WO2023008918A1 - Genetically modified stem cell having inhibited b2m gene expression, and method for using same - Google Patents

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Definitions

  • NK cells do not require separate antigen presentation
  • research on NK cell-based immune anti-cancer drugs is increasing.
  • the injected NK cells are rejected by the patient's immune system, their lifespan in vivo is limited and there is the hassle of multiple injections, so attempts to extend the lifespan of NK cells used as cell therapy continues. .
  • Another aspect is to provide a method for preparing somatic cells into immune rejection evasion stem cells.
  • the major immunocompatibility antigens are six types of HLA (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR) are cell surface proteins, and humans are derived from paternal genes. It is known that 6 species and 6 species derived from the maternal gene are expressed, that is, a total of 6 pairs. In more detail, normal somatic cells are known to express a total of three pairs of HLA-A, HLA-B, and HLA-C belonging to MHC class I.
  • activation may refer to the production of a gene that is not expressed at all or a protein that has no activity even if it is expressed.
  • depression may mean that the B2M gene is expressed at a lower level than in non-engineered somatic cells, or that the activity of the protein is low even if the protein is expressed.
  • the parental cell is a cell that has not been artificially manipulated, and refers to a cell freshly isolated from the human body and a cell cultured therefrom.
  • the Cas9 protein may include a nuclear localization sequence or signal (NLS) at the 5'- or 3'-, or both ends of the Cas9 protein to be located in the nucleus of a eukaryotic cell, the NLS It can be one or more.
  • NLS nuclear localization sequence or signal
  • RNA-guided CRISPR clustered regularly interspaced short palindrome repeats
  • CRISPR clustered regularly interspaced short palindrome repeats
  • Cas9 knocks out target genes, activates transcription and activates single guide RNA (sgRNA) (i.e., crRNA-tracrRNA fusion transcripts). ), which is known to target numerous genetic loci.
  • sgRNA single guide RNA
  • the B2M gene or genetic manipulation artificially performed to reduce the B2M protein expression or activity may be induced by the Cas9 protein or the Cpf1 protein.
  • the Cas9 protein or Cpf1 protein that can be used for the above gene manipulation includes Cas9 protein derived from Streptococcus pyogenes, Cas9 protein derived from Campylobacter jejuni, Streptococcus thermophiles It can be induced using at least one selected from the group consisting of a Cas9 protein derived from, a Cas9 protein derived from Streptococcus aureus, a Cas9 protein derived from Neisseria meningitidis, and a Cpf1 protein. .
  • Guide sequences can be selected to target any target sequence.
  • a target sequence is a sequence within the genome of a cell.
  • Exemplary target sequences include those that are unique in the target genome.
  • the vector includes expression control elements such as promoters, operators, initiation codons, stop codons, polyadenylation signals, and enhancers, as well as signal sequences or leader sequences for membrane targeting or secretion, and can be prepared in various ways according to purposes.
  • the vector's promoter may be constitutive or inducible.
  • the expression vector includes a selectable marker for selecting a host cell containing the vector and, in the case of a replicable expression vector, an origin of replication. Vectors can replicate autonomously or integrate into host DNA.
  • Stem cells of one aspect may further include a substance inducing differentiation into differentiated cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm, and may be differentiated into cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm by the differentiation-inducing substance.
  • stem cells of one aspect may be differentiated into teratomas including ectoderm, mesoderm, or endoderm.
  • the genetically engineered immune cells in which differentiation is induced from the SCNT-PSCs may have reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein, thereby exhibiting characteristics as immune rejection evasion immune cells.
  • One aspect provides a cell therapy agent containing the stem cells or immune cells prepared above.
  • the cell therapy agent may further include, in addition to the immune rejection evasion stem cells, a substance for inducing differentiation into differentiated cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm, and may include all Lineage cells differentiated by the substance for inducing differentiation.
  • D-mannitol As an isotonizing agent, D-mannitol, sorbitol, etc. are mentioned, for example.
  • the term "individual” refers to a subject in need of treatment of a disease, more specifically an individual having a cancer disease or cancer cells, more specifically a human (cancer patient) or non-human primate, rodent ( It may refer to mammals such as rats, mice, guinea pigs, etc.), mice, dogs, cats, horses, cows, sheep, pigs, goats, camels, and antelopes.
  • Figure 2 is a diagram showing the results of knocking out the B2M gene of mouse fibroblasts and confirming whether knocking out actually occurred by PCR electrophoresis
  • Figure 2A is a diagram showing the results of confirming through 160/184 primers
  • Figure 2B is a diagram showing the results confirmed through 185/184 primers.
  • FIG. 6 is a view confirming the result of inducing teratoma formation by injecting the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line into a testicular capsule.
  • FIG. 9a shows the frequency of CD3-NK1.1+ natural killer cells (CD-NK1.1+) and markers showing the killing ability (NKP46, Ly49 , KLRG1) is a confirmation diagram (control of normal mice).
  • Figure 9b compares the frequency (CD3-NK1.1+) of natural killer cells (CD3-NK1.1+) and markers (NKP46, Ly49, KLRG1) showing the killing ability in the spleen cells of mice in which the B2M gene was knocked out. it is one degree
  • 11a is a diagram showing the results of inducing differentiation of wild-type embryonic stem cells into NK cells, a type of blood cell, and confirming the morphology at days 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, and 13; am.
  • FIG. 12B is a diagram showing the results of confirming whether differentiation of induced gamma delta T cells was effectively induced into gamma delta cells on day 11 using a single marker, double expression, triple expression, and quadruple expression markers.
  • 12c is a diagram showing the results of confirming the expression of gamma delta T cell markers through immunostaining.
  • Example 1 Identification of pluripotent stem cells prepared through somatic cell nuclear transfer from fibroblasts knocked out of the B2M gene
  • genomic DNA was obtained from fibroblasts of wild-type mice in which the B2M gene was not knocked out and the prepared B2M KO fibroblasts. was extracted. From this, whether the B2M gene was actually knocked out was confirmed through electrophoresis using two types of 160/184 and 185/184 primers, respectively, and GAPDH was used as a control gene.
  • the results confirmed through the 160/184 primers are shown in FIG. 2A, and the results confirmed through the 185/184 primers are shown in FIG. 2B.
  • the primers used are as follows.
  • the differentiation into the endoderm was confirmed by confirming the differentiation pattern into the muscle fibers structure, which was heavily stained in the middle, through Masson's trichrome staining. Accordingly, it was confirmed that the somatic replicating pluripotent stem cells in which the B2M gene was knocked out can effectively differentiate into three germ layers. Therefore, it was confirmed that the somatic cell replicating pluripotent stem cells in which the B2M gene was knocked out had the unique ability of an undifferentiated pluripotent embryonic stem cell line capable of differentiating into any tissue thereafter.
  • the composition of the differentiation media for differentiation was as follows.
  • Mesoderm differentiation media contained Apel-2 media, 10ng/ml bFGF, 3nM CHIR, 100ng/ml ascorbic acid, 20ng/ml VEGFA, 50ng/ml SCF and 25ng/ml BMP4. To differentiate into mesoderm, the cells were treated with the differentiation media and differentiated for 2 days.
  • Media for inducing stabilization while inducing entry into lymphoid cells include Apel-2 media, 10 ng/ml of bFGF, 20 ng/ml of VEGFA, 250 ng/ml of SCF, 200 ng/ml of FLT3L, and 20 ng/ml of GCSF, 50ng/ml EGF, 50ng/ml IL-7, 100ng/ml IL-15, 50ng/ml IL-5, 40ng/ml IL-2, 25ng/ml DLL1 and 10nM EZH inhibitor The cells were treated and cultured for 3-5 days to differentiate them.
  • Mouse embryonic stem cell maintenance media is DMEM containing high glucose, NEAA (nonessential amino acid) 5ml, 20% SR, mercaptoethanol (500 ⁇ l/500ml), penicillin 5ml, LIF (1 ⁇ l/ml) , 1x) and separated into single cells using Matrigel. 200,000 cells in a 6-well culture dish and 50,000 cells in a 12-well culture dish were attached to the culture dish for 2 days and proliferated. At the point at which differentiation began, the cells used Apel2 media as a basis, and media compositions for differentiating blood Lineage cells were used according to each stage. The composition of the media used to differentiate into a type of blood lineage cell was as follows, and the processing steps were as follows.
  • Differentiation media for hemangioblastic progenitor cells were Apel-2 media, 10 ng/ml bFGF, 100 ng/ml VEGFA, 250 ng/ml SCF, 200 ng/ml FLT3L, 20 ng/ml GCSF, 100 ng/ml Cells were treated with media containing TPO, 20 ng/ml EPO, 50 ng/ml IL-6, and 50 ng/ml IGF-1, and the cells were differentiated for 2 days.

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Abstract

The present invention relates to a genetically modified stem cell having reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein, and a method for using same. One aspect relates to pluripotent stem cells (PCNT-PSCs) prepared by preparing somatic cells, of which the B2M gene has been knocked out, and subjecting same to somatic cell nuclear transfer, and immune cells induced to differentiate from same. The pluripotent stem cells and immune cells of the aspect are capable of differentiation into NK cells and gamma delta T cells, which are normal immune cells, even if the B2M gene has been knocked out. Further, since HLA class I molecules are induced to be knocked out by targeting the B2M gene, the prepared cells can survive in the body for a long time and minimize the number of injections through "off-the-shelf" immune rejection escape which does not give rise to a reaction of allogeneic T cells, and thus may be utilized as low-immune cells or immune rejection escape stem cells and immune cells and thus widely utilized as a cell therapy product.

Description

B2M 유전자의 발현이 저해된 유전적으로 조작된 줄기세포 및 이의 이용방법Genetically engineered stem cells in which the expression of the B2M gene is inhibited, and methods for using the same
B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 줄기세포 및 이의 이용방법에 관한 것이다. It relates to a genetically engineered stem cell in which the expression or activity of a B2M gene or B2M protein is reduced, and a method of using the same.
최근 10년 사이 전 분화능 줄기세포 유래 세포치료제 원료의 발굴과 기술개발이 지속되고 있다. 특히 세포치료제의 가장 큰 난관 중 하나인 면역 거부반응을 회피하면서 세포치료 원료로의 고품질의 세포주 확립을 위하여 종래 성인유래 혹은 전분화능 줄기세포주 유래의 세포주와는 완전히 다른 개념의 새로운 세포치료원료를 찾을 필요성이 있다. 다만, 유전자 조작에 의한 면역거부반응을 원칙적으로 제거하면서도 세포의 손상을 회복한 세포치료제 기술은 현재 알려진 바가 없다.In the past 10 years, the discovery of pluripotent stem cell-derived cell therapy raw materials and technology development have continued. In particular, in order to establish a high-quality cell line as a raw material for cell therapy while avoiding immune rejection, which is one of the biggest difficulties in cell therapy products, a new cell therapy raw material with a completely different concept from the conventional adult-derived or pluripotent stem cell line-derived cell line is sought. There is a need. However, there is currently no known cell therapy technology that recovers cell damage while eliminating immune rejection by genetic manipulation in principle.
이러한 문제를 해결하기 위해 건강한 기증자로부터 면역 효과세포(immune effector cells)를 만들어 사용하는 기성품 세포치료제로의 개발이 이루어지고 있다. 면역세포 치료제로는 지금까지 키메라 항원 수용체 (chimeric antigen receptor; CAR)를 활용한 자가 말초혈액 유래 T 세포를 사용하였으나, 충분한 수의 T 세포를 수득하는 것이 어렵고, 자가치료제로만 사용 가능한 단점이 존재하였다. 이와는 달리 NK 세포(natural killer cell)는 이러한 선천적 면역으로 인한 동종이식의 거부 반응이 없고, 면역 저하 환자에게 다량을 주입하더라도 GVHD (Graft-versus-host-disease)를 유발하지 않기 때문에 HLA와 일치하지 않는 경우에도 활용할 수 있어 그 활용성이 증가하고 있다. 또한 NK 세포는 별도의 항원제시가 필요하지 않기 최근 NK 세포를 기반으로 하는 면역 항암치료제에 대한 연구가 증가하고 있다. 그러나 주입된 NK 세포는 환자의 면역체계에 의해 인식이 거부되기 때문에 생체 내 수명이 제한되고 여러 번 주입해야 하는 번거로움이 있어, 세포치료제로 사용되는 NK세포의 수명을 늘리려는 시도가 계속되고 있다. In order to solve these problems, development of off-the-shelf cell therapy products using immune effector cells from healthy donors is being developed. Autologous peripheral blood-derived T cells using chimeric antigen receptor (CAR) have been used as immune cell therapy, but it is difficult to obtain a sufficient number of T cells, and there are drawbacks that can only be used as self-therapeutic agents. . On the other hand, NK cells (natural killer cells) do not respond to rejection of allografts due to innate immunity and do not induce GVHD (Graft-versus-host-disease) even when injected in large amounts to immunocompromised patients, so they do not match HLA. It can be used even if it is not, and its utilization is increasing. In addition, since NK cells do not require separate antigen presentation, research on NK cell-based immune anti-cancer drugs is increasing. However, since the injected NK cells are rejected by the patient's immune system, their lifespan in vivo is limited and there is the hassle of multiple injections, so attempts to extend the lifespan of NK cells used as cell therapy continues. .
또한 현재 새로운 면역세포 치료제로 떠오르고 있는 감마 델타 T세포(Gamma delta T cell)는 MHC 매개 항원 제시에 제한되지 않은 기능을 가진 비통상적인 T 세포이다. 일반적으로 림프기관이 아닌 말초 조직으로 이동하여 MHC 의존성 항원 제시와는 독립적인 기능을 수행하면서 풍부한 사이토카인 분비 능력을 가지고 있어 암세포를 효율적으로 식별하고 죽일 수 있는 능력을 가진 것으로 알려져 있다. 특히 종양 세포는 MHC 이종항원 및 낮은 항원 확산을 통해 면역 체계를 회피할 수 있는 능력이 있기 때문에 MHC로부터 독립적인 감마 델타 T세포는 새로운 면역 치료제로 개발의 필요성이 대두되고 있다. In addition, gamma delta T cells, which are currently emerging as a new immune cell therapy, are non-conventional T cells with functions not limited to MHC-mediated antigen presentation. In general, it is known to have the ability to efficiently identify and kill cancer cells because it moves to peripheral tissues rather than lymphoid organs and performs functions independent of MHC-dependent antigen presentation and has abundant cytokine secretion ability. In particular, since tumor cells have the ability to evade the immune system through MHC heteroantigen and low antigen proliferation, the need for development of MHC-independent gamma delta T cells as a new immunotherapeutic agent has emerged.
따라서, 최근 이러한 주요조직 복합체(MHC)를 조절한 동종유래 면역 세포치료제를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, studies to develop an allogeneic immune cell therapy agent that regulates these major tissue complexes (MHC) have recently been actively conducted.
일 양상은 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 줄기세포를 제공하는 것이다.One aspect is to provide genetically engineered stem cells having reduced expression or activity of a B2M gene or B2M protein.
일 양상은 상기 줄기세포로부터 분화시킨 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 면역세포를 제공하는 것이다.One aspect is to provide genetically engineered immune cells in which the expression or activity of the B2M gene or B2M protein is reduced, differentiated from the stem cells.
일 양상은 상기 제조된 줄기세포 또는 면역세포를 포함하는 세포치료제를 제공하는 것이다.One aspect is to provide a cell therapy product containing the stem cells or immune cells prepared above.
다른 양상은 체세포를 면역거부회피 줄기세포로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method for preparing somatic cells into immune rejection evasion stem cells.
또 다른 양상은 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 면역거부회피 면역세포를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method for preparing immune rejection cells from somatic replicating pluripotent stem cells.
본 출원의 다른 목적 및 이점은 첨부한 청구범위 및 도면과 함께 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. 본 명세서에 기재되지 않은 내용은 본 출원의 기술 분야 또는 유사한 기술 분야 내 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Other objects and advantages of this application will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the appended claims and drawings. Any person skilled in the art of this application or a similar technical field can sufficiently recognize and infer the content not described in this specification, and thus the description thereof will be omitted.
일 양상은 B2M (β2-마이크로글로불린) 유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산 분자, 또는 상기 핵산분자가 도입된 벡터를 포함하는, B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 줄기세포를 제공한다. One aspect is a gene editing complex that specifically binds to the B2M (β2-microglobulin) gene, an exogenous nucleic acid molecule, or a gene in which the expression or activity of the B2M gene or B2M protein is reduced, including a vector into which the nucleic acid molecule is introduced. Fully engineered stem cells are provided.
상기 “B2M”로도 알려진 베타-2 마이크로글로불린(β2-microglobulin)은 주요면역적합항원(Major Histocompatibility Antigen Complex : MHC) 클래스(class) I 분자들의 가벼운 체인이며, 통상적으로 알려진 주요조직적합성 복합체의 필수 부분이다. 인간에서, B2M는 염색체 6 번 상(on)에 유전자 클러스터(cluster)로서 위치되는 다른 MHC 유전자들에 반대되는, 염색체 15번 상에 위치되는 B2m 유전자에 의하여 코딩된다. 인간 B2M 단백질은 119개 아미노산들로 11.800 달톤(Daltons)의 분자량을 갖는 것으로 알려져 있다. 상기 B2M 유전자는 마우스 B2M 유전자 Mus musculus (house mouse)는 예를 들어, NCBI Accession No. NC_000068.8일 수 있으며, 인간 B2M 유전자 (Homo sapiens (human))는 예를 들어 NCBI Accession No. NC_000015.10 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 통상의 기술자라면 상기 등록번호를 이용하여 변이의 위치 및 서열을 용이하게 확인할 수 있을 것이다. NCBI, UCSC genome browser 또는 GenBank에 등록되어 있는 번호에 해당하는 구체적인 서열은 시간이 지남에 따라 다소 변경될 수 있다. 본 발명의 범위가 상기 변경된 서열에도 미치는 것은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. Beta-2 microglobulin, also known as “B2M”, is a light chain of major histocompatibility antigen complex (MHC) class I molecules, and is an essential part of the commonly known major histocompatibility complex. am. In humans, B2M is encoded by the B2m gene located on chromosome 15, as opposed to other MHC genes located as a gene cluster on chromosome 6. The human B2M protein is known to have a molecular weight of 11.800 Daltons with 119 amino acids. The B2M gene is a mouse B2M gene Mus musculus (house mouse), for example, NCBI Accession No. It may be NC_000068.8, and the human B2M gene (Homo sapiens (human)) is, for example, NCBI Accession No. It may be NC_000015.10, but is not limited thereto. A person skilled in the art can easily identify the location and sequence of the mutation using the registration number. The specific sequence corresponding to the number registered in NCBI, UCSC genome browser or GenBank may change somewhat over time. It will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention also extends to the altered sequence.
상기 주요면역적합항원(MHC)는 6 종의 HLA (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR)는 세포 표면 단백질이며, 사람은 부계 유전자에서 유래한 6 종과 모계 유전자에서 유래한 6 종, 즉 총 6 쌍을 발현하고 있는 것으로 알려져 있다. 좀 더 자세히 구분해 보면 일반 체세포는 MHC 클래스 I에 속하는 HLA-A, HLA-B, HLA-C, 총 3 쌍을 발현하는 것으로 알려져 있다. The major immunocompatibility antigens (MHC) are six types of HLA (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR) are cell surface proteins, and humans are derived from paternal genes. It is known that 6 species and 6 species derived from the maternal gene are expressed, that is, a total of 6 pairs. In more detail, normal somatic cells are known to express a total of three pairs of HLA-A, HLA-B, and HLA-C belonging to MHC class I.
상기 B2M 유전자 또는 B2M 및 단백질이 동일 종의 체세포 또는 그의 모세포에서 측정된 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성 수준보다 낮은 정도의 발현 또는 활성이 나타내거나 발현 또는 활성이 없는 것을 의미한다. 즉 체세포에 있어서 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 본래 조작되지 않은 체세포의 발현 또는 활성보다 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 100% 감소된 것일 수 있다. B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 체세포는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 확인될 수 있다. 용어 "불활성화 (inactivation)"는 전혀 발현이 되지 않는 유전자 또는 발현이 되더라도 그 활성이 없는 단백질이 생성되는 것을 의미할 수 있다. 용어 "감소 (depression)"는 B2M 유전자가 조작되지 않은 체세포에 비하여 낮은 수준으로 발현되거나, 또는 단백질이 발현이 되더라도 그 활성이 낮은 것을 의미할 수 있다. 상기 모세포는 인위적인 조작을 수행하지 않은 세포로서, 인체에서 갓 분리된 세포 및 이를 배양한 세포를 의미한다.The expression or activity of the B2M gene or B2M and the protein is lower than the level of expression or activity of the B2M gene or B2M protein measured in somatic cells or parent cells of the same species, or there is no expression or activity. That is, the expression or activity of the B2M gene or B2M protein in somatic cells is about 20% or more, about 30% or more, about 40% or more, about 50% or more, about 55% or more, about It may be reduced by at least 60%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, or at least about 100%. Genetically engineered somatic cells with reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein can be identified using any method known in the art. The term “inactivation” may refer to the production of a gene that is not expressed at all or a protein that has no activity even if it is expressed. The term “depression” may mean that the B2M gene is expressed at a lower level than in non-engineered somatic cells, or that the activity of the protein is low even if the protein is expressed. The parental cell is a cell that has not been artificially manipulated, and refers to a cell freshly isolated from the human body and a cell cultured therefrom.
상기 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소되는 것은 상기 B2M를 코딩하는 유전자의 일부 또는 전부가 변이, 치환, 삭제되거나 상기 유전자에 하나 이상의 염기가 삽입되는 것에 의한 것일 수 있으며, 이는 B2M 유전자 교정 수단 또는 유전자 편집 복합체에 의할 수 있다. Reduction in the expression or activity of the B2M gene or B2M protein may be due to mutation, substitution, or deletion of a part or all of the gene encoding the B2M, or insertion of one or more bases into the gene, which is caused by correction of the B2M gene. by means or gene editing complexes.
상기 유전자 편집 복합체는 ZFN(zinc finger nuclease), TALEN(transcription activator-like effector nuclease), AAV, 및 RGEN(RNA-guided engineered nuclease)으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있으며, 이중, RGEN은 B2M 유전자의 특정 서열에 특이적으로 결합하는 가이드 RNA 및 Cas 단백질을 포함하는 CRISPR 시스템과 이를 포함하는 벡터에 의한 것일 수 있다. The gene editing complex may be selected from the group consisting of zinc finger nuclease (ZFN), transcription activator-like effector nuclease (TALEN), AAV, and RNA-guided engineered nuclease (RGEN), among which, RGEN is specific to the B2M gene It may be by a CRISPR system including a guide RNA and a Cas protein that specifically bind to a sequence and a vector including the same.
상기 RGEN은 B2M 유전자의 특정 서열에 특이적으로 결합하는 가이드 RNA 및 Cas 단백질을 포함하는 것일 수 있다. The RGEN may include guide RNA and Cas protein that specifically bind to a specific sequence of the B2M gene.
일반적으로, 널리 알려진 유전자 교정 수단인 "CRISPR 시스템"은 집합적으로 Cas 유전자를 인코딩하는 서열, tracr(트랜스-활성화 CRISPR) 서열(예를 들어, tracrRNA 또는 활성 부분 tracrRNA), tracr-메이트 서열(내인성 CRISPR 시스템의 맥락에서 "직접 반복부" 및 tracrRNA-가공 부분 직접 반복부 포함), 가이드 서열(내인성 CRISPR 시스템의 맥락에서 "스페이서"로도 지칭), 가이드 RNA 또는 CRISPR 유전자좌로부터의 기타 서열 및 전사물을 포함하는 CRISPR-관련("Cas") 유전자의 발현에 수반되거나, 그의 활성을 유도하는 전사물 및 다른 요소를 지칭한다. 일부 구현예에서, CRISPR 시스템의 하나 이상의 요소는 I형, II형 또는 III형 CRISPR 시스템으로부터 유래된다. 일부 구현예에서, CRISPR 시스템의 하나 이상의 요소는 내인성 CRISPR 시스템을 포함하는 특정 유기체, 예를 들어, 스트렙토코커스 피오게네스로부터 유래된다. 일반적으로, CRISPR 시스템은 표적 서열의 부위에서 CRISPR 복합체의 형성을 증진시키는 요소(내인성 CRISPR 시스템의 맥락에서 프로토스페이서로도 지칭)를 특징으로 한다. CRISPR 복합체의 형성의 맥락에서, "표적 서열" 또는 "표적 유전자"는 가이드 서열이 상보성을 갖도록 설계된 서열을 지칭하며, 여기서, 표적 서열과 가이드 서열 간의 혼성화는 CRISPR 복합체의 형성을 증진시킨다. 본질적으로 완전한 상보성이 필요하지 않지만, 혼성화를 야기하고, CRISPR 복합체의 형성을 증진시키는 충분한 상보성이 존재한다. 표적 서열은 임의의 폴리뉴클레오티드, 예를 들어, DNA 또는 RNA 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 표적 서열은 세포의 핵 또는 세포질 내에 위치할 수 있다. In general, the well-known gene editing tool “CRISPR system” collectively includes a sequence encoding a Cas gene, a tracr (trans-activating CRISPR) sequence (e.g., a tracrRNA or active portion tracrRNA), and a tracr-mate sequence (endogenous In the context of a CRISPR system, "direct repeats" and tracrRNA-engineered parts, including direct repeats), guide sequences (also referred to as "spacers" in the context of an endogenous CRISPR system), guide RNAs, or other sequences and transcripts from the CRISPR locus. refers to transcripts and other elements involved in the expression of, or inducing the activity of, CRISPR-related (“Cas”) genes, including In some embodiments, one or more elements of the CRISPR system are from a type I, type II or type III CRISPR system. In some embodiments, one or more elements of the CRISPR system are from a particular organism comprising an endogenous CRISPR system, eg, Streptococcus pyogenes. In general, CRISPR systems are characterized by an element (also referred to as a protospacer in the context of an endogenous CRISPR system) that promotes the formation of a CRISPR complex at the site of a target sequence. In the context of formation of a CRISPR complex, "target sequence" or "target gene" refers to a sequence for which a guide sequence is designed to have complementarity, wherein hybridization between the target sequence and the guide sequence enhances the formation of a CRISPR complex. Essentially perfect complementarity is not required, but there is sufficient complementarity to cause hybridization and enhance formation of the CRISPR complex. A target sequence can include any polynucleotide, such as a DNA or RNA polynucleotide. In some embodiments, a target sequence can be located in the nucleus or cytoplasm of a cell.
상기 Cas 단백질은 CRISPR RNA (crRNA) 및 트랜스-활성화 crRNA (trans-activating crRNA, tracrRNA)로 불리는 두 RNA와 복합체를 형성할 때, 활성 엔도뉴클레아제 또는 니카아제 (nickase)를 형성한다. 상기 Cas 단백질의 비제한적인 예는 Cas1, Cas1B, Cas2, Cas3, Cas4, Cas5, Cas6, Cas7, Cas8, Cas9(Csn1 및 Csx12로도 알려짐), Cas10, Csy1, Csy2, Csy3, Cse1, Cse2, Csc1, Csc2, Csa5, Csn2, Csm2, Csm3, Csm4, Csm5, Csm6, Cmr1, Cmr3, Cmr4, Cmr5, Cmr6, Csb1, Csb2, Csb3, Csx17, Csx14, Csx10, Csx16, CsaX, Csx3, Csx1, Csx15, Csf1, Csf2, Csf3, Csf4, 그의 상동체 또는 그의 변형된 버전을 포함한다. 이들 효소가 알려져 있으며; 예를 들어, 스트렙토코커스 피오게네스 Cas9 단백질의 아미노산 서열은 수탁 번호 Q99ZW2 하에 스위스프로트(SwissProt) 데이터베이스에서 얻을 수 있다. 일부 구현예에서, 비변형 CRISPR 효소, 예를 들어, Cas9는 DNA 절단 활성을 갖는다. 일부 구현예에서, CRISPR 효소는 Cas9이며, 스트렙토코커스 피오게네스 또는 스트렙토코커스 뉴모니애로부터의 Cas9일 수 있다. 일부 구현예에서, Cas 단백질은 진핵 세포에서의 발현을 위해 코돈-최적화된다. The Cas protein forms an active endonuclease or nickase when complexed with two RNAs called CRISPR RNA (crRNA) and trans-activating crRNA (tracrRNA). Non-limiting examples of the Cas proteins include Cas1, Cas1B, Cas2, Cas3, Cas4, Cas5, Cas6, Cas7, Cas8, Cas9 (also known as Csn1 and Csx12), Cas10, Csy1, Csy2, Csy3, Cse1, Cse2, Csc1, Csc2, Csa5, Csn2, Csm2, Csm3, Csm4, Csm5, Csm6, Cmr1, Cmr3, Cmr4, Cmr5, Cmr6, Csb1, Csb2, Csb3, Csx17, Csx14, Csx10, Csx16, CsaX, Csx3, Csx1, Csx15, Csf1, Csf2, Csf3, Csf4, homologues thereof or modified versions thereof. These enzymes are known; For example, the amino acid sequence of the Streptococcus pyogenes Cas9 protein can be obtained from the SwissProt database under accession number Q99ZW2. In some embodiments, the unmodified CRISPR enzyme, eg, Cas9, has DNA cleavage activity. In some embodiments, the CRISPR enzyme is Cas9 and may be a Cas9 from Streptococcus pyogenes or Streptococcus pneumoniae. In some embodiments, the Cas protein is codon-optimized for expression in eukaryotic cells.
일부 구현예에서, Cas9 단백질은 진핵 세포 내의 핵 내에 위치하기 위하여 Cas9 단백질의 5'- 또는 3'-, 또는 양 말단 부분에 NLS(nuclear localization sequence or signal)를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 NLS는 하나 또는 그 이상일 수 있다.In some embodiments, the Cas9 protein may include a nuclear localization sequence or signal (NLS) at the 5'- or 3'-, or both ends of the Cas9 protein to be located in the nucleus of a eukaryotic cell, the NLS It can be one or more.
본 명세서에서 용어 “핵 위치화 서열 또는 신호(Nuclear localization sequence or signal, NLS)"는 특정물질(예컨대, 단백질)을 세포 핵 내로 운반하는 역할을 하는 아미노산 서열을 의미하며, 대체적으로 핵공(Nuclear Pore)을 통하여 세포 핵 내로 운반하는 작용을 한다(Kalderon D, et al., Cell 39:499509(1984); Dingwall C, et al., J CellBiol. 107(3):8419(1988)). 상기 핵 위치화 서열은 진핵생물에서 CRISPR 복합체 활성에 필요하지 않지만, 이러한 서열을 포함하여, 시스템의 활성을 증진시켜, 특히 핵 내의 핵산 분자를 표적화하는 것으로 여겨진다. As used herein, the term "nuclear localization sequence or signal (NLS)" refers to an amino acid sequence that plays a role in transporting a specific substance (eg, protein) into the cell nucleus, and is generally ) into the cell nucleus (Kalderon D, et al., Cell 39:499509 (1984); Dingwall C, et al., J Cell Biol. 107(3):8419 (1988)). Localization sequences are not required for CRISPR complex activity in eukaryotes, but the inclusion of such sequences is believed to enhance the activity of the system, specifically targeting nucleic acid molecules in the nucleus.
또한 RNA 유전자 가위(RNA-guided CRISPR)(clustered regularly interspaced short palindrome repeats)-연관된 뉴클레아제 Cas9는 표적 유전자의 넉-아웃, 전사 활성화 및 single guide RNA(sgRNA)(즉, crRNA-tracrRNA 융합 전사체)를 이용한 억제에 대한 획기적인 기술을 제공하며, 이 기술은 수많은 유전자 위치를 타겟팅하는 것으로 알려져 있다.In addition, the RNA-guided CRISPR (clustered regularly interspaced short palindrome repeats)-associated nuclease Cas9 knocks out target genes, activates transcription and activates single guide RNA (sgRNA) (i.e., crRNA-tracrRNA fusion transcripts). ), which is known to target numerous genetic loci.
Cas9 (또는 Cpf1) 단백질은 CRISPR/Cas9 시스템에서 필수적인 단백질 요소를 의미하고, 상기 Cas9 (또는 Cpf1) 유전자 및 단백질의 정보는 국립생명공학정보센터(national center for biotechnology information, NCBI)의 GenBank에서 구할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Cas (또는 Cpf1)단백질을 암호화하는 CRISPR-연관 유전자는 약 40 개 이상의 서로 다른 Cas (또는 Cpf1) 단백질 패밀리가 존재하는 것으로 알려져 있으며, cas 유전자 및 반복 구조 (repeat structure)의 특정 조합에 따라 8개의 CRISPR 하위 유형 (Ecoli, Ypest, Nmeni, Dvulg, Tneap, Hmari, Apern, 및 Mtube)을 정의할 수 있다. 따라서 상기 각 CRISPR 하위 유형이 반복단위를 이루어 폴리리보뉴클레오티드-단백질 복합체를 형성할 수 있다. The Cas9 (or Cpf1) protein refers to an essential protein element in the CRISPR/Cas9 system, and information on the Cas9 (or Cpf1) gene and protein can be obtained from GenBank of the National Center for Biotechnology Information (NCBI). However, it is not limited thereto. The CRISPR-associated gene encoding the Cas (or Cpf1) protein is known to exist in about 40 or more different Cas (or Cpf1) protein families, and there are 8 gene sequences according to specific combinations of cas genes and repeat structures. CRISPR subtypes (Ecoli, Ypest, Nmeni, Dvulg, Tneap, Hmari, Apern, and Mtube) can be defined. Thus, each CRISPR subtype can form a repeating unit to form a polyribonucleotide-protein complex.
일 양상에 따른 B2M 녹-아웃 체세포를 제조하기 위하여 유전체 교정 기술로서 유전체 중 존재 비율이 매우 낮은 희귀 유전자 서열을 절단하는 희귀 절단 엔도뉴클레아제(rare-cutting endonuclease)를 사용하는 기술이 채용될 수 있다.In order to produce a B2M knock-out somatic cell according to one aspect, as a genome editing technology, a technology using a rare-cutting endonuclease that cuts a rare gene sequence with a very low abundance in the genome can be employed. there is.
상기 유전자 녹-아웃은 유전자의 전부 또는 일부 (예컨대, 하나 이상의 뉴클레오티드)의 결실, 치환, 및/또는 하나 이상의 뉴클레오티드의 삽입에 의한 유전자의 활성 조절, 예컨대, 불활성화를 의미하는 것일 수 있다. 상기 유전자 불활성화는 유전자의 발현 억제 또는 발현 감소 (downregulation) 또는 본래의 기능을 상실한 단백질을 코딩하도록 변형된 것을 의미한다. 또한 유전자 조절은 타겟 유전자의 하나 이상의 Exon을 둘러싸고 있는 양쪽 인트론 부위를 동시에 타겟팅함으로 인한 엑손 부위의 결실로 인해 얻어지는 단백질의 구조 변형, 도미넌트 네가티브(Dominant negative) 형태의 단백질 발현, 가용성으로 분비되는 경쟁적 저해제 발현 등의 결과에 의한 유전자의 기능 변화를 의미하는 것일 수 있다.The gene knock-out may refer to regulation of gene activity, eg, inactivation, by deletion, substitution, and/or insertion of one or more nucleotides of all or part of the gene (eg, one or more nucleotides). The gene inactivation refers to suppression or downregulation of gene expression or modification to encode a protein that has lost its original function. In addition, gene regulation can be achieved by simultaneously targeting both intronic regions surrounding one or more exons of a target gene, resulting in protein structural modification resulting from exon deletion, dominant negative protein expression, and soluble secreted competitive inhibitors. It may mean a change in the function of a gene as a result of expression or the like.
상기 B2M 유전자 또는 B2M 단백질 발현 또는 활성이 감소되도록 인위적으로 수행하는 유전자 조작은 Cas9 단백질 또는 Cpf1 단백질에 의하여 유도될 수 있다. 상기 유전자 조작에 사용될 수 있는Cas9 단백질 또는 Cpf1 단백질은 스트렙토코커스 피요게네스 (Streptococcus pyogenes) 유래의 Cas9 단백질, 캄필로박터 제주니 (Campylobacter jejuni) 유래의 Cas9 단백질, 스트렙토코커스 써모필러스 (Streptococcus thermophiles) 유래의 Cas9 단백질, 스트렙토코커스 아우레우스 (Streptocuccus aureus) 유래의 Cas9 단백질, 네이세리아 메닝기디티스 (Neisseria meningitidis) 유래의 Cas9 단백질, 및 Cpf1 단백질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용하여 유도될 수 있다. 상기 Cas9 (또는 Cpf1) 가 DNA로 암호화되어 개체 또는 세포로 전달되는 경우, 상기 DNA는 일반적으로 (그러나 필수적이지는 않음) 타겟 세포에서 작동 가능한 조절 요소 (예컨대, 프로모터)를 포함할 수 있다. 상기 Cas9 (또는 Cpf1) 발현을 위한 프로모터는, 예컨대, CMV, EF-l a, EFS, MSCV, PGK, 또는 CAG 프로모터일 수 있다. gRNA 발현을 위한 프로모터는, 예컨대, HI, EF-la, tRNA 또는 U6 프로모터일 수 있다. Cas9 (또는 Cpf1) 암호화 서열은 nuclear localization signal (NLS) (e.g., SV40 NLS)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 프로모터는 조직 특이성 또는 세포 특이성을 갖는 것일 수 있다.The B2M gene or genetic manipulation artificially performed to reduce the B2M protein expression or activity may be induced by the Cas9 protein or the Cpf1 protein. The Cas9 protein or Cpf1 protein that can be used for the above gene manipulation includes Cas9 protein derived from Streptococcus pyogenes, Cas9 protein derived from Campylobacter jejuni, Streptococcus thermophiles It can be induced using at least one selected from the group consisting of a Cas9 protein derived from, a Cas9 protein derived from Streptococcus aureus, a Cas9 protein derived from Neisseria meningitidis, and a Cpf1 protein. . When the Cas9 (or Cpf1) is encoded in DNA and delivered to an individual or cell, the DNA may generally (but not necessarily) include a regulatory element (eg, a promoter) operable in the target cell. The promoter for Cas9 (or Cpf1) expression may be, for example, CMV, EF-1 a, EFS, MSCV, PGK, or CAG promoter. A promoter for gRNA expression can be, for example, the HI, EF-la, tRNA or U6 promoter. The Cas9 (or Cpf1) coding sequence may include a nuclear localization signal (NLS) (e.g., SV40 NLS). In one example, the promoter may have tissue specificity or cell specificity.
상기 B2M 유전자 또는 B2M 단백질 발현 또는 활성이 감소되도록 인위적으로 수행하는 유전자 조작은 B2M 유전자를 구성하는 핵산서열 내 PAM(proto-spacer-adjacent Motif) 서열 중 또는 이의 5' 말단 또는 3'말단에 인접하여 위치하는 연속하는 1bp 내지 50bp의 염기서열 부위 내의 유전자의 전부 또는 연속하는 염기서열 부위의 하나 이상의 뉴클레오티드의 결실, 야생형 유전자와 상이한 뉴클레오티드로의 치환, 각각 독립적으로 A, T, C 및 G 중에서 선택된 1 내지 23개의 뉴클레오티드의 삽입, 또는 상기 변형의 조합에 의한 것일 수 있다.The genetic manipulation artificially performed to reduce the expression or activity of the B2M gene or B2M protein is carried out in the proto-spacer-adjacent motif (PAM) sequence in the nucleic acid sequence constituting the B2M gene or adjacent to its 5' end or 3' end. Deletion of all or one or more nucleotides of the contiguous nucleotide sequence region located in the nucleotide sequence region of 1 bp to 50 bp, substitution with a nucleotide different from that of the wild-type gene, each independently selected from A, T, C and G 1 to 23 nucleotides, or a combination of the above modifications.
상기 희귀 절단 엔도뉴클레아제는 메가뉴클레아제(meganuclease), 징크핑거(Zinc finger) 뉴클레아제, CRISPR/Cas9 (Cas9 단백질), CRISPR-Cpf1 (Cpf1 단백질) 및 TALE-뉴클레아제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 희귀 절단 엔도뉴클레아제는 Cas9 단백질 또는 Cpf1 단백질일 수 있다.The rare cutting endonuclease is from the group consisting of meganuclease, zinc finger nuclease, CRISPR/Cas9 (Cas9 protein), CRISPR-Cpf1 (Cpf1 protein) and TALE-nuclease. There may be more than one selected. In one embodiment, the rare cutting endonuclease may be a Cas9 protein or a Cpf1 protein.
용어 "키메라 RNA", "키메라 가이드 RNA", "가이드 RNA", "단일의 가이드 RNA" 및 "합성 가이드 RNA"는 상호교환가능하게 사용되며, 가이드 서열, tracr 서열 및/또는 tracr 메이트 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드 서열을 지칭한다. 용어 "가이드 서열"은 표적 부위를 지정하는 가이드 RNA 내의 약 20bp 서열을 지칭하며, 용어 "가이드" 또는 "스페이서"와 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 또한, 용어 "tracr 메이트 서열"은 용어 "직접 반복부(들)"와 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 상기 가이드 RNA는 두 개의 RNA, 즉, CRISPR RNA (crRNA) 및 트랜스활성화 crRNA (transactivating crRNA, tracrRNA)로 이루어져 있는 것일 수 있으며, 또는 crRNA 및 tracrRNA의 부분을 포함하고 상기 표적 DNA와 혼성화하는 단일 사슬 RNA (single-chain RNA, sgRNA)일 수 있다.The terms "chimeric RNA", "chimeric guide RNA", "guide RNA", "single guide RNA" and "synthetic guide RNA" are used interchangeably and include guide sequences, tracr sequences and/or tracr mate sequences. refers to a polynucleotide sequence that The term “guide sequence” refers to an approximately 20 bp sequence within a guide RNA that directs a target site, and may be used interchangeably with the terms “guide” or “spacer”. Also, the term “tracr mate sequence” may be used interchangeably with the term “direct repeat(s)”. The guide RNA may be composed of two RNAs, that is, CRISPR RNA (crRNA) and transactivating crRNA (transactivating crRNA, tracrRNA), or a single-stranded RNA comprising parts of crRNA and tracrRNA and hybridizing with the target DNA. (single-chain RNA, sgRNA).
일반적으로, 가이드 서열은 표적 서열과 혼성화하고, 표적 서열로의 CRISPR 복합체의 서열-특이적 결합을 유도하기에 충분한, 표적 폴리뉴클레오티드 서열과의 상보성을 갖는 임의의 폴리뉴클레오티드 서열이다. 또한 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성을 감소시키기 위한 유전자 조작에 이용할 수 있는 염기서열이라면 제한 없이 가이드 RNA로 이용할 수 있으며, 예컨대 상기 염기서열은 B2M 유전자와 혼성화할 수 있는 서열일 수 있다. 또한 상기 가이드 RNA의 기능을 변형/증진시키기 위하여 가이드 RNA 염기서열의 일부분을 변형할 수 있다. 또한 일부 구현예에서, 가이드 서열과 그의 상응하는 표적 서열 간의 상보성의 정도는 적절한 정렬 알고리즘을 사용하여 최적으로 정렬되는 경우, 약 50%, 60%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97.5%, 99% 이상이다. 최적의 정렬은 서열을 정렬하기에 적절한 임의의 알고리즘의 사용으로 결정될 수 있으며, 그의 비제한적인 예는 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘, 니들만-분쉬(Needleman-Wunsch) 알고리즘, 버로우즈-휠러 트랜스폼(Burrows-Wheeler Transform)에 기초한 알고리즘(예를 들어, 버로우즈 휠러 얼라이너(Burrows Wheeler Aligner)), ClustalW, Clustal X, BLAT, 노보얼라인(Novoalign)(노보크라프트 테크놀로지즈(Novocraft Technologies), ELAND(일루미나(Illumina), 미국 캘리포니아주 샌디에고), SOAP(soap.genomics.org.cn에서 이용가능) 및 Maq(maq.sourceforge.net에서 이용가능)를 포함한다. 일부 구현예에서, 가이드 서열은 예컨대 약 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 35, 40, 45, 50, 75개 이상의 뉴클레오티드 길이이다. 일부 구현예에서, 가이드 서열은 약 75, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12개 이하의 뉴클레오티드 길이이다. 표적 서열로의 CRISPR 복합체의 서열-특이적 결합을 유도하는 가이드 서열의 능력은 임의의 적절한 검정에 의해 평가될 수 있다. 예를 들어, 시험되는 가이드 서열을 포함하는 CRISPR 복합체를 형성하기에 충분한 CRISPR 시스템의 성분은 예를 들어, CRISPR 서열의 성분을 인코딩하는 벡터로의 트랜스펙션 후에, 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 서베이어 검정에 의한 표적 서열 내의 우선적인 절단의 평가에 의해서와 같이, 상응하는 표적 서열을 갖는 숙주 세포로 제공될 수 있다. 유사하게, 표적 폴리뉴클레오티드 서열의 절단은 표적 서열, 시험되는 가이드 서열 및 시험 가이드 서열과 상이한 대조군 가이드 서열을 포함하는 CRISPR 복합체의 성분을 제공하고, 표적 서열에서 시험 및 대조군 가이드 서열 반응 간의 결합 또는 절단 비율을 비교함으로써 시험관에서 평가될 수 있다. 다른 검정이 가능하며, 당업자에게 떠오를 것이다.Generally, a guide sequence is any polynucleotide sequence that has sufficient complementarity with a target polynucleotide sequence to hybridize with the target sequence and direct sequence-specific binding of the CRISPR complex to the target sequence. In addition, any nucleotide sequence that can be used for genetic manipulation to reduce the expression or activity of the B2M gene or B2M protein can be used as a guide RNA without limitation. For example, the nucleotide sequence may be a sequence capable of hybridizing with the B2M gene. In addition, a portion of the guide RNA nucleotide sequence may be modified in order to modify/enhance the function of the guide RNA. Also in some embodiments, the degree of complementarity between a guide sequence and its corresponding target sequence, when optimally aligned using an appropriate alignment algorithm, is about 50%, 60%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97.5%, 99% or more. Optimal alignment can be determined using any algorithm suitable for aligning sequences, non-limiting examples of which are the Smith-Waterman algorithm, the Needleman-Wunsch algorithm, the Burroughs-Wunsch algorithm. Algorithms based on the Burrows-Wheeler Transform (e.g. Burrows Wheeler Aligner), ClustalW, Clustal X, BLAT, Novoalign (Novocraft Technologies) , ELAND (Illumina, San Diego, CA), SOAP (available at soap.genomics.org.cn) and Maq (available at maq.sourceforge.net) In some embodiments, a guide sequence is about 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 35, 40 , 45, 50, 75 or more nucleotides in length. In some embodiments, the guide sequence is about 75, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12 or less nucleotides in length. The ability of the guide sequence to induce sequence-specific binding of the CRISPR complex of can be assessed by any suitable assay, for example, components of the CRISPR system sufficient to form a CRISPR complex comprising the guide sequence being tested. corresponding target sequence, e.g., after transfection with a vector encoding a component of a CRISPR sequence, e.g., by assessment of preferential cleavage within the target sequence by a SURVEYOR assay as described herein. Similarly, cleavage of the target polynucleotide sequence can be performed by CRISPR comprising a control guide sequence different from the target sequence, the guide sequence to be tested, and the test guide sequence. It can be evaluated in vitro by providing components of the complex and comparing binding or cleavage rates between test and control guide sequence reactions at the target sequence. Other assays are possible and will occur to those skilled in the art.
가이드 서열은 임의의 표적 서열을 표적화하도록 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 표적 서열은 세포의 게놈 내의 서열이다. 예시적인 표적 서열은 표적 게놈에서 독특한 것들을 포함한다. Guide sequences can be selected to target any target sequence. In some embodiments, a target sequence is a sequence within the genome of a cell. Exemplary target sequences include those that are unique in the target genome.
상기 복합체에 있어서, crRNA는 tracrRNA 와 연결되는 것일 수 있다.In the complex, crRNA may be linked to tracrRNA.
또는 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소되는 것은 외인성 핵산분자 또는 상기 핵산분자가 도입된 벡터에 의할 수 있다. Alternatively, the reduction in the expression or activity of the B2M gene or B2M protein may be caused by an exogenous nucleic acid molecule or a vector into which the nucleic acid molecule is introduced.
외인성 핵산 분자는 안티센스 올리고뉴클레오타이드, 리보자임 또는 간섭 RNA (RNAi) 분자일 수 있다.Exogenous nucleic acid molecules can be antisense oligonucleotides, ribozymes or interfering RNA (RNAi) molecules.
상기 "벡터"란 적당한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 발현 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 전달체를 의미할 수 있다. The "vector" is an expression vector capable of expressing a target protein in a suitable host cell, and may refer to a gene delivery system including essential regulatory elements operably linked to express a gene insert.
상기 벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널, 인핸서 같은 발현 조절 요소 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 신호 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. 또한, 발현벡터는 벡터를 함유하는 숙주 세포를 선택하기 위한 선택성 마커를 포함하고, 복제 가능한 발현벡터인 경우 복제 기원을 포함한다. 벡터는 자가 복제하거나 숙주 DNA에 통합될 수 있다.The vector includes expression control elements such as promoters, operators, initiation codons, stop codons, polyadenylation signals, and enhancers, as well as signal sequences or leader sequences for membrane targeting or secretion, and can be prepared in various ways according to purposes. The vector's promoter may be constitutive or inducible. In addition, the expression vector includes a selectable marker for selecting a host cell containing the vector and, in the case of a replicable expression vector, an origin of replication. Vectors can replicate autonomously or integrate into host DNA.
또한 상기 벡터는 상기 벡터는 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터, 레트로바이러스(Retrovirus) 벡터, HIV(Human immunodeficiency virus) 벡터, MLV(Murineleukemia virus)벡터, ASLV(Avian sarcoma/leukosis) 벡터, SNV(Spleen necrosis virus)벡터, RSV(Rous sarcoma virus)벡터, MMTV(Mouse mammary tumor virus) 벡터, 아데노바이러스(Adenovirus) 벡터, 아데노 관련 바이러스(Adenoassociatedvirus) 벡터, 헤르페스 심플렉스 바이러스(Herpes simplex virus) 벡터 및 에피조말 (episomal) 벡터로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 벡터인 것일 수 있다.In addition, the vector is a plasmid vector, cosmid vector, viral vector, lentiviral vector, retrovirus vector, HIV (Human immunodeficiency virus) vector, MLV (Murineleukemia virus) vector, ASLV (Avian sarcoma / leukosis) Vector, SNV (Spleen necrosis virus) vector, RSV (Rous sarcoma virus) vector, MMTV (Mouse mammary tumor virus) vector, Adenovirus vector, Adenoassociated virus vector, Herpes simplex virus ) vector and one or more vectors selected from the group consisting of episomal vectors.
용어 "체세포"는, 생식세포를 제외한 모든 세포를 의미하는 것일 수 있으며, 예컨대, 인간, 말, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양, 개, 쥐 등의 포유 동물 유래의 것 또는 분리된 것일 수 있다. 또한 상기 체세포는 상기 체세포는 섬유아세포 (fibroblast), 비장세포, 간세포, 상피세포, 근육세포, 신경세포, 모발세포, 모근세포, 모낭세포, 구강상피세포, 소변에서 추출한 체세포, 위점막세포, 배상세포, G세포, B세포, 주피세포, 성상교세포(astrocyte), 혈관모세포, 혈액세포, 신경 줄기세포, 희소돌기아교 전구세포로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다만, 본 발명에의 구체적인 일 실시예에서는 상기 체세포를 섬유아세포, 비장세포 또는 간세포로 사용하였다. The term "somatic cell" may refer to any cell other than reproductive cells, and may be, for example, derived from or isolated from mammals such as humans, horses, sheep, pigs, goats, camels, antelopes, dogs, and mice. there is. In addition, the somatic cells include fibroblasts, spleen cells, hepatocytes, epithelial cells, muscle cells, nerve cells, hair cells, hair follicle cells, hair follicle cells, oral epithelial cells, somatic cells extracted from urine, gastric mucosal cells, and embryonic cells. Cells, G cells, B cells, pericytes, astrocytes, hemangioblasts, blood cells, neural stem cells, and oligodendrocytes may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto. However, in a specific embodiment of the present invention, the somatic cells were used as fibroblasts, splenocytes or hepatocytes.
용어 "줄기세포"는 조직 및 기관의 특수화된 세포를 형성하도록 비제한적으로 재생할 수 있는 마스터 세포를 지칭한다. 줄기세포는 발달가능한 만능성 또는 다능성 세포이다. 줄기세포는 2개의 딸줄기세포, 또는 하나의 딸줄기세포와 하나의 유래 ('전이:transit') 세포로 분열될 수 있으며, 이후에 조직의 성숙하고 완전한 형태의 세포로 증식된다. 이러한 줄기세포는 다양한 방법으로 분류할 수 있다. 그 중 가장 흔히 이용되는 방법 중 하나는 줄기세포의 분화능에 따른 것으로 3배엽으로의 분화가 가능한 만능줄기세포(pluripotent stem cells), 특정 배엽 이상으로의 분화로 한정되는 다분화능 줄기세포(multipotent stem cells) 및 특정 배엽으로만 분화가 가능한 단분화능 줄기세포(unipotent stem cells)로 나눌 수 있다. 용어 "만능 줄기세포"라 함은 생체를 구성하는 3가지 배엽(germ layer) 모두로 분화될 수 있는 전능성을 지닌 줄기세포를 지칭하며, 일반적으로 배아줄기세포(ESC)와 유도만능줄기세포(iPSC)가 이에 해당될 수 있다. The term "stem cell" refers to master cells capable of regenerating without limitation to form specialized cells of tissues and organs. Stem cells are pluripotent or multipotent cells capable of development. Stem cells can divide into two daughter stem cells, or one daughter stem cell and one originating ('transit') cell, which then proliferates into the mature, complete cell form of the tissue. These stem cells can be classified in various ways. One of the most commonly used methods is based on the differentiation capacity of stem cells: pluripotent stem cells that can differentiate into three germ layers, and multipotent stem cells that are limited to differentiate into more than a specific germ layer. ) and unipotent stem cells capable of differentiating only into a specific germ layer. The term "pluripotent stem cells" refers to stem cells with totipotency capable of differentiating into all three germ layers constituting a living body, and in general, embryonic stem cells (ESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). ) may correspond to this.
일 양상의 줄기세포는 외배엽, 중배엽, 또는 내배엽의 분화세포로의 분화를 유도하는 물질을 더 포함할 수 있고, 상기 분화 유도 물질에 의하여 외배엽, 중배엽 또는 내배엽의 세포로 분화가 가능할 수 있다. 일 구체예에 있어서 일 양상의 줄기세포를 외배엽, 중배엽, 또는 내배엽을 포함하는 테라토마로 분화시킬 수 있다. Stem cells of one aspect may further include a substance inducing differentiation into differentiated cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm, and may be differentiated into cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm by the differentiation-inducing substance. In one embodiment, stem cells of one aspect may be differentiated into teratomas including ectoderm, mesoderm, or endoderm.
일 양상에 있어서 상기 줄기세포는 예를 들어, 유도만능줄기세포(iPSC), 배아줄기세포, 체세포 핵치환 배아줄기세포(Somatic cell nuclear transfer-PSC) 또는 성체줄기세포일 수 있다. 일 구체예에서는 체세포로부터 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성을 감소시킨 체세포 핵치환 배아줄기세포를 효과적으로 제조하여 면역거부회피 세포로 저면역을 유도하는 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 줄기세포를 제조하였다.In one aspect, the stem cells may be, for example, induced pluripotent stem cells (iPSC), embryonic stem cells, somatic cell nuclear transfer-PSC or adult stem cells. In one embodiment, somatic cell nuclear transfer embryonic stem cells with reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein are effectively produced from somatic cells, thereby reducing the expression or activity of the B2M gene or B2M protein that induces low immunity to immune rejection evasion cells. Genetically engineered stem cells were prepared.
상기 본 명세서에서 사용하는 용어 "면역거부회피 세포"는 성인 줄기세포 또는 면역세포의 치료적 단점을 보완하여 면역거부의 반응이 일어나지 않는 세포를 의미한다. 이중 면역거부회피 줄기세포는 여러 전분화 관련 능력이 안정화되면서도 면역거부반응으로부터의 회피성은 그대로 유지하는 세포를 의미한다. 상기 면역거부회피 세포는 B2M 유전자가 낙아웃, "발현 또는 활성이 감소" 또는 B2M "불활성화", B2M 단백질의 "발현 또는 활성이 감소" 또는 B2M 의 "불활성화"된 유전적으로 조작된 세포를 의미할 수 있다. As used herein, the term "immunorejection avoidance cells" refers to cells that do not respond to immune rejection by supplementing the therapeutic disadvantages of adult stem cells or immune cells. Double immune rejection evasion stem cells refer to cells that maintain evasion from immune rejection while stabilizing various pluripotency-related abilities. The immune rejection evasion cells are genetically engineered cells in which the B2M gene is knocked out, "expression or activity is reduced" or B2M is "inactivated", or B2M protein is "decreased in expression or activity" or B2M is "inactivated". can mean
일 양상은 상기 줄기세포로부터 분화시킨 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 면역세포를 제공한다.One aspect provides a genetically engineered immune cell having reduced expression or activity of a B2M gene or B2M protein differentiated from the stem cells.
상기 면역세포는 상기 제조된 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 면역거부회피 줄기세포를 면역세포로 유도하는 물질에 의할 수 있고, 상기 면역세포로 유도하는 물질은 당업계에서 줄기세포를 면역세포로 유도하는 물질로 사용되는 물질이면 제한 없이 사용가능하다.The immune cells may be based on a substance that induces immune rejection stem cells in which the expression or activity of the prepared B2M gene or B2M protein is reduced into immune cells, and the substance that induces immune cells is a stem cell in the art. Any material used as a material that induces immune cells can be used without limitation.
상기 면역세포는 혈관모세포의 기반을 통해 분화 유도된 림프구계 세포일 수 있으며, 예를 들면 CD8+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 조절 T 세포, CD3 세포, 상피내 림프구 (IEL), 감마델타(gamma delta) T세포 또는 NK세포인 것일 수 있다. 일 구체예에서는 체세포로부터 체세포 핵 치환(Somatic-cell nuclear transfer: SCNT)을 통해 만능줄기세포(SCNT-PSC)로부터 분화가 유도된 감마델타 T세포 또는 NK세포를 제조할 수 있다. The immune cells may be lymphoid-derived cells differentiated through the basis of hemangioblasts, for example, CD8+ T cells, helper CD4+ T cells, helper CD4+ T cells, regulatory T cells, CD3 cells, intraepithelial lymphocytes (IEL), It may be gamma delta T cells or NK cells. In one embodiment, differentiation-induced gamma delta T cells or NK cells may be prepared from pluripotent stem cells (SCNT-PSC) through somatic-cell nuclear transfer (SCNT).
상기 SCNT-PSC로부터 분화가 유도된 유전적으로 조작된 면역세포는 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소되어 면역거부회피 면역세포로서의 특성이 나타날 수 있다. The genetically engineered immune cells in which differentiation is induced from the SCNT-PSCs may have reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein, thereby exhibiting characteristics as immune rejection evasion immune cells.
일 양상은 상기 제조된 줄기세포 또는 면역세포를 포함하는 세포치료제를 제공한다.One aspect provides a cell therapy agent containing the stem cells or immune cells prepared above.
용어 “세포치료제”는 조직의 기능을 복원하기 위하여 자가(autologous), 동종(allogenic), 이종(xenogenic) 세포를 이용한 치료제로, 암의 억제를 위해 사용되는 치료제를 의미한다. 상기 제조된 줄기세포 또는 면역세포를 유효성분으로 포함하는 세포치료제일 수 있다. The term “cell therapy product” refers to a therapy using autologous, allogenic, or xenogenic cells to restore tissue function, and refers to a therapy used for suppression of cancer. It may be a cell therapy agent containing the prepared stem cells or immune cells as an active ingredient.
상기 세포치료제에 포함되는 면역거부회피 줄기세포는 B2M을 발현하지 않는 체세포의 핵을 탈핵난자에 주입하여 제조한 핵치환기술 유래 배아줄기세포주를 포함하고, 이외에도 약학적으로 허용가능한 담체를 더 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용가능한 담체는 예컨대 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올, HSA(Human serum albumin) 및 이들 성분 중 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액 및 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.Immune rejection evasion stem cells included in the cell therapy include embryonic stem cell lines derived from nuclear transfer technology prepared by injecting nuclei of somatic cells that do not express B2M into enucleated oocytes, and may further contain a pharmaceutically acceptable carrier. can The pharmaceutically acceptable carrier may include, for example, saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, human serum albumin (HSA), and a mixture of one or more of these components. And, if necessary, other conventional additives such as antioxidants, buffers and bacteriostats may be added.
상기 세포치료제는 상기 면역거부회피 줄기세포 외에 외배엽, 중배엽, 또는 내배엽의 분화세포로의 분화 유도용 물질을 더 포함하는 것일 수 있고, 상기 분화 유도용 물질에 의하여 분화된 모든 리니지의 세포를 포함할 수 있다. The cell therapy agent may further include, in addition to the immune rejection evasion stem cells, a substance for inducing differentiation into differentiated cells of ectoderm, mesoderm, or endoderm, and may include all Lineage cells differentiated by the substance for inducing differentiation. can
또한 상기 세포치료제는 그 제형에 따라 필요한 경우, 현탁제, 용해보조제, 안정화제, 등장화제, 보존제, 흡착방지제, 계면활성화제, 희석제, 부형제, pH 조정제, 무통화제, 완충제, 함황(含硫)환원제, 산화방지제 등을 적절히 첨가할 수 있다. 상기 현탁제의 예로는, 메틸셀룰로오스, 폴리소르베이트 80, 히드록시에틸셀룰로오스, 아라비아고무, 트라간트말, 카르복시메틸셀룰로스나트륨, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 등을 들 수 있다.In addition, if necessary according to the formulation, the cell therapy agent may include a suspending agent, a solubilizing agent, a stabilizing agent, an isotonic agent, a preservative, an adsorption preventing agent, a surfactant, a diluent, an excipient, a pH adjusting agent, a pain reliever, a buffer, and a sulfur-containing agent. A reducing agent, an antioxidant and the like can be added as appropriate. Examples of the suspending agent include methyl cellulose, polysorbate 80, hydroxyethyl cellulose, gum arabic, traganthal, carboxymethyl cellulose sodium, and polyoxyethylene sorbitan monolaurate.
용액보조제로는, 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리소르베이트 80, 니코틴산아미드, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트, 메크로골, 피마자유지방산에틸에스테르 등을 들 수 있다. 안정화제로는, 덱스트란 40, 메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아황산나트륨, 메타황산나트륨 등을 들 수 있다.Examples of the solution adjuvant include polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polysorbate 80, nicotinic acid amide, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, mecrogol, and castor oil fatty acid ethyl ester. Dextran 40, methylcellulose, gelatin, sodium sulfite, sodium metasulfate, etc. are mentioned as a stabilizer.
등장화제로는, 예를 들어 D-만니톨, 소르비톨 등을 들 수 있다.As an isotonizing agent, D-mannitol, sorbitol, etc. are mentioned, for example.
보존제로는, 예를 들어 파라옥시벤조산메틸, 파라옥시벤조산에틸, 소르브산, 페놀, 크레졸, 클로로크레졸 등을 들 수 있다.Examples of the preservative include methyl paraoxybenzoate, ethyl paraoxybenzoate, sorbic acid, phenol, cresol, and chlorocresol.
흡착방지제로는, 예를 들어 인간혈청알부민, 레시틴, 덱스트란, 에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드 공중합체, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.Examples of the anti-adsorption agent include human serum albumin, lecithin, dextran, ethylene oxide propylene oxide copolymer, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, and polyethylene glycol.
함황환원제로는, 예를 들어 N-아세틸시스테인, N-아세틸호모시스테인, 티옥토산, 티오디글리콜, 티오에탄올아민, 티오글리세롤, 티오소르비톨, 티오글리콜산 및 그 염, 티오황산나트륨, 글루타티온, 탄소원자수 1~7 의티오알칸산 등의 술푸히드릴기를 갖는 것 등을 들 수 있다.Examples of the sulfur-containing reducing agent include N-acetylcysteine, N-acetylhomocysteine, thioctoic acid, thiodiglycol, thioethanolamine, thioglycerol, thiosorbitol, thioglycolic acid and salts thereof, sodium thiosulfate, glutathione, carbon atom number Those having sulfhydryl groups, such as 1-7 thioalkanoic acid, etc. are mentioned.
산화방지제로는, 예를 들어 에리소르브산, 디부틸히드록시톨루엔, 부틸히드록시아니솔, α-토코페롤, 아세트산토코페롤, L-아스코르브산 및 그 염, L-아스코르브산팔미테이트, L-아스코르브산스테아레이트, 아황산수소나트륨, 아황산나트륨, 갈릭산트리아밀, 갈릭산프로필 또는 에틸렌디아민4아세트산나트륨 (EDTA), 피로인산나트륨, 메타인산나트륨 등의 킬레이트제를 들 수 있다.Antioxidants include, for example, erythorbic acid, dibutylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, α-tocopherol, tocopherol acetate, L-ascorbic acid and its salts, L-ascorbic acid palmitate, L-ascorbic acid and chelating agents such as stearate, sodium hydrogensulfite, sodium sulfite, triamyl gallate, propyl gallate, sodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA), sodium pyrophosphate, and sodium metaphosphate.
또한 상기 세포치료제는 몸무게가 70 ㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 예를 들어 약 1,000~10,000 세포/회, 1,000~100,000세포/회, 1,000~1000,000 세포/회, 1,000~10,000,000, 1,000~100,000,000 세포/회, 1,000~1,000,000,000 세포/회, 1,000~10,000,000,000 세포/회로, 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회에 분할 투여할 수도 있고, 일정 시간 간격으로 여러 번 투여할 수 있다.In addition, when the cell therapy is based on an adult patient weighing 70 kg, for example, about 1,000 to 10,000 cells / time, 1,000 to 100,000 cells / time, 1,000 to 1000,000 cells / time, 1,000 to 10,000,000, 1,000 ~100,000,000 cells/time, 1,000~1,000,000,000 cells/time, 1,000~10,000,000,000 cells/circle, once or several times a day at regular time intervals.
본 발명에 따른 주사제품은 환자의 체질 및 결함의 종류에 따라 당업계에 통상적으로 알려진 분량을 취하여 충전된 주사의 형태로 제조될 수 있다.The injection product according to the present invention may be prepared in the form of a filled injection by taking an amount commonly known in the art according to the patient's constitution and defect type.
상기 세포치료제는 암의 예방 또는 치료용으로 활용이 가능하며, NK공격을 회피하게 만드는 CD47, 인체백혈구항원-E(human leukocyte antigen-E), 및 인체백혈구항원-G(human leukocyte antigen-G)를 코딩하는 핵산분자 또는 상기 핵산분자가 도입된 벡터를 더 포함할 수 있다.The cell therapy agent can be used for the prevention or treatment of cancer and contains CD47, human leukocyte antigen-E (human leukocyte antigen-E), and human leukocyte antigen-G (human leukocyte antigen-G) to avoid NK attack. It may further include a nucleic acid molecule encoding or a vector into which the nucleic acid molecule is introduced.
용어 "예방"은 암의 병인을 제거하거나 조기 발견하여 해당 질환을 막는 모든 행위를 의미한다. The term "prevention" refers to all activities to prevent the disease by removing the etiology of cancer or detecting it early.
용어 "치료"는 암에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.The term "treatment" refers to any action that ameliorates or beneficially alters symptoms caused by cancer.
용어 '암'이란 정상적인 세포사멸 균형이 깨지는 경우 세포가 과다 증식하고, 주변 조직으로 침윤할 수 있는 특징을 갖는 질병군을 말한다. 상기 암은 예컨대, 폐암, 후두암, 위암, 대장/직장암, 간암, 담낭암, 췌장암, 유방암, 난소암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 신장암, 피부암 등의 상피세포 등에서 유래하는 암종(carcinoma), 골암, 근육암, 지방암, 결합조직세포에서 유래하는 육종(sarcoma)(예를 들어, 섬유세포암), 백혈병, 림프종, 조혈세포에서 유래하는 혈액암 (예를 들어, 다발성골수종), 신경조직에 발생하는 종양으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The term 'cancer' refers to a group of diseases characterized by overproliferation of cells and infiltration into surrounding tissues when the normal cell death balance is disrupted. The cancer is, for example, lung cancer, laryngeal cancer, stomach cancer, colon/rectal cancer, liver cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer, breast cancer, ovarian cancer, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, kidney cancer, carcinoma derived from epithelial cells such as skin cancer, bone cancer, muscle cancer, fat cancer, sarcoma derived from connective tissue cells (e.g. fibro cell carcinoma), leukemia, lymphoma, hematological cancer derived from hematopoietic cells (e.g. multiple myeloma), nerve tissue It may be one or more selected from the group consisting of tumors occurring in, but is not limited thereto.
또한 일 양상은 상기 제조된 줄기세포 또는 면역세포를 포함하는 세포치료제를 이를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암의 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.In addition, one aspect provides a method for preventing or treating cancer comprising administering a cell therapy product containing the prepared stem cells or immune cells to a subject in need thereof.
본원에서 용어, "개체"란 질병의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는 암 질환 또는 암세포를 가진 개체, 더욱 구체적으로는 인간(암 환자) 또는 비-인간인 영장류, 설치류 (랫트, 생쥐, 기니피그 등), 생쥐 (mouse), 개, 고양이, 말, 소, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양 등의 포유류를 의미할 수 있다. As used herein, the term "individual" refers to a subject in need of treatment of a disease, more specifically an individual having a cancer disease or cancer cells, more specifically a human (cancer patient) or non-human primate, rodent ( It may refer to mammals such as rats, mice, guinea pigs, etc.), mice, dogs, cats, horses, cows, sheep, pigs, goats, camels, and antelopes.
상기 제조된 줄기세포 또는 면역세포를 포함하는 세포치료제는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 개체에 투여될 수 있고, 예를 들어 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 국소 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여 등으로 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cell therapy product containing the prepared stem cells or immune cells may be administered to a subject by various methods known in the art, for example, intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, It may be administered by oral administration, topical administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, intrarectal administration, etc., but is not limited thereto.
다른 양상은 B2M 유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산 분자, 상기 핵산분자가 도입된 벡터를 체세포에 접촉 또는 삽입시키는 단계를 포함하는, 체세포를 면역거부회피 줄기세포로 제조하는 방법을 제공한다.Another aspect is a method for producing somatic cells into immune rejection evasion stem cells, comprising the step of contacting or inserting a gene editing complex that specifically binds to a B2M gene, an exogenous nucleic acid molecule, and a vector into which the nucleic acid molecule has been introduced into somatic cells. to provide.
상기 방법은 체세포의 핵을 공여세포로하여 탈핵 난자에 주입시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The method may further include injecting the nucleus of a somatic cell as a donor cell into an enucleated oocyte.
또 다른 양상은 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 면역거부회피 면역세포를 제조하는 방법을 제공한다.Another aspect provides a method for preparing immune rejection cells from somatic replicating pluripotent stem cells.
상기 면역세포를 제조하는 방법은 B2M 유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 하며, 이후에 체세포의 핵을 공여세포로하여 탈핵 난자에 주입시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 또한 상기 방법은 제조된 면역거부회피 줄기세포를 면역세포로 유도하는 물질을 면역세포 분화 물질을 세포에 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 면역세포 분화 물질은 당업계에서 줄기세포를 면역세포로 분화시키는 물질을 모두 포함하는 의미로 활용될 수 있다.The method for preparing the immune cells may further include editing a gene that specifically binds to the B2M gene, and then injecting the nucleus of a somatic cell as a donor cell into an enucleated oocyte. In addition, the method may further include a step of treating cells with a substance that induces immune rejection stem cells into immune cells and a substance that differentiates immune cells. The material for differentiating immune cells may be used in the art to include all materials for differentiating stem cells into immune cells.
상기 면역세포를 제조하는 방법은 B2M (β2-마이크로글로불린)유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산분자, 상기 외인성 핵산분자가 도입된 벡터를 체세포에 접촉 또는 삽입시키는 단계; 상기 체세포의 핵을 공여세포로하여 탈핵 난자에 주입시켜 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 면역세포로 분화를 유도하는 단계를 포함할 수 있다. The method for producing the immune cells includes contacting or inserting a gene editing complex that specifically binds to a B2M (β2-microglobulin) gene, an exogenous nucleic acid molecule, and a vector into which the exogenous nucleic acid molecule is introduced into somatic cells; preparing somatic cell replicating pluripotent stem cells (SCNT-PSCs) by injecting the nuclei of the somatic cells as donor cells into enucleated oocytes; and inducing differentiation into immune cells from the prepared somatic replicating pluripotent stem cells.
상기 방법에 있어서 제조되는 면역 세포는 상기 면역세포는 CD8+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 조절 T 세포, 상피내 림프구 (IEL), CD3 세포, 감마델타(gamma delta) T세포 또는 NK세포인 것일 수 있다. 일 양상의 방법을 활용하면 체세포로부터 체세포 핵 치환(Somatic-cell nuclear transfer: SCNT)을 통해 만능줄기세포(SCNT-PSC)로부터 분화가 유도된 감마델타 T세포 또는 NK세포를 높은 효율로 제조가 가능하다.The immune cells prepared in the above method include CD8+ T cells, helper CD4+ T cells, helper CD4+ T cells, regulatory T cells, intraepithelial lymphocytes (IEL), CD3 cells, gamma delta T cells, or NK. may be cells. Using the method of one aspect, it is possible to manufacture gamma delta T cells or NK cells differentiated from pluripotent stem cells (SCNT-PSC) through somatic-cell nuclear transfer (SCNT) from somatic cells with high efficiency. do.
일 양상은 B2M 유전자가 낙아웃된 체세포로를 제조하고 이로부터 체세포 핵 치환을 통해 제조한 만능 줄기세포(PCNT-PSCs) 및 이로부터 분화를 유도한 면역세포에 관한 것으로, 일 양상의 만능 줄기세포와 면역세포는 B2M 유전자가 낙아웃되어도 정상적인 면역세포인 NK 세포와 감마델타 T세포로 분화가 가능하다. 아울러 상기 제조된 세포는 B2M 유전자를 표적으로 하여 HLA class I 분자의 넉아웃을 유도하였으므로 동종 T 세포의 반응을 유도하지 않는 'off-the-shelf' 개념의 면역거부회피를 통해 생체 내에서 오랜기간 생존 가능하고 주입횟수를 최소화할 수 있으므로 저-면역세포 또는 면역거부회피 줄기세포와 면역세포로 활용되어 세포치료제로서 널리 활용될 수 있다. One aspect relates to pluripotent stem cells (PCNT-PSCs) prepared from somatic cells in which the B2M gene is knocked out and through somatic cell nuclear transfer therefrom, and immune cells induced to differentiate therefrom, pluripotent stem cells of one aspect and immune cells can differentiate into NK cells and gamma delta T cells, which are normal immune cells, even if the B2M gene is knocked out. In addition, since the prepared cells target the B2M gene and induce knockout of HLA class I molecules, they can be used for a long period of time in vivo through avoidance of immune rejection of the 'off-the-shelf' concept that does not induce a response of allogeneic T cells. Because it is viable and the number of injections can be minimized, it can be used as low-immunity cells or immune rejection stem cells and immune cells and can be widely used as a cell therapy agent.
도 1은 마우스의 섬유아세포의 B2M 유전자를 낙아웃시키고, 7일동안 계대배양을 수행하고, 이의 세포의 형태를 확인한 도이다.1 is a diagram illustrating knocking out the B2M gene of mouse fibroblasts, performing subculture for 7 days, and confirming the cell morphology.
도 2는 마우스의 섬유아세포의 B2M 유전자를 낙아웃키기고, 실제적으로 낙아웃이 일어났는지를 PCR 전자영동으로 확인한 결과를 나타낸 도이며, 도 2A 는 160/184 프라이머를 통해 확인한 결과에 관한 것이고, 도 2B는 185/184 프라이머를 통해 확인한 결과를 나타낸 도이다.Figure 2 is a diagram showing the results of knocking out the B2M gene of mouse fibroblasts and confirming whether knocking out actually occurred by PCR electrophoresis, Figure 2A is a diagram showing the results of confirming through 160/184 primers, Figure 2B is a diagram showing the results confirmed through 185/184 primers.
도 3은 B2M 유전자가 낙아웃된 섬유아세포를 체세포 핵 치환체세포 핵 치환(Somatic-cell nuclear transfer: SCNT)을 통해 만능줄기세포로 제조하고, 이의 형태를 확인한 도이다.FIG. 3 is a diagram showing the morphology of fibroblasts in which the B2M gene was knocked out, prepared into pluripotent stem cells through somatic-cell nuclear transfer (SCNT).
도 4는 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주를 면역형광염색법을 통해 OCT4, SSEA, 및 NANOG 마커를 확인한 결과를 나타낸 도이다.4 is a view showing the results of confirming the OCT4, SSEA, and NANOG markers of the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line through immunofluorescence staining.
도 5는 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주가 실제적으로 낙아웃이 일어났는지를 PCR 전지영동으로 확인한 결과이며, 160/184 프라이머 및 185/184 프라이머를 통해 확인한 결과를 나타낸 도이다.5 is a diagram illustrating the result of confirming whether the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line was actually knocked out by PCR electrophoresis, and the result of confirming through 160/184 primers and 185/184 primers.
도 6은 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주를 고환캡슐이 주입하여 테라토마 형성을 유도한 결과를 확인한 도이다.6 is a view confirming the result of inducing teratoma formation by injecting the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line into a testicular capsule.
도 7은 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주의 테라토마 조직의 면역조직화학염색을 확인한 도로서, 도 7A는 테라토마 조직 내에서 대조군으로 PBS 주입한 군의 H-E 염색결과를 나타낸 도이며, 도 7B는 신경 로제트 구조(Neural rosette structure)로의 분화양상을 확인한 도이며, 도 7C는 *표시된 부분에서 장 상피 구조(Gut Epithelium structure)로의 분화양상을 확인한 도이며, 도 7D는 연골 구조(Cartilage structure)로의 분화양상을 확인한 도이며, 도 7E는 근 섬유 구조(Muscle fibers structure)로의 분화양상을 확인한 도이다. Figure 7 is a diagram confirming the immunohistochemical staining of teratoma tissue of the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line, Figure 7A is a diagram showing the H-E staining results of the PBS-injected group as a control group in the teratoma tissue, and Figure 7B is a diagram showing the results of neural rosettes Figure 7C is a diagram confirming the differentiation pattern into a neural rosette structure, Figure 7C is a diagram confirming the differentiation pattern into a gut epithelium structure in the part marked with *, and Figure 7D is a diagram confirming the differentiation pattern into a cartilage structure. Figure 7E is a diagram confirming the differentiation pattern into the muscle fiber structure.
도 8은 B2M 유전자를 낙아웃시킨 간 및 비장세포의 B2M의 발현을 mRNA, gDNA 수준에서 160/184 및 185/184 프라이머로 확인한 결과를 확인한 도이다. 8 is a diagram confirming the results of confirming the expression of B2M in liver and spleen cells in which the B2M gene was knocked out with 160/184 and 185/184 primers at the mRNA and gDNA levels.
도 9a는 B2M유전자가 낙아웃 되지 않은 정상 생쥐의 비장 세포를 이용하여 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도 (CD-NK1.1+)와 살해능을 나타내는 마커들을 (NKP46, Ly49, KLRG1) 확인한 도이다 (정상생쥐의 대조군임).9a shows the frequency of CD3-NK1.1+ natural killer cells (CD-NK1.1+) and markers showing the killing ability (NKP46, Ly49 , KLRG1) is a confirmation diagram (control of normal mice).
도 9b는 B2M 유전자를 낙아웃시킨 생쥐의 비장 세포에서 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도 (CD3-NK1.1+)와 살해능을 나타내는 마커들을 (NKP46, Ly49, KLRG1) 비교한 도이다.Figure 9b compares the frequency (CD3-NK1.1+) of natural killer cells (CD3-NK1.1+) and markers (NKP46, Ly49, KLRG1) showing the killing ability in the spleen cells of mice in which the B2M gene was knocked out. it is one degree
도 9c는 야생형 생쥐와 B2M 유전자가 낙아웃 된 생쥐 비장 세포를 이용하여 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도를 확인한 도이다.9c is a diagram confirming the frequency of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, using splenocytes of wild-type mice and mice in which the B2M gene was knocked out.
도 10a는 야생형 생쥐의 간 세포를 이용하여 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도와 살해능을 나타내는 마커들을 (NKP46, Ly49, KLRG1) 확인한 도이다.10A is a diagram showing markers (NKP46, Ly49, KLRG1) showing the frequency and killing ability of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, using liver cells of wild-type mice.
도 10b는 B2M 유전자를 낙아웃시킨 생쥐의 간세포에서 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도와 살해능을 나타내는 마커들을 (NKP46, Ly49, KLRG1) 비교한 도이다.10B is a diagram comparing the frequency of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, and markers (NKP46, Ly49, KLRG1) showing the killing ability in hepatocytes of mice in which the B2M gene was knocked out.
도 10c는 야생형 생쥐와 B2M 유전자가 낙아웃 된 생쥐의 간 세포를 이용하여 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도를 확인한 도이다.10C is a diagram confirming the frequency of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, using liver cells of wild-type mice and mice in which the B2M gene is knocked out.
도 11a는 야생형의 배아줄기세포를 혈액세포의 일종인 NK세포로 분화를 유도하고, 1 2, 3, 5, 6, 9, 10,11, 12 및 13일에서의 형태를 확인한 결과를 나타낸 도이다. 11a is a diagram showing the results of inducing differentiation of wild-type embryonic stem cells into NK cells, a type of blood cell, and confirming the morphology at days 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, and 13; am.
도 11b는 야생형의 배아줄기세포를 혈액세포의 일종인 NK세포로 분화를 유도한 13일에서의 분화정도를 확인한 도이다. FIG. 11B is a diagram confirming the degree of differentiation at 13 days after differentiation of wild-type embryonic stem cells into NK cells, a type of blood cell.
도 11c는 B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포를 혈액세포의 일종인 NK세포로 분화를 유도하고, 1 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13일 및 그 이후에서의 형태를 확인한 결과를 나타낸 도이다. Figure 11c shows differentiation of B2M knocked-out somatic pluripotent stem cells into NK cells, a type of blood cell, at 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, and 13 days thereafter. It is a diagram showing the result of confirming the shape.
도 11d는 B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포를 혈액세포의 일종인 NK세포로 분화를 유도한 13일에서의 분화정도를 확인한 도이다. 11D is a diagram confirming the degree of differentiation at 13 days after differentiation of B2M knocked-out somatic cell-replicating pluripotent stem cells into NK cells, a type of blood cell.
도 12a는 제조된 줄기세포로부터 감마델타 T세포로의 분화를 유도하고, 이의 형태를 확인한 결과를 나타낸 도이다. 12a is a diagram showing the result of inducing differentiation into gamma delta T cells from prepared stem cells and confirming their morphology.
도 12b는 분화 유도된 감마델타 T세포의 11일차에 효과적으로 감마델타 세포로 분화가 유도되었는지 단일마커 및 이중발현, 삼중발현 및 사중발현마커로 확인한 결과를 나타낸 도이다.FIG. 12B is a diagram showing the results of confirming whether differentiation of induced gamma delta T cells was effectively induced into gamma delta cells on day 11 using a single marker, double expression, triple expression, and quadruple expression markers.
도 12c는 감마델타 T세포 마커의 발현을 면역염색을 통하여 확인한 결과를 나타낸 도이다.12c is a diagram showing the results of confirming the expression of gamma delta T cell markers through immunostaining.
도 12d는 상기 분화 결과를 FACS로 확인한 정량결과를 나타낸 도이다.Figure 12d is a diagram showing the quantitative results of confirming the differentiation results by FACS.
도 13a는 B2M 낙아웃이 없는 야생형과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포(skin)와 이로부터 체세포 복제 만능 줄기세포(ES)에 있어서 B2M 낙아웃 검증한 결과에 관한 도이다.FIG. 13a is a diagram showing results of B2M knockout verification in wild-type cells without B2M knockout, fibroblast cells (skin) induced with B2M knockout, and somatic cell replicating pluripotent stem cells (ES) therefrom.
도 13b는 B2M 낙아웃이 없는 야생형과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포(skin)와 이로부터 체세포 복제 만능 줄기세포(B2M-/-SCNT-PSCs)와 이를 NK세포로 분화시킨 세포(B2M-/-Blood cells)의 B2M 낙아웃 검증한 결과를 나타낸 도이다. Figure 13b shows wild-type B2M knockout-free and B2M knockout-induced fibroblasts (skin), somatic cell replicating pluripotent stem cells (B2M-/-SCNT-PSCs) and cells differentiated into NK cells (B2M-/-SCNT-PSCs) therefrom. -Blood cells) is a diagram showing the results of B2M knockout verification.
도 13c는 B2M 낙아웃이 없는 야생형(wild blood cells)과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포로부터 체세포 복제 만능 줄기세포를 제조하고 이를 감마델타 T세포로 분화시킨 세포(B2M-/-Blood cells)에 있어서 B2M 낙아웃 검증한 결과를 나타낸 도이다.13c shows somatic cell-replicating pluripotent stem cells prepared from wild blood cells without B2M knockout and fibroblasts induced with B2M knockout and differentiated into gammadelta T cells (B2M−/−Blood cells). It is a diagram showing the results of B2M knockout verification in
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.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided to more easily understand the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1. B2M 유전자의 낙아웃(Knock-out) 한 섬유아세포로부터 체세포 핵 치환을 통해 제조한 만능 줄기세포의 확인Example 1. Identification of pluripotent stem cells prepared through somatic cell nuclear transfer from fibroblasts knocked out of the B2M gene
1.1 B2M 유전자를 낙아웃 시킨 섬유아세포의 제조1.1 Production of fibroblasts knocked out of the B2M gene
마우스의 피부 섬유아세포(skin fibroblast)로부터 B2M 유전자를 낙아웃 시키는 실험을 수행하였다. An experiment was performed to knock out the B2M gene from mouse skin fibroblasts.
구체적으로, B2mtm1Unc표적 돌연변이에 대해 동형접합인 B2M이 결손된 마우스를 구매하였다. 상기 구매한 B2mtm1Unc돌연변이 종은 B2M 유전자를 표적 파괴에 의해 제조된 것으로, 129유래 E14TG2aES세포주를 사용하여 B6 마우스와 B2mtm1Unc표적 돌연변이 마우스 종을 11번 근친 교배하여 제조된 것이다. 상기 마우스의 꼬리와 피부에서 조직를 채취하였다. 채취한 조직을 DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium), 10% 소태아혈청(FBS)와 1% 페니실린 및 스트렙토마이신(penicillin streptomycin: P/S)을 포함한 배양액에 세포가 충분히 나올 때까지 배양하였다. 배양된 세포에 붙은 조직을 제거하고, B2M 유전자를 낙아웃시킨 섬유아세포를 7일이상 계대배양을 수행하였으며, 7일간 배양을 수행한 세포를 확인하여 도 1에 나타내었다. Specifically, B2M-deficient mice homozygous for the B2mtm1Unc target mutation were purchased. The purchased B2mtm1Unc mutant strain was prepared by target disruption of the B2M gene, and was prepared by inbreeding 11 times between B6 mice and the B2mtm1Unc target mutant mouse strain using the 129-derived E14TG2aES cell line. Tissues were collected from the tail and skin of the mice. The collected tissue was cultured in a medium containing DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium), 10% fetal bovine serum (FBS), and 1% penicillin and streptomycin (P/S) until cells were sufficiently produced. Tissue attached to the cultured cells was removed, and fibroblasts in which the B2M gene was knocked out were subcultured for more than 7 days, and cells cultured for 7 days were identified and shown in FIG. 1 .
이후 상기 계대배양을 수행한 섬유아세포로부터 실제적으로 B2M유전자 결손이 나타났는지를 확인하기 위하여, B2M 유전자를 낙아웃시키지 않은 야생형 생쥐의 섬유아세포 및 상기 제조된 B2M KO 섬유아세포로부터 유전자 DNA (genomic DNA)를 추출하였다. 이로부터 B2M 유전자가 실제적으로 낙아웃되었는지 각각 두종류의 160/184 및 185/184 프라이머를 이용하고 전기영동을 통하여 확인하였으며, 대조유전자로 GAPDH를 사용하였다. 160/184 프라이머를 통해 확인한 결과를 도 2A에, 및 185/184 프라이머를 통해 확인한 결과를 도 2B에 나타내었다. 사용한 프라이머는 하기와 같다.Then, in order to confirm whether the B2M gene defect actually appeared in the subcultured fibroblasts, genomic DNA was obtained from fibroblasts of wild-type mice in which the B2M gene was not knocked out and the prepared B2M KO fibroblasts. was extracted. From this, whether the B2M gene was actually knocked out was confirmed through electrophoresis using two types of 160/184 and 185/184 primers, respectively, and GAPDH was used as a control gene. The results confirmed through the 160/184 primers are shown in FIG. 2A, and the results confirmed through the 185/184 primers are shown in FIG. 2B. The primers used are as follows.
160 뮤턴트 정방향 : TCT GGA CGA AGA GCA TCA GGG (서열번호 1), 160 mutant forward: TCT GGA CGA AGA GCA TCA GGG (SEQ ID NO: 1),
184 공통 서열: TAT CAG TCT CAG TGG GGG TG (서열번호 2), 184 consensus sequence: TAT CAG TCT CAG TGG GGG TG (SEQ ID NO: 2);
185 야생형 정방향 : CTG AGC TCT GTT TTC GTC TG (서열번호 3)185 wildtype forward: CTG AGC TCT GTT TTC GTC TG (SEQ ID NO: 3)
상기 도 2A에서 확인한 바와 같이, B2M 유전자가 낙아웃된 모든 섬유아세포에서 야생형과 달리 420bp에서 밴드가 나타나는 것으로 B2M이 결손 되는 것을 확인하였다. 또한 도 2B에서도 야생형과 달리 1kb 근처에서 밴드가 나타나는 것을 확인하여, 제조된 섬유아세포에서 실제적으로 B2M 유전자가 낙아웃 된 것을 확인하였다. As confirmed in FIG. 2A, in all fibroblasts in which the B2M gene was knocked out, unlike the wild type, a band appeared at 420 bp, confirming that B2M was missing. In addition, in FIG. 2B, unlike the wild type, it was confirmed that a band appeared near 1 kb, confirming that the B2M gene was actually knocked out in the prepared fibroblasts.
1.2 B2M 유전자를 낙아웃 시킨 섬유아세포로부터 체세포 핵 치환을 통해 만능 줄기세포의 제조및 제조된 줄기세포의 능력 확인1.2 Production of pluripotent stem cells through somatic cell nuclear transfer from fibroblasts in which the B2M gene was knocked out and confirmation of the ability of the prepared stem cells
8-10주 된 암컷 B6 마우스에, 5IU PMSG와 5IU hCG호르몬을 투여하였다. hCG투여 14시간 후, 과잉 배란된 마우스에서 히알루로니다제 (hyaluronidase)를 사용하여 난구세포를 분리하고 난자를 분리하였다. 분리된 난자는 37℃ 인큐베이터 KSOM배양액에 실험 시작 전까지 보관하였다. 이후, 체세포 복제 실험을 위해 성숙된 난자에서 핵을 제거하고, 상기 실시예 1.1에서 제조한 B2M 유전자가 낙아웃된 섬유아세포를 체세포 핵 치환(Somatic-cell nuclear transfer: SCNT)을 통해 체세포복제 배반포를 만들고 배반포의 내세포괴를 분리하여 만능줄기세포를 제조하였다. 제조한 B2M 낙아웃 체세포 복제 만능 줄기세포 (KO SCNT-PSCs)는 DMEM, 20% FBS, 1% P/S, 1% 비필수 아미노산 (nonessential amino acids: NEAA), 0.1% 베타 메르캅토에탄올(beta mercaptoethanol)를 포함하는 줄기세포 배양액에 배양하여, 3계대까지 넘겨 배양한, 제조된 세포의 형태를 확인한 결과를 도 3에 나타내었다.8-10 weeks old female B6 mice were administered 5 IU PMSG and 5 IU hCG hormone. After 14 hours of hCG administration, cumulus cells were separated using hyaluronidase from the over-ovulated mice and eggs were separated. The isolated oocytes were stored in the KSOM culture medium at 37°C incubator until the start of the experiment. Then, for the somatic cell cloning experiment, the nucleus was removed from the mature egg, and the fibroblasts in which the B2M gene was knocked out prepared in Example 1.1 were subjected to somatic-cell nuclear transfer (SCNT) to produce somatic-cell cloned blastocysts. Pluripotent stem cells were prepared by isolating the inner cell mass of the blastocyst. The manufactured B2M knockout somatic cell replicating pluripotent stem cells (KO SCNT-PSCs) were prepared in DMEM, 20% FBS, 1% P/S, 1% nonessential amino acids (NEAA), 0.1% beta mercaptoethanol (beta mercaptoethanol) was cultured in a stem cell culture solution containing, and the results of confirming the morphology of the prepared cells, which were cultured over the third passage, are shown in FIG. 3 .
상기 방법에 따라 제조된 만능 줄기세포가 실제적인 줄기세포로서의 분화능을 가진 줄기세포능을 가졌는지를 확인하기 위하여 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주를0.1% BSA가 첨가된 PBS에서 세척하고 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde)를 실온에서 30분간 처리하여 고정하였고, Triton X가 0.1% 첨가된 PBS에 처리하여 냉장보관 24시간 후 면역형광염색법을 통해 OCT4, SSEA, 및 NANOG 마커를 확인하였다. 이를 공초점 형광 현미경으로 확인한 결과를 도 4에 나타내었다. In order to confirm whether the pluripotent stem cells prepared according to the above method have stem cell ability with differentiation potential as actual stem cells, the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line was washed in PBS supplemented with 0.1% BSA and 4% paraformaldehyde. (paraformaldehyde) was treated at room temperature for 30 minutes to fix, treated with PBS containing 0.1% Triton X, and stored in a refrigerator for 24 hours. OCT4, SSEA, and NANOG markers were confirmed by immunofluorescence staining. The results of confirming this by confocal fluorescence microscopy are shown in FIG. 4 .
도 4에서 확인한 바와 같이, 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포주는 OCT4, SSEA, 및 NANOG가 모두 선명하게 나타나 모든 세포로 분화할 수 있는 줄기세포능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.As confirmed in FIG. 4 , it was confirmed that the prepared somatic cell replicating pluripotent stem cell line had stem cell ability capable of differentiating into all cells, with all of OCT4, SSEA, and NANOG clearly appearing.
이에, 상기 제조된 줄기세포 역시 B2M 유전자가 실제적으로 낙아웃되었는지 각각 두종류의 160/184 및 185/184 프라이머를 이용하여 전기영동을 통하여 확인한 결과를 도 5에 나타내었다.Accordingly, FIG. 5 shows the results of electrophoresis using two types of 160/184 and 185/184 primers, respectively, to determine whether the B2M gene was actually knocked out in the prepared stem cells.
도 5에서 확인한 바와 같이, 체세포 복제 만능 줄기세포주(SCNT-PSCs)는 160/184 프라이머를 통한 경우 420bp에서 밴드가 나타나고, 185/184 프라이머를 통해 확인한 결과 1kb 근처에서 밴드가 나타나는 것을 확인하여, 제조된 SCNT-PSCs는 실제적으로 B2M 유전자가 낙아웃되어 면역거부회피 줄기세포로 활용될 수 있음을 구체적으로 확인하였다. As confirmed in FIG. 5, the somatic cell replicating pluripotent stem cell line (SCNT-PSCs) showed a band at 420 bp when using the 160/184 primer, and confirmed that a band appeared around 1 kb when using the 185/184 primer. It was specifically confirmed that the SCNT-PSCs actually knocked out the B2M gene and could be used as immune rejection evasion stem cells.
실시예 2. B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)의 줄기세포능의 확인Example 2. Confirmation of Stem Cell Potency of B2M Knockout Somatic Replicating Pluripotent Stem Cells (SCNT-PSCs)
실시예 1에서 사용한 방법을 활용해 B2M 유전자가 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포가 줄기세포능을 나타낼 수 있는지 확인하는 실험을 수행하였다. 상시 실시예 1에서 수립된 B2M 결손 체세포복제 배아줄기세포를 F-12, 20% FBS, 1% P/S, 1% 비필수 아미노산 (nonessential amino acids: NEAA), 0.1% 베타 메르캅토에탄올(beta mercaptoethanol)을 포함하는 줄기세포 배양액에 배양하여, 면역이 결핍된 마우스 (severe combined immunodeficient mice)의 고환캡슐 (testis capsule)에 한쪽 고환은 control 그룹으로 PBS만 주입하였고 다른 한쪽 고환은 B2M 결손 체세포복제 배아줄기세포 1X106개의 세포를 PBS에 섞어준 뒤 주입하여 테라토마(teratoma) 형성을 유도하였다. 이식한 마우스는 5주동안 SPF (Specific Pathogen Free) 시설에서 관리하였고, 이식 후 5주 뒤에 대조군 및 이식된 부위에서의 형성된 테라토마를 확인하고, 이를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 확인한 바와 같이, 이식 5주 후에는 이식된 모든 부위에서 테라토마가 형성되었음을 확인하였다. 아울러, 이식된 부위에서 형성된 테라토마를 면역조직화학염색 (H-E 및 special staining)을 통하여 테라토마 조직의 분화양상을 분석하고, 이를 도 7A 내지 도 7E에 나타내었다. Using the method used in Example 1, an experiment was performed to confirm whether the somatic replicating pluripotent stem cells in which the B2M gene was knocked out can exhibit stem cell function. F-12, 20% FBS, 1% P/S, 1% nonessential amino acids (NEAA), 0.1% beta mercaptoethanol (beta mercaptoethanol) into a testis capsule of severe combined immunodeficient mice, one testis was injected with only PBS as a control group, and the other testis was a B2M-deficient somatic cloned embryo. Stem cell 1X10 6 cells were mixed with PBS and then injected to induce teratoma formation. The transplanted mice were managed in a SPF (Specific Pathogen Free) facility for 5 weeks, and teratomas formed in the control and transplanted areas were confirmed 5 weeks after transplantation, and are shown in FIG. 6 . As confirmed in FIG. 6 , it was confirmed that teratomas were formed in all transplanted areas 5 weeks after transplantation. In addition, the differentiation pattern of the teratoma tissue formed at the transplanted site was analyzed through immunohistochemical staining (HE and special staining), which is shown in FIGS. 7A to 7E.
도 7A는 대조군인 PBS 처리한 군을 H-E 염색을 통하여 확인한 도이며, 도 7B 내지 도 7E에서 확인한 것과 같이, 테라토마 표지인자인 내배엽(endoderm), 중배엽(mesoderm), 외배엽(ectoderm)으로 분화가 이루어진 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로 도 7B에서 확인한 바와 같이, 신경 로제트 구조(neural rosette structure)로의 분화양상을 확인하여 외배엽으로의 분화를 확인하였다. 도 7C에서는 *표시된 부분에서 장 상피 구조(Gut Epithelium structure)로의 분화양상을 확인하여 내배엽으로의 분화를 확인하였고, 도 7D에서 확인한 바와 같이, 알시안 블루(Alcian blue)로 염색된 도의 가운데 원형의 연골 구조(Cartilage structure)로의 분화양상을 확인하여 중배엽으로의 분화를 확인할 수 있었다. 도 7E에서는 Masson's trichrome 염색을 통하여 가운데 진하게 염색된 근 섬유 구조(Muscle fibers structure)로의 분화양상을 확인하여 내배엽으로의 분화를 확인하였다. 이에, B2M 유전자가 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포는 삼배엽으로 효과적인 분화가 가능한 것을 확인하였다. 따라서, B2M 유전자가 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포는 이후 어느 조직으로든 분화가 가능한 미분화 만능배아줄기세포주 고유의 능력을 가졌음을 확인하였다. Figure 7A is a diagram confirming the PBS-treated group, which is a control group, through H-E staining, and as confirmed in Figures 7B to 7E, differentiation into teratoma markers, endoderm, mesoderm, and ectoderm, was made. could confirm that Specifically, as confirmed in FIG. 7B, the differentiation into the ectoderm was confirmed by confirming the differentiation pattern into the neural rosette structure. In FIG. 7C, the differentiation into endoderm was confirmed by confirming the differentiation pattern into the gut epithelium structure in the part marked with *, and as confirmed in FIG. 7D, the circular shape in the middle of the figure stained with Alcian blue The differentiation into mesoderm was confirmed by confirming the differentiation pattern into the cartilage structure. In FIG. 7E, the differentiation into the endoderm was confirmed by confirming the differentiation pattern into the muscle fibers structure, which was heavily stained in the middle, through Masson's trichrome staining. Accordingly, it was confirmed that the somatic replicating pluripotent stem cells in which the B2M gene was knocked out can effectively differentiate into three germ layers. Therefore, it was confirmed that the somatic cell replicating pluripotent stem cells in which the B2M gene was knocked out had the unique ability of an undifferentiated pluripotent embryonic stem cell line capable of differentiating into any tissue thereafter.
실시예 3. 간 및 비장 세포로부터 B2M 유전자의 낙아웃(Knock-out)의 확인Example 3. Identification of knock-out of B2M gene from liver and spleen cells
3.1 간 및 비장세포에서 B2M 유전자의 낙아웃(Knock-out) 확인3.1 Knock-out confirmation of B2M gene in liver and spleen cells
실시예 1에서 사용한 방법 및 시약으로 간 및 비장 세포에 활용한 경우 B2M 유전자가 효과적으로 낙아웃될 수 있는지를 확인하는 실험을 수행하였다. 즉, B2M을 낙아웃 시킨 후 만든 줄기세포주를 이용하여 정확하게 B2M이 낙아웃 되었는지 PCR로 검증하는 실험을 수행하였다.An experiment was performed to confirm whether the B2M gene could be effectively knocked out when the method and reagents used in Example 1 were used in liver and spleen cells. That is, an experiment was performed to verify by PCR whether B2M was accurately knocked out using the stem cell line prepared after knocking out B2M.
B2M 유전자를 낙아웃시킨 간 및 비장세포를 7일이상 계대배양을 수행하였으며, 상기 계대배양을 수행한 간 및 비장세포로부터 실제적으로 B2M유전자 결손이 나타났는지를 확인하기 위하여, B2M 유전자를 낙아웃시키지 않은 야생형 생쥐의 간 및 비장세포 및 상기 제조된 B2M KO 간 및 비장세포로부터 유전자 DNA(genomic DNA)를 추출하였다. 이로부터 B2M 유전자가 실제적으로 낙아웃되었는지 각각 두종류의 160/184 및 185/184 프라이머를 이용하고 전기영동을 통하여 확인하였으며, 대조유전자로 GAPDH를 사용하였고, B2M의 발현을 mRNA, gDNA 수준에서 160/184 및 185/184 프라이머로 확인한 결과를 도 8에 나타내었다. The liver and spleen cells in which the B2M gene was knocked out were subcultured for more than 7 days, and in order to confirm whether the B2M gene was actually defective in the subcultured liver and spleen cells, the B2M gene was not knocked out. Genomic DNA was extracted from the liver and spleen cells of untreated wild-type mice and the prepared B2M KO liver and spleen cells. From this, it was confirmed through electrophoresis using two types of 160/184 and 185/184 primers, respectively, whether the B2M gene was actually knocked out, and GAPDH was used as a control gene. The results confirmed with the /184 and 185/184 primers are shown in FIG. 8 .
도 8에서 확인한 바와 같이, 간 및 비장세포에서 mRNA로 발현을 확인한 경우, B2M이 발현되지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 gDNA에 있어서도, 160/184 프라이머로 확인한 경우 420bp에서 밴드가 나타나고, 185/184 프라이머로 확인한 경우 1kb 근처에서 밴드가 나타나는 것을 확인하여, B2M이 gDNA 수준에서도 발현되지 않음을 확인하여, 실제적으로 제조된 세포 모두 B2M 유전자가 효과적으로 결손된 것을 확인하였다. 따라서 B2M의 발현이 억제되지 않은 정상군에서는 PCR 에서 B2M 산물의 밴드화가 나타났으며, 그렇지 않은 B2M 낙아웃 생쥐의 피부, 간, 비장 조직들에서는 B2M 산물에 대한 밴드가 나타나지 않아 B2M 유전자 결손을 구체적으로 확인하였다.As confirmed in FIG. 8 , when mRNA expression was confirmed in liver and spleen cells, it was confirmed that B2M was not expressed. Also, in gDNA, when confirmed with 160/184 primers, a band appeared at 420 bp, and when confirmed with 185/184 primers, it was confirmed that a band appeared around 1 kb, confirming that B2M was not expressed even at the gDNA level, and actually prepared It was confirmed that the B2M gene was effectively deleted in all of the cells. Therefore, in the normal group in which B2M expression was not inhibited, PCR showed banding of the B2M product, and in the skin, liver, and spleen tissues of the other B2M knockout mice, no bands for the B2M product were found. confirmed by
3.2 간 및 비장에서 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도의 확인3.2 Identification of frequency of natural killer cells, CD3-NK1.1+ cells in liver and spleen
B2M 낙아웃 생쥐의 간 및 비장에서 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도가 얼마나 나타날 수 있는지를 확인하기 위하여 유전자가 조작되지 않은 야생형의 생쥐와 비교를 위한 유세포 분석(Fluorescence-activated cell sorting :FACS)을 수행하였다. 유세포 분석을 위해 정상 생쥐와 B2M 낙아웃 생쥐의 조직 중 간과 비장을 적출하고 멸균된 배양접시에서 eppendorf 뚜껑을 이용해 으깬 후 0.4uM 필터로 걸러 single cell들을 추출하였다. 이들 세포로 DPBS로 두번 세척 한 후 (1200rpm, 5분) 유세포 분석을 위해 5X105 이하의 세포로 elution 하여 CD3 항체와 nk1.1 항체 (NKP46, Ly49, KLRG1)를 각각 붙이고 (1:100) 20분간 4℃ 냉장고에 인큐베이팅한다. 그 후 DPBS로 세포를 한차례 세척하고 유세포 분석기에서 분석하였다. 감마델타 T 세포의 경우도 각각의 항체를 1:100 농도로 세포에 적용하여 냉장고에서 20분간 인큐베이팅한 후 DPBS로 세포를 한차례 세척하고 유세포 분석기에서 분석하였다. 비장에서 수행한 야생형 마우스의 유세포 분석을 수행한 결과를 도 9a에, B2M 낙아웃 마우스의 유세포 분석을 수행한 결과를 도 9b에, 야생형 및 B2M 낙아웃 마우스의 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도를 확인한 결과를 도 9c에 나타내었다. 간에서 수행한 야생형 마우스의 유세포 분석을 수행한 결과를 도 10a에, B2M 낙아웃 마우스의 유세포 분석을 수행한 결과를 도 10b에, 야생형 및 B2M 낙아웃 마우스의 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도를 확인한 결과를 도 10c에 나타내었다. In order to confirm the frequency of CD3-NK1.1+ natural killer cells in the liver and spleen of B2M knockout mice, flow cytometry analysis (Fluorescence-activated cell sorting: FACS) was performed. For flow cytometric analysis, livers and spleens were extracted from tissues of normal mice and B2M knockout mice, mashed using an eppendorf lid in a sterile culture dish, and single cells were extracted by filtering with a 0.4uM filter. After washing these cells twice with DPBS (1200 rpm, 5 minutes), elution was performed with less than 5X10 5 cells for flow cytometry analysis, and CD3 antibody and nk1.1 antibody (NKP46, Ly49, KLRG1) were attached to each (1:100) 20 Incubate in a refrigerator at 4° C. for 1 minute. Cells were then washed once with DPBS and analyzed on a flow cytometer. In the case of gamma delta T cells, each antibody was applied to the cells at a concentration of 1:100, incubated in a refrigerator for 20 minutes, washed once with DPBS, and analyzed in a flow cytometer. Figure 9a shows the results of flow cytometry analysis of wild-type mice performed on the spleen, and Figure 9b shows the results of flow cytometry analysis of B2M knockout mice. The result of confirming the frequency of killer cells is shown in FIG. 9c. Figure 10a shows the results of flow cytometric analysis of wild-type mice performed on the liver, and Figure 10b shows the results of flow cytometry analysis of B2M knockout mice. CD3-NK1.1+ cells of wild-type and B2M knockout mice The result of confirming the frequency of killer cells is shown in FIG. 10c.
도 9a 내지 도 9c에서 확인한 바와 같이, 비장에서는 야생형 마우스의 경우 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도가 3.3±0.1%로, B2M 낙아웃 마우스의 경우 3.6±0.1%정도의 빈도차이를 나타내, 유의한 정도의 차이가 나타나는 것을 확인하였다(*P-value<0.03). 또한 NK 세포내에서의 활성도는 NKP46의 경우 야생형 마우스 39.6%, B2M 낙아웃 마우스 48.9%로 나타났으며, Ly49의 경우 야생형 마우스, 24.1%, B2M 낙아웃 마우스 30.9%로 나타났고, KLRG1의 경우 야생형 마우스는 14.4%, B2M 낙아웃 마우스는 10.1% 정도의 빈도차이가 나타나는 것을 확인하였다. 9a to 9c, in the spleen, the frequency of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, was 3.3±0.1% in wild-type mice and 3.6±0.1% in B2M knockout mice. , it was confirmed that a significant difference appeared (*P-value<0.03). In addition, activity in NK cells was 39.6% in wild-type mice and 48.9% in B2M knockout mice for NKP46, 24.1% for wild-type mice and 30.9% for B2M knockout mice for Ly49, and 30.9% for KLRG1. It was confirmed that there was a frequency difference of 14.4% for mice and 10.1% for B2M knockout mice.
또한 도 10a 내지 10c에서 확인한 바와 같이, 간에서 야생형 마우스의 경우 CD3-NK1.1+ 세포인 자연살해세포의 빈도가 5.8±1.3%로, B2M 낙아웃 마우스의 경우 2.4±0.1% 의 빈도차이가 나타나는 것을 확인하였다. NK 세포 내에서의 활성도는 NKP46의 경우 야생형 마우스가 9.4%, B2M 낙아웃 마우스가 14.3%로 나타났고, Ly49의 경우 야생형 마우스가 11.5%, B2M 낙아웃 마우스가 5.2%로 나타났으며, KLRG1의 경우 야생형 마우스가 12.1%, B2M 낙아웃 마우스가 9.1% 정도의 빈도가 나타나는 것을 확인하였다. In addition, as confirmed in FIGS. 10a to 10c, in the case of wild-type mice, the frequency of natural killer cells, which are CD3-NK1.1+ cells, in the liver was 5.8±1.3%, and in the case of B2M knockout mice, the frequency difference was 2.4±0.1%. confirmed to appear. The activity in NK cells was 9.4% in wild-type mice and 14.3% in B2M knockout mice for NKP46, and 11.5% in wild-type mice and 5.2% in B2M knockout mice for Ly49. In this case, it was confirmed that wild-type mice had a frequency of 12.1% and B2M knockout mice had a frequency of about 9.1%.
실시예 4. B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)의 면역세포로의 분화 확인Example 4. Confirmation of Differentiation of B2M Knockout Somatic Replicating Pluripotent Stem Cells (SCNT-PSCs) into Immune Cells
상기 실시예 1에서 제조한 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 림프구계 세포의 일종인 면역세포로의 효과적인 분화를 유도되는지 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 이와 같은 실험을 통하여 림프구계 세포내에 B2M 유전자가 결손된 상태를 유지하며 면역세포로의 분화가 이뤄지는지를 확인할 수 있는지와 분화된 세포의 분화정도와 상기 제조된 만능 줄기세포의 분화 속도가 배아줄기세포와 비교할때 지연(Retardation)과 같은 차이점이 존재하는지 여부를 확인해 볼 수 있었다. An experiment was performed to determine whether effective differentiation of the somatic cell-replicating pluripotent stem cells prepared in Example 1 into immune cells, a type of lymphoid cells, was induced. Through such experiments, it is possible to confirm whether differentiation into immune cells is achieved while maintaining the B2M gene deficiency in lymphoid cells, and whether the differentiation degree of differentiated cells and the differentiation rate of the prepared pluripotent stem cells are embryonic stem cells. It was possible to check whether there was a difference such as retardation when compared to .
구체적으로 B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포와 야생형의 배아줄기세포를 혈액세포의 일종인 NK세포 포함 림프구계 세포로의 분화를 유도하였다. 분화를 위한 분화 메디아의 조성은 다음과 같이 하였다. Specifically, differentiation of B2M knocked-out somatic pluripotent stem cells and wild-type embryonic stem cells into lymphoid cells including NK cells, a type of blood cell, was induced. The composition of the differentiation media for differentiation was as follows.
마우스의 배아줄기세포 유지 메디아는 고함량의 글루코오스(high glucose)가 함유된 DMEM에 NEAA (nonessential amino acid) 5ml, 20% SR, 메르캅토에탄올 (500μl/500ml), 페니실린5ml, LIF (1μl/ml, 1x)에 배양한 후 매트리젤을 이용해 단일세포로 분리하였다. 6 웰 배양접시 200000개의 세포를, 12 웰 배양접시 50000 개의 세포를 올려 2일간 배양접시에 부착하고 증식시켰다. 분화가 시작되는 시점에서 세포는 Apel2 메디아를 기본으로 혈액 리니지 세포를 분화시키기 위한 메디아 조성을 각 단계에 맞게 사용하였다. 혈액 리니지 세포의 일종으로 분화시키기 위해 사용한 메디아의 조성은 다음과 같이 하고, 처리 단계를 아래와 같이 하였다. Mouse embryonic stem cell maintenance media is DMEM containing high glucose, NEAA (nonessential amino acid) 5ml, 20% SR, mercaptoethanol (500μl/500ml), penicillin 5ml, LIF (1μl/ml) , 1x) and separated into single cells using Matrigel. 200,000 cells in a 6-well culture dish and 50,000 cells in a 12-well culture dish were attached to the culture dish for 2 days and proliferated. At the point at which differentiation began, the cells used Apel2 media as a basis, and media compositions for differentiating blood Lineage cells were used according to each stage. The composition of the media used to differentiate into a type of blood lineage cell was as follows, and the processing steps were as follows.
1. 중배엽 분화 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml bFGF, 3nM CHIR, 100ng/ml 아스코르브산 (ascorbic acid), 20ng/ml VEGFA, 50ng/ml SCF 및 25ng/ml BMP4 를 포함한다. 중배엽으로 분화시키기 위하여 상기 분화 메디아로 처리하여 2일간 분화시켰다. 1. Mesoderm differentiation media contained Apel-2 media, 10ng/ml bFGF, 3nM CHIR, 100ng/ml ascorbic acid, 20ng/ml VEGFA, 50ng/ml SCF and 25ng/ml BMP4. To differentiate into mesoderm, the cells were treated with the differentiation media and differentiated for 2 days.
2. 혈관모 전구세포를 위한 분화 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml bFGF, 100ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 100ng/ml의 TPO, 20 ng/ml의 EPO, 50ng/ml의 IL-6 및, 50ng/ml의 IGF-1 를 포함하며, 상기의 조성을 가진 메디아를 세포에 처리하여 2일간 분화시켰다. 2. Differentiation media for hemangioblastic progenitor cells were Apel-2 media, 10ng/ml bFGF, 100ng/ml VEGFA, 250ng/ml SCF, 200ng/ml FLT3L, 20ng/ml GCSF, 100ng/ml TPO , 20 ng/ml of EPO, 50 ng/ml of IL-6, and 50 ng/ml of IGF-1, and treated with media having the above composition to cells and differentiated for 2 days.
3. 혈관모세포의 안정화를 위한 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 100ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 100ng/ml 의 TPO, 50ng/ml의 IL-6, 50ng/ml의 IGF-1, 20ng/ml의 IL-7, 20ng/ml의 IL-15, 50ng/ml의 IL-5 및 25ng/ml의 DLL1 를 포함하며, 상기 메디아를 세포에 처리하여 6일동안 세포가 안정화되도록 분화시켰다.3. Apel-2 media for stabilization of hemangioblasts, bFGF at 10 ng/ml, VEGFA at 100 ng/ml, SCF at 250 ng/ml, FLT3L at 200 ng/ml, GCSF at 20 ng/ml, TPO at 100 ng/ml , 50ng/ml of IL-6, 50ng/ml of IGF-1, 20ng/ml of IL-7, 20ng/ml of IL-15, 50ng/ml of IL-5 and 25ng/ml of DLL1, Cells were treated with the media and differentiated for 6 days to stabilize the cells.
4. 림프구계 세포로 진입을 유도하면서 안정화를 유도하기 위한 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 20ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 50ng/ml의 EGF, 50ng/ml의 IL-7, 100ng/ml의 IL-15, 50ng/ml의 IL-5, 40ng/ml의 IL-2, 25ng/ml의 DLL1 및 10nM의 EZH저해제를 세포에 처리하여 3-5일동안 배양하여 분화시켰다. 4. Media for inducing stabilization while inducing entry into lymphoid cells include Apel-2 media, 10 ng/ml of bFGF, 20 ng/ml of VEGFA, 250 ng/ml of SCF, 200 ng/ml of FLT3L, and 20 ng/ml of GCSF, 50ng/ml EGF, 50ng/ml IL-7, 100ng/ml IL-15, 50ng/ml IL-5, 40ng/ml IL-2, 25ng/ml DLL1 and 10nM EZH inhibitor The cells were treated and cultured for 3-5 days to differentiate them.
마지막 4번 단계 이후에는 림프모구를 시작으로 NK세포로 분화를 포함한 T 세포, 감마델타 T cell 등의 림프구계 세포로의 분화를 확인하였다. 이에, 상기 분화를 유도하는 1 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12 및 13일에서의 세포의 형태를 확인한 야생형의 배아줄기세포를 확인한 결과를 도 11a에, B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포를 확인한 결과를 도 11c에, 분화 유도 이후 13일에서의 분화정도를 야생형의 배아줄기세포에 있어서 확인한 결과를 도 11b에, B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포를 확인한 결과를 도 11d에 나타내었다. 또한, 이 세포주는 GFP형광이 나오도록 유전자 편집을 유도한 세포이기 때문에 모든 세포에서 GFP가 발현한다.After the last step 4, differentiation into lymphoid cells such as T cells, gamma delta T cells, etc. including differentiation into NK cells, starting with lymphoblasts, was confirmed. Accordingly, FIG. 11a shows the result of confirming the wild-type embryonic stem cells, which confirmed the cell morphology on days 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, and 13 inducing the differentiation, in FIG. 11a. Fig. 11c shows the result of confirming somatic cell-replicating pluripotent stem cells, Fig. 11b shows the result of confirming the degree of differentiation in wild-type embryonic stem cells 13 days after induction of differentiation, and Fig. 11b shows the result of confirming somatic cell-replicating pluripotent stem cells knocked out of B2M. It is shown in Figure 11d. In addition, since this cell line is a cell in which gene editing is induced to emit GFP fluorescence, GFP is expressed in all cells.
도 11a 내지 11d에서 확인한 바와 같이, 배아줄기세포와 B2M 이 결손된 체세포 복제 만능 줄기세포 간 혈액 리니지의 NK세포를 분화하였을 때 분화의 지연 정도나 빈도에 대한 유의적 차이는 형태학적으로 나타나지 않음을 확인하였다. As confirmed in FIGS. 11a to 11d, when blood Lineage NK cells were differentiated between embryonic stem cells and B2M-deficient somatic cell replicating pluripotent stem cells, there was no significant difference in the degree of delay or frequency of differentiation morphologically. Confirmed.
또한 줄기세포로부터 4단계의 분화 메디아를 적용하여 13일차까지 분화를 유도한 경우 야생형 ES 세포주 (C57/BL6 STRAIN)에서는 6.6%로, B2M KO 의 경우 6.4% 정도의 자연살해세포로의 분화수준을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 마우스의 비장에서 NK세포로의 분화 효율보다 약 2배정도 높은 결과인 것을 확인하여 섬유아세포로부터 만능 줄기세포를 제조하고, 이를 체세포 복제를 통해 줄기세포로 제조하더라도 야생형 줄기세포와 동일한 유도능을 가지고 있어 효율적인 분화가 가능하고, 이는 종전의 비장세포에서의 분화보다 효율이 우수한 것임을 확인할 수 있었다.In addition, when differentiation was induced up to the 13th day by applying a 4-step differentiation media from stem cells, the level of differentiation into natural killer cells was reduced to 6.6% in the wild-type ES cell line (C57/BL6 STRAIN) and 6.4% in the case of B2M KO. It was confirmed that indicated This is confirmed to be about twice as high as the efficiency of differentiation into NK cells in the spleen of a mouse. Thus, even if pluripotent stem cells are prepared from fibroblasts and produced into stem cells through somatic cell cloning, they have the same induction ability as wild-type stem cells. Therefore, it was confirmed that efficient differentiation was possible, and that the efficiency was superior to that of conventional differentiation from splenocytes.
또한, 최종 분화유도된 배아줄기세포에서는 B2M을 7.2%로 발현하는 것과 비교하여, 제조한 SCNT-PSCs는 현저하게 낮은 비율인 B2M을 0.4%로 발현하는 것을 확인하여, 실제적으로 최종 분화될 때까지 B2M의 발현없이 제조할 수 있어 면역거부회피가 가능한 저면역의 NK세포로까지 효과적인 제조가 가능함을 확인하였다. In addition, compared to the expression of B2M at 7.2% in embryonic stem cells induced to terminal differentiation, it was confirmed that the produced SCNT-PSCs expressed B2M at a significantly lower rate of 0.4%. It was confirmed that even hypoimmune NK cells capable of avoiding immune rejection can be effectively produced because they can be produced without expression of B2M.
실시예 5. B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)의 감마 델타 T세포로의 분화 확인Example 5. Confirmation of Differentiation of B2M Knockout Somatic Replicating Pluripotent Stem Cells (SCNT-PSCs) into Gamma Delta T Cells
상기 실시예 1에서 제조한 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 감마델타 T세포로 B2M 유전자가 결손된 상태를 유지하며 효과적인 분화가 유도되는지를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 분화를 위하여 사용한 분화 메디아의 조성은 아리와 같다. Experiments were performed to confirm whether effective differentiation was induced from the somatic cell-replicating pluripotent stem cells prepared in Example 1 to gammadelta T cells while maintaining the B2M gene-defective state. The composition of the differentiation media used for differentiation is the same as Ari.
구체적으로 B2M 낙아웃된 체세포 복제 만능 줄기세포를 림프구계 세포의 일종인 감마델타 T세포로의 분화를 유도하였다. 분화를 위한 분화 메디아의 조성은 다음과 같이 하였다. Specifically, the differentiation of somatic cell replicating pluripotent stem cells knocked out of B2M into gamma delta T cells, which is a type of lymphoid cell, was induced. The composition of the differentiation media for differentiation was as follows.
마우스의 배아줄기세포 유지 메디아는 고함량의 글루코오스(high glucose)가 함유된 DMEM에 NEAA (nonessential amino acid) 5ml, 20% SR, 메르캅토에탄올 (500μl/500ml), 페니실린5ml, LIF (1μl/ml, 1x)에 배양한 후 매트리젤을 이용해 단일세포로 분리하였다. 6 웰 배양접시 200000개의 세포를, 12 웰 배양접시 50000 개의 세포를 올려 2일간 배양접시에 부착하고 증식시켰다. 분화가 시작되는 시점에서 세포는 Apel2 메디아를 기본으로 혈액 리니지 세포를 분화시키기 위한 메디아 조성을 각 단계에 맞게 사용하였다. 혈액 리니지 세포의 일종으로 분화시키기 위해 사용한 메디아의 조성은 다음과 같이 하고, 처리 단계를 아래와 같이 하였다. Mouse embryonic stem cell maintenance media is DMEM containing high glucose, NEAA (nonessential amino acid) 5ml, 20% SR, mercaptoethanol (500μl/500ml), penicillin 5ml, LIF (1μl/ml) , 1x) and separated into single cells using Matrigel. 200,000 cells in a 6-well culture dish and 50,000 cells in a 12-well culture dish were attached to the culture dish for 2 days and proliferated. At the point at which differentiation began, the cells used Apel2 media as a basis, and media compositions for differentiating blood Lineage cells were used according to each stage. The composition of the media used to differentiate into a type of blood lineage cell was as follows, and the processing steps were as follows.
1. 중배엽 분화 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 3nM CHIR, 100ng/ml 의 아스코르브산 (ascorbic acid), 20ng/ml의 VEGFA, 50ng/ml의 SCF 및 25ng/ml의 BMP4 를 포함한다. 중배엽으로 분화시키기 위하여 상기 분화 메디아로 처리하여 2일간 분화시켰다. 1. Mesoderm differentiation media contained Apel-2 media, bFGF at 10 ng/ml, 3 nM CHIR, ascorbic acid at 100 ng/ml, VEGFA at 20 ng/ml, SCF at 50 ng/ml and BMP4 at 25 ng/ml. do. To differentiate into mesoderm, the cells were treated with the differentiation media and differentiated for 2 days.
2. 혈관모 전구세포를 위한 분화 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 100ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 100ng/ml의 TPO, 20 ng/ml의 EPO, 50ng/ml의 IL-6 및, 50ng/ml의 IGF-1 를 포함하며, 상기의 조성을 가진 메디아를 세포에 처리하여 2일간 분화시켰다. 2. Differentiation media for hemangioblastic progenitor cells were Apel-2 media, 10 ng/ml bFGF, 100 ng/ml VEGFA, 250 ng/ml SCF, 200 ng/ml FLT3L, 20 ng/ml GCSF, 100 ng/ml Cells were treated with media containing TPO, 20 ng/ml EPO, 50 ng/ml IL-6, and 50 ng/ml IGF-1, and the cells were differentiated for 2 days.
3. 혈관모세포의 안정화를 위한 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 100ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 100ng/ml의 TPO, 50ng/ml의 IL-6, 50ng/ml의 IGF-1, 20ng/ml의 IL-7, 20ng/ml의 IL-15, 50ng/ml의 IL-5 및 25ng/ml의 DLL1 를 포함하며, 상기 메디아를 세포에 처리하여 6일동안 세포가 안정화되도록 분화시켰다.3. Apel-2 media for stabilization of hemangioblasts, bFGF at 10 ng/ml, VEGFA at 100 ng/ml, SCF at 250 ng/ml, FLT3L at 200 ng/ml, GCSF at 20 ng/ml, and TPO at 100 ng/ml , 50ng/ml of IL-6, 50ng/ml of IGF-1, 20ng/ml of IL-7, 20ng/ml of IL-15, 50ng/ml of IL-5 and 25ng/ml of DLL1, Cells were treated with the media and differentiated for 6 days to stabilize the cells.
4. 림프구계 세포로 진입을 유도하면서 안정화를 유도하기 위한 메디아는 Apel-2 메디아, 10ng/ml의 bFGF, 20ng/ml의 VEGFA, 250ng/ml의 SCF, 200ng/ml의 FLT3L, 20ng/ml의 GCSF, 50ng/ml의 EGF, 50ng/ml의 IL-7, 100ng/ml의 IL-15, 50ng/ml의 IL-5, 40ng/ml의 IL-2, 25ng/ml의 DLL1 및 10nM의 EZH저해제를 세포에 처리하여 3-5일동안 배양하여 분화시켰다. 4. Media for inducing stabilization while inducing entry into lymphoid cells include Apel-2 media, 10 ng/ml of bFGF, 20 ng/ml of VEGFA, 250 ng/ml of SCF, 200 ng/ml of FLT3L, and 20 ng/ml of GCSF, 50ng/ml EGF, 50ng/ml IL-7, 100ng/ml IL-15, 50ng/ml IL-5, 40ng/ml IL-2, 25ng/ml DLL1 and 10nM EZH inhibitor The cells were treated and cultured for 3-5 days to differentiate them.
B2M 유전자가 결손된 상태를 유지하며 혈액세포 중 감마 델타 T 세포로의 분화가 이뤄지는지를 확인하기 위하여 분화 이후 FACS 및 면역염색을 수행하였다. 상기 마지막 4번 단계 이후에 림프모구를 시작으로 감마 델타 T 세포로의 분화를 포함한 T 세포, NK세포로의 분화 및 성숙이 나타나는 것을 확인하였다. 특히 감마 델타 T 세포는 분화 후 2-3일안에 가장 빠르게 분화 진입이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. FACS and immunostaining were performed after differentiation in order to confirm whether differentiation into gamma delta T cells among blood cells was performed while maintaining the B2M gene-defective state. After the last step 4, it was confirmed that differentiation and maturation into T cells and NK cells including differentiation into gamma delta T cells, starting with lymphoblasts, appeared. In particular, it was confirmed that gamma delta T cells enter differentiation most quickly within 2-3 days after differentiation.
이에, 상기 제조된 줄기세포로부터 감마델타 T세포로의 분화를 유도하고, 이의 형태를 확인한 결과를 도 12a에 나타내었다. 또한 감마델타 TCR 항체를 이용하여 B2M KO 섬유아세포를 CD3, NKG2D, 및 NK1.1 과 함께 분화를 유도한 후 이들의 단백질 발현을 확인하여 분화 유도된 감마델타 T세포의 11일차에 효과적으로 감마델타 세포로 분화가 유도되었는지 단일마커 및 이중발현, 삼중발현 및 사중발현마커로 확인한 결과를 도 12b에 나타내었다. 또한 마커의 발현을 면역염색을 통하여 확인한 결과를 도 12c에 나타내었고, 분화 결과를 FACS를 통하여 확인한 결과를 도 12d에 나타내었다.Accordingly, differentiation of the prepared stem cells into gamma delta T cells was induced, and the results of confirming the morphology were shown in FIG. 12A. In addition, after inducing differentiation of B2M KO fibroblasts together with CD3, NKG2D, and NK1.1 using a gamma delta TCR antibody, expression of these proteins was confirmed to effectively induce gamma delta cells on day 11 of the differentiated gamma delta T cells. 12b shows the results of confirming whether differentiation was induced with a single marker, double expression, triple expression, and quadruple expression marker. In addition, the result of confirming the expression of the marker through immunostaining is shown in FIG. 12c, and the result of confirming the differentiation result through FACS is shown in FIG. 12d.
도 12a에서 확인한 바와 같이, 제조한 체세포 복제 만능 줄기세포를 감마델타 T세포로 분화를 유도한 경우, 분화의 지연 정도나 빈도에 대한 유의적 차이가 없이 약 12일 이후에는 감마델타 T세포로 효과적으로 분화가 유도되는 것을 확인할 수 있었다. 도 12b 및 도 12d에서 확인한 바와 같이, 분화 후 11일이 지나면 감마델타 T세포와 CD3 T 세포로 분화가 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 단일 마커로 확인한 CD3의 빈도는 4.9±0.6%, NK1.1은 10.1±0.6%로 나타나는 것을 확인하였다. NKG2D의 빈도는 22.1±1.9%, 및 감마델타 TCR은 29.0±3.1%로 나타나는 것을 확인하였다. 또한 이중발현, 삼중발현 및 사중발현을 통해 감마델타 T 세포군으로 동정을 더 확실히 하기 위해 FACS를 수행한 결과, CD3+gd TCR+ 세포의 경우 이의 비율은 3.7±0.6%로, NKG2D+gd TCR+ 세포는 12.6±1.5%로 나타나는 것을 확인하였다. 또한 NKG2D+NK1.1+세포는 7.6±0.8% 로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 삼중발현의 경우, CD3 세포내에서의 NKG2D+gd TCR+ 세포의 발현은 11.1±1.3%, NK1.1 세포내에서는 NKG2D+gd TCR+ 세포의 빈도가 12.7±1.6%인 것을 확인하였다. 특히 상기 세포들은 각 리니지의 성숙한 세포로의 분화가 완료되지 않아 어떤 조합으로 삼중발현을 조사한 경우라도 각 군간 빈도 차이가 많이 나타나지 않아 분화중인 림프구계 전구세포의 형태인 것을 확인할 수 있었다. 최종 NK1.1+CD3+ 세포내에서 NKG2D+gd TCR+ 세포는 10.6±0.7%이 빈도수가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 도 12c에서 확인한 바와 같이, 면역염색을 통해서도 제조된 SCNT-PSCs 세포는 감마델타 T세포 마커 발현을 확인하여 감마델타 T세포로의 분화가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.As confirmed in FIG. 12a, when the differentiation of the prepared somatic cell-replicating pluripotent stem cells into gamma delta T cells was induced, there was no significant difference in the degree of delay or frequency of differentiation, and after about 12 days, gamma delta T cells were effectively transformed into gamma delta T cells. It was confirmed that differentiation was induced. As confirmed in FIGS. 12B and 12D , it was confirmed that 11 days after differentiation showed differentiation into gamma delta T cells and CD3 T cells. It was confirmed that the frequency of CD3 identified as a single marker was 4.9±0.6% and NK1.1 was 10.1±0.6%. It was confirmed that the frequency of NKG2D was 22.1±1.9% and the gamma delta TCR was 29.0±3.1%. In addition, FACS was performed to more clearly identify the gamma delta T cell population through double expression, triple expression, and quadruple expression. As a result, the ratio of CD3+gd TCR+ cells was 3.7±0.6%, and NKG2D+gd TCR+ cells were It was confirmed that it appeared as 12.6±1.5%. In addition, it was confirmed that NKG2D+NK1.1+ cells appeared at 7.6±0.8%. In the case of triple expression, it was confirmed that the expression of NKG2D+gd TCR+ cells in CD3 cells was 11.1±1.3%, and the frequency of NKG2D+gd TCR+ cells in NK1.1 cells was 12.7±1.6%. In particular, since the differentiation of each lineage into mature cells was not completed, it was confirmed that the cells were in the form of differentiated lymphoid progenitor cells because no significant difference in frequency between groups was observed even when triple expression was investigated in any combination. It was confirmed that 10.6±0.7% of NKG2D+gd TCR+ cells appeared in the final NK1.1+CD3+ cells. In addition, as confirmed in FIG. 12c, it was confirmed that the SCNT-PSCs prepared through immunostaining were differentiated into gamma delta T cells by confirming the expression of gamma delta T cell markers.
따라서, 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 림프구계 세포 중 일종인 감마델타 T 세포로의 분화 유도 11일이 된 세포에서는 초기 림프구계 전구세포로 여겨지는 혈액 감마 T 세포의 발현이 30% 로 나타나 현저하게 높은 비율로 감마델타 T세포로 발현이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Therefore, in cells 11 days after the induction of differentiation from somatic cell replicating pluripotent stem cells into gamma delta T cells, a type of lymphoid cell, the expression of blood gamma T cells, which are considered early lymphoid progenitor cells, was 30%, which was remarkably high. It was confirmed that the expression was expressed in gamma delta T cells at a ratio.
실시예 6. 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)로부터 분화시킨 면역세포의 B2M 낙아웃 검증Example 6. Verification of B2M knockout of immune cells differentiated from prepared somatic cell replicating pluripotent stem cells (SCNT-PSCs)
상기 실시예 3 및 4를 통해 제조한 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)로부터 최종적으로 분화시킨 면역세포인 NK세포 및 감마델타 T세포에서도 B2M 낙아웃이 되어 있어 면역거부회피가 가능한 저면역의 면역세포로 제조가 가능한지 여부를 확인하는 실험을 수행하였고, 이를 PCR을 통해 구체적으로 확인하고 이의 결과를 도 13a 내지 13c에 나타내었다. 실험 방법은 상기 실시예에서 제조한 세포를 통하여 상기 실시예에서 확인한 방법을 통하여 수행하였다.NK cells and gamma delta T cells, which are immune cells finally differentiated from somatic cell replicating pluripotent stem cells (SCNT-PSCs) prepared in Examples 3 and 4, are also knocked out of B2M, resulting in hypoimmunity that can avoid immune rejection. An experiment was performed to confirm whether or not production with immune cells was possible, and this was specifically confirmed through PCR, and the results are shown in FIGS. 13a to 13c. The experimental method was performed through the method identified in the above examples through the cells prepared in the above examples.
구체적으로 B2M 낙아웃이 없는 야생형과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포(skin)와 이로부터 체세포 복제 만능 줄기세포(ES)에 있어서 B2M 낙아웃 검증한 결과를 도 13a에, B2M 낙아웃이 없는 야생형과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포(skin)와 이로부터 체세포 복제 만능 줄기세포(B2M-/-SCNT-PSCs)와 이를 NK세포로 분화시킨 세포(B2M-/-Blood cells)에 있어서 B2M 낙아웃 검증한 결과를 도 13b에, B2M 낙아웃이 없는 야생형(wild blood cells)과 B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포로부터 체세포 복제 만능 줄기세포를 제조하고 이를 감마델타 T세포로 분화시킨 세포(B2M-/-Blood cells)에 있어서 B2M 낙아웃 검증한 결과를 도 13c에 나타내었다.Specifically, the results of B2M knockout verification in wild type without B2M knockout, fibroblasts (skin) induced with B2M knockout, and somatic cell replicating pluripotent stem cells (ES) therefrom are shown in FIG. 13a, and wild type without B2M knockout. and B2M knockout in fibroblasts (skin) from which B2M knockout was induced, somatic cell replicating pluripotent stem cells (B2M−/−SCNT-PSCs) and cells differentiated into NK cells (B2M−/−Blood cells) The verified results are shown in FIG. 13B, in which somatic cell-replicating pluripotent stem cells were prepared from wild blood cells without B2M knockout and fibroblasts induced with B2M knockout and differentiated into gammadelta T cells (B2M-/ -Blood cells), the results of B2M knockout verification are shown in FIG. 13c.
도 13 a, b 및 c에서 확인한 바와 같이, 160/184 프라이머의 경우 410bp에서, 185/184 프라이머의 경우 261bp에서 B2M 결손을 확인할 수 있었다. 따라서, B2M 낙아웃을 유도한 섬유아세포, 이를 체세포 복제 만능 줄기세포로 제조한 경우 및 상기 제조된 B2M-/-SCNT-PSCs로부터 유도된 NK세포와 감마델타 T세포 역시 모두 B2M 낙아웃이 나타나, 실제적으로 최종 분화될 때까지 B2M의 발현이 나타나지 않으므로 면역거부회피가 가능한 저면역의 NK세포로 효과적인 제조가 가능함을 확인하였다.As confirmed in FIGS. 13 a, b and c, B2M deletion was confirmed at 410 bp for the 160/184 primers and at 261 bp for the 185/184 primers. Therefore, fibroblasts with B2M knockout induced, when prepared as somatic cell replicating pluripotent stem cells, and NK cells and gamma delta T cells derived from the prepared B2M-/-SCNT-PSCs also showed B2M knockout, Since the expression of B2M does not appear until the actual final differentiation, it was confirmed that it is possible to effectively manufacture NK cells with low immunity capable of avoiding immune rejection.

Claims (13)

  1. B2M (β2-마이크로글로불린)유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산분자, 또는 상기 외인성 핵산분자가 도입된 벡터를 포함하는, B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 줄기세포.Gene editing complexes that specifically bind to the B2M (β2-microglobulin) gene, exogenous nucleic acid molecules, or genetic manipulations with reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein, including vectors into which the exogenous nucleic acid molecule has been introduced. stem cells.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 줄기세포는 유도만능줄기세포(iPSC), 배아줄기세포, 체세포 핵치환 배아줄기세포(Somatic cell nuclear transfer-PSC) 또는 성체줄기세포인 것인 줄기세포.The stem cell according to claim 1, wherein the stem cell is induced pluripotent stem cell (iPSC), embryonic stem cell, somatic cell nuclear transfer-PSC or adult stem cell.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 체세포는 섬유아세포 (fibroblast), 비장세포, 간세포, 상피세포, 근육세포, 신경세포, 모발세포, 모근세포, 모낭세포, 구강상피세포, 소변에서 추출한 체세포, 위점막세포, 배상세포, G세포, B세포, 주피세포, 성상교세포(astrocyte), 혈관모세포, 혈액세포, 신경 줄기세포, 희소돌기아교 전구세포로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 줄기세포.The method according to claim 2, wherein the somatic cells are fibroblasts, spleen cells, hepatocytes, epithelial cells, muscle cells, nerve cells, hair cells, hair follicle cells, hair follicle cells, oral epithelial cells, somatic cells extracted from urine, gastric mucosal cells, Stem cells that are at least one selected from the group consisting of goblet cells, G cells, B cells, pericyte cells, astrocytes, hemangioblasts, blood cells, neural stem cells, and oligodendrocyte precursor cells.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 유전자 편집 복합체는 ZFN(zinc finger nuclease), TALEN(transcription activator-like effector nuclease), 및 RGEN(RNA-guided engeineered nucelase)으로 이루어진 군에서 선택된 것인 줄기세포.The stem cell according to claim 1, wherein the gene editing complex is selected from the group consisting of zinc finger nuclease (ZFN), transcription activator-like effector nuclease (TALEN), and RNA-guided engeineered nucelase (RGEN).
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 RGEN은 B2M 유전자의 특정 서열에 특이적으로 결합하는 가이드 RNA 및 Cas 단백질을 포함하는 것인 줄기세포.The stem cell according to claim 4, wherein the RGEN comprises guide RNA and Cas protein that specifically bind to a specific sequence of the B2M gene.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 외인성 핵산분자는 안티센스 올리고뉴클레오타이드, 리보자임 또는 간섭 RNA (RNAi) 분자인 것인 줄기세포.The stem cell according to claim 1, wherein the exogenous nucleic acid molecule is an antisense oligonucleotide, a ribozyme or an interfering RNA (RNAi) molecule.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 벡터는 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터, 레트로바이러스(Retrovirus) 벡터, HIV(Human immunodeficiency virus) 벡터, MLV(Murineleukemia virus)벡터, ASLV(Avian sarcoma/leukosis) 벡터, SNV(Spleen necrosis virus)벡터, RSV(Rous sarcoma virus)벡터, MMTV(Mouse mammary tumor virus) 벡터, 아데노바이러스(Adenovirus) 벡터, 아데노 관련 바이러스(Adenoassociatedvirus) 벡터, 헤르페스 심플렉스 바이러스(Herpes simplex virus) 벡터 및 에피조말 (episomal) 벡터로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 벡터인 것인 줄기세포.The method according to claim 1, wherein the vector is a plasmid vector, cosmid vector, viral vector, lentiviral vector, retrovirus vector, HIV (Human immunodeficiency virus) vector, MLV (Murineleukemia virus) vector, ASLV (Avian sarcoma / leukosis) ) vector, SNV (Spleen necrosis virus) vector, RSV (Rous sarcoma virus) vector, MMTV (Mouse mammary tumor virus) vector, Adenovirus vector, Adenoassociated virus vector, Herpes simplex virus Stem cells that are one or more vectors selected from the group consisting of virus vectors and episomal vectors.
  8. 청구항 1의 줄기세포로부터 분화시킨 B2M 유전자 또는 B2M 단백질의 발현 또는 활성이 감소된 유전적으로 조작된 면역세포.A genetically engineered immune cell with reduced expression or activity of the B2M gene or B2M protein differentiated from the stem cell of claim 1.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 면역세포는 CD8+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 헬퍼 CD4+ T 세포, 조절 T 세포, 상피내 림프구 (IEL), 감마델타(gamma delta) T세포 또는 NK세포인 것인 면역세포.The immune cell of claim 8, wherein the immune cell is a CD8+ T cell, helper CD4+ T cell, helper CD4+ T cell, regulatory T cell, intraepithelial lymphocyte (IEL), gamma delta T cell or NK cell.
  10. 청구항 1의 줄기세포 또는 청구항 8의 면역세포를 포함하는 세포치료제.A cell therapy agent comprising the stem cell of claim 1 or the immune cell of claim 8.
  11. B2M 유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산분자, 상기 외인성 핵산분자가 도입된 벡터를 체세포에 접촉 또는 삽입시키는 단계를 포함하는, 체세포를 면역거부회피 줄기세포로 제조하는 방법.A method for preparing somatic cells into immune rejection evasion stem cells, comprising contacting or inserting a gene editing complex that specifically binds to a B2M gene, an exogenous nucleic acid molecule, and a vector into which the exogenous nucleic acid molecule has been introduced into somatic cells.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 체세포의 핵을 공여세포로하여 탈핵 난자에 주입시키는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 11, further comprising injecting the nucleus of the somatic cell as a donor cell into an enucleated oocyte.
  13. B2M (β2-마이크로글로불린)유전자에 특이적으로 결합하는 유전자 편집 복합체, 외인성 핵산분자, 상기 외인성 핵산분자가 도입된 벡터를 체세포에 접촉 또는 삽입시키는 단계; contacting or inserting a gene editing complex that specifically binds to a B2M (β2-microglobulin) gene, an exogenous nucleic acid molecule, and a vector into which the exogenous nucleic acid molecule is introduced;
    상기 체세포의 핵을 공여세포로하여 탈핵 난자에 주입시켜 체세포 복제 만능 줄기세포(SCNT-PSCs)를 제조하는 단계; 및 preparing somatic cell replicating pluripotent stem cells (SCNT-PSCs) by injecting the nuclei of the somatic cells as donor cells into enucleated oocytes; and
    상기 제조된 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 면역세포로 분화를 유도하는 단계를 포함하는 체세포 복제 만능 줄기세포로부터 면역거부회피 면역세포를 제조하는 방법.A method for preparing immune rejection avoiding immune cells from somatic replicating pluripotent stem cells comprising the step of inducing differentiation into immune cells from the prepared somatic replicating pluripotent stem cells.
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