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KR20160035920A - Method for inducing differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal lineage cells - Google Patents

Method for inducing differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal lineage cells Download PDF

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KR20160035920A
KR20160035920A KR1020140127876A KR20140127876A KR20160035920A KR 20160035920 A KR20160035920 A KR 20160035920A KR 1020140127876 A KR1020140127876 A KR 1020140127876A KR 20140127876 A KR20140127876 A KR 20140127876A KR 20160035920 A KR20160035920 A KR 20160035920A
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KR
South Korea
Prior art keywords
stem cells
embryonic stem
human embryonic
cells
differentiation
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020140127876A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배대경
김동성
문성환
Original Assignee
(주)차바이오텍
포항공과대학교 산학협력단
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)차바이오텍, 포항공과대학교 산학협력단, 건국대학교 산학협력단 filed Critical (주)차바이오텍
Priority to KR1020140127876A priority Critical patent/KR20160035920A/en
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Abstract

본 발명은 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법 및 분화유도용 용기에 관한 것으로, 본 발명의 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법은 일정한 간격으로 형성된 다수의 나노포어를 포함하는 배양용기 안에서 인간 배아줄기세포를 배양하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 양태는 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로 분화시키는 데 유용하게 활용할 수 있다. The present invention relates to a method for inducing differentiation from mesenchymal stem cells into mesoderm cells and a container for inducing differentiation. In the method for inducing differentiation from mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells, a plurality of nanopores And culturing the human embryonic stem cells in a culture container. One aspect of the present invention may be useful for differentiating into mesodermal cells from human embryonic stem cells.

Description

인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법 {Method for inducing differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal lineage cells}[0001] The present invention relates to a method for inducing differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal lineage cells

본 발명은 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로 분화를 유도하는 방법 및 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도용 용기에 관한 것이다. The present invention relates to a method for inducing differentiation into mesodermal cells from human embryonic stem cells and a vessel for inducing differentiation into mesodermal cells in human embryonic stem cells.

배아줄기세포(Embryonic stem cells, ESCs)는 생체 외 배양조건에서 분화하지 않고 정상적인 핵형을 유지한 채 지속적으로 자가 증식할 수 있는 능력이 뛰어나며 또한 배양 환경에 따라 이론적으로 생체를 구성하고 있는 거의 모든 세포 타입으로 분화할 수 있는 능력을 가진다. 이러한 특성으로 인해 최근 재생의학 및 의료산업개발 분야에서 인간 배아줄기세포의 세포치료제로서의 활용 가능성이 인정되면서 인간배아줄기세포로부터 특정 기능을 담당하는 세포로의 분화 유도 기술 및 관련 물질 개발의 중요성이 부각되고 있다. 특히 재생의학 분야에서 배아줄기세포의 활용성 및 적용성을 높이기 위해서 특정 유형의 세포가 높은 생산량으로 생산되는 것에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이에 따라 배아줄기세포에서 특정 세포로의 분화를 유도하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으나, 대부분 가용성 화학물질 또는 세포 성장인자(growth factor) 처리, 또는 유전자 조작 등과 같은 화학적인 접근법에 기반을 두고 있다. 그러나 이러한 세포 성장인자는 매우 고가라는 단점을 가지고 있으며, 이외에도 세포의 감염 문제, 유전자 변이 및 세포 변이의 가능성 등 여러 제약을 가지고 있다. 또한 이와 같은 화학적 접근법을 이용할 경우 특정세포로의 분화 효율이 세포 치료에 이용하기에 충분하지 않다는 문제점을 보이고 있다. 따라서 배아줄기세포의 특정 세포로 분화 유도하는 방법 또는 분화 효율을 높이기 위한 방법이 더욱 요구되고 있는 실정이다. Embryonic stem cells (ESCs) have the ability to self-proliferate continuously while maintaining normal karyotype without differentiation in in vitro culture conditions. In addition, almost all cells that theoretically constitute living organisms Type. ≪ / RTI > Because of these characteristics, human embryo stem cells have recently been recognized as a potential therapeutic agent in the field of regenerative medicine and medical industry development. Therefore, it is important to develop the technology for inducing differentiation from human embryonic stem cells into cells having specific functions, . In particular, in the field of regenerative medicine, the importance of producing high yields of certain types of cells is becoming more apparent in order to increase the applicability and applicability of embryonic stem cells. Thus, various studies have been conducted to induce differentiation of embryonic stem cells into specific cells, but most of them are based on chemical approaches such as soluble chemicals, growth factor treatment, or genetic manipulation. However, these cell growth factors have disadvantages that they are very expensive, and they also have various limitations such as cell infectivity, gene mutation, and possibility of cell mutation. In addition, when such a chemical approach is used, there is a problem that the efficiency of differentiation into a specific cell is not sufficient to be used for cell therapy. Therefore, a method for inducing differentiation of embryonic stem cells into specific cells or a method for increasing the efficiency of differentiation is further required.

최근, 증가하고 있는 많은 증거들은 가용성 인자 이외에, 세포와 아래 표면 사이에 물리적 상호작용이 세포 배양 및 세포 분화에 중요한 역할로서 작용한다는 것을 입증하고 있다. 세포 부착, 이동, 성장 및 분화와 같은 세포 행동은 섬유아세포부터 줄기세포까지 다양한 세포 유형의 나노규모 표면 특징의 크기 및 공간에 의해 영향받는다. 이에 본 발명자들은 나노포어가 형성된 배양용기가 인간 배아 줄기세포의 중배엽 세포로의 분화 효율을 높이는 것을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.In recent years, a growing body of evidence demonstrates that, in addition to solubility factors, physical interactions between cells and underlying surfaces play an important role in cell culture and cell differentiation. Cellular actions such as cell attachment, migration, growth and differentiation are affected by the size and spacing of nanoscale surface features of various cell types, from fibroblasts to stem cells. Thus, the present inventors have completed the present invention by confirming that the culture container in which the nanopore is formed enhances the differentiation efficiency of mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells.

본 발명의 일 목적은 효율적인 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화를 유도하는 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for inducing differentiation into mesodermal cells from an effective human embryonic stem cell.

본 발명의 다른 목적은 인간 배아줄기세포의 중배엽 세포로의 분화 유도용 용기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a container for inducing the differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal cells.

본 발명의 일 양태는 나노 구조물을 포함하는 배양용기 안에서 인간 배아줄기세포를 배양하는 단계를 포함하는, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법을 제공한다. One aspect of the present invention provides a method for inducing differentiation from mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells, comprising culturing human embryonic stem cells in a culture container containing a nanostructure.

본 발명에서, 용어 "인간 배아줄기세포(human embryonic stem cell, hESC)"는 수정란이 모체의 자궁에 착상하기 직전인 포배기 배아에서 내세포괴를 추출하여 체외에서 배양한 것으로, 인체의 모든 세포로 분화할 수 있는 전분화능(pluripotency)을 가지는 세포를 의미한다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 넓은 의미로는 인간 배아줄기세포로부터 유래한 배아체 또는 유도 전분화능 줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS cell)와 같은 유사 줄기세포들을 포함한다. In the present invention, the term "human embryonic stem cell (hESC)" refers to a cell obtained by extracting the inner cell mass from a blastocyst embryo immediately before fertilization of the embryo into the uterus of the mother, Which is a cell with a pluripotency that can be made. However, the present invention is not limited thereto and broadly includes embryonic stem cells derived from human embryonic stem cells or similar stem cells such as induced pluripotent stem cells (iPS cells).

본 발명에서, 용어 "중배엽 (Mesoderm)"은 대부분의 다세포동물의 초기 발생 에서 외배엽과 내배엽의 사이에 존재하는 중간층을 의미한다. 중배엽은 이후 특이적으로 심장, 혈관, 근육, 뼈, 생식기관, 몇몇의 분비관 등을 이루는 조직으로 분화가 이루어진다. 용어 "중배엽 세포"는 혈액세포, 혈관내피세포, 평활근 및 심근 등을 포함하는 근육세포, 골세포, 연골세포, 지방세포, 망상세포 또는 기타 결합조직세포로 분화할 수 있는 세포를 의미한다.In the present invention, the term "mesoderm" means an intermediate layer present between the ectoderm and the endoderm in the early development of most multicellular animals. The mesoderm is then differentiated into tissues that specifically form the heart, blood vessels, muscles, bones, reproductive organs, and several secretions. The term "mesodermal cell" means a cell capable of differentiating into muscle cells, bone cells, cartilage cells, adipocytes, reticular cells or other connective tissue cells including blood cells, vascular endothelial cells, smooth muscle and myocardium.

본 명세서에서, 용어, "분화 (differentiation)"는 세포가 특별한 기능을 갖는 특정한 세포나 조직의 복합체 또는 개체의 수준으로 증가하는 발달하는 일반적인 분화의 의미를 갖는다. 용어 "인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도”는 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 완전히 분화가 유도된 경우뿐만 아니라, 중배엽 세포에서 특이적인 단백질이 발현된 세포로 분화가 유도된 경우도 포함한다. 상기 특이적 단백질은 예를 들면 브라키우리(brachyury)일 수 있다.As used herein, the term "differentiation " has the meaning of an evolving generalized differentiation in which the cell increases to the level of a specific cell or tissue complex or individual with a particular function. The term "induction of differentiation from mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells " refers not only to the case where complete differentiation of mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells is induced, but also when mesenchymal stem cells are differentiated into cells expressing a specific protein The specific protein may be, for example, brachyury.

본 발명의 분화 유도 방법에 있어서, 상기 나노 구조물은 일정한 간격으로 형성된 다수의 나노포어일 수 있다. In the differentiation induction method of the present invention, the nanostructure may be a plurality of nanopores formed at regular intervals.

본 발명에서 용어 "나노포어 (nano pore)"은 세포 배양 용기 중 세포 배양면의 하부로 오목하게 형성되어 있는 구조를 의미하는 것으로, "나노기공, 또는 나노구멍"과 혼용하여 사용할 수 있다. 상기 나노포어는 일정한 폭의 관형태로 길게 뻗어 있으며, 그 단면의 하부와 상부는 둥근 반원 형태일 수 있다. 상부의 둥근 반원은 하부의 둥근 반원보다 넓은 지름으로 형성될 수 있으며, 나노 기공과 나노 기공 사이의 단면은 끝이 뾰족한 첨탑구조를 가질 수 있다.The term "nano pore" in the present invention means a structure formed concavely in the lower part of a cell culture surface in a cell culture container, and can be used in combination with "nano pore or nano hole ". The nanopore is elongated in a tubular shape having a constant width, and the lower and upper portions of the nanopore may be round semicircular. The upper round semicircle may be formed to have a wider diameter than the lower semicircle, and the cross section between the nanopores and the nano pores may have a spiral structure with a pointed end.

상기 나노포어의 직경은 예를 들면 30 내지 500 nm, 50 내지 450 nm, 70 내지 400 nm, 90 내지 350 nm, 100 내지 300 nm, 110 내지 330 nm, 120 내지 300 nm, 130 내지 270 nm 또는 150 내지 250 nm일 수 있다. 또한 예를 들면, 상기 나노포어의 직경은 약 200 nm 일 수 있다.The nanopore may have a diameter of, for example, 30 to 500 nm, 50 to 450 nm, 70 to 400 nm, 90 to 350 nm, 100 to 300 nm, 110 to 330 nm, 120 to 300 nm, To 250 nm. Also, for example, the diameter of the nanopore may be about 200 nm.

상기 나노포어의 깊이는 예를 들면 10 내지 1000 nm, 50 내지 900 nm, 100 내지 800 nm, 150 내지 700 nm, 200 내지 750 nm, 250 내지 700 nm 또는 300 내지 600 nm의 범위로 형성될 수 있다. 이 때, 나노 기공의 종횡비는 1 내지 5, 1 내지 4, 또는 1 내지 3 일 수 있다. 또한, 예를 들면 나노포어의 깊이는 약 500 nm 정도 일 수 있다. The depth of the nanopore may be in the range of, for example, 10 to 1000 nm, 50 to 900 nm, 100 to 800 nm, 150 to 700 nm, 200 to 750 nm, 250 to 700 nm, or 300 to 600 nm . In this case, the aspect ratio of the nanopores may be 1 to 5, 1 to 4, or 1 to 3. Further, for example, the depth of the nanopore may be about 500 nm.

상기 나노포어의 간격은 예를 들면 80 내지 1500 nm, 100 내지 1300 nm, 150 내지 1000 nm, 200 내지 900 nm, 250 내지 800 nm, 300 내지 700 nm, 또는 400 내지 600 nm일 수 있다. 여기서 상기 나노포어의 간격은 각 나노포어의 중심 간의 거리를 기준으로 한다. 또한, 예를 들면 상기 나노포어는 약 500nm 정도의 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. The spacing of the nanopores may be, for example, 80 to 1500 nm, 100 to 1300 nm, 150 to 1000 nm, 200 to 900 nm, 250 to 800 nm, 300 to 700 nm, or 400 to 600 nm. The distance between the nanopores is based on the distance between the centers of the nanopores. For example, the nanopores may be arranged at a constant interval of about 500 nm.

상기 나노포어는 배양 용기 내 세포 배양면에 형성된다. 용어 "배양면"은 세포가 부착되어 증식 또는 분화되는 배양 용기 내 부분을 의미한다. 상기 세포 배양면의 재질은 예를 들면 열가소성 수지인 폴리스티렌(PS)으로 이루어질 수 있으며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 또한 폴리디메틸실록산과 같은 탄성중합체로 형성할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 배양면은 폴리스티렌으로 형성될 수 있다.The nanopore is formed on the cell culture surface in the culture container. The term "culture surface" refers to a portion in a culture vessel in which cells are attached to multiply or differentiate. The material of the cell culture surface may be, for example, polystyrene (PS), which is a thermoplastic resin, and thermoplastic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC) or thermosetting resins may be used. It may also be formed of an elastomer such as polydimethylsiloxane. In one embodiment of the present invention, the culture surface may be formed of polystyrene.

또한 세포 배양면 상에서 세포의 부착력을 향상시키기 위한 표면의 플라즈마 처리, 오존 처리 또는 세포 점착 증진 물질의 코팅 등의 추가적인 처리를 할 수도 있다. 본 발명의 분화 유도 방법에 이용되는 세포 배양 용기는 나노포어가 형성된 세포 배양면을 예를 들면 피브로넥틴으로 코팅할 수 있다. 상기 피브로넥틴 코팅 방법은 줄기세포 배양에 있어서 통상적으로 알려진 방법을 이용할 수 있다.Further, an additional treatment such as surface plasma treatment, ozone treatment or coating with a cell adhesion promoting substance to improve the adhesion of cells on the cell culture surface may be performed. The cell culture container used in the differentiation induction method of the present invention can be coated with fibronectin, for example, on the cell culture surface on which the nanopore is formed. As the fibronectin coating method, a method commonly known in stem cell culture can be used.

본 발명의 인간 배아줄기세포의 분화 유도 방법은 다수의 나노 포어가 균일한 크기로 형성되고 일정한 간격을 두고 배치된 세포 배양용기를 이용함으로써, 인간 배아줄기세포의 부착, 증식 및 분화에 영향을 주어, 중배엽 세포로의 분화의 효율을 높이는 역할을 한다. The method of inducing differentiation of human embryonic stem cells according to the present invention affects the adhesion, proliferation and differentiation of human embryonic stem cells by using a cell culture container in which a plurality of nanopores are uniformly formed and arranged at regular intervals , And improves the efficiency of differentiation into mesodermal cells.

또한 본 발명의 분화 유도 방법에 있어서, 상기 나노포어를 포함하는 배양용기에서의 배양되는 인간 배아줄기세포는 중배엽 유도물질을 함유하는 배지에서 배양된 인간 배아줄기세포 유래 배상체일 수 있다. 본 명세서에서, "배상체 (embryoid body, EB)"라 함은 배아줄기세포가 자연 분화되어 형성되는 세포 덩어리로, 내배엽, 중배엽 및 외배엽의 3가지 배아 배엽층(three germ layer)으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포 응집체를 의미한다. 세포 응집은 전형적인 집락 증식을 형성하기 위해 표면에 세포가 부착하는 것을 방지하는 방울 배양, 비처리 세포 배양 접시 배양 또는 교반 배양에 의해 발생한다. 응집과 함께 분화가 시작되고, 세포는 제한된 정도의 배발생을 반복하기 시작한다. 상기 배상체는 다분화능 세포로부터 유도되고 따라서 매우 다양한 분화된 세포형으로 구성될 수 있다.In the method of inducing differentiation according to the present invention, the cultured human embryonic stem cells in the culture container containing the nanopore may be a human embryonic stem cell derived recombinant cultured in a culture medium containing a mesodermal inducer. In the present specification, the term "embryoid body (EB)" refers to a cell mass in which embryonic stem cells are naturally differentiated, and can be differentiated into three germ layers of endoderm, mesoderm and ectoderm Lt; / RTI > cell aggregates. Cell aggregation occurs by droplet culture, untreated cell culture dish culture or agitation culture to prevent cells from attaching to the surface to form a typical colony proliferation. Differentiation begins with aggregation, and cells begin to repeat a limited degree of embryogenesis. The somata are derived from multipotent cells and thus can be composed of a wide variety of differentiated cell types.

상기 중배엽 유도물질은 본 발명이 속하는 기술분야에서 배아줄기세포를 중배엽으로 분화 유도하는 것으로 알려진 물질이라면 사용 가능하다. 또한 상기 중배엽 유도물질은 예를 들면 BMP4 또는 액티빈 A (Activin A)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 공지된 중배엽 유도물질 또한 이용할 수 있다. 상기 중배엽 유도물질의 존재하는 배지에서 배양된 배상체를 이용할 경우, 본 발명에 따른 인간 배아줄기세포의 중배엽 세포로의 분화 유도 방법의 분화 효율을 더욱 높일 수 있다.The mesodermal inducer may be used as long as it is a substance known to induce differentiation of mesenchymal stem cells into mesoderm in the technical field of the present invention. The mesodermal inducer may be, for example, BMP4 or Activin A, but is not limited thereto. Other known mesodermal inducers may also be used. When using the culture medium cultured in the presence medium of the mesodermal inducer, the differentiation efficiency of the method for inducing differentiation of mesenchymal stem cells into mesodermal cells according to the present invention can be further enhanced.

일 구체예에서 본 발명의 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도방법은 (a) BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 인간 배아줄기세포 유래의 배상체를 형성시키는 단계; 및 (b) 30 내지 500 nm의 직경을 갖는 다수의 나노포어를 포함하는 배양용기에서 (a) 단계로부터 수득한 배상체를 배양하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the present invention provides a method for inducing differentiation into mesodermal cells from human embryonic stem cells, comprising the steps of: (a) forming an amphora from human embryonic stem cells in a medium comprising BMP4 and actin A; And (b) culturing the retentate obtained from step (a) in a culture vessel containing a plurality of nanopores having a diameter of 30 to 500 nm.

일 구체예에 따르면 상기 인간 배아줄기세포의 분화 유도 방법은 인간 배아줄기세포 유래의 배상체를 BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 형성시키는 단계를 포함한다. 또한 상기 배상체 형성 단계 이전에 영양세포층에서 배양된 인간 배아줄기세포의 콜로니를 배양접시로부터 이탈시키는 단계를 포함할 수 있다. 이는 구체적으로 인간 배아줄기세포를 1일간 영양세포층과 함께 배양배지에서 배양한 후, 생성된 콜로니를 작제하는(dissect) 방법에 의해 수행하는 것일 수 있다. 이 후 수득된 콜로니를 BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 배양하여 배상체를 형성시킨다. 상기 BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 배상체를 형성하는 단계에서 BMP4 및 액티빈 A의 존재로 인해 인간 배아줄기세포 유래 배상체의 초기 중배엽 분화가 진행될 수 있다. 마지막으로 상기 분화 유도방법은 BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 배양된 배상체를 수득하여 30 내지 500 nm의 직경을 갖는 다수의 나노포어를 갖는 배양기에서 배양하는 단계를 포함한다. According to one embodiment, the method for inducing differentiation of human embryonic stem cells comprises the step of forming an amphora derived from human embryonic stem cells in a medium containing BMP4 and actin A. And separating the colony of human embryonic stem cells cultured in the nutrient cell layer from the culture dish prior to the formation of the entrapment body. This may be specifically performed by culturing human embryonic stem cells in a culture medium together with a nutrient cell layer for 1 day and then dissecting the resulting colonies. The resulting colonies are then cultured in a culture medium containing BMP4 and actin A to form an ampoule. In the step of forming an amorphous body in the culture medium containing BMP4 and Actibin A, the early mesoderm differentiation of the human embryonic stem cell-derived body can proceed due to the presence of BMP4 and actin A. Finally, the differentiation induction method comprises culturing in an incubator having a plurality of nanopores having a diameter of 30 to 500 nm by obtaining a culture that is cultured in a medium containing BMP4 and actin A,

본 발명의 분화 유도방법은 인간 배아줄기세포 유래 배상체에서 인테그린 알파 5의 유전자 발현을 상향조절(up-regulated)하는 것일 수 있다. 상기 인테그린 알파 5는 피브로넥틴 수용체로, 피브로넥틴과 상호작용을 한다. 이러한 인테그린 알파 5의 유전자 발현의 상향조절과 관련하여, 본 발명의 나노포어를 포함하는 배양면 표면은 인간 배아줄기세포의 인테그린 알파 5 수용체를 자극하여 인간 배아줄기세포의 중배엽으로의 분화를 촉진하는 것으로 추정된다. 또한 본 발명의 분화방법은 인간 배아줄기세포 유래 배상체에서 T 및 MixL의 발현을 상향 조절하는 것일 수 있다. 상기 T 및 MixL의 발현은 초가 중배엽 분화를 대표하는 마커이다. 일 실시예에서 본 발명의 분화 유도 방법에 따라 분화된 인간 배아줄기세포는 평평한 배양접시에서 배양 및 분화된 인간 배아줄기세포와 비교했을 때 인테그린 알파 5의 발현이 4 배 이상 증가하였으며, T 및 MixL의 발현은 약 2 내지 3배 정도 증가한 것을 확인할 수 있었다.
The differentiation induction method of the present invention may be up-regulated the expression of integrin alpha 5 gene in a human embryonic stem cell-derived soma. The integrin alpha 5 is a fibronectin receptor and interacts with fibronectin. Regarding upregulation of gene expression of integrin alpha 5, the culture surface surface containing the nanopore of the present invention stimulates the integrin alpha 5 receptor of human embryonic stem cells to promote differentiation of mesenchymal stem cells into mesodermal . In addition, the differentiation method of the present invention may be to up-regulate T and MixL expression in a human embryonic stem cell-derived soma. The expression of T and MixL is a marker representative of hypogastric differentiation. In one embodiment, the human embryonic stem cells differentiated according to the differentiation inducing method of the present invention increased expression of integrin alpha 5 by 4 times or more as compared with human embryonic stem cells cultured and differentiated in a flat culture dish, and T and MixL Was increased by about 2 to 3 times.

본 발명의 다른 양태는 일정한 간격으로 배열된 다수의 나노포어를 포함하는 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도용 용기를 제공한다. Another aspect of the present invention provides a container for inducing differentiation into mesodermal cells from human embryonic stem cells comprising a plurality of nanopores arranged at regular intervals.

본 발명의 분화 유도용 용기에서, 상기 나노포어는 상기한 바와 같다. In the vessel for inducing differentiation of the present invention, the nanopore is as described above.

상기 용기에 있어서, 상기 나노 포어의 직경은 예를 들면 30 내지 500 nm, 50 내지 450 nm, 70 내지 400 nm, 90 내지 350 nm, 100 내지 300 nm, 110 내지 330 nm, 120 내지 300 nm, 130 내지 270 nm 또는 150 내지 250 nm일 수 있다. 또한 본 발명의 일 구체예에서 상기 나노포어의 직경은 약 200 nm 일 수 있다.In the container, the diameter of the nanopore may be, for example, 30 to 500 nm, 50 to 450 nm, 70 to 400 nm, 90 to 350 nm, 100 to 300 nm, 110 to 330 nm, To 270 nm or from 150 to 250 nm. In one embodiment of the present invention, the diameter of the nanopore may be about 200 nm.

상기 나노 포어의 깊이는 예를 들면 10 내지 1000 nm, 50 내지 900 nm, 100 내지 800 nm, 150 내지 700 nm, 200 내지 750 nm, 250 내지 700 nm 또는 300 내지 600 nm 범위로 형성될 수 있다. 이때, 나노 기공의 종횡비는 1 내지 5, 1 내지 4, 또는 1 내지 3 일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구체예에서 나노 포어의 깊이는 약 500nm 정도 일 수 있다. The depth of the nanopore may be in the range of, for example, 10 to 1000 nm, 50 to 900 nm, 100 to 800 nm, 150 to 700 nm, 200 to 750 nm, 250 to 700 nm, or 300 to 600 nm. At this time, the aspect ratio of the nanopores may be 1 to 5, 1 to 4, or 1 to 3. Further, in one embodiment of the present invention, the depth of the nanopore may be about 500 nm.

상기 나노포어의 간격은 각 나노포어의 각 중심 간 거리를 기준으로 정의할 때 예를 들면 80 내지 1500 nm, 100 내지 1300 nm, 150 내지 1000 nm, 200 내지 900 nm, 250 내지 800 nm, 300 내지 700 nm, 또는 400 내지 600 nm일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구체예에서 나노 포어는 약 500nm 정도의 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. The distance between the nanopores may be, for example, 80 to 1500 nm, 100 to 1300 nm, 150 to 1000 nm, 200 to 900 nm, 250 to 800 nm, 300 to 300 nm, 700 nm, or 400 to 600 nm. In addition, in one embodiment of the present invention, the nanopores can be arranged at regular intervals of about 500 nm.

상기 나노포어는 인간 배아줄기세포가 부착되어 증식 및 분화되는 세포 배양면에 형성된다. 상기 세포 배양면의 재질은 예를 들면 열가소성 수지인 폴리스티렌(PS)으로 이루어질 수 있으며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 또한 폴리디메틸실록산과 같은 탄성중합체로 형성할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 배양면은 폴리스티렌으로 형성될 수 있다.The nanopore is formed on a cell culture surface where human embryonic stem cells adhere and proliferate and differentiate. The material of the cell culture surface may be, for example, polystyrene (PS), which is a thermoplastic resin, and thermoplastic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC) or thermosetting resins may be used. It may also be formed of an elastomer such as polydimethylsiloxane. In one embodiment of the present invention, the culture surface may be formed of polystyrene.

또한 세포 배양면 상에서 세포의 부착력을 향상시키기 위한 표면의 플라즈마 처리, 오존 처리 또는 세포 점착 증진 물질의 코팅 등의 추가적인 처리를 할 수도 있다. Further, an additional treatment such as surface plasma treatment, ozone treatment or coating with a cell adhesion promoting substance to improve the adhesion of cells on the cell culture surface may be performed.

본 발명의 일 구체예에서 세포 배양용 용기는 세포 배양용 고분자 물질로 이루어지는 세포 배양면을 포함하는 기판을 별도로 제작하여 용기에 부착하는 것일 수 있으며, 또한 일체로 형성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cell culture container may be prepared by separately manufacturing a substrate including a cell culture surface made of a polymer material for cell culture and attaching the substrate to the container, or may be integrally formed.

본 발명에 따른 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도용 용기는 인간 배아줄기세포가 중배엽 세포로 분화시키는 데에 매우 큰 효율성을 나타낸다.The container for inducing the differentiation of mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells according to the present invention exhibits a very high efficiency for differentiating human embryonic stem cells into mesodermal cells.

본 발명의 일 양태에 따른 인간 배아줄기세포 분화방법은 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 효율을 종래보다 크게 향상시킬 수 있어, 인간 배아 줄기세포의 분화 유도에 유용하다. 이에 따라 본 발명은 중배엽 계열의 세포가 이용되는 신약 개발이나 치료법 개발에 활용될 수 있다.The method of differentiating human embryonic stem cells according to an embodiment of the present invention can improve the efficiency of differentiation from human embryonic stem cells into mesodermal cells to a greater extent than conventionally, and is useful for inducing differentiation of human embryonic stem cells. Accordingly, the present invention can be applied to the development of new drugs or the development of therapeutic methods using mesodermal cells.

도 1은 인간 배아줄기세포의 브라키우리 발현 세포로의 분화와 관련된 결과를 나타낸 것이다. (A)는 전체 분화 과정에 대한 개략도이며, (B)는 BMP4 및 액티빈 A의 존재하에서 형성된 EB (배상체)의 현미경 사진이다. (C) 및 (D)는 플랫 접시 및 나노포어 접시의 SEM 이미지이다. (E) 및 (F)는 BMP4 및 액티빈 A의 비존재 하에 플랫 접시 및 나노포어 접시에서 형성된 EB의 SEM 이미지로서, 모두 브라키우리의 발현이 유도되지 않았음을 알 수 있다 (G) 및 (F)는 BMP4 및 액티빈 A의 비존재 하에 플랫 접시 및 나노포어 접시에서 형성된 EB의 SEM 이미지로서, BMP4 및 액티빈 A가 처리된 (BA-treated) EB는 부라키우리 발현이 유도되었으며, 특히 나노포어 접시에서 50% 이상 증가되었음을 보여준다.
도 2는 (A) 전분화능 (pluripotency), (B) 초기 중배엽 분화(early mesoderm differentiation), (C) EMT (상피-중배엽 전이)를 대표하는 유전자에 대한 qPCR 결과 분석을 나타낸다.
도 3은 국소 부착 (Focal adhesion, FA) 분석 결과를 보여준다. (A) 및 (B) 플랫 접시 및 나노포어 접시에서 배양된 EB에서의 FA를 시각화한 것이다. 붉은색 점은 빈쿨린-양성 FA를 나타낸다 (흰색 화살표). (C) FA 정량 결과 그래프이다. 나노포어 접시보다 플랫 접시에서 배양된 세포에 더 많은 FA가 존재하는 것을 알 수 있다. (D) 및 (E) 빈쿨린 및 브라키우리의 중첩(Colocalization) 분석 결과이다. 빈쿨린 양성 FA는 모든 접시의 브라키우리 발현 세포에서 존재하지 않았다. (F) 및 (G)는 플랫 접시 및 나노포어 접시에 부착된 세포에서 세포골격 형성(cytosceletal organization)을 팔로이딘 염색으로 나타낸 결과이다.
도 4는 인간 FAK 신호 전달 PCR 분석을 나타낸다. (A)는 PCR 분석 결과의 산점도(Scatter diagram)로, 상향-조절된 유전자는 적색, 하향-조절된 유전자는 녹색으로 표시하였다. 차이가 없는 유전자는 검정색으로 표시하였다. (B)는 상향-조절 및 하향-조절된 유전자들의 목록이다. 파란색으로 강조된 유전자는 국소 부착과 연관된 유전자이고, 노란색으로 강조된 것은 인테그린이다.
FIG. 1 shows the results of differentiation of human embryonic stem cells into Brachyury expressing cells. (A) is a schematic view of the whole differentiation process, and (B) is a photomicrograph of EB (indwelling material) formed in the presence of BMP4 and Actibin A. FIG. (C) and (D) are SEM images of a flat dish and a nanopore dish. (E) and (F) are SEM images of EBs formed in flat dishes and nanopore dishes in the absence of BMP4 and Activin A, indicating that all of the Brachythry expression was not induced (G) and F) is an SEM image of EB formed in flat dishes and nanopore dishes in the absence of BMP4 and Activin A. BMP4 and Actin A-treated EB (BA-treated) induce Burkiewicz expression, And increased by more than 50% in the forage dish.
Figure 2 shows the analysis of qPCR results for genes representative of (A) pluripotency, (B) early mesoderm differentiation, and (C) EMT (epithelial-mesodermal metastasis).
Figure 3 shows the results of Focal adhesion (FA) analysis. (A) and (B) visualization of FA in EB cultured in flat dishes and nanopore dishes. The red dot indicates empty coolin-positive FA (white arrow). (C) FA quantitative result graph. It can be seen that more FA is present in cells cultured in flat dishes than in nanofoam dishes. (D) and (E) are the results of our colocalization analysis. Vincurin-positive FA was not present in the brackish expressing cells of all dishes. (F) and (G) show the results of phalloidin staining of the cytosceletal organization in cells attached to flat dishes and nanopore dishes.
Figure 4 shows human FAK signaling PCR analysis. (A) is a scatter diagram of the PCR analysis result, the upward-regulated gene is shown in red, and the down-regulated gene is shown in green. Genes with no differences are shown in black. (B) is a list of up-regulated and down-regulated genes. The gene highlighted in blue is the gene associated with local attachment, and the one highlighted in yellow is the integrin.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and thus the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시예Example 1. 인간 배아줄기세포의 분화용 용기 제작 1. Production of vessel for differentiation of human embryonic stem cells

1) One) 나노포어의Nanopore 성형을 위한 니켈 나노-금형 인서트의 제조 Manufacture of nickel nano-mold inserts for molding

Biofabrication, 2013. 5(2): p. 025007, 또는 Macromol Biosci, 2012. 12(11): p. 1480-9에서 공지된 바와 같이, 나노-사출 성형 공정 동안 고압 및 온도 변화에 내구성있는 나노-금형 인서트를 얻기 위해, 알루미늄 기판의 2 단계 양극산화(anodization) 공정으로 나노-템플릿을 제작하고, 제작된 나노-템플릿에 대한 니켈 전주도금(nickel electroforming) 공정을 통하여 금속성 나노-금형 인서트를 제작하였다. 구체적으로 먼저 양극 알루미늄 산화물(anodic aluminum oxide, AAO) 나노포어 어레이(nanopore array) (직경: ∼200 nm, 깊이: ∼500 nm, 및 중심 간 거리: ∼500 nm)를 알루미늄 기판 상에 생산하여 AAO 나노-템플릿을 형성하였다. 2 단계 양극산화 공정의 변수, 예를 들면 전해질, 양극산화 시간, 인가 전압, 확장 시간을 조절하여 원하는 나노포어의 크기 및 간격을 조절하여 나노-템플릿을 제작하였다. 다음으로 전주도금 고정을 위해 20 nm의 니켈 시드층을 전자빔 증착기로 AAO 나노-템플릿 위에 형성시켜 표면을 전기전도성으로 만들었다. AAO 나노-템플릿의 전주도금 공정을 니켈술파메이트욕(nickel sulfamate bath) 안에서 인가 전압, 인가 시간을 조절하여 수행하였다 (Bacher, W., et al., Microsyst. Technol., 1998. 4: p. 117-119). 마지막으로, 전기 도금된 니켈 나노-금형 인서트를 AAO 나노-템플릿으로부터 분리시킨 다음, 자르고 연마하였다 (크기: 20 mm × 20 mm, 두께: 1 mm).Biofabrication, 2013. 5 (2): p. 025007, or Macromol Biosci, 2012. 12 (11): p. In order to obtain a durable nano-metal insert at high pressure and temperature during the nano-injection molding process, a two-step anodization process of an aluminum substrate is used to manufacture a nano-template and manufacture Metallic nano-mold inserts were fabricated by nickel electroforming process on the nano-templates. Specifically, an anodic aluminum oxide (AAO) nanopore array (diameter: ~ 200 nm, depth: ~ 500 nm, and inter-center distance: ~ 500 nm) Nano-templates were formed. The nano-templates were fabricated by adjusting the size and spacing of the desired nanopores by adjusting the parameters of the two-step anodization process, for example, the electrolyte, anodization time, applied voltage, and extension time. Next, a 20 nm nickel seed layer was formed on the AAO nano-template with an electron beam evaporator to make the surface electrically conductive for electroplating fixation. The electroplating process of the AAO nano-template was performed by controlling the applied voltage and time in a nickel sulfamate bath (Bacher, W., et al., Microsyst. Technol. 117-119). Finally, the electroplated nickel nano-mold insert was detached from the AAO nano-template and then cut and polished (size: 20 mm x 20 mm, thickness: 1 mm).

2) 나노-사출 성형2) Nano-injection molding

나노-금형 인서트가 장착된, 3 플레이트로 구성된 몰드베이스를 이용하여 사출 성형기 (SE50D; 스미토모)를 통해 나노-사출 성형을 수행하였다. 몰드 베이스는 플레이트의 중심에 금형 인서트의 교체가 가능하도록 설계되었다. 또한 직사각-형태의 바닥면을 가지도록 나노 포어가 형성되는 페트리 디쉬(이하 나노 디쉬'라 함)를 설계하였다 (면적: 30 mm × 30 mm). 나노포어 어레이는 세포 배양 용기 내부의 바닥의 20 mm × 20 mm 영역 안에 위치하였고, 디쉬 측벽의 높이는 10 mm이었다. 추가적으로, 대조군으로서 평평한 페트리 디쉬 (이하 '플랫 디쉬'라 함)를 제조하기 위해 거울-유사 표면을 갖는 금형 인서트를 이용하였다. (Cha, K.J., et al., Journal of Micromechanics and Microengineering, 2014. 24). 상기 나노 디쉬 및 플랫 디쉬는 폴리스티렌 (GP125EI; 금호 화학l)을 이용해 제작되었다.
Nano-injection molding was performed through an injection molding machine (SE50D; Sumitomo) using a mold base composed of three plates equipped with a nano-mold insert. The mold base is designed so that the mold insert can be replaced at the center of the plate. In addition, a petri dish (hereinafter referred to as a nano-dish) having a nano-pore formed to have a rectangular-shaped bottom surface was designed (area: 30 mm x 30 mm). The nanopore array was located in the 20 mm x 20 mm area of the bottom of the cell culture container, and the height of the dish side wall was 10 mm. In addition, a mold insert having a mirror-like surface was used to fabricate a flat petridish (hereinafter referred to as a 'flat dish') as a control. (Cha, KJ, et al., Journal of Micromechanics and Microengineering, 2014. 24). The nano- The flat dish was made of polystyrene (GP125EI; Kumho Chemical Co., Ltd.).

실시예Example 2. 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 2. induction of differentiation from human embryonic stem cell into mesodermal cell

1) 인간 배아 줄기 세포 유지(1) Human embryonic stem cell maintenance ( maintenancemaintenance ) )

WICELL Institute에서 구입한, H9 인간 배아 줄기 세포주를 공지된 방법에 의해 유지시켰다. 간략하게, 미토마이신(MMC, Sigma-Aldrich, MO)-처리된 STO 세포를 젤라틴-코팅된 배양용기 안에서 10% 우태아혈청(FBS) 1% 비필수 아미노산, 1% Anti-Anti 및 0.1% β-메르캅토에탄올 (모두 Gibco 제품)이 첨가된 DMEM (Gibco BRL, MD) 중에 15,000 cells/cm2로 접종하였다. 세포 접종 1일 후, hESC 콜로니를 유리 파스퇴르 피펫을 이용하여 더 작은 응집체(clump)로 나누고(dissected), 20% 녹아웃 혈청 대체물 (Gibco), 1% 비필수 아미노산, 1% Anti-Anti, 0.1% β-메르캅토에탄올 및 4ng/ml bFGF (Invitrogen, NY)이 첨가된 DMEM/F12 (Gibco) 중의 MMC-처리된 STO (1:2 스플릿(split) 비) 영양 세포층으로 옮겼다. 배지는 매일 교체해주었고, 5일 동안 배양한 후 신선하게 준비된 MMC-처리된 STO 세포로 이동하였으며, 세포배양은 37℃, 5% 이산화탄소, 95% 습도를 유지하면서 배양하였다.H9 human embryonic stem cell lines purchased from WICELL Institute were maintained by known methods. Briefly, mitomycin (MMC, Sigma-Aldrich, MO) -treated STO cells were cultured in a gelatin-coated culture vessel with 10% fetal bovine serum (FBS) 1% nonessential amino acids, 1% Anti-Anti and 0.1% -Mercaptoethanol (all from Gibco) at 15,000 cells / cm < 2 > in DMEM (Gibco BRL, MD). One day after cell inoculation, the hESC colonies were dissociated into smaller clumps using a glass Pasteur pipette and washed with 20% knockout serum replacement (Gibco), 1% non-essential amino acid, 1% Anti-Anti, 0.1% transferred to a MMC-treated STO (1: 2 split) non-natriuretic cell layer in DMEM / F12 (Gibco) supplemented with 10 ng / ml MW-β-mercaptoethanol and 4 ng / ml bFGF (Invitrogen, NY). The medium was replaced every day, and after 5 days of culture, the cells were transferred to freshly prepared MMC-treated STO cells. Cell culture was maintained at 37 ° C, 5% carbon dioxide, and 95% humidity.

2) 2) 배상체Amphibian (( EBEB ) 형성을 이용한 분화) Formation

5일 동안 배양된 hESC를 PBS로 1회 세척하고, 따뜻한 플레이트 (37 ℃) 상에서 디스파제 (Gibco)로 10분 동안 처리하여 영양세포층(feeder layer)으로부터 콜로니를 분리시켰다. 그 다음 분리된 콜로니를 DMEM/F12로 3회 세척한 후, 부드럽게 피펫팅하면서 응집을 유도하였다. 이 후 응집체를 2분 동안 1000rpm에서 원심분리하고, 분화용 배지 (N2 보충제 (Invitrogen), BMP4 및 액티빈 A (모두 R&D, Systems, MN at 25 ng/ml)가 보충된 RPMI-1600, (Gibco))를 함유하는 저-접착성 배양 디쉬로 옮겼다. 부유 배양 2일 후, 그 결과로 얻은 EB를 피브로넥틴-코팅된 (5 ㎍/ml) 플랫 디쉬 및 나노 디쉬 내 0.5% FBS가 보충된 동일한 분화 배지 중에 플레이팅하였다. 또한 추가적으로 상기 응집체를 BMP4 및 액티빈 A가 포함되지 않은 RPMI-1600 (Gibco) 배지에서 동일한 조건으로 배양하여 그 결과를 관찰하였다.
The hESCs cultured for 5 days were washed once with PBS and treated with Gibco for 10 minutes on a warm plate (37 ° C) to isolate colonies from the feeder layer. The separated colonies were then washed three times with DMEM / F12 and gently pipetted to induce aggregation. Aggregates were then centrifuged at 1000 rpm for 2 min and resuspended in RPMI-1600, Gibco (Invitrogen) supplemented with N2 supplement (Invitrogen), BMP4 and Activin A (both R & D, Systems, MN at 25 ng / )). ≪ / RTI > Two days after suspension culture, the resulting EBs were plated in the same differentiation medium supplemented with fibronectin-coated (5 [mu] g / ml) flat dishes and 0.5% FBS in nanodisperse. Additionally, the aggregates were cultured in RPMI-1600 (Gibco) medium without BMP4 and Actibin A under the same conditions, and the results were observed.

실시예Example 2. 인간 배아줄기세포에서 분화 유도된  2. Differentiation induced in human embryonic stem cells 배상체의Amphibious 특성 확인 Identify characteristics

방법Way

면역염색(Immunostaining ( ImmunocytochemistryImmunocytochemistry ))

시료를 PBS로 세척한 다음, 4% 파라포름알데히드로 5분 동안 실온에서 고정시켰다. 고정된 시료를 0.3% 트리톤 100X (핵 전사 인자를 위해) 또는 0.03% 트리톤 100X (표면 마커를 위해)으로 실온에서 10분 동안 투과시킨 후, 5% 염소 혈청을 갖는 동일한 용액으로 30분 동안 블로킹시켰다. 브라카이우리 (Abcam, MA, 1:400), 빈쿨린 (Sigma-Aldrich, 1:100) 및 팔로이딘 (Invitrogen, 1:200)의 각 일차 항체를 블로킹 용액 중에 4 ℃에서 밤새 인큐베이션시켰다. 시료를 PBS로 각 5분씩 3회 세척한 다음, 이차 항체 (Alexa Flour 488 또는 594, 모두 Invitrogen 제품)로 실온에서 1분 동안 인큐베이션시켰다. 시료를 다시 PBS (Sigma-Aldrich)로 3회 세척한 후, DAPI (시그마-알드리치, 1:1000) 로 PBS 중에 2분 동안 대비염색하였다.
The samples were washed with PBS and fixed with 4% paraformaldehyde for 5 minutes at room temperature. The fixed sample was permeabilized with 0.3% Triton 100X (for nuclear transfer factor) or 0.03% Triton 100X (for surface marker) at room temperature for 10 minutes and then blocked with the same solution with 5% goat serum for 30 minutes . Each primary antibody of Brachyar (Abcam, MA, 1: 400), vinculin (Sigma-Aldrich, 1: 100) and Paloidine (Invitrogen, 1: 200) was incubated overnight at 4 ° C in blocking solution. Samples were washed 3 times for 5 minutes each in PBS and then incubated for 1 minute at room temperature with secondary antibody (Alexa Flour 488 or 594, all from Invitrogen). The samples were washed three times with PBS (Sigma-Aldrich) and stained for 2 minutes in PBS with DAPI (Sigma-Aldrich, 1: 1000).

정량적 중합효소 연쇄 반응 (Quantitative polymerase chain reaction qPCRqPCR ))

트리졸을 이용하여 제조사 지시에 따라 RNA 추출을 수행하였다. 추출된 RNA를 분광광도계 (NanoDrop ND-1000; Thermo Scientific)를 이용하여 정량하고, 1 ㎍의 RNA를 상업적 키트(SuperScript II 리버스 트랜스크립타제 키트, Invitrogen) 를 이용하여, cDNA를 합성하는데 사용하였다. 각 PCR 반응을 위해, 다음 성분들을 총 반응 부피 20 ㎕가 되도록 첨가하였다; SYBR Green PCR 마스터 믹스 (10 ㎕), 프라이머 (2 ㎕), cDNA (1 ㎕) 및 PCR용 물 (7 ㎕). 반응은 ABI 7300 qRT-PCR 시스템을 이용하여 수행하였고, 측정은 세차례 이루어졌다. 값을 내인성 하우스키핑 유전자 (b-액틴 및 GAPDH)로 일반화시켰고, 연관 유전자 발현을 델타-델타 CT 방법을 이용하여 계산하였다. 모든 프라이머는 마크로젠 (한국)에서 구입하였으며, 프라이머의 서열을 표 1에 나타냈다. Trisol was used to perform RNA extraction according to the manufacturer's instructions. The extracted RNA was quantified using a spectrophotometer (NanoDrop ND-1000; Thermo Scientific), and 1 쨉 g of RNA was used to synthesize cDNA using a commercial kit (SuperScript II reverse transcriptase kit, Invitrogen). For each PCR reaction, the following components were added to give a total reaction volume of 20 [mu] l; SYBR Green PCR Master Mix (10 μl), primers (2 μl), cDNA (1 μl) and water for PCR (7 μl). The reaction was carried out using the ABI 7300 qRT-PCR system and the measurement was performed three times. The values were generalized to endogenous housekeeping genes (b-actin and GAPDH) and expression of the associated genes was calculated using the delta-delta CT method. All primers were purchased from Macrogen (Korea), and the sequences of the primers are shown in Table 1.

프라이머primer 서열(5'- 3')The sequence (5'-3 ') 서열번호 SEQ ID NO: Hs GAPDHHs GAPDH SenseSense ACATCAAGAAGGTGGTGAAGACATCAAGAAGGTGGTGAAG 1One anti senseanti sense GTTGAAGTCAGAGGAGACCAGTTGAAGTCAGAGGAGACCA 22 Hs beta-actinHs beta-actin SenseSense CATTAAGGAGAAGCTGTGCTCATTAAGGAGAAGCTGTGCT 33 anti senseanti sense GCTCGTAGCTCTTCTCCAGGCTCGTAGCTCTTCTCCAG 44 Hs OCT4Hs OCT4 SenseSense AGGAGATATGCAAAGCAGAAAGGAGATATGCAAAGCAGAA 55 anti senseanti sense AGGAACAAATTCTCCAGGTTAGGAACAAATTCTCCAGGTT 66 Hs NANOGHs NANOG SenseSense CTATCCATCCTTGCAAATGTCTATCCATCCTTGCAAATGT 77 anti senseanti sense TCCTGAATAAGCAGATCCATTCCTGAATAAGCAGATCCAT 88 Hs SOX2Hs SOX2 SenseSense TTGTTTAAAAAGGGCAAAAGTTGTTTAAAAAGGGCAAAAG 99 anti senseanti sense AAATTACCAACGGTGTCAACAAATTACCAACGGTGTCAAC 1010 Hs BrachyuryHs Brachyury SenseSense TATTCTGAATTCCATGCACATATTCTGAATTCCATGCACA 1111 anti senseanti sense AAGTTCTCCTCGGCATATTTAAGTTCTCCTCGGCATATTT 1212 Hs Mixl1Hs Mixl1 SenseSense CTTTCAAAACACTCGAGGACCTTTCAAAACACTCGAGGAC 1313 anti senseanti sense GGAGTGATCGAAGTAACAGGGGAGTGATCGAAGTAACAGG 1414 Hs WNT3AHs WNT3A SenseSense CCCACTCGGATACTTCTTACTCCCACTCGGATACTTCTTACT 1515 anti senseanti sense GGAATACTGTGGCCCAACGGAATACTGTGGCCCAAC 1616 Hs E-cadherinHs E-cadherin SenseSense CACCACACTGAAAGTGACTGCACCACACTGAAAGTGACTG 1717 anti senseanti sense AATTGTCCACCATCATCATTAATTGTCCACCATCATCATT 1818 Hs N-cadherinHs N-cadherin SenseSense ACATGTATGGTGGAGGTGATACATGTATGGTGGAGGTGAT 1919 anti senseanti sense TGCTTTTTGGGAATATCAGTTGCTTTTTGGGAATATCAGT 2020 Hs FibronectinHs Fibronectin SenseSense CTGGGTATGACACTGGAAATCTGGGTATGACACTGGAAAT 2121 anti senseanti sense CCTAAAACCATGTTCCTCAACCTAAAACCATGTTCCTCAA 2222 Hs ALKHs ALK SenseSense ATGGACATTGATGTGATCCTATGGACATTGATGTGATCCT 2323 anti senseanti sense ACCTTGGCTGTAGTCATCTGACCTTGGCTGTAGTCATCTG 2424 Hs SP7/OSXHs SP7 / OSX SenseSense CCACACCAACACACTTTCTACCACACCAACACACTTTCTA 2525 anti senseanti sense GGAAATAAGCTTGAGAAGCAGGAAATAAGCTTGAGAAGCA 2626 Hs OsteopontinHs Osteopontin SenseSense CAGGAACTTTCCAAAGTCAGCAGGAACTTTCCAAAGTCAG 2727 anti senseanti sense CTTCCTTACTTTTGGGGTCTCTTCCTTACTTTTGGGGTCT 2828 Hs COL1A1Hs COL1A1 SenseSense AAAAATGGGAGACAATTTCAAAAAATGGGAGACAATTTCA 2929 anti senseanti sense GTTCGGTTGGTCAAAGATAAGTTCGGTTGGTCAAAGATAA 3030

결과result

나노포어Nanopore 디쉬에서In the dish 증가된Increased 브라키우리Braki us 발현이 관찰되었다. Expression was observed.

도 1 A는 본 발명에서 d용한 전체 분화 공정도를 나타낸 것이다. 중배엽 유도인자 BMP4 및 액티빈 A의 존재 하에서 부유 배양된 hESC 콜로니는 2일 내에 구형 EB를 형성하였다 (도 1B). 그리고나서 이러한 EB를 피브로넥틴-코팅된 플랫 디쉬 및 나노 디쉬에 0.5% FBS가 첨가된 동일한 배지 중에 플레이팅하였다. BMP4 및 액티빈 A의 부존재에서 형성된 EB의 플레이팅은 플랫 디쉬 및 나노 디쉬에서 모두 브라키우리 양성 세포로 분화를 유도하는데 실패하였다(도 1E 및 도 1F). 이것은 EB 형성 동안 초기 중배엽 유도가 필요하다는 것을 나타낸다. 한편 플랫 디쉬 및 나노 디쉬에 부착되어 배양된 BMP4 및 액티빈 A 처리 EB는 모두 브라키우리 발현된 것을 확인할 수 있었으며, 특히 나노 디쉬(약 42 ± 3.55%)에서는 플랫 디쉬 (22 ± 5.25%)보다 약 2 배 이상 증가된 발현을 확인할 수 있었다 (도 1G 및 도 1H).
FIG. 1A shows a process of total differentiation using the present invention. HESC colonies stoichiometrically cultured in the presence of the mesoderm inducers BMP4 and actin A formed spherical EB within 2 days (Fig. 1B). The EBs were then plated in fibronectin-coated flat dishes and nano-dishes in the same medium supplemented with 0.5% FBS. Plating of EB formed in the absence of BMP4 and actin A failed to induce differentiation into BrkW positive cells in both flat dish and nano-dish (Fig. 1E and Fig. 1F). This indicates that early mesodermal induction during EB formation is required. On the other hand, it was confirmed that BMP4 and actin A treated EB cultured on flat dish and nano-dish were all expressed in Brachy. Especially, in nano-dish (about 42 ± 3.55%), 2-fold increase (Fig. 1G and Fig. 1H).

나노 Nano 디쉬에In the dish 부착된  Attached EBEB 에서 중배엽-연관 유전자의 상향 조절Up-regulation of mesoderm-associated genes in

각 디쉬 상에 EB를 플레이팅 1일 후, 시료를 거둬들이고 중배엽 연관 유전자 집단을 실시간 PCR을 이용하여 분석하였다. 플랫 디쉬 및 나노 디쉬에 부착된 EB에서 대표적인 전분화능(pluripotency) 마커인 Oct4 발현에는 유의성있는 변화가 관찰되지 않았다 (도 2A). 초기 중배엽 분화를 대표하는 마커 T 및 MixL은 나노 디쉬에 부착된 EB가 플랫 디쉬와 비교하여 2 내지 3배 상향 조절되었다(up-regulated). 이것은 나노 디쉬에 부착된 EB에서의 브라키우리의 발현이 플랫 디쉬에서보다 약 2 배 높은 것으로 나타낸 면역세포화학적 분석과도 일치한다 (도 1G 및 도 1H). 상피-중배엽 전이 (Epithelial-mesenchymal transition, EMT)는 상기-유사 hESC가 중배엽 및 내배엽 특성을 얻는 동안 발생하는 특징적인 생물학 과정이다 (Hay, E.D., Acta Anat (Basel), 1995. 154(1): p. 8-20). E-카데린 발현 감소 및 동시에 발생하는 N-카데린 발현 증가는 EMT의 일 특징이다. 이러한 카데린 발현의 변화는 모든 디쉬에서 관찰되었으나, 두 디쉬 사이에 유의성있는 차이는 없었다 (도 2C 및 D). 그러나, However, fibronectin, another marker for EMT에 대한 또 다른 마커인 피브로넥틴은 플랫 디쉬와 비교하였을 때 나노디쉬에 부착된 EB에서 높게 발현되었다 (약 4 배 증가, 도 2E). 결국, 실시간 PCR은 나노포어 토포그라피가 평평한 ㅍ표면과 비교했을 때 어느 정도의 초기 중배엽 분화에 우호적임을 암시한다.
One day after plate plating on each dish, the samples were harvested and the mesodermal-associated gene cluster was analyzed using real-time PCR. No significant changes were observed in Oct4 expression, a typical pluripotency marker in EBs attached to flat dishes and nanodisks (Figure 2A). Markers T and MixL, representing early midsagittal differentiation, were up-regulated by 2 to 3 fold compared to flat dishes for EBs attached to nanodisks. This is consistent with an immunocytochemical analysis (Fig. 1G and Fig. 1H) in which the expression of BrkYi in EBs attached to nanodisks is approximately twice as high as that in flat dishes. The epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a characteristic biologic process that occurs during the acquisition of mesodermal and endodermal characteristics of the hESC (Hay, ED, Acta Anat (Basel), 1995. 154 p. E-cadherin expression reduction and concomitant N-cadherin expression increase are hallmarks of EMT. This change in cadherin expression was observed in all dishes, but there was no significant difference between the two dishes (Fig. 2C and D). However, another marker for fibronectin, another marker for EMT, fibronectin was highly expressed in EBs attached to nanodigles (about 4-fold increase, Fig. 2E) when compared to flat dishes. Finally, real-time PCR suggests that nanofoil topography is favorable to some degree of early mesenchymal differentiation when compared to a flat surface.

국소 부착은 Local attachment 브라키우리Braki us 발현에 불필요하다 Unnecessary for expression

나노 디쉬에서 증가된 브라키우리 발현이 국소부착 (focal adhesion, FA)에서의 어떤 변화로 인한 것인지 확인하기 위해, FA 형성 동안 이용되는 많은 단백질 중 하나인, 빈쿨린의 항체를 가지고 면역세포화학법을 수행하였다 (Ezzell, R.M., et al., Exp Cell Res, 1997. 231(1): p. 14-26). 플랫 디쉬에 부착된 EB에서 빈쿨린은 부착된 EB의 말단 영역에서 발현된 (세포당 평균 ~7) 반면, 나노 디쉬에서는 부착된 EB의 발단 및 중심 모두에서 빈쿨린의 발현이 최소였다 (세포당 평균 ~1) (도 3A-C). 흥미롭게도 빈쿨린 발현은 양 디쉬에 부착된 EB 모두의 브라키우리 양성 세포에는 없었다 (도 3D 및 E). 이것은 FA 형성이 hESC로부터 브라키우리 양성 세포를 유도에서 관련 없는 역할을 할 수 있다는 것을 나타낸다. 세포골격 형성 또한 토포그라피의 차이에 의해 영향받지 않는다.
Increased Browrie in Nano-Dishes To determine whether our expression is due to some change in focal adhesion (FA), immunocytochemistry with antibodies to VINCURIN, one of the many proteins used during FA formation (Ezzell, RM, et al., Exp Cell Res 1997, 231 (1): 14-26). In the EBs attached to the flat dish, vincculin was expressed in the terminal region of the attached EB (mean ~ 7 per cell), whereas in the nanodish the expression of vincculin was minimal in both the onset and center of the attached EB Average ~ 1) (Figure 3A-C). Interestingly, the expression of vinculin was absent in BrkW positive cells of all EBs attached to both dishes (Figs. 3D and E). This indicates that FA formation can play an irrelevant role in inducing Brackweill positive cells from hESCs. Cytoskeletogenesis is also not affected by differences in topography.

국소 부착 Local attachment 키나제Kinase (( FAKFAK ) 신호 전달 경로 ) Signaling pathway PCRPCR 분석 analysis

증가된 브라키우리 발현에 기여할 수 있는 신호전달 경로를 더욱 조사하기 위해, FAK 신호전달에 대한 PCR 분석 (Qiagen)을 수행하였다. FAK는 세포 부착에서 안정한 FA가 형성될 경우에 이용되는 많은 단백질 중의 하나이고 하류 신호전달 캐스캐이드를 일으킨다 (Zachary, I., Focal adhesion kinase . Int J Biochem Cell Biol, 1997. 29(7): p. 929-34). FA의 수에서 차이를 관찰하였기 때문에 본 발명자들은 FAK 신호전달이 또한 영향받았을 것이라 가정하였다. 결과는 분석된 84개의 유전자로부터 9개의 유전자가 나노 디쉬에서 배양된 EB에서 플랫 디쉬와 비교했을 때 약 2 배의 증가를 보인 반면, 하나의 유전자가 약 2배 하향 조절되었다 (도 4A 및 B). 흥미롭게도 피브로넥틴 수용체 인테그린 알파 5는 플랫 디쉬와 비교했을 때 나노 디쉬에 부착된 EB에서 4배 상향조절되었다 (도 4B). 인테그린 알파 5는 초기 배아 발달 및 내배엽 분화 동안 중배엽 형성에 관여한다. 이는 나노포어가 피브로넥틴 침적을 강화하고, 차례로 인테그린 알파 5의 발현을 증가시켜 인간 배아줄기세포의 중배엽 분화를 유도하는 것으로 추정된다.To further investigate the signaling pathways that may contribute to increased Brackilian expression, PCR analysis (Qiagen) for FAK signaling was performed. FAK is one of many proteins that are used when stable FA is formed in cell attachment and causes downstream signal transduction cascades (Zachary, I., Focal adhesion kinase . Int J Biochem Cell Biol, 1997. 29 (7): p. 929-34). Since we observed differences in the number of FAs, we hypothesized that FAK signaling would also be affected. Results show that about nine times the genes from the 84 genes analyzed were about two-fold increased compared to the flat dish in EBs cultured in nano-dishes, whereas one gene was down-regulated about two-fold (Figures 4A and B) . Interestingly, the fibronectin receptor integrin alpha 5 was upregulated 4-fold in EBs attached to nanodigles as compared to flat dishes (Fig. 4B). Integrin alpha 5 is involved in mesodermal formation during early embryonic development and endodermal differentiation. It is presumed that the nanopore enhances the deposition of fibronectin and, in turn, increases the expression of integrin alpha 5, inducing mesenchymal differentiation of human embryonic stem cells.

<110> CHABIOTECH CO., LTD. <120> Method for inducing differentiation of human embryonic stem cells into mesodermal lineage cells <130> PN107150 <160> 30 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs GAPDH sense <400> 1 acatcaagaa ggtggtgaag 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs GAPDH anti sense <400> 2 gttgaagtca gaggagacca 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs beta-actin sense <400> 3 cattaaggag aagctgtgct 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs beta-actin anti sense <400> 4 gctcgtagct cttctccag 19 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs OCT4 sense <400> 5 aggagatatg caaagcagaa 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs OCT4 anti sense <400> 6 aggaacaaat tctccaggtt 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs NANOG sense <400> 7 ctatccatcc ttgcaaatgt 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs NANOG anti sense <400> 8 tcctgaataa gcagatccat 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SOX2 sense <400> 9 ttgtttaaaa agggcaaaag 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SOX2 anti sense <400> 10 aaattaccaa cggtgtcaac 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Brachyury sense <400> 11 tattctgaat tccatgcaca 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Brachyury anti sense <400> 12 aagttctcct cggcatattt 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Mixl1 sense <400> 13 ctttcaaaac actcgaggac 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Mixl1 anti sense <400> 14 ggagtgatcg aagtaacagg 20 <210> 15 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs WNT3A sense <400> 15 cccactcgga tacttcttac t 21 <210> 16 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs WNT3A anti sense <400> 16 ggaatactgt ggcccaac 18 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs E-cadherin sense <400> 17 caccacactg aaagtgactg 20 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs E-cadherin anti sense <400> 18 aattgtccac catcatcatt 20 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs N-cadherin sense <400> 19 acatgtatgg tggaggtgat 20 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs N-cadherin anti sense <400> 20 tgctttttgg gaatatcagt 20 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Fibronectin sense <400> 21 ctgggtatga cactggaaat 20 <210> 22 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Fibronectin anti sense <400> 22 cctaaaacca tgttcctcaa 20 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs ALK sense <400> 23 atggacattg atgtgatcct 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs ALK anti sense <400> 24 accttggctg tagtcatctg 20 <210> 25 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SP7 OSX sense <400> 25 ccacaccaac acactttcta 20 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SP7 OSX anti sense <400> 26 ggaaataagc ttgagaagca 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Osteopontin sense <400> 27 caggaacttt ccaaagtcag 20 <210> 28 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Osteopontin anti sense <400> 28 cttccttact tttggggtct 20 <210> 29 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs COL1A1 sense <400> 29 aaaaatggga gacaatttca 20 <210> 30 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs COL1A1 anti sense <400> 30 gttcggttgg tcaaagataa 20 <110> CHABIOTECH CO., LTD. <120> Method for inducing differentiation of human embryonic stem cells          into mesodermal lineage cells <130> PN107150 <160> 30 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs GAPDH sense <400> 1 acatcaagaa ggtggtgaag 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs GAPDH anti sense <400> 2 gttgaagtca gaggagacca 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs beta-actin sense <400> 3 cattaaggag aagctgtgct 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs beta-actin anti sense <400> 4 gctcgtagct cttctccag 19 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs OCT4 sense <400> 5 aggagatatg caaagcagaa 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs OCT4 anti sense <400> 6 aggaacaaat tctccaggtt 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs NANOG sense <400> 7 ctatccatcc ttgcaaatgt 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs NANOG anti sense <400> 8 tcctgaataa gcagatccat 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SOX2 sense <400> 9 ttgtttaaaa agggcaaaag 20 <210> 10 <211> 20 <212> 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E-cadherin anti sense <400> 18 aattgtccac catcatcatt 20 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs N-cadherin sense <400> 19 acatgtatgg tggaggtgat 20 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs N-cadherin anti sense <400> 20 tgctttttgg gaatatcagt 20 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Fibronectin sense <400> 21 ctgggtatga cactggaaat 20 <210> 22 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Fibronectin anti sense <400> 22 cctaaaacca tgttcctcaa 20 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs ALK sense <400> 23 atggacattg atgtgatcct 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs ALK anti sense <400> 24 accttggctg tagtcatctg 20 <210> 25 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SP7 OSX sense <400> 25 ccacaccaac acactttcta 20 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs SP7 OSX anti sense <400> 26 ggaaataagc ttgagaagca 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Osteopontin sense <400> 27 caggaacttt ccaaagtcag 20 <210> 28 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs Osteopontin anti sense <400> 28 cttccttact tttggggtct 20 <210> 29 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs COL1A1 sense <400> 29 aaaaatggga gacaatttca 20 <210> 30 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hs COL1A1 anti sense <400> 30 gttcggttgg tcaaagataa 20

Claims (8)

일정한 간격으로 형성된 다수의 나노포어를 포함하는 배양용기 안에서 인간 배아줄기세포를 배양하는 단계를 포함하는, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.A method for inducing differentiation from mesenchymal stem cells into human embryonic stem cells, comprising culturing human embryonic stem cells in a culture container containing a plurality of nanopores formed at regular intervals. 청구항 1에 있어서, 상기 나노포어의 직경은 30 내지 500 nm인 것인, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.The method according to claim 1, wherein the diameter of the nanopore is 30 to 500 nm. 청구항 1에 있어서, 상기 나노포어의 간격은 각 나노포어의 각 중심 간 거리를 기준으로 80 내지 1500 nm이고, 상기 나노포어의 깊이는 10 nm 내지 1 ㎛ 인 것인, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.The mesenchymal stem cell according to claim 1, wherein the interval of the nanopores is 80 to 1500 nm based on the distance between the centers of the respective nanopores, and the depth of the nanopore is 10 nm to 1 탆. Lt; / RTI &gt; 청구항 1에 있어서, 상기 나노포어는 배양용기 내 세포 배양면에 형성되고, 상기 배양면은 폴리스티렌으로 이루어지는 것인, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.The method according to claim 1, wherein the nanopore is formed on a cell culture surface in a culture container, and the culture surface is made of polystyrene. 청구항 1에 있어서, 상기 나노포어를 포함하는 배양용기에서의 배양되는 인간 배아줄기세포는 중배엽 유도물질을 함유하는 배지에서 배양된 인간 배아줄기세포 유래 배상체인 것인, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법. [Claim 2] The method according to claim 1, wherein the cultured human embryonic stem cells in the culture container containing the nanopore are human embryonic stem cell derived cultures cultured in a culture medium containing mesodermal inducer, Lt; / RTI &gt; 청구항 5에 있어서, 상기 중배엽 유도물질은 BMP4 및 액티빈 A인 것인, 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법. The method according to claim 5, wherein the mesodermal inducer is BMP4 and actin A, wherein the mesodermal inducer is BMP4 and actin A. 청구항 5에 있어서,
(a) 인간 배아줄기세포 유래의 배상체를 BMP4 및 액티빈 A를 포함하는 배지에서 형성시키는 단계; 및
(b) (a) 단계로부터 수득한 배상체를 30 내지 500 nm의 직경을 갖는 다수의 나노포어를 포함하는 배양용기에서 배양하는 단계를 포함하는 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.
The method of claim 5,
(a) forming an amphora from human embryonic stem cells in a medium comprising BMP4 and actin A; And
(b) culturing the soma obtained from step (a) in a culture container containing a plurality of nanopores having a diameter of 30 to 500 nm, to induce differentiation into mesodermal cells from human embryonic stem cells.
청구항 5에 있어서, 상기 방법은 인간 배아줄기세포 유래의 배상체에서 인테그린 알파 5의 유전자 발현을 상향조절시키는 것인 인간 배아줄기세포에서 중배엽 세포로의 분화 유도 방법.[Claim 6] The method according to claim 5, wherein the gene expression of integrin alpha 5 is upregulated in a somatic cell derived from human embryonic stem cells.
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