였다.
도 6에 나타난 바와 같이, 염화 벤제토늄과 라모트리진을 처리하고 배양된 세포를 용해시켜 획득한 단백질을 웨스턴 블롯팅을 한 결과 모두 엑소좀 마커를 나타내는 것을 확인하였다.
상기 결과들을 통하여, 염화 벤제토늄과 라모트리진이 세포에서 엑소좀의 분비능을 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 엑소좀 내에 포함되어 있는 단백질의 양을 증가시켜 엑소좀의 치료학적 효능을 증가시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 세포 유래 엑소좀의 분비 촉진용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세포는 줄기세포, 체세포 또는 면역세포인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 줄기세포는 배아줄기세포(embryonic stem cell), 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell), 성체 줄기세포(adult stem cell), 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell), 및 유도만능줄기세포로부터 유래된 중간엽줄기세포로 이루어진 군으부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간엽 줄기세포는 제대, 제대혈, 골수, 지방, 근육, 피부, 양막, 치아 및 태반으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조직 유래인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 엑소좀의 수 및 엑소좀에 포함되어 있는 활성 물질의 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 활성 물질은 단백질, RNA, DNA, 성장인자(growth factor), 케모카인(chemokine), 또는 싸이토카인(cytokine)인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  7. 염화 벤제토늄(Benzethonium chloride), 트라이옥살렌(trioxsalen), 독소필린(doxofylline) 및 라모트리진(lamotrigine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 배지에서 세포를 배양하는 단계를 포함하는, 세포 유래 엑소좀의 생산 방법.
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