RU2430158C1 - Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells - Google Patents

Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells Download PDF

Info

Publication number
RU2430158C1
RU2430158C1 RU2010115507/10A RU2010115507A RU2430158C1 RU 2430158 C1 RU2430158 C1 RU 2430158C1 RU 2010115507/10 A RU2010115507/10 A RU 2010115507/10A RU 2010115507 A RU2010115507 A RU 2010115507A RU 2430158 C1 RU2430158 C1 RU 2430158C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulin
cells
peptide
stem cells
growth factor
Prior art date
Application number
RU2010115507/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Хае Квон КИМ (KR)
Хае Квон КИМ
Хиун Ми КАНГ (KR)
Хиун Ми КАНГ
Original Assignee
СиДжей ЧЕЙЛДЖЕЙДАНГ КОРПОРЕЙШН
Биселлбайо Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СиДжей ЧЕЙЛДЖЕЙДАНГ КОРПОРЕЙШН, Биселлбайо Инк. filed Critical СиДжей ЧЕЙЛДЖЕЙДАНГ КОРПОРЕЙШН
Priority to RU2010115507/10A priority Critical patent/RU2430158C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430158C1 publication Critical patent/RU2430158C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: stem cells of an adult human recovered from subcutaneous fat eye tissues are induced to differentiate in insulin-secreting cells in a medium containing cytokines and growth factors, including the B27 additive, fibroblast-2 growth factor, epidermal growth factor, nicotinamide, glucagon-like peptide-1, active A, insulin-like growth factor and betacelluline. For a cultivation process, high-concentrated glucose is replaced for low-concentrated glucose. ^ EFFECT: invention enables producing cells synthesising considerable amounts of insulin and C-peptide. ^ 3 cl, 8 dwg, 2 tbl, 9 ex

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Область изобретения1. Field of invention

Настоящее изобретение относится к индуцированию дифференцировки стволовых клеток взрослого человека в клетки, секретирующие инсулин.The present invention relates to the induction of differentiation of adult stem cells into insulin secreting cells.

2. Предпосылки изобретения2. Background of the invention

Сахарный диабет 1 типа, который также называется инсулинозависимым сахарным диабетом, отличается утратой инсулин-продуцирующих бета-клеток, которая обычно вызвана аутоиммунной атакой островков Лангерганса поджелудочной железы и приводит к дефициту инсулина. В организме инсулин играет ключевую роль в гомеостазе уровня сахара в крови. Когда инсулин отсутствует или продуцируется в недостаточном количестве, происходит повышение уровня сахара в крови, что приводит к осложнениям в различных органах, таких как почки, нервы, сетчатка и т.д. В основном, лечение сахарного диабета 1 типа основано на использовании инсулина; так как требуется делать инъекции в течение всей жизни пациента, применение инсулина не является основным средством для лечения сахарного диабета 1 типа. С другой стороны, трансплантация экзогенной поджелудочной железы или бета-клеток позволяет лечить сахарный диабет 1 типа. Однако на эту меру налагается множество гистологических ограничений, которые связаны с хирургической трансплантацией экзогенной поджелудочной железы. Например, трансплантированные клетки могут разрушаться при помощи аутоиммунных реакций реципиента. В последнее время множество исследований направлено на разработку способов лечения диабета с использованием стволовых клеток, типичными представителями которых являются эмбриональные и взрослые стволовые клетки. Сообщалось об исследованиях, в которых эмбриональные стволовые клетки дифференцировали в инсулин-продуцирующие клетки ex vivo, с помощью которых можно лечить гипергликемию, что выяснилось при трансплантации мышам с диабетом [Fujikawa T, Oh SH, Pi L, Hatch HM, Shupe T, Petersen BE (2005) Teratoma formation leads to failure of treatment for type I diabetes using embryonic stem cell-derived insulin-producing cells. Am J Pathol166, 1781-1791; D'Amour KA, Bang AG, Eliazer S, Kelly OG, Agulnick AD, Smart NG, Moorman MA, Kroon E, Carpenter MK, Baetge ЕЕ (2006) Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells. Nat Biotechnol 24, 1392-1401]. Однако применение эмбриональных стволовых клеток в клинике ведет к значительным проблемам, поскольку они вызывают образование рака при трансплантации [Kroon E, Martinson LA, Kadoya K, Bang AG, Kelly OG, Eliazer S, Young H, Richardson M, Smart NG, Cunningham J, Agulnick AD, D'Amour KA, Carpenter MK, Baetge ЕЕ (2008) Pancreatic endoderm derived from human embryonic stem cells generates glucose-responsive insulin-secreting cells in vivo. Nat Biotechnol. 26, 397-398].Type 1 diabetes, also called insulin-dependent diabetes mellitus, is characterized by the loss of insulin-producing beta cells, which is usually caused by an autoimmune attack of the pancreatic islets of Langerhans and leads to insulin deficiency. In the body, insulin plays a key role in blood sugar homeostasis. When insulin is absent or insufficiently produced, there is an increase in blood sugar, which leads to complications in various organs such as kidneys, nerves, retina, etc. Basically, treatment for type 1 diabetes is based on the use of insulin; since injections are required throughout the patient’s life, the use of insulin is not the main treatment for type 1 diabetes. On the other hand, transplantation of exogenous pancreas or beta cells makes it possible to treat type 1 diabetes mellitus. However, many histological limitations are imposed on this measure, which are associated with the surgical transplantation of exogenous pancreas. For example, transplanted cells can be destroyed by autoimmune reactions of the recipient. Recently, many studies have focused on developing methods for treating diabetes using stem cells, the typical representatives of which are embryonic and adult stem cells. Studies have been reported in which embryonic stem cells differentiated into ex vivo insulin-producing cells that can be used to treat hyperglycemia, as revealed by transplantation in mice with diabetes [Fujikawa T, Oh SH, Pi L, Hatch HM, Shupe T, Petersen BE (2005) Teratoma formation leads to failure of treatment for type I diabetes using embryonic stem cell-derived insulin-producing cells. Am J Pathol 166, 1781-1791; D'Amour KA, Bang AG, Eliazer S, Kelly OG, Agulnick AD, Smart NG, Moorman MA, Kroon E, Carpenter MK, Baetge EE (2006) Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells. Nat Biotechnol 24, 1392-1401]. However, the use of embryonic stem cells in the clinic leads to significant problems, since they cause the formation of cancer during transplantation [Kroon E, Martinson LA, Kadoya K, Bang AG, Kelly OG, Eliazer S, Young H, Richardson M, Smart NG, Cunningham J, Agulnick AD, D'Amour KA, Carpenter MK, Baetge EE (2008) Pancreatic endoderm derived from human embryonic stem cells generates glucose-responsive insulin-secreting cells in vivo. Nat Biotechnol . 26, 397-398].

Сообщалось о том, что эктодермальные клетки-предшественники могут дифференцироваться в инсулин-продуцирующие клетки [Hori Y, Gu X, Xie X, and Kim SK. (2005) Differentiation of insulin-producing cells from human neural progenitor cells. PLOS Med. 2, 103] и что эпителиальные клетки протока поджелудочной железы могут дифференцироваться в структуры, аналогичные структуре островков Лангерганса поджелудочной железы [Bonner-Weir S, Taneja M, Weir GC, Tatarkiewicz K, Song KH, Sharma A and O'Neil JJ (2000). In vitro cultivation of human islets from expanded ductal tissue. Proc Natl Acad Sci USA. 97, 7999-8004]. Последнее не является благоприятным, поскольку инсулин-продуцирующие клетки получали из эмбриональных клеток мозга, которые могут вызывать образование опухоли у реципиента [Amariglio N, Hirshberg A, Scheithauer BW, Cohen Y, Loewenthal R, Trakhtenbrot L, Paz N, Koren-Michowitz M, Waldman D, Leider-Trejo L, Toren A, Constantini S, Rechavi G. Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient. PLoS Med. 2009 Feb 17;6(2): e1000029]. Последнее не является благоприятным, поскольку из тканей протоков можно получить только весьма ограниченное количество стволовых клеток. Более того, сообщалось о том, что когда в среде, содержащей инсулин, индуцируют дифференцировку эмбриональных стволовых клеток, инсулин, секретируемый дифференцированными клетками, фактически представляет собой инсулин, захваченный из среды, что продемонстрировано тем фактом, что не происходит секреция пропептида, который расщепляется на инсулин и C-пептид [Rajagopal J, Anderson WJ, Kume S, Martinez OI, and Melton DA (2003) Insulin staining of ES cell progeny from insulin uptake. Science. 299, 363; Hansson M, Tonning A, Frandsen U, Petri A, Rajagopal J, Englund MC, Heller RS, Hakansson J, Fleckner J, Skold HN, melton K, Semb H, and Serup P (2004) Artifactual insulin release from differentiated embryonic stem cells. Diabetes. 53, 2603-2609]. Таким образом, в последнее время было предпринято множество попыток индуцировать дифференцировку эмбриональных стволовых клеток в отсутствие инсулина. Сообщалось о дифференцировке стволовых клеток в инсулин-продуцирующие клетки в присутствие инсулиноподобных факторов роста или бетацеллюлина; эти данные объединены ниже в таблице 1. Этические проблемы и вышеуказанное образование рака затрудняют использование эмбриональных стволовых клеток при лечении сахарного диабета. Кроме того, в результате дифференцировки из плюрипотентных стволовых клеток, полученных из фибробластов кожи человека или мезенхимальных стволовых клеток, можно добиться только удивительно низких уровней инсулина и C-пептида.It has been reported that ectodermal progenitor cells can differentiate into insulin-producing cells [Hori Y, Gu X, Xie X, and Kim SK. (2005) Differentiation of insulin-producing cells from human neural progenitor cells. PLOS Med . 2, 103] and that the epithelial cells of the pancreatic duct can differentiate into structures similar to the structure of the islets of Langerhans of the pancreas [Bonner-Weir S, Taneja M, Weir GC, Tatarkiewicz K, Song KH, Sharma A and O'Neil JJ (2000) . In vitro cultivation of human islets from expanded ductal tissue. Proc Natl Acad Sci USA. 97, 7999-8004]. The latter is not favorable since insulin-producing cells were obtained from embryonic brain cells that can cause tumor formation in the recipient [Amariglio N, Hirshberg A, Scheithauer BW, Cohen Y, Loewenthal R, Trakhtenbrot L, Paz N, Koren-Michowitz M, Waldman D, Leider-Trejo L, Toren A, Constantini S, Rechavi G. Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient. PLoS Med. 2009 Feb 17; 6 (2): e1000029]. The latter is not favorable, since only a very limited number of stem cells can be obtained from duct tissues. Moreover, it was reported that when differentiation of embryonic stem cells is induced in a medium containing insulin, the insulin secreted by differentiated cells is actually insulin taken from the medium, as demonstrated by the fact that no propeptide is secreted that breaks down into insulin and C peptide [Rajagopal J, Anderson WJ, Kume S, Martinez OI, and Melton DA (2003) Insulin staining of ES cell progeny from insulin uptake. Science . 299, 363; Hansson M, Tonning A, Frandsen U, Petri A, Rajagopal J, Englund MC, Heller RS, Hakansson J, Fleckner J, Skold HN, melton K, Semb H, and Serup P (2004) Artifactual insulin release from differentiated embryonic stem cells . Diabetes . 53, 2603-2609]. Thus, in recent years, many attempts have been made to induce differentiation of embryonic stem cells in the absence of insulin. Differentiation of stem cells into insulin-producing cells in the presence of insulin-like growth factors or betacelluline has been reported; these data are summarized below in table 1. Ethical problems and the above cancer formation make it difficult to use embryonic stem cells in the treatment of diabetes. In addition, as a result of differentiation from pluripotent stem cells derived from human skin fibroblasts or mesenchymal stem cells, only surprisingly low levels of insulin and C-peptide can be achieved.

Таблица 1
Исследование дифференцировки стволовых клеток в инсулин-продуцирующие клетки ex vivo
Table 1
Examination of differentiation of stem cells into insulin-producing cells ex vivo
КлеткаCell Секреция инсулинаInsulin secretion Секреция C-пептидаC peptide secretion Литературный источникLiterary source Эмбриональная стволовая клеткаEmbryonic stem cell -- 5 нг/мкг ДНК5 ng / μg DNA Jiang et al., 2007 1) Jiang et al., 2007 1) Фибробласт кожиFibroblast skin 0,15 нг/мкг ДНК0.15 ng / μg DNA Tateishi et al., 2008 2) Tateishi et al., 2008 2) Мезенхимальная стволовая клеткаMesenchymal stem cell 1,291 мЕД/л1.291 honey / l 163 нг/л163 ng / l Li et al., 2008 3) Li et al., 2008 3) 1) Jiang J, Au M, Lu K, Eshpeter A, Korbutt G, Fisk G, Majumdar AS (2007) Generation of insulin-producing islet-like clusters from human embryonic stem cells. Stem cells 25, 1940-1953. 1) Jiang J, Au M, Lu K, Eshpeter A, Korbutt G, Fisk G, Majumdar AS (2007) Generation of insulin-producing islet-like clusters from human embryonic stem cells. Stem cells 25, 1940-1953.

2) Tateishi K, He J, Taranova O, Liang G, D'Alessio AC, Zhang Y (2008) Generation of insulin-secreting islet-like clusters from human skin fibroblasts. J Biol Chem. 283, 31601-31607.
3) Li L, Li F, Qi H, Feng G, Yuan K, Deng H, Zhou H. (2008) Coexpression of Pdx1 and betacellulin in mesenchymal stem cells could promote the differentiation of nestin-positive epithelium-like progenitors and pancreatic islet-like spheroids. Stem Cells Dev.17, 815-823.
2) Tateishi K, He J, Taranova O, Liang G, D'Alessio AC, Zhang Y (2008) Generation of insulin-secreting islet-like clusters from human skin fibroblasts. J Biol Chem. 283, 31601-31607.
3) Li L, Li F, Qi H, Feng G, Yuan K, Deng H, Zhou H. (2008) Coexpression of Pdx1 and betacellulin in mesenchymal stem cells could promote the differentiation of nestin-positive epithelium-like progenitors and pancreatic islet -like spheroids. Stem Cells Dev. 17, 815-823.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Авторы настоящего изобретения проводили тщательные и всесторонние исследования клеточной терапии сахарного диабета 1 типа, результатом которых стало настоящее изобретение. В этом исследовании было обнаружено, что инкубирование стволовых клеток взрослого человека, если его выполняют в среде, содержащей различные цитокины и факторы роста, о которых известно, что они эффективно способствуют дифференцировке в бета-клетки, при изменении концентрации глюкозы в среде от высокого уровня до низкого уровня, позволяет дифференцировать взрослые стволовые клетки в высокоэффективные инсулин-продуцирующие клетки.The authors of the present invention conducted a thorough and comprehensive study of the cell therapy of type 1 diabetes mellitus, which resulted in the present invention. In this study, it was found that incubation of adult stem cells, if it is performed in an environment containing various cytokines and growth factors, which are known to be effective in differentiating into beta cells, with a change in glucose concentration in the medium from a high level to low level, allows you to differentiate adult stem cells into highly effective insulin-producing cells.

Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в разработке способа дифференцировки взрослых стволовых клеток в клетки, секретирующие инсулин.Therefore, an object of the present invention is to provide a method for differentiating adult stem cells into insulin secreting cells.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Вышеупомянутые и другие цели, отличительные признаки и другие преимущества настоящего изобретения станут более понятны из следующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:The above and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 представляет собой световые микрофотографии, на которых показана морфология клеток после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин;Figure 1 is a light micrograph showing the morphology of the cells after, under various conditions for three weeks, the differentiation of stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye was induced into insulin-secreting cells;

Фиг.2 представляет собой гистограмму, на которой показаны измеренные с помощью твердофазного иммуноферментного анализа количества секретированного инсулина после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин, и в течение двух часов подвергали их воздействию 25 мМ глюкозы;Figure 2 is a histogram showing the amount of secreted insulin measured using an enzyme-linked immunosorbent assay after the differentiation of stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye, under the conditions of three weeks, into insulin-secreting cells and in they were exposed to 25 mM glucose for two hours;

Фиг.3 представляет собой гистограмму, на которой показаны измеренные с помощью твердофазного иммуноферментного анализа количества C-пептида, секретированного после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин, и в течение двух часов подвергали их воздействию 25 мМ глюкозы;Figure 3 is a histogram showing the amount of C-peptide secreted measured by enzyme-linked immunosorbent assay after differentiation of stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye for three weeks was induced into insulin-secreting cells , and subjected them to 25 mM glucose for two hours;

Фиг.4 представляет собой световые микрофотографии, на которых показана измеренная с помощью иммуноцитохимического анализа экспрессия инсулина, проинсулина, CK19 и C-пептида после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин;Figure 4 is a light micrograph showing the expression of insulin, proinsulin, CK19 and C-peptide measured by immunocytochemical analysis after differentiation of stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye was induced for three weeks under various conditions. insulin secreting cells;

Фиг.5 представляет собой фотографию агарозного геля, на которой показана экспрессия генов, характеризующих бета-клетки, выделенных из клеток, полученных после того, как в течение трех недель стволовые клетки, полученные из подкожного слоя вокруг глаза, дифференцировались в клетки, секретирующие инсулин;Figure 5 is a photograph of an agarose gel showing the expression of genes characterizing beta cells isolated from cells obtained after three weeks of differentiation between stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye and differentiating them to insulin secreting cells;

Фиг.6 представляет собой микрофотографии, на которых показано окрашивание клеток, полученных после того, как в течение трех недель клетки, полученные из подкожного слоя вокруг глаза, дифференцировались в клетки, секретирующие инсулин, с использованием дитизона, который специфичен к инсулин-продуцирующим бета-клеткам;6 is a photomicrograph showing staining of cells obtained after, within three weeks, cells obtained from the subcutaneous layer around the eye differentiate into insulin-secreting cells using dithizone, which is specific for insulin-producing beta- cells;

Фиг.7 представляет собой гистограмму, на которой показаны измеренные с помощью твердофазного иммуноферментного анализа количества секретированного инсулина после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин, и в течение 2 часов подвергали их воздействию 25 мМ глюкозы; иFig. 7 is a histogram showing the amounts of secreted insulin measured using an enzyme-linked immunosorbent assay after different conditions were induced for three weeks to differentiate stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye into insulin-secreting cells and they were exposed to 25 mM glucose for 2 hours; and

Фиг.8 представляет собой гистограмму, на которой показаны измеренные с помощью твердофазного иммуноферментного анализа количества секретированного C-пептида после того, как при различных условиях в течение трех недель индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, в клетки, секретирующие инсулин, и в течение 2 часов подвергали их воздействию 25 мМ глюкозы.Fig. 8 is a histogram showing the amount of secreted C-peptide measured using an enzyme-linked immunosorbent assay after different conditions were induced for three weeks to differentiate stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye into insulin-secreting cells, and they were exposed to 25 mM glucose for 2 hours.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

В значительной степени настоящее изобретение было выполнено с помощью двух экспериментов: в одном из них проверяли влияние инсулиноподобных факторов роста на дифференцировку, и в другом дифференцировку выполняли в присутствии бетацеллюлина вместо активина A.To a large extent, the present invention was carried out using two experiments: in one of them, the effect of insulin-like growth factors on differentiation was tested, and in the other, differentiation was performed in the presence of beta-celluline instead of activin A.

В соответствии с одним из их аспектов, настоящее изобретение относится к способу дифференцировки взрослых стволовых клеток ex vivo в клетки, секретирующие инсулин, который содержит: культивирование взрослых стволовых клеток в течение 4-10 дней в среде, содержащей 20-30 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина A, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2, и затем в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 мМ никотинамида, 1-10 нМ активина A, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-100 нг/мл инсулиноподобного фактора роста.In accordance with one of their aspects, the present invention relates to a method for differentiation of adult stem cells ex vivo into cells secreting insulin, which comprises: cultivating adult stem cells for 4-10 days in an environment containing 20-30 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 1-10 nM activin A, 5-20 nM glucagon-like peptide-1 and 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2, and then for 10-20 days in a medium containing 4- 7 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 5-20 mm nicotine ida, 1-10 nM activin A, 5-20 nM glucagon-like peptide-1 and 10-100 ng / ml insulin-like growth factor.

Более конкретно, индуцировали дифференцировку стволовых клеток взрослого человека, выделенных из подкожных жировых тканей вокруг глаз, в клетки, секретирующие инсулин, для лечения сахарного диабета 1 типа, в среде, содержащей цитокины и факторы роста, включая фактор роста фибробластов-2, никотинамид, глюкагоноподобный пептид-1, активин A, инсулиноподобный фактор роста и т.д., при этом высокое содержание глюкозы в первой культуре сменяли на низкое содержание глюкозы во второй культуре.More specifically, differentiation of adult stem cells isolated from subcutaneous adipose tissue around the eyes was induced into insulin secreting cells for the treatment of type 1 diabetes in a medium containing cytokines and growth factors, including fibroblast growth factor-2, nicotinamide, glucagon-like peptide-1, activin A, insulin-like growth factor, etc., while the high glucose content in the first culture was replaced by the low glucose content in the second culture.

Двухстадийный способ культивирования применяли к трем группам. Контроль подвергали воздействию среды, содержащей 20-30 мМ глюкозы, в присутствии никотинамида, активина A и глюкагоноподобного пептида-1 (NAG) в течение 4-10 дней, с последующим инкубированием в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, в присутствии тех же цитокинов [группа NAG], как описано в корейской патентной заявке № 2007-44663, которая была подана авторами настоящего изобретения ранее, в мае 2007. Вторую группу сначала в течение 4-10 дней подвергали воздействию среды, содержащей 20-30 мМ глюкозы, в сочетании с эмбриональной телячьей сывороткой, активином A, фактором роста фибробластов-2 и глюкагоноподобным пептидом-1, за которым следовало второе инкубирование в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, в сочетании с эмбриональной телячьей сывороткой, никотинамидом, активином A, глюкагоноподобным пептидом-1 и инсулиноподобным фактором роста-1 [группа NAGI1]. Дифференцировку третьей группы индуцировали тем же способом, который применяли ко второй группе, за исключением того, что на второй стадии вместо инсулиноподобного фактора роста-1 использовали инсулиноподобный фактор роста-2.The two-stage cultivation method was applied to three groups. The control was exposed to a medium containing 20-30 mm glucose in the presence of nicotinamide, activin A and glucagon-like peptide-1 (NAG) for 4-10 days, followed by incubation for 10-20 days in a medium containing 4-7 mm glucose, in the presence of the same cytokines [NAG group], as described in Korean Patent Application No. 2007-44663, which was filed by the present inventors earlier in May 2007. The second group was first exposed to an environment containing 20 for 4-10 days -30 mM glucose, in combination with fetal calf serum, activin A, fibroblast-2 growth factor and glucagon-like peptide-1, followed by a second incubation for 10-20 days in a medium containing 4-7 mm glucose, in combination with fetal calf serum, nicotinamide, activin A, glucagon-like peptide - 1 and insulin-like growth factor-1 [NAGI1 group]. The differentiation of the third group was induced in the same way that was applied to the second group, except that in the second stage, instead of insulin-like growth factor-1, insulin-like growth factor-2 was used.

В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение относится к способу дифференцировки взрослых стволовых клеток ex vivo в клетки, секретирующие инсулин, который отличается использованием бетацеллюлина (известно, что он является эффективным средством, которое способствует дифференцировке) и добавлением B27 (известен в качестве сывороточной добавки), чтобы обеспечить условия для дифференцировки и высокоэффективной секреции инсулина (пример 7).In accordance with another aspect, the present invention relates to a method for differentiating adult stem cells ex vivo into insulin secreting cells, which is distinguished by the use of betacellululin (known to be an effective tool that promotes differentiation) and the addition of B27 (known as a serum supplement) to provide conditions for differentiation and highly effective secretion of insulin (example 7).

Более конкретно, чтобы дифференцировать взрослые стволовые клетки, инкубирование осуществляли в течение 1-7 дней в среде, содержащей 20-30 мМ глюкозы (среда с высоким содержанием глюкозы), с добавлением добавки B27, фактора роста фибробластов-2 и эпидермального фактора роста, и затем в течение 1-7 дней в среде с такой же концентрацией глюкозы, с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, активина A, фактора роста фибробластов-2 и глюкагоноподобного пептида-1.More specifically, in order to differentiate adult stem cells, incubation was performed for 1-7 days in a medium containing 20-30 mM glucose (high glucose medium), supplemented with B27, fibroblast growth factor-2 and epidermal growth factor, and then for 1-7 days in an environment with the same concentration of glucose, with the addition of fetal calf serum, activin A, fibroblast growth factor-2 and glucagon-like peptide-1.

После этого клетки культивировали в течение 1-7 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы (среда с низким содержанием глюкозы), в присутствии цитокинов и факторов роста, включая эмбриональную телячью сыворотку, активин A, фактор роста фибробластов-2, глюкагоноподобный пептид-1, и, наконец, в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, бетацеллюлина, никотинамида и глюкагоноподобного пептида-1.After this, the cells were cultured for 1-7 days in a medium containing 4-7 mm glucose (low glucose medium), in the presence of cytokines and growth factors, including fetal calf serum, activin A, fibroblast growth factor-2, glucagon-like peptide -1, and finally, for 10-20 days in a medium containing 4-7 mm glucose, with the addition of fetal calf serum, beta-celluline, nicotinamide and glucagon-like peptide-1.

В настоящем изобретении можно использовать DMEM (модифицированная по Дульбекко среда Игла) или DMEM/F12 (1:1 модифицированная по Дульбекко среда Игла: Смесь питательных веществ F-12).In the present invention, DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) or DMEM / F12 (1: 1 Dulbecco's Modified Eagle's Medium: Nutrient F-12 Mixture) can be used.

Подробное описание индукции дифференцировки взрослых стволовых клеток в клетки, секретирующие инсулин, приведено ниже.A detailed description of the induction of differentiation of adult stem cells into cells secreting insulin is given below.

Жировую ткань, полученную хирургическим способом из подкожных слоев вокруг глаза или в щеке, обрабатывали коллагеназой I типа при 37°C в течение 30 мин и затем центрифугировали. Полученный таким образом осадок клеток культивировали в среде с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, чтобы получить взрослые стволовые клетки.Adipose tissue obtained surgically from the subcutaneous layers around the eye or in the cheek was treated with type I collagenase at 37 ° C for 30 minutes and then centrifuged. The cell pellet thus obtained was cultured in medium supplemented with fetal calf serum to obtain adult stem cells.

Чтобы дифференцировать стволовые клетки в клетки, секретирующие инсулин, их культивировали в течение 15-30 дней в среде, индуцирующей дифференцировку. Сначала их инкубировали в течение 4-10 дней в культуральных чашках, покрытых коллагеном, в среде с высоким содержанием глюкозы и с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1, 1-10 нМ активина A и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2. После этого их переносили в среду с низким содержанием глюкозы и с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 мМ никотинамида, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1, 1-10 нМ активина A и 10-100 нг/мл инсулиноподобного фактора роста, с последующим инкубированием в течение 10-20 дней.To differentiate stem cells into insulin secreting cells, they were cultured for 15-30 days in a medium inducing differentiation. First, they were incubated for 4-10 days in collagen-coated culture dishes in a high glucose medium supplemented with 5-20% fetal calf serum, 5-20 nM glucagon-like peptide-1, 1-10 nM activin A and 10 -30 ng / ml fibroblast growth factor-2. After that, they were transferred to a low glucose medium supplemented with 5-20% fetal calf serum, 5-20 mM nicotinamide, 5-20 nM glucagon-like peptide-1, 1-10 nM activin A and 10-100 ng / ml insulin-like growth factor, followed by incubation for 10-20 days.

По завершению инкубации в течение 15-30 дней, перед тем как подвергнуть клетки воздействию среды с высоким содержанием глюкозы в течение 2 часов, в течение 10-15 часов их обрабатывали бычьим сывороточным альбумином (BSA) в среде с низким содержанием глюкозы. Наконец в полученной таким образом культуре проводили количественный анализ образования инсулина и C-пептида с использованием твердофазного иммуноферментного анализа. Было обнаружено, что условия дифференцировки, установленные в настоящем изобретении, индуцируют секрецию увеличенного количества инсулина и C-пептида по сравнению с недифференцированным состоянием (отрицательный контроль). Тогда как между группой NAGI1 (с добавлением инсулиноподобного пептида-1) и группой NAG отсутствовали различия в секреции инсулина и C-пептида, использование инсулиноподобного пептида-2 (группа NAGI2) давало возможность увеличить секрецию инсулина в восемь раз и C-пептида в шесть раз по сравнению с использованием инсулиноподобного пептида-1 (группа NAGI1). Генетический анализ клеток, дифференцированных в присутствии инсулиноподобного пептида-2, показал, что ND (neuro D1), PC (конвертаза прогормона)1/3, PC2, NGN3, Glut (транспортер глюкозы) 1, Glut 2, pax4, pdx1 - известно, что все эти гены специфичны для бета-клеток поджелудочной железы - начинали экспрессироваться, когда их дифференцировку индуцировали в среде для культивирования на первой стадии, и что ген Nkx6.1 и ген инсулина экспрессировались в процессе инкубирования в среде для культивирования со второй стадии. Также у клеток наблюдали экспрессию CK19, проинсулина, инсулина и C-пептида, которую измеряли с помощью иммунохимического окрашивания, и сильное окрашивание дитизоном, краской, которая специфична к бета-клеткам поджелудочной железы.Upon completion of the incubation for 15-30 days, before exposing the cells to a high glucose medium for 2 hours, they were treated with bovine serum albumin (BSA) in a low glucose medium for 10-15 hours. Finally, in the culture thus obtained, a quantitative analysis of the formation of insulin and C-peptide was performed using enzyme-linked immunosorbent assay. It was found that the differentiation conditions established in the present invention induce the secretion of increased amounts of insulin and C-peptide compared to the undifferentiated state (negative control). Whereas between the NAGI1 group (with the addition of the insulin-like peptide-1) and the NAG group there were no differences in the secretion of insulin and the C-peptide, the use of the insulin-like peptide-2 (the NAGI2 group) made it possible to increase the secretion of insulin by eight times and the C-peptide by six times compared with the use of insulin-like peptide-1 (group NAGI1). Genetic analysis of cells differentiated in the presence of an insulin-like peptide-2 showed that ND (neuro D1), PC (prohormone convertase) 1/3, PC2, NGN3, Glut (glucose transporter) 1, Glut 2, pax4, pdx1 - it is known that all these genes are specific for pancreatic beta cells - started to be expressed when their differentiation was induced in the culture medium in the first stage, and that the Nkx6.1 gene and the insulin gene were expressed during incubation in the culture medium from the second stage. Also, expression of CK19, proinsulin, insulin and C-peptide, which was measured by immunochemical staining, and strong staining with dithizone, a paint that is specific for pancreatic beta cells, were observed in the cells.

Таким образом, способ дифференцировки взрослых стволовых клеток в клетки, секретирующие инсулин в соответствии с настоящим изобретением, по существу состоял из двухстадийного процесса культивирования, в котором индуцировали дифференцировку взрослых стволовых клеток сначала в среде с высоким содержанием глюкозы в присутствии фактора роста фибробластов-2, активина A и глюкагоноподобного пептида-1, и затем в среде с низким содержанием глюкозы в присутствии никотинамида, активина A, глюкагоноподобного пептида-1 и инсулиноподобного фактора роста-2, который обладает способностью вызывать увеличенную секрецию инсулина по отношению к средству, которое применяли в группе NAG, как описано в корейской патентной заявке № 2007-44663, которая подана в мае 2007 года.Thus, the method for differentiating adult stem cells into insulin secreting cells in accordance with the present invention essentially consisted of a two-stage cultivation process in which differentiation of adult stem cells was first induced in a high glucose medium in the presence of fibroblast-2 growth factor, activin A and glucagon-like peptide-1, and then in a low glucose medium in the presence of nicotinamide, activin A, glucagon-like peptide-1 and insulin-like factor growth-2, which has the ability to cause increased insulin secretion with respect to the agent used in the NAG group, as described in Korean Patent Application No. 2007-44663, which was filed in May 2007.

Альтернативно, взрослые стволовые клетки можно дифференцировать в клетки, эффективно секретирующие инсулин, в соответствии с настоящим изобретением следующим образом.Alternatively, adult stem cells can be differentiated into cells that efficiently secrete insulin, in accordance with the present invention as follows.

Взрослые стволовые клетки культивировали в течение 1-7 дней в среде с высоким содержанием глюкозы, которая содержала 20-30 мМ глюкозы, 0,5×-4× добавку B27, 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2 и 10-30 нг/мл эпидермального фактора роста, затем в течение 1-7 дней в среде с высоким содержанием глюкозы, которая содержала 20-30 мМ глюкозы, 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина A, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2, и затем в течение 1-7 дней в среде с низким содержанием глюкозы, которая содержала 4-7 мМ глюкозы, 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина A, 5-15 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2, и, наконец, в течение 10-20 дней в среде с низким содержанием глюкозы, которая содержала 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 мМ никотинамида, 1-10 нг/мл бетацеллюлина и 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1.Adult stem cells were cultured for 1-7 days in a high glucose medium that contained 20-30 mM glucose, 0.5 × -4 × B27 supplement, 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2 and 10-30 ng / ml epidermal growth factor, then for 1-7 days in a high glucose medium that contained 20-30 mM glucose, 5-20% fetal calf serum, 1-10 nM activin A, 5-20 nM glucagon-like peptide -1 and 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2, and then for 1-7 days in a medium with a low glucose content, which contained 4-7 mm glucose, 5 -20% fetal calf serum, 1-10 nM activin A, 5-15 nM glucagon-like peptide-1 and 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2, and, finally, for 10-20 days in a medium with a low content glucose, which contained 5-20% fetal calf serum, 5-20 mM nicotinamide, 1-10 ng / ml betacelluline and 5-20 nM glucagon-like peptide-1.

Было обнаружено, что после дифференцировки в присутствии бетацеллюлина, дифференцированные клетки (BTC) продуцируют как инсулин, так и C-пептид, каждый в шестикратном количестве по сравнению с группой NAG.It was found that after differentiation in the presence of betacelluline, differentiated cells (BTC) produce both insulin and C-peptide, each in six times the amount compared to the NAG group.

Следовательно, клетки, дифференцированные в присутствии добавки B27 и бетацеллюлина вместо эмбриональной телячьей сыворотки и активина A, соответственно, могут секретировать инсулин более эффективно, чем клетки из группы NAG.Therefore, cells differentiated in the presence of B27 and betacelluline supplementation instead of fetal calf serum and activin A, respectively, can secrete insulin more efficiently than NAG cells.

Лучшее понимание настоящего изобретения может быть достигнуто с помощью следующих примеров, которые приведены для того, чтобы проиллюстрировать настоящее изобретение, и не должны рассматриваться как его ограничение.A better understanding of the present invention can be achieved using the following examples, which are given in order to illustrate the present invention, and should not be construed as limiting it.

Пример 1: Выделение стволовых клетокExample 1: Stem Cell Isolation

Жировую ткань, с разрешения пациентов удаленную хирургическим способом из подкожного слоя вокруг глаза в клинике пластической хирургии, обрабатывали 0,075% раствором коллагеназы 1 типа при 37°C в течение 30 мин и затем таким же объемом среды с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, что и раствор коллагеназы, чтобы подавить активность фермента. После центрифугирования, образованный таким образом клеточный осадок дважды промывали средой для культивирования и инкубировали в DMEM-LG с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки.Adipose tissue, with the permission of patients, surgically removed from the subcutaneous layer around the eye in a plastic surgery clinic, was treated with a 0.075% type 1 collagenase solution at 37 ° C for 30 minutes and then with the same volume of medium supplemented with fetal calf serum as the collagenase solution to suppress enzyme activity. After centrifugation, the cell pellet thus formed was washed twice with culture medium and incubated in DMEM-LG supplemented with 10% fetal calf serum.

Пример 2: Культура стволовых клетокExample 2: Stem Cell Culture

Полученные стволовые клетки культивировали в течение 21 для в среде, индуцирующей дифференцировку. Для этого клетки сначала высевали при плотности 5×103 клеток/лунка на 48-луночные планшеты, покрытые коллагеном, в которые перед инкубированием в течение 7 дней добавляли среду, содержащую 25 мМ глюкозы (DMEM-HG), с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки, 4 нМ активина A, 10 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 20 нг/мл фактора роста фибробластов-2. После этого клетки дополнительно культивировали в течение еще 14 дней в среде, содержащей 5,5 мМ глюкозы (DMEM-LG), с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки, 10 мМ никотинамида, 4 нМ активина A, 10 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 50 нг/мл инсулиноподобного фактора роста-1 или инсулиноподобного фактора роста-2.The resulting stem cells were cultured for 21 for in a medium inducing differentiation. For this, the cells were first seeded at a density of 5 × 10 3 cells / well on 48-well collagen-coated plates, into which medium containing 25 mM glucose (DMEM-HG) was added before incubation for 7 days with 10% fetal calf serum, 4 nM activin A, 10 nM glucagon-like peptide-1 and 20 ng / ml fibroblast growth factor-2. After this, the cells were further cultured for another 14 days in medium containing 5.5 mM glucose (DMEM-LG), supplemented with 10% fetal calf serum, 10 mM nicotinamide, 4 nM activin A, 10 nM glucagon-like peptide-1 and 50 ng / ml insulin-like growth factor-1 or insulin-like growth factor-2.

В ходе инкубации старую среду регулярно заменяли на свежую с интервалом в 3-4 дня. После инкубации в целом в течение 3 недель, дифференцировку клеток исследовали следующим образом.During incubation, the old medium was regularly replaced with fresh with an interval of 3-4 days. After a total incubation of 3 weeks, the differentiation of the cells was investigated as follows.

Пример 3: Морфологические изменения клеток после дифференцировкиExample 3: Morphological changes in cells after differentiation

Стволовые клетки выделяли из подкожного жира вокруг глаза, культивировали и наблюдали их морфологические изменения. Во время инкубирования в среде, не содержащей факторы роста и цитокины, морфология клеток не менялась, тогда как под воздействием факторов роста и/или цитокинов, таких как никотинамид, активин A и глюкагоноподобный пептид-1 или инсулиноподобный фактор роста-1 или -2, наблюдали, что стволовые клетки подвергались морфологическим изменениям и обретали округлую форму (фиг.1). На 3 неделе после индукции дифференцировки, клетки приобретали округлую форму и образовывали кластеры клеток.Stem cells were isolated from subcutaneous fat around the eye, cultured and their morphological changes were observed. During incubation in a medium that does not contain growth factors and cytokines, the cell morphology did not change, while under the influence of growth factors and / or cytokines, such as nicotinamide, activin A and glucagon-like peptide-1 or insulin-like growth factor-1 or -2, observed that the stem cells underwent morphological changes and took a rounded shape (figure 1). At 3 weeks after the induction of differentiation, the cells acquired a rounded shape and formed clusters of cells.

Пример 4: Исследование секреции инсулина и C-пептидаExample 4: Study of the secretion of insulin and C-peptide

После завершения культивирования в течение 3 недель, клетки в течение 12 часов подвергали воздействию среды с низким содержанием глюкозы (DMEM-LG) с добавлением 0,5% бычьего сывороточного альбумина. Затем клетки в течение 2 часов подвергали воздействию DMEM-HG, и проводили количественный анализ секретированного инсулина с использованием твердофазного иммуноферментного анализа (фиг.2). Также количество C-пептида, соединенного с инсулином в проинсулине, также измеряли с использованием твердофазного иммуноферментного анализа (фиг.3). Для твердофазного иммуноферментного анализа инсулина и C-пептида использовали коммерчески доступные наборы из Mercodia, Sweden. Стандартные растворы с заранее известными концентрациями и ранее полученные культуры в количестве 25 мкл на лунку высевали на 96-луночные микропланшеты, покрытые инсулином или C-пептидом человека, после чего в планшеты добавляли антитела к инсулину или C-пептиду и инкубировали в течение 1 часа. Затем проводили инкубирование в течение 30 мин в растворе субстрата TMB и измеряли оптическую плотность. Ни инсулин, ни C-пептид не секретировался клетками, у которых не индуцировали дифференцировку, тогда как было обнаружено, что группы, которые культивировали с использованием двухстадийного способа по настоящему изобретению, секретировали инсулин и C-пептид. В особенности, при измерении инсулина и C-пептида, группа, которую культивировали в присутствии инсулиноподобного пептида-2 (группа NAGI2), показала восьмикратный уровень секреции инсулина и шестикратный уровень секреции C-пептида по сравнению с соответствующими уровнями у группы NAG.After completion of cultivation for 3 weeks, the cells were exposed for 12 hours to a low glucose medium (DMEM-LG) supplemented with 0.5% bovine serum albumin. Then the cells were exposed to DMEM-HG for 2 hours, and secreted insulin was quantified using enzyme-linked immunosorbent assay (Fig.2). Also, the amount of C-peptide coupled to insulin in proinsulin was also measured using enzyme-linked immunosorbent assay (Fig.3). For enzyme-linked immunosorbent assay of insulin and C-peptide, commercially available kits from Mercodia, Sweden were used. Standard solutions with previously known concentrations and previously obtained cultures in the amount of 25 μl per well were plated on 96-well microplates coated with human insulin or C-peptide, after which antibodies to insulin or C-peptide were added to the plates and incubated for 1 hour. Then, incubation was carried out for 30 min in a TMB substrate solution and the optical density was measured. Neither insulin nor the C-peptide was secreted by cells in which differentiation was not induced, while it was found that groups that were cultured using the two-step method of the present invention secreted insulin and C-peptide. In particular, when measuring insulin and the C peptide, the group that was cultured in the presence of the insulin-like peptide-2 (NAGI2 group) showed an eight-fold level of insulin secretion and a six-fold level of C-peptide secretion compared to the corresponding levels of the NAG group.

Пример 5: Экспрессия белков, специфичных для клеток, секретирующих инсулинExample 5: Expression of Proteins Specific for Insulin Secreting Cells

После того как стволовые клетки, полученные из подкожного жира вокруг глаза, индуцировали к дифференцировке в присутствии инсулиноподобного пептида-2, для которого с помощью твердофазного иммуноферментного анализа была доказана наибольшая эффективность, у полученных клеток, секретирующих инсулин, анализировали экспрессию CK19, инсулина, C-пептида и проинсулина (который не расщеплялся перед внеклеточной секрецией) с использованием иммуноцитохимического анализа (фиг.4). После дифференцировки, продолжавшейся в течение 3 недель, в течение 2 часов клетки подвергали воздействию высокой концентрации глюкозы, фиксировали при 4°C в течение 90 мин в 4% параформальдегиде и промывали три раза в фосфатно-солевом буфере. Для удаления эндогенной пероксидазы клетки обрабатывали в течение 10 мин в 3% пероксиде водорода, а затем инкубировали при комнатной температуре в течение 60 мин в PBS с добавлением 2% бычьего сывороточного альбумина, чтобы блокировать фоновые сигналы. При 4°C в течение 12 часов проводили реакции клеточных культур с разведенными в PBS первичными человеческими антителами против CK19 (1:400), C-пептида (1:500), инсулина (1:500) и проинсулина (1:500). В качестве отрицательного контроля использовали PBS, который не содержал первичные антитела. В течение 20 мин их обрабатывали каждым вторичным антителом, конъюгированным с биотином, и стрептавидином, конъюгированным с перекисью водорода, а затем окрашивали 3,3'-диаминобензидином (DAB). По сравнению с контролем, в котором не индуцировали дифференцировку, у групп, которые обрабатывали сочетанием никотинамида, активина A и глюкагоноподобного пептида, наблюдали значительно увеличенные уровни экспрессии CK19, C-пептида, инсулина и проинсулина (фиг.4).After stem cells obtained from subcutaneous fat around the eye were induced to differentiate in the presence of an insulin-like peptide-2, for which the highest efficiency was shown by enzyme-linked immunosorbent assay, the expression of insulin-secreting cells was analyzed for the expression of CK19, insulin, C- peptide and proinsulin (which was not cleaved before extracellular secretion) using immunocytochemical analysis (figure 4). After differentiation, which lasted for 3 weeks, for 2 hours, the cells were exposed to a high glucose concentration, fixed at 4 ° C for 90 min in 4% paraformaldehyde and washed three times with phosphate-buffered saline. To remove endogenous peroxidase, the cells were treated for 10 min in 3% hydrogen peroxide and then incubated at room temperature for 60 min in PBS with 2% bovine serum albumin added to block background signals. At 4 ° C, cell cultures were reacted for 12 hours with PBS diluted primary human antibodies against CK19 (1: 400), C-peptide (1: 500), insulin (1: 500) and proinsulin (1: 500). As a negative control, PBS was used that did not contain primary antibodies. For 20 min, they were treated with each secondary antibody conjugated with biotin and streptavidin conjugated with hydrogen peroxide, and then stained with 3,3'-diaminobenzidine (DAB). Compared to the control, in which differentiation was not induced, significantly increased levels of expression of CK19, C-peptide, insulin and proinsulin were observed in groups that were treated with a combination of nicotinamide, activin A and a glucagon-like peptide (Fig. 4).

Пример 6: Экспрессия генов, участвующих в секреции инсулинаExample 6: Expression of genes involved in insulin secretion

После того как индуцировали дифференцировку стволовых клеток, полученных из подкожного слоя вокруг глаза, клетки брали на 7, 14 и 21 день и с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (RT-ПЦР) исследовали экспрессию генов, характерных для клеток, секретирующих инсулин.After the differentiation of stem cells obtained from the subcutaneous layer around the eye was induced, the cells were taken on days 7, 14, and 21, and the expression of genes characteristic of insulin-secreting cells was examined by reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR).

Сначала из дифференцированных клеток выделяли общую РНК. Один мл Tri Reagent добавляли в пробирку с клетками и тщательно перемешивали с 200 мкл хлороформа, а затем инкубировали при комнатной температуре в течение 15 мин. После центрифугирования при 14000 об/мин в течение 15 мин, полученный таким образом супернатант переносили в новую пробирку и смешивали с изопропанолом. После центрифугирования при 14000 об/мин в течение 10 мин образовывался осадок, к которому затем добавляли 75% этанол. Эту суспензию снова центрифугировали при 14000 об/мин в течение 10 мин. Супернатант удаляли, а оставшийся 75% этанол выпаривали, после чего остаток растворяли в стерилизованной, деионизированной воде и инкубировали при 65°C в течение 5 мин, чтобы элюировать РНК. Проводили количественный анализ этой РНК посредством определения оптической плотности при 260 нм в УФ спектрофотометре. В целом 7,5 мкг РНК смешивали с 1× реакционным буфером, 1 мМ dNTP, 0,5 мг/мл олиго-dT, 20 ЕД ингибитора РНКазы и 20 ЕД обратной транскриптазы M-MuLV и добавляли стерильную деионизированную воду до конечного объема 50 мкл перед инкубированием при 42°C в течение 60 мин.First, total RNA was isolated from differentiated cells. One ml of Tri Reagent was added to the cell tube and mixed thoroughly with 200 μl of chloroform and then incubated at room temperature for 15 minutes. After centrifugation at 14,000 rpm for 15 minutes, the supernatant thus obtained was transferred to a new tube and mixed with isopropanol. After centrifugation at 14,000 rpm for 10 min, a precipitate formed, to which 75% ethanol was then added. This suspension was again centrifuged at 14,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was removed and the remaining 75% ethanol was evaporated, after which the residue was dissolved in sterilized, deionized water and incubated at 65 ° C for 5 min to elute the RNA. Quantitative analysis of this RNA was carried out by determining the optical density at 260 nm in a UV spectrophotometer. A total of 7.5 μg RNA was mixed with 1 × reaction buffer, 1 mM dNTP, 0.5 mg / ml oligo-dT, 20 IU RNase inhibitor and 20 IU M-MuLV reverse transcriptase and sterile deionized water was added to a final volume of 50 μl before incubation at 42 ° C for 60 minutes

ПЦР осуществляли в перемешанном растворе, содержащем 1× буфер Taq, 2 мМ MgCl2, 0,25 ЕД Taq-полимеразы и 10 пмоль праймеров, каждая кДНК последовательность которых комплементарна каждому гену, приведенному в таблице 2.PCR was carried out in a mixed solution containing 1 × Taq buffer, 2 mM MgCl 2 , 0.25 U Taq polymerase and 10 pmol primers, each cDNA sequence of which is complementary to each gene shown in table 2.

ПЦР начиналась с предварительной денатурации при 94°С в течение 5 мин, за которой следовало 35 циклов денатурации при 94° С в течение 30 сек, отжига при соответствующей температуре в течение 30 сек и элонгации при 72° С в течение 30 сек, и финальное удлинение фрагментов при 72°C в течение 5 мин. По 15 мкл каждого полученного таким образом продукта ПЦР загружали вместе с 6× буфером для нанесения (0,25% бромфенол синий, 0,25% ксилолцианол, 40% сахароза) на 2% агарозный гель и проводили электрофорез при электрическом напряжении 100 В в течение 30 мин. После завершения электрофореза гели окрашивали бромистым этидием и исследовали в УФ трансиллюминаторе (Vilber loumat, FRANCE). Уровень экспрессии каждого гена определяли и сравнивали с уровнем глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) в качестве контроля. Данные для сравнительного анализа получали на основе трех экспериментов.PCR began with pre-denaturation at 94 ° C for 5 min, followed by 35 cycles of denaturation at 94 ° C for 30 sec, annealing at the appropriate temperature for 30 sec and elongation at 72 ° C for 30 sec, and the final elongation of fragments at 72 ° C for 5 minutes 15 μl of each PCR product thus obtained was loaded with 6 × application buffer (0.25% bromphenol blue, 0.25% xylene cyanol, 40% sucrose) on a 2% agarose gel and electrophoresis was performed at an voltage of 100 V for 30 minutes. After electrophoresis, the gels were stained with ethidium bromide and examined in a UV transilluminator (Vilber loumat, FRANCE). The level of expression of each gene was determined and compared with the level of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) as a control. Data for comparative analysis was obtained on the basis of three experiments.

Последовательности праймеров, использованных в RT-ПЦР для амплификации соответствующих генов, которые характерны для клеток, секретирующих инсулин, их названия и размеры продуктов ПЦР перечислены ниже в таблице 2.The sequence of primers used in RT-PCR for amplification of the corresponding genes that are characteristic of cells secreting insulin, their names and sizes of PCR products are listed below in table 2.

ТАБЛИЦА 2TABLE 2 ГенGene ПраймерPrimer Размер (п.о.)Size (bp) Температура отжига (°C)Annealing temperature (° C) ПометкаMark GAPDHGAPDH 5'-acaactttggtatcgtggaa-3'
(SEQ ID NO: 1)
5'-aaattcgttgtcataccagg-3'
(SEQ ID NO: 2)
5'-acaactttggtatcgtggaa-3 '
(SEQ ID NO: 1)
5'-aaattcgttgtcataccagg-3 '
(SEQ ID NO: 2)
456456 5353 NM_002046NM_002046
ИнсулинInsulin 5'-aaccaacacctgtgcggctc-3'
(SEQ ID NO: 3)
5'-aagggctttattccatctctctcg-3'
(SEQ ID NO: 4)
5'-aaccaacacctgtgcggctc-3 '
(SEQ ID NO: 3)
5'-aagggctttattccatctctctctcg-3 '
(SEQ ID NO: 4)
320320 5959 J00265J00265
ngn3ngn3 5'-cgtgaactccttgaactgagcag-3'
(SEQ ID NO: 5)
5'-tggcactcctgggacgagtttc-3'
(SEQ ID NO: 6)
5'-cgtgaactccttgaactgagcag-3 '
(SEQ ID NO: 5)
5'-tggcactcctgggacgagtttc-3 '
(SEQ ID NO: 6)
211211 6161 AF234829AF234829
pdx1pdx1 5'-cccatggatgaagtctacg-3'
(SEQ ID NO: 7)
5'-gtcctcctcctttttccac-3'
(SEQ ID NO: 8)
5'-cccatggatgaagtctacg-3 '
(SEQ ID NO: 7)
5'-gtcctcctcctttttccac-3 '
(SEQ ID NO: 8)
262262 5454 NM_000209NM_000209
GKGk 5'-gaataccccccagagaccttttc-3'
(SEQ ID NO: 9)
5'-ggtttcttcctgagccagcg-3'
(SEQ ID NO: 10)
5'-gaataccccccagagaccttttc-3 '
(SEQ ID NO: 9)
5'-ggtttcttcctgagccagcg-3 '
(SEQ ID NO: 10)
182182 6161 M90299M90299
Isl1Isl1 5'-agcatcaatgtcctctcaacttcc-3'
(SEQ ID NO: 11)
5'-tgtttggcaaggcaatgacc-3'
(SEQ ID NO: 12)
5'-agcatcaatgtcctctcaacttcc-3 '
(SEQ ID NO: 11)
5'-tgtttggcaaggcaatgacc-3 '
(SEQ ID NO: 12)
493493 5757 NM_002202NM_002202
Nkx6.1Nkx6.1 5'-acacgagacccactttttccg-3'
(SEQ ID NO: 13)
5'-tgctggacttgtgcttcttcaac-3'
(SEQ ID NO: 14)
5'-acacgagacccactttttcccc-3 '
(SEQ ID NO: 13)
5'-tgctggacttgtgcttcttcaac-3 '
(SEQ ID NO: 14)
336336 5959 NM_006168NM_006168
Glut 2Glut 2 5'-agctttgcagttggtggaat-3'
(SEQ ID NO: 15)
5'-aataagaatgcccgtgacga-3'
(SEQ ID NO: 16)
5'-agctttgcagttggtggaat-3 '
(SEQ ID NO: 15)
5'-aataagaatgcccgtgacga-3 '
(SEQ ID NO: 16)
300300 5757 NM_000340NM_000340
NDNd 5'-cagaaccaggacatgccc-3'
(SEQ ID NO: 17)
5'-atcaaaggaagggctggtg-3'
(SEQ ID NO: 18)
5'-cagaaccaggacatgccc-3 '
(SEQ ID NO: 17)
5'-atcaaaggaagggctggtg-3 '
(SEQ ID NO: 18)
216216 6060 NM_002500NM_002500
ГлюкагонGlucagon 5'-atgaacgaggacaagcgc- 3'
(SEQ ID NO: 19)
5'-gtaacgaaccgaccactt-3'
(SEQ ID NO: 20)
5'-atgaacgaggacaagcgc- 3 '
(SEQ ID NO: 19)
5'-gtaacgaaccgaccactt-3 '
(SEQ ID NO: 20)
236236 5757 NM_002054NM_002054
SSTSst 5'-ggctgcgctgtccatcgtcctg-3'
(SEQ ID NO: 21)
5'-ttgcgttctcggggtgccatagc-3'
(SEQ ID NO: 22)
5'-ggctgcgctgtccatcgtcctg-3 '
(SEQ ID NO: 21)
5'-ttgcgttctcggggtgccatagc-3 '
(SEQ ID NO: 22)
276276 6363 NM_001048NM_001048
PPPP 5'-ctctgttactacagccactg-3'
(SEQ ID NO: 23)
5'-agtcgtaggagacagaaggt-3'
(SEQ ID NO: 24)
5'-ctctgttactacagccactg-3 '
(SEQ ID NO: 23)
5'-agtcgtaggagacagaaggt-3 '
(SEQ ID NO: 24)
261261 5555 NM_002722.3NM_002722.3
РС1/3PC1 / 3 5'-ttggctgaaagagaacgggatacatct-3'
(SEQ ID NO: 25)
5'-acttctttggtgattgctttggcggtg-3'
(SEQ ID NO: 26)
5'-ttggctgaaagagaacgggatacatct-3 '
(SEQ ID NO: 25)
5'-acttcttttttgattgctttggcggtg-3 '
(SEQ ID NO: 26)
457457 6060 NM_000493.3NM_000493.3
РС2PC2 5'-gcatcaagcacagacctacactcg-3'
(SEQ ID NO: 27)
5'-gagacacaaccacccttcatccttc-3'
(SEQ ID NO: 28)
5'-gcatcaagcacagacctacactcg-3 '
(SEQ ID NO: 27)
5'-gagacacaaccaccctctcatccttc-3 '
(SEQ ID NO: 28)
309309 6363 NM 003594.2NM 003594.2
GLUT1GLUT1 5'-ctcactgctcaagaagacatgg-3'
(SEQ ID NO: 29)
5'-ctgggtaacagggatcaaacag-3'
(SEQ ID NO: 30)
5'-ctcactgctcaagaagacatgg-3 '
(SEQ ID NO: 29)
5'-ctgggtaacagggatcaaacag-3 '
(SEQ ID NO: 30)
366366 6060 NM 006516.1NM 006516.1
GLP-1RGLP-1R 5'-gttcccctgctgtttgttgt-3'
(SEQ ID NO: 31)
5'-cttggcaagtctgcatttga-3'
(SEQ ID NO: 32)
5'-gttcccctgctgtttgttgt-3 '
(SEQ ID NO: 31)
5'-cttggcaagtctgcatttga-3 '
(SEQ ID NO: 32)
228228 5555 NM002062.2NM002062.2
PAX4PAX4 5'-cacctctctgcctgaggacacggtgag-3'
(SEQ ID NO: 33)
5'-ctgcctcattccaagccatacagtagtg-3'
(SEQ ID NO: 34)
5'-cacctctctgcctgaggacacggtgag-3 '
(SEQ ID NO: 33)
5'-ctgcctcattccaagccatacagtagtg-3 '
(SEQ ID NO: 34)
444444 6363 NM 006193.1NM 006193.1

Как следует из данных на фиг.5, в клетках, в которых не индуцировали дифференцировку, экспрессировались neuro D и islet 1, о которых известно, что они играют важные роли в развитии поджелудочной железы, и глюкагон, SST (соматостатин) и PP (панкреатический полипептид), секретируемые клетками, отличающимися от бета-клеток эндокринных клеток поджелудочной железы, но когда индуцировали дифференцировку, клетки начинали экспрессировать PC2, PC1/3, Glp1R, нейрогенин 3, Glut2, Glut1, pax4 и pdx1 на 7 день и Nkx6.1 и инсулин на 14 день, а их уровни экспрессии значительно увеличивались на 21 день.As follows from the data in Fig. 5, in cells in which differentiation was not induced, neuro D and islet 1 were expressed, which are known to play important roles in the development of the pancreas, and glucagon, SST (somatostatin) and PP (pancreatic polypeptide) secreted by cells other than pancreatic endocrine beta cells, but when differentiation was induced, cells began to express PC2, PC1 / 3, Glp1R, neurogenin 3, Glut2, Glut1, pax4 and pdx1 on day 7 and Nkx6.1 and insulin on day 14, and their expression levels increased significantly for 21 days.

Пример 7: Окрашивание дитизономExample 7: Dithizone Staining

Известно, что инсулин образует комплекс с ионом цинка (Zn++) с образованием гексамеров. Известно, что дитизон представляет собой цинк-хелатирующее средство, которое избирательно окрашивает бета-клетки поджелудочной железы в связи с высоким содержанием цинка в этих клетках. Для этого клетки, которые дифференцировались в присутствии инсулиноподобного пептида-2, окрашивали дитизоном. Для этого 50 мг порошка дитизона растворяли в 5 мл диметилсульфоксида (DMSO) и 10 мкл раствора дитизола разводили в 1 мл среды для культивирования. После фильтрации через 0,2 мкм нейлоновый фильтр, окрашивающий раствор дитизона капали на культуральную чашку и инкубировали ее при 37°С в течение 15 мин. Клетки промывали три раза в PBS и осматривали под оптическим микроскопом. Как видно на фиг.6, дифференцированные клетки четко окрашивались, при этом кластеры клеток имели насыщенную окраску.It is known that insulin forms a complex with zinc ion (Zn ++ ) with the formation of hexamers. It is known that dithizone is a zinc chelating agent that selectively stains pancreatic beta cells due to the high zinc content in these cells. For this, cells that differentiated in the presence of an insulin-like peptide-2 were stained with dithizone. For this, 50 mg of dithizone powder was dissolved in 5 ml of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 10 μl of dithizol solution was diluted in 1 ml of culture medium. After filtering through 0.2 μm, a nylon filter staining the dithizone solution was dripped onto the culture plate and incubated at 37 ° C for 15 minutes. Cells were washed three times in PBS and examined under an optical microscope. As can be seen in Fig.6, the differentiated cells were clearly stained, while the cell clusters had a saturated color.

Вкратце, как описано выше, когда стволовые клетки, полученные из подкожного жира вокруг глаза, сначала подвергали воздействию глюкозы в высокой концентрации в сочетании с активином A, фактором роста фибробластов-2 и глюкагоноподобным пептидом-1, а затем подвергали воздействию глюкозы в низкой концентрации в присутствии никотинамида, активина A, глюкагоноподобного пептида-1 и инсулиноподобного фактора роста-2, они дифференцировались в секретирующие инсулин клетки, у которых наблюдали образование инсулина, C-пептида и проинсулина в больших количествах. Кроме того, они экспрессировали гены, характерные для бета-клеток поджелудочной железы, а также четко окрашивались дитизоном. Таким образом, установленный способ по настоящему изобретению дает возможность эффективной дифференцировки взрослых стволовых клеток в инсулин-секретирующие бета-клетки.Briefly, as described above, when stem cells derived from subcutaneous fat around the eye were first exposed to high concentrations of glucose in combination with activin A, fibroblast-2 growth factor and glucagon-like peptide-1, and then exposed to low concentrations of glucose in the presence of nicotinamide, activin A, glucagon-like peptide-1 and insulin-like growth factor-2, they differentiated into insulin-secreting cells in which the formation of insulin, C-peptide and proinsulin in large The number. In addition, they expressed genes characteristic of pancreatic beta cells, and were also clearly stained with dithizone. Thus, the established method of the present invention enables the effective differentiation of adult stem cells into insulin-secreting beta cells.

Пример 8: Культура стволовых клетокExample 8: Stem Cell Culture

Полученные стволовые клетки культивировали в течение 21 для в среде, индуцирующей дифференцировку. Для этого клетки сначала высевали при плотности 5×103 клеток/лунка на 48-луночные планшеты с коллагеновым покрытием, в которые перед инкубацией в течение 3 дней добавляли среду, содержащую 25 мМ глюкозы (DMEM-HG), с добавлением 1× добавки B27, 20 нг/мл фактора роста фибробластов-2 и 20 нг/мл эпидермального фактора роста. После этого клетки дополнительно инкубировали еще в течение 4 дней в среде, содержащей 25 мМ глюкозы, с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки, 4 нМ активина A, 20 нг/мл фактора роста фибробластов-2 и 10 нМ глюкагоноподобного пептида-1. Впоследствии клетки культивировали в течение 3 дней в среде, содержащей 5,5 мМ глюкозы (DMEM-LG), с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки, 4 нМ активина A, 20 нг/мл фактора роста фибробластов-2 и 10 нМ глюкагоноподобного пептида-1, и затем, перед инкубацией в течение дополнительных 10 дней, переносили в новую среду, содержащую 5,5 мМ глюкозы (DMEM-LG), с добавлением 10 мМ никотинамида, 10 нМ глюкагоноподобного пептида и 10 нг/мл бетацеллюлина.The resulting stem cells were cultured for 21 for in a medium inducing differentiation . For this, the cells were first seeded at a density of 5 × 10 3 cells / well on 48-well collagen-coated plates, into which medium containing 25 mM glucose (DMEM-HG) was added for 3 days before incubation with 1 × B27 , 20 ng / ml fibroblast growth factor-2; and 20 ng / ml epidermal growth factor. After this, the cells were additionally incubated for another 4 days in a medium containing 25 mM glucose, with the addition of 10% fetal calf serum, 4 nM activin A, 20 ng / ml fibroblast growth factor-2 and 10 nM glucagon-like peptide-1. Subsequently, the cells were cultured for 3 days in a medium containing 5.5 mM glucose (DMEM-LG), supplemented with 10% fetal calf serum, 4 nM activin A, 20 ng / ml fibroblast growth factor-2 and 10 nM glucagon-like peptide - 1, and then, before incubation for an additional 10 days, it was transferred to a new medium containing 5.5 mM glucose (DMEM-LG), with the addition of 10 mM nicotinamide, 10 nM glucagon-like peptide and 10 ng / ml betacelluline.

В процессе инкубации старую среду периодически заменяли на свежую с интервалами в 3-4 дня. После инкубации, в целом, в течение 3 недель, дифференцировку клеток исследовали следующим образом.During the incubation process, the old medium was periodically replaced with fresh at intervals of 3-4 days. After incubation, in General, for 3 weeks, the differentiation of cells was investigated as follows.

Пример 9: Исследование секреции инсулина и C-пептидаExample 9: Investigation of the secretion of insulin and C-peptide

После завершения 3-недельного культивирования, клетки в течение 12 часов подвергали воздействию среды с низким содержанием глюкозы (DMEM-LG), с добавлением 0,5% бычьего сывороточного альбумина. Затем клетки в течение 2 часов подвергали воздействию DMEM-HG и проводили количественный анализ секретированного инсулина с использованием твердофазного иммуноферментного анализа (фиг.7). Также с использованием иммуноцитохимического анализа измеряли количество C-пептида, соединенного с инсулином в проинсулине (фиг.8). Для твердофазного иммуноферментного анализа инсулина и C-пептида использовали коммерчески доступные наборы из Mercodia, Sweden. Стандартные растворы с уже известными концентрациями и полученные ранее культуры высевали в количестве 25 мкл на лунку в 96-луночные планшеты, покрытые инсулином или C-пептидом человека, после чего в лунки добавляли антитела к инсулину или C-пептиду и инкубировали в течение 1 часа. После этого в лунки добавляли по 200 мкл раствора субстрата TMB. После инкубации в течение 30 мин, измеряли их оптические плотности. Клетки, у которых не индуцировали дифференцировку, не секретировали ни инсулин, ни C-пептид, и при этом было обнаружено, что группы, которые культивировали с использованием двухстадийного способа по настоящему изобретению, образуют инсулин и C-пептид. В особенности, измерения показали, что группа, которую культивировали тем же способом, что в примере 8, секретирует приблизительно в 6 раз больше инсулина и приблизительно в 6 раз больше C-пептида, чем группа NAG.After completion of the 3-week cultivation, the cells were exposed for 12 hours to a low glucose medium (DMEM-LG) supplemented with 0.5% bovine serum albumin. Then, the cells were exposed to DMEM-HG for 2 hours and a quantitative analysis of secreted insulin was performed using enzyme-linked immunosorbent assay (Fig.7). Also, using the immunocytochemical analysis, the amount of C-peptide coupled with insulin in proinsulin was measured (Fig. 8). For enzyme-linked immunosorbent assay of insulin and C-peptide, commercially available kits from Mercodia, Sweden were used. Standard solutions with already known concentrations and previously obtained cultures were plated in the amount of 25 μl per well in 96-well plates coated with human insulin or C-peptide, after which antibodies to insulin or C-peptide were added to the wells and incubated for 1 hour. After that, 200 μl of TMB substrate solution was added to the wells. After incubation for 30 minutes, their optical densities were measured. Cells that did not induce differentiation did not secrete either insulin or C-peptide, and it was found that groups that were cultured using the two-step method of the present invention form insulin and C-peptide. In particular, the measurements showed that the group that was cultivated in the same manner as in Example 8 secreted about 6 times more insulin and about 6 times more C-peptide than the NAG group.

Ожидалось, что синтезируя инсулин и C-пептид в количествах, в 7-8 раз превышающих количества, синтезируемые группой NAG, согласно раскрытию корейской патентной заявки № 2007-44663, поданной в мае 2007 года, инсулин-секретирующие клетки, дифференцированные из взрослых стволовых клеток в средах для культивирования по настоящему изобретению, как описано ранее, являются превосходным средством для лечения сахарного диабета 1 типа.By synthesizing insulin and C-peptide in amounts of 7-8 times the amounts synthesized by the NAG group, it was expected that according to the disclosure of Korean Patent Application No. 2007-44663, filed in May 2007, insulin-secreting cells differentiated from adult stem cells in the culture media of the present invention, as described previously, are an excellent treatment for type 1 diabetes.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты с иллюстративными целями, специалисты в данной области признают, что возможны различные модификации, дополнения и замены без отклонения от объема и сущности изобретения, раскрытых в пунктах приложенной формулы изобретения.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Although preferred embodiments of the present invention are disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will recognize that various modifications, additions, and substitutions are possible without departing from the scope and spirit of the invention disclosed in the appended claims.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008

Claims (3)

1. Способ дифференцировки стволовых клеток взрослого человека ex vivo в клетки, секретирующие инсулин, который содержит:
культивирование взрослых стволовых клеток в течение 4-10 дней в среде, содержащей 20-30 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина А, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2; и
культивирование культивированных стволовых клеток в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 мМ никотинамида, 1-10 нМ активина А, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-100 нг/мл инсулиноподобного фактора роста.
1. The method of differentiation of adult stem cells ex vivo into cells secreting insulin, which contains:
cultivation of adult stem cells for 4-10 days in a medium containing 20-30 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 1-10 nm activin A, 5-20 nm glucagon-like peptide-1 and 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2; and
cultivation of cultured stem cells for 10-20 days in a medium containing 4-7 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 5-20 mm nicotinamide, 1-10 nm activin A, 5-20 nm glucagon-like peptide - 1 and 10-100 ng / ml insulin-like growth factor.
2. Способ по п.1, где инсулиноподобный фактор роста представляет собой инсулиноподобный фактор роста-2.2. The method according to claim 1, where the insulin-like growth factor is an insulin-like growth factor-2. 3. Способ дифференцировки стволовых клеток взрослого человека ex vivo в клетки, секретирующие инсулин, который содержит последовательное культивирование взрослых стволовых клеток:
в течение 1-7 дней в среде, содержащей 20-30 мМ глюкозы, с добавлением добавки В27, 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2 и 10-30 нг/мл эпидермального фактора роста;
в течение 1-7 дней в среде, содержащей 20-30 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина А, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2;
в течение 1-7 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 1-10 нМ активина А, 5-20 нМ глюкагоноподобного пептида-1 и 10-30 нг/мл фактора роста фибробластов-2; и
в течение 10-20 дней в среде, содержащей 4-7 мМ глюкозы, с добавлением 5-20% эмбриональной телячьей сыворотки, 5-20 мМ никотинамида, 1-10 нг/мл бетацеллюлина и 5-15 нМ глюкагоноподобного пептида.
3. The method of differentiation of adult stem cells from an adult ex vivo into cells secreting insulin, which contains the sequential cultivation of adult stem cells:
for 1-7 days in a medium containing 20-30 mm glucose, with the addition of B27, 10-30 ng / ml fibroblast growth factor-2 and 10-30 ng / ml epidermal growth factor;
for 1-7 days in a medium containing 20-30 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 1-10 nm activin A, 5-20 nm glucagon-like peptide-1 and 10-30 ng / ml growth factor fibroblasts-2;
for 1-7 days in a medium containing 4-7 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 1-10 nm activin A, 5-20 nm glucagon-like peptide-1 and 10-30 ng / ml growth factor fibroblasts-2; and
for 10-20 days in a medium containing 4-7 mm glucose, with the addition of 5-20% fetal calf serum, 5-20 mm nicotinamide, 1-10 ng / ml betacelluline and 5-15 nm glucagon-like peptide.
RU2010115507/10A 2010-04-19 2010-04-19 Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells RU2430158C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010115507/10A RU2430158C1 (en) 2010-04-19 2010-04-19 Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010115507/10A RU2430158C1 (en) 2010-04-19 2010-04-19 Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2430158C1 true RU2430158C1 (en) 2011-09-27

Family

ID=44804151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010115507/10A RU2430158C1 (en) 2010-04-19 2010-04-19 Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430158C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576000C2 (en) * 2010-08-09 2016-02-27 Такеда Фармасьютикал Компани Лимитед Method for preparing pancreatic hormone-producing cells
RU2663118C1 (en) * 2017-02-09 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) Cell product of insulin-producing mammalian cells and use thereof for diabetes mellitus therapy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SEGEV Н. et al. Differentiation of human embryonic stem cells into insulin-producing clusters, Stem Cells, 2004, v.22, n.3, p.265-274. SEABERG R.M. et al. Clonal identification of multipotent precursors from adult mouse pancreas that generate neural and pancreatic lineages, Nat. Biotechnol., 2004, v.22, n.9, p.1115-1124. MATHEWS V. et al. Recruitment of bone marrow-derived endothelial cells to sites of pancreatic beta-cell injury, Diabetes 2004, v.53, n.1, p.91-98. ЩЕГЕЛЬСКАЯ E.A. и др. Плюрипотентность клеток стромы костного мозга и перспективы их использования в клеточной терапии. Онтогенез, 2003, т.34, N 3, с.228-235. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576000C2 (en) * 2010-08-09 2016-02-27 Такеда Фармасьютикал Компани Лимитед Method for preparing pancreatic hormone-producing cells
RU2663118C1 (en) * 2017-02-09 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) Cell product of insulin-producing mammalian cells and use thereof for diabetes mellitus therapy
WO2018147771A3 (en) * 2017-02-09 2018-09-27 Pirogov Russian National Research Medical University (Rnrmu) Cell product of mammalian insulin-producing cells and methods for using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100425694C (en) Method of inducing embryo stem cell to differentiate toward pancreatic cell
EP1983042B1 (en) A method for purifying cardiomyocytes or programmed cardiomyocytes derived from stem cells or fetuses
US20040132183A1 (en) Methods and compositions for expanding and differentiating insulin-producing cells
US20100190251A1 (en) Method for the differentiation of human adult stem cells into insulin-secreting cells
CN107142240A (en) The method for entoderm ancestral cells and application by the epithelial cell reprogramming of alimentary canal source
CN102899288B (en) Method for constructing human islet-derived pancreatic stem cell line and method for differentiation of human islet-derived pancreatic stem cell line into insulin-producing cells
H Parsons et al. Patents on technologies of human tissue and organ regeneration from pluripotent human embryonic stem cells
US20240124843A1 (en) Functional feline pancreatic cells from adipose tissue
RU2430158C1 (en) Method for differentiation of adult human stem cells in insulin-secreting cells
Xiao et al. Establishing a human pancreatic stem cell line and transplanting induced pancreatic islets to reverse experimental diabetes in rats
CN111848745B (en) Improved method for differentiation of epidermal stem cells into pancreatic cells
KR20080023081A (en) Method for differentiation of pancreatic progenitor cells from human embryonic stem cells
CN113637630B (en) Islet-like cell mass, and preparation method and application thereof
AU2012227337A1 (en) A method for purifying cardiomyocytes or programmed cardiomyocytes derived from stem cells or fetuses
AU2010201431A1 (en) Method for the differentiation of human adult stem cells into insulin-secreting cells
MX2010004284A (en) Method for the differentiation of human adult stem cells into insulin-secreting cells.
CA2701014A1 (en) Method for the differentiation of human adult stem cells into insulin-secreting cells
SG175463A1 (en) Method for the differentiation of human adult stem cells into insulin-secreting cells
CN103037939B (en) Method and composition by pancreas beta like cell treatment diabetes derivative for iPS
Hongbao et al. Pancreatic Stem Cell Research Literatures

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120305

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120420