KR20060016540A - Skin adult stem cell isolation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피부 성체줄기세포 분리방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 피부를 형성시킬 수 있는 피부 성체줄기세포를 쉽고 간단하며 고수득율로 수득할 수 있는 피부 성체줄기세포의 분리방법에 관한 것으로, 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포를 제4형 콜라겐에 접촉시켜 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하는 것을 포함하는 피부 성체줄기세포의 분리방법을 제공한다. The present invention relates to a method for separating adult skin stem cells. In particular, the present invention relates to a method for separating skin adult stem cells, which can easily and simply obtain high-yield skin adult stem cells capable of forming skin. It provides a method for separating adult skin cells of the skin comprising the step of contacting the cells having adhesion to type 4 collagen.
표피, 줄기세포, 콜라겐Epidermis, stem cells, collagen
Description
도 1은 피부세포를 알파6-인테그린(integrin) 및 CD71 각각의 항체로 표지한 후 이를 유세포 분석기로 분석한 결과(A)와, 세포의 크기(FSC: forward scatter) 및 과립도(SSC: side scatter)를 기준으로 분석한 결과(B)이다.FIG. 1 shows the results of labeling skin cells with antibodies of alpha6-integrin and CD71, respectively, and analyzing them with a flow cytometer (A), cell size (FSC: forward scatter) and granularity (SSC: side). It is the result of analysis (B) based on scatter).
도 2는 피부세포를 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포), SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포) 및 NA(부착되지 않는 세포)의 유세포 분석 결과를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows RA cells (cells attached within 10 minutes), SA cells (cells attached within 10 minutes and 24 hours), and NA, which are classified based on the time of attachment of skin cells to a culture dish coated with type 4 collagen. The flow cytometry results of (cells that do not adhere) are shown.
도 3은 피부세포를 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포, A), SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포, B) 및 NA(부착되지 않는 세포, C)의 김자(Giemsa) 염색결과를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows RA cells (cells attached within 10 minutes, A), SA cells (cells attached within 10 minutes or more and 24 hours, sorted based on the time when skin cells are attached to a culture dish coated with type 4 collagen; B) and NA (non-adherent cells, C) shows the results of Giemsa staining.
도 4는 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포) 및 SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포)의 세포군락 형성을 관찰한 것으로, A 및 B는 현미경 사진이고, C 및 D 는 육안관찰한 것이다.Figure 4 shows the colonization of RA cells (cells attached within 10 minutes) and SA cells (cells attached within 10 minutes to 24 hours) sorted based on the time of attachment to the culture dish coated with type 4 collagen. As observed, A and B are micrographs, and C and D were visual observations.
도 5는 본 발명의 피부 줄기세포(stem cell)를 진피보형물에 접종하여 인공피부 형성을 관찰한 것이다.Figure 5 is inoculated skin stem cells (stem cells) of the present invention in dermal implants to observe the formation of artificial skin.
[발명이 속하는 기술분야][TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION]
본 발명은 피부 성체줄기세포 분리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포를 제4형 콜라겐에 접촉시켜, 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하는 것을 포함하는 피부 성체줄기세포의 분리방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for separating adult skin stem cells, and more particularly, comprising contacting cells obtained from skin tissue or skin with collagen type 4 to separate cells having adhesion to type 4 collagen. The present invention relates to a method for separating adult skin stem cells.
[종래기술][Private Technology]
최근 진행된 줄기세포에 대한 많은 연구들에 힘입어 줄기세포는 세포치료제로서 난치병질환의 치료에 새로운 가능성을 보여주고 있다. 인간의 피부 줄기세포 역시 화상과 같은 광범위한 피부손상, 창상, 궤양 등의 피부질환을 치료하는데 응용될 수 있다. 그러나 피부 줄기세포는 배아줄기세포나 조혈줄기세포와는 달리 피부 줄기세포로 규정할 수 있는 특이적인 표식자가 아직까지 발견되지 않아, 이를 이용한 피부 줄기세포 분리방법이 확립되어 있지 않은 실정이며, 현재 피부 줄기세포에 특이적인 표식자로 거론되고 있는 후보물질, 예컨대 베타1-인테그린, 알파6-인테그린, p63, K19 및 그리고 베타-카테닌을 이용한 방법들이 연구중에 있으며, 그중 알파6-인테그린과 CD71에 대한 두 가지 형광 항체를 사용한 유세포 분석법이 피부 줄기세포를 분리하기에 가장 좋은 방법으로 인식되고 있다. 하지만, 유세포 분석법은 유세포 분석기라는 고가의 장비를 사용하여야 하고, 분석하고 분리하는데 많은 시간이 소모되며, 수득률이 낮고, 세포들이 유세포 분석기를 통과하여야 하기 때문에 분리된 세포들을 배양할 경우 생존율이 낮아진다는 문제점이 있다.Thanks to many recent studies on stem cells, stem cells have shown new potential for the treatment of intractable disease as a cell therapy. Human skin stem cells can also be used to treat skin diseases such as burns, wounds and ulcers. However, unlike embryonic stem cells or hematopoietic stem cells, dermal stem cells have not yet been identified as specific markers that can be defined as dermal stem cells. Methods using stem-specific markers such as beta1-integrin, alpha6-integrin, p63, K19, and beta-catenin are being studied, two of which are alpha6-integrin and CD71. Flow cytometry using eggplant fluorescent antibodies is recognized as the best way to isolate skin stem cells. However, flow cytometry requires the use of expensive equipment called flow cytometers, requires a lot of time to analyze and isolate, yields are low, and the survival rate is lowered when culturing isolated cells because cells must pass through the flow cytometer. There is a problem.
이에, 피부 줄기세포만을 특이적으로 분리할 수 있는 새로운 방법 개발이 절실히 요구된다. Therefore, there is an urgent need for the development of new methods that can specifically separate skin stem cells.
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 피부 조직 또는 피부 세포로부터 피부 성체줄기세포를 용이하게 분리할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a method capable of easily separating the skin adult stem cells from skin tissue or skin cells.
또한 본 발명은 피부 성체줄기세포에 대한 특이 표식자의 사용없이 피부 성체줄기세포를 간단하게 분리할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a method for the simple separation of adult skin stem cells without the use of specific markers for adult skin stem cells.
또한 본 발명은 피부 성체줄기세포의 분리 수율이 높고 생존력 및 피부 형성능이 우수한 피부 성체줄기세포를 분리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for separating skin adult stem cells having high separation yield of skin adult stem cells and having excellent viability and skin forming ability.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포를 제4형 콜라겐에 접촉시켜, 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하는 것을 포함하는 피부 성체줄기세포의 분리방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for isolating adult stem cells comprising the step of contacting cells obtained from skin tissue or skin with collagen type 4 to separate cells having adhesion to type 4 collagen. to provide.
또한 본 발명은 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포들에서 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하여 제거하는 것을 포함하는 피부 성체줄기세포 배제된 피부 세포 분리방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for separating skin adult stem cells excluded skin cells comprising the separation and removal of cells having adhesion to type 4 collagen from the cells obtained from skin tissue or skin.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 피부를 형성시킬 수 있는 피부 줄기세포 분리방법을 연구하던 중, 피부 줄기세포가 제4형 콜라겐에 특이적인 부착성을 가지므로 상기한 부착성을 이용하여 피부 줄기세포만을 특이적으로 분리할 수 있음을 확인하였고, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, while studying a method for separating skin stem cells capable of forming skin, since the skin stem cells have specific adhesion to collagen type 4, only the skin stem cells are specifically separated using the above adhesion. It was confirmed that it can, and based on this, the present invention was completed.
본 발명의 피부 성체줄기세포는 동물의 피부, 바람직하기로는 사람의 피부, 더욱 바람직하기로는 사람의 표피 또는 모발 등을 형성할 수 있는 세포를 의미한다. 피부 줄기세포는 각질형성세포, 피지선 또는 모발 등으로 분화될 수 있다.Skin adult stem cells of the present invention refers to cells capable of forming the skin of an animal, preferably human skin, more preferably human epidermis or hair. Skin stem cells can be differentiated into keratinocytes, sebaceous glands or hair.
본 발명의 제4형 콜라겐은, 동물 바람직하기로는 사람에서 유래한 제4형 콜라겐으로, 화학적 또는 생물학적으로 합성하거나 직접 인체로부터 분리된 것일 수 있다. 제4형 콜라겐은 라미닌과 함께 피부와 점막의 기저막을 이루는 주요한 구성성분으로 알려져 있다. The type 4 collagen of the present invention is a type 4 collagen derived from an animal, preferably a human, and may be chemically or biologically synthesized or directly isolated from the human body. Collagen type 4, together with laminin, is known as a major constituent that forms the basement membrane of the skin and mucous membranes.
본 발명은 피부 성체줄기세포의 분리방법에 관한 것으로, 피부 성체줄기세포의 분리방법은 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포들로부터 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하는 것을 포함한다. 바람직하기로는 피부 성체줄기세포의 분리방법은 제4형 콜라겐이 코팅된 부위에 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포들을 접촉시킨 후 콜라겐에 부착된 세포만을 분리하는 것을 포함하며, 상기 제4형 콜라겐은 피부에서 수득한 세포에 0.000001 내지 2000 ㎍/107 cells 로 접촉시키는 것을 포함한다. 상기 제4형 콜라겐의 접촉농도가 상기 기재한 범위의 미만인 경우 적절한 수율의 피부 줄기세포 분리를 기대하기 어려울 수 있으며, 상기 기재한 범 위를 초과하는 경우 과다하게 높은 콜라겐의 농도로 인하여 세포가 부정적인 영향을 받을 수 있다.The present invention relates to a method for separating adult skin stem cells, and the method for separating adult skin stem cells includes separating cells having adhesion to type 4 collagen from cells obtained from skin tissue or skin. Preferably, the method for separating adult skin stem cells includes contacting cells obtained from skin tissue or skin with a collagen-coated region of 4 type, and then separating only cells attached to collagen. 0.000001 to 2000 µg / 10 7 cells in cells obtained from skin Contact with When the contact concentration of the collagen type 4 is less than the above-described range, it may be difficult to expect an appropriate yield of skin stem cell separation, and when it exceeds the above-described range, the cells may be negative due to the excessively high concentration of collagen. May be affected.
상기 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포는, 동물 또는 사람의 피부로부터 수득한 것일 수 있으며, 예컨대 포피 조직, 모발, 유방 등 모든 피부조직 및 피부부속기 조직일 수 있다.The cells obtained from the skin tissue or skin may be obtained from skin of an animal or human, and may be, for example, all skin tissues such as foreskin tissue, hair, breast and skin appendage tissue.
피부조직 또는 피부에서 수득한 세포는 제4형 콜라겐과 1분 내지 12시간, 바람직하기로는 1분 내지 6시간, 더욱 바람직하기로는 1분 내지 60분, 가장 바람직하기로는 5분 내지 30분 접촉시킬 수 있다. 상기 부착시간이 1분 미만일 경우, 줄기세포의 적절한 수득률을 기대하기 어려우며, 12시간을 초과할 경우 줄기세포과 그 외 다른 세포들이 혼합 분리될 수 있다. 아울러, 부착시 온도는 4 내지 40 ℃일 수 있으며, 1 시간 이상 접촉시키는 경우 배지를 추가로 첨가할 수 있다. 상기 배지는 통상의 피부세포 배양배지일 수 있으며, 일예로 각질형성세포 성장 배지(KGM), E-media [Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)와 F-12 (Ham's nutrient mixture) 을 3:1로 혼합한 배지] 등이 있다. Skin cells or cells obtained from the skin are contacted with collagen type 4 for 1 minute to 12 hours, preferably 1 minute to 6 hours, more preferably 1 minute to 60 minutes, and most preferably 5 minutes to 30 minutes. Can be. If the adhesion time is less than 1 minute, it is difficult to expect a proper yield of stem cells, and if more than 12 hours, stem cells and other cells may be mixed and separated. In addition, the temperature at the time of attachment may be 4 to 40 ℃, if the contact for 1 hour or more may be added to the medium. The medium may be a conventional skin cell culture medium. For example, keratinocyte growth medium (KGM), E-media (Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), and F-12 (Ham's nutrient mixture) are mixed at 3: 1. One medium].
또한 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포는 제4형 콜라겐이 코팅 또는 고정된 고형 또는 겔형의 기질에 접촉시킴으써, 피부 성체줄기세포만을 제4형 콜라겐을 통하여 기질에 고정시킬 수 있다. 상기 기질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 공중합체, 금속, 실리콘 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 금속은 니켈, 금 또는 은일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하기로는 상기 기질은 통상의 동 물세포 배양시 사용되는 배양용기일 수 있다. 상기 기질의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 구형 입자, 플레이트, 튜브 등일 수 있다. 제4형 콜라겐의 기질상 코팅은, 기질의 종류에 따라 공지의 방법으로 실시할 수 있으며, 예컨대 동물세포 배양용기에 코팅하는 경우 제4형 콜라겐을 인산염완충액에 용해시킨 상태로 배양용기 1 cm2 당 0.00000001 내지 30 ㎍(콜라겐농도)를 가한 후 0 내지 40 ℃에서 1시간 내지 24 시간 반응시켜 실시할 수 있다. In addition, skin cells or cells obtained from the skin may be contacted with a solid or gel matrix coated with or fixed to collagen type 4, so that only adult stem cells can be immobilized to the substrate through type 4 collagen. The substrate may be selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, copolymers of polyethylene and polypropylene, metals, silicones and glass, but is not limited thereto. The metal may be nickel, gold or silver, but is not limited thereto. Preferably, the substrate may be a culture vessel used in conventional animal cell culture. The shape of the substrate is not particularly limited, and may be spherical particles, plates, tubes, and the like. Substrate coating of collagen type 4 can be carried out by a known method according to the type of substrate, for example, when coated in an animal cell culture container, 1 cm 2 of the culture container in a state in which collagen type 4 is dissolved in a phosphate buffer solution. It can be carried out by adding 0.00000001 to 30 μg (collagen concentration) per sugar and then reacting at 0 to 40 ° C. for 1 to 24 hours.
제4형 콜라겐에 접촉시켜 이에 부착된 피부 성체줄기세포는 물리적 방법 또는 화학적 방법을 통하여 피부 성체줄기세포를 탈착시킬 수 있으며, 물리적 방법으로는 스크랩퍼를 이용한 긁어내기가 있으며, 화학적 방법으로는 트립신 처리, 디스파제 처리 또는 더모라이신 처리 등의 방법이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Skin adult stem cells contacted with and attached to collagen type 4 can detach skin adult stem cells by physical or chemical methods, and physical methods include scraping using a scraper, and chemical methods such as trypsin Treatment, dispase treatment, demorycin treatment, and the like, but are not limited thereto.
일실시예로, 본 발명에서는 포피세포를 제4형 콜라겐이 코팅된 배양용기에 10분간 반응시켜 부착된 세포만을 수득하였고, 상기 세포를 유세포 분석, 세포 군락형성능 및 인공피부 형성능을 확인하였다. 그 결과, 상기 세포는 알파6-인테그린을 발현하며, 세포크기 및 과립도가 작으며, 세포질 대비 세포핵이 크며, 인공피부를 형성시킬 수 있는 피부 성체줄기세포임을 알 수 있었다.As an example, in the present invention, the foreskin cells were reacted for 10 minutes in a collagen-coated culture vessel to obtain only the adhered cells, and the cells were subjected to flow cytometry, cell colony forming ability, and artificial skin formation ability. As a result, it was found that the cells express alpha6-integrin, have a small cell size and granularity, a large cell nucleus compared to the cytoplasm, and skin adult stem cells capable of forming artificial skin.
본 발명의 피부 성체줄기세포 분리방법은, 피부 성체줄기세포에서 발현되는 인테그린의 제4형 콜라겐 부착성을 이용한 것으로, 피부 줄기세포의 분리가 쉽고 간단할 뿐만 아니라 고가장비나 시약이 필요없어 매우 경제적이다. 또한 본 발명의 피부 성체줄기세포 분리방법으로 분리된 피부 성체줄기세포는 세포 증식율 및 생존율이 우수하며 피부 손상된 부위에 인공피부를 성공적으로 형성시킨다. Skin adult stem cell separation method of the present invention, using the integrin type 4 collagen adhesion expressed in skin adult stem cells, is easy and simple separation of skin stem cells, and does not require expensive equipment or reagents, very economical to be. In addition, the skin adult stem cells separated by the skin adult stem cell separation method of the present invention is excellent in cell proliferation rate and survival rate, and successfully forms artificial skin on the damaged area of the skin.
또한 본 발명의 피부 성체줄기세포 분리방법은, 피부조직 또는 피부에서 수득한 세포들에서 제4형 콜라겐에 부착성을 갖는 세포를 분리하여 제거하므로써, 피부 성체줄기세포 배제된 피부 세포 분리방법으로 이용가능하다.In addition, the method for separating skin adult stem cells of the present invention, by separating and removing cells having adhesion to type 4 collagen from cells obtained from skin tissue or skin, is used as a method for separating skin adult stem cells. It is possible.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of the present invention will be described. The following examples are only for illustrating the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
비교예: 유세포 분석을 통한 피부 줄기세포의 분리Comparative Example: Isolation of Skin Stem Cells by Flow Cytometry
FITC(Fluorescein isothiocyanate)가 연결된 CD71 단클론 항체(#sc-7327 FITC, Santa Cruz, CA)와 PE(Phycoerythrin)가 연결된 알파6-인테그린 단클론 항체(#MCA1457PE, Serotec, Raleigh, NC)를 사용하여 이중면역염색을 한 후, 전체 표피세포를 대상으로 하여 유세포 분석을 실시하였다. 대조군으로 Serotec의 마우스 IgG1:FITC/마우스 IgG1:RPE 항체(# DC012)를 사용했다. 표지자 반응은 빛이 차단된 냉장 상태(4℃)에서 1시간 수행하였다. 세포는 2-3 x 106/㎖로 2% FBS(fetal bovine serum)를 포함한 PBS에 현탁하였고, 이의 유세포 분석은 FACS Calibur (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ)로 수행하였다. 각 실험은 동일 조건 하에서 최소한 두번 이상 반복하였다.Double immunization using CD71 monoclonal antibody (# sc-7327 FITC, Santa Cruz, CA) linked to Fluorescein isothiocyanate (FITC) and alpha6-integrin monoclonal antibody (# MCA1457PE, Serotec, Raleigh, NC) linked to Phycoerythrin (PE) After staining, all epidermal cells were subjected to flow cytometry. Serotec's mouse IgG1: FITC / mouse IgG1: RPE antibody (# DC012) was used as a control. The marker reaction was carried out for 1 hour in the refrigerated state (4 ℃) blocked light. Cells were suspended in PBS containing 2% FBS (fetal bovine serum) at 2-3 × 10 6 / ml, and their flow cytometry was performed with FACS Calibur (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ). Each experiment was repeated at least twice under the same conditions.
도 1은 전체 표피세포를 알파6-인테그린 및 CD71 각각의 항체로 면역한 후 이를 유세포 분석기로 분석한 것(A)과, 세포의 크기(FSC) 및 과립도(SSC)를 기준으로 분석한 것(B)이다. 도1의 A에서, 알파6-인테그린 양성인 세포와 CD71음성인 세 포들(R1)은, B에서 세포 크기와 과립도가 작은 것으로 확인되어, 줄기세포임을 확인할 수 있었다.1 is a whole cell epithelial cells immunized with antibodies of alpha6-integrin and CD71 and analyzed by flow cytometry (A), based on the size (FSC) and granularity (SSC) of the cells (B). In Figure 1A, alpha6-integrin positive cells and CD71 negative cells (R1), the cell size and granularity was confirmed in B, it was confirmed that the stem cells.
실시예 1: 콜라겐을 코팅한 배양접시에 부착력에 따른 피부 성체줄기세포의 분리와 유세포 분석Example 1 Isolation and Flow Cytometry of Adult Skin Stem Cells According to Adhesion in Collagen-coated Culture Dishes
각질형성세포는 어린아이의 포경수술을 통하여 얻어진 포피에서 분리하였다. 피부 생검은 Rheinward and Green의 방법을 따라 수행하였으며, 분리한 각질형성세포는 각질형성세포 성장 배지(KGM)에서 배양하였다.Keratinocytes were isolated from the foreskin obtained by circumcision of young children. Skin biopsy was performed according to the method of Rheinward and Green, and the isolated keratinocytes were cultured in keratinocyte growth medium (KGM).
100파이 배양접시에 제4형 콜라겐(20 ㎍/㎖) 3.5 ㎖를 첨가하여 4 ℃에서 24시간 반응시켜 코팅된 배양접시를 준비하였다. 피부조직으로부터 분리한 각질형성세포를 각질형성세포 성장 배지(KGM)에 넣어 균일하게 현탁한 후 37℃ 배양기에서 10분간 두었다. 10분후 배양접시에 붙지 않은 세포는 다른 배양접시로 옮겨서 37℃ 배양기에서 24시간 배양하고 붙은 세포(이하, "SA 세포"라 함)와 붙지 않은 세포(이하, "NA 세포"라 함)로 각각 수득하였다. 또한 콜라겐 처리된 배양접시에 붙은 세포(이하, "RA 세포"라 함)는 트립신을 처리하여 수집하였다. A coated culture dish was prepared by adding 3.5 ml of collagen type 4 (20 μg / ml) to a 100 pie culture dish and reacting at 4 ° C. for 24 hours. The keratinocytes isolated from the skin tissues were placed in keratinocyte growth medium (KGM), suspended uniformly, and placed in a 37 ° C. incubator for 10 minutes. After 10 minutes, the cells that did not adhere to the culture plate were transferred to another culture plate and incubated for 24 hours in a 37 ° C. incubator. The cells were attached (hereinafter referred to as "SA cells") and non-attached cells (hereinafter referred to as "NA cells"), respectively. Obtained. In addition, cells adhered to the collagen-treated culture plate (hereinafter referred to as "RA cells") were collected by treatment with trypsin.
(1) 유세포 분석(1) flow cytometry
RA 세포, NA 세포 및 SA 세포 각각을 유세포 분석하였다. RA cells, NA cells and SA cells, respectively, were flow cytometrically analyzed.
도 2는 전체 표피세포를 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포), SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포) 및 NA(부착되지 않는 세포)의 유세포 분석 결과를 나타낸 것으로, RA 세포는 알파6-인테그린 양성 및 CD71 음성이면서 동시에 세포크기나 과립 도가 작아 표피 줄기세포로 분석되며, SA 세포는 알파6-인테그린 및 CD71에 대하여 음성 및 양성이 혼재되어 있으며 세포크기 및 과립도가 큰 세포가 혼재되어 있어, 표피 줄기세포와 그 외 세포가 혼재한 것으로 분석된다. 또한 NA 세포는 알파6-인테그린 음성 및 CD71 양성을 나타내며, 세포크기와 과립도가 큰 세포가 다량 존재하여, 피부 성체줄기세포가 거의 없는 것으로 분석된다. FIG. 2 shows RA cells (cells adhered within 10 minutes), SA cells (cells adhered within 10 minutes to 24 hours), which are classified based on the time to attach whole epidermal cells to culture dish coated with type 4 collagen. The flow cytometry of NA (non-adherent cells) is shown. RA cells are alpha6-integrin positive and CD71 negative, and at the same time, small cell size or granularity are analyzed as epidermal stem cells, and SA cells are alpha6-integrin and CD71. It is analyzed that the mixture of negative and positive cells is mixed with cells with large cell size and granularity, and epidermal stem cells and other cells are mixed. In addition, NA cells show alpha6-integrin negative and CD71 positive, and a large amount of cells with large cell size and granularity exist, and thus, there are few skin adult stem cells.
(2) 김자(Giemsa) 염색(2) Giemsa dyeing
RA 세포, NA 세포 및 SA 세포 각각을 150 g로 10분간 세포분리기를 이용하여 슬라이드당 약 4만개의 세포를 붙이고, 김자 염색을 실시하였다. 염색 후 위상차현미경으로 관찰하고, RS 영상 소프트웨어가 지원되는 CoolSNAPcf 디지털 비디오 카메라 시스템으로 촬영하였다.Each of RA cells, NA cells, and SA cells was attached to about 40,000 cells per slide using a cell separator for 10 minutes at 150 g, and stained with gold. After staining, observation was performed with a phase contrast microscope and photographed with a CoolSNAPcf digital video camera system supported by RS imaging software.
도 3은 전체 피부세포를 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포, A), SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포, B) 및 NA(부착되지 않는 세포, C)의 김자 염색결과를 나타낸 것으로, RA 세포는 세포의 크기가 작고 세포질에 대한 핵의 비율이 높은 특징을 나타내었는데 이는 줄기세포의 특성과 일치되는 결과이다. 반면에 SA 세포 및 NA 세포는 세포 크기가 상대적으로 크고 세포질에 대한 핵의 비율이 다소 높게 관찰되었다.FIG. 3 shows RA cells (cells attached within 10 minutes, A) and SA cells (cells attached within 10 minutes or more within 24 hours), which are classified based on the time when all skin cells are attached to a culture dish coated with type 4 collagen. , B) and NA (non-adherent cells, C), showing the results of the Kimja, RA cells were characterized by a small cell size and a high ratio of nuclear to cytoplasm, which is consistent with the characteristics of stem cells to be. On the other hand, SA cells and NA cells have a relatively large cell size and a slightly higher ratio of nuclei to cytoplasm.
실시예 2: 세포군락 형성 능력 확인Example 2: Confirmation of cell colony forming ability
실시예 1의 RA 세포를 대상으로 세포군락 형성능을 확인하였고, SA 세포 및 NA 세포는 비교군으로 함께 사용하였다.The colony forming ability of the RA cells of Example 1 was confirmed, and SA cells and NA cells were used together as a comparison group.
RA 세포, SA 세포 및 NA 세포 각각을 100파이 배양 접시 당 2천개 접종하고, 세포는 0.1 ng/㎖ 재조합 표피 성장인자(recombinant epidermal growth factor: EGF), 5.0 ㎍/㎖ 인슐린, 0.5 ㎍/㎖ 하이드로코르티손, 0.15 mM 칼슘, 30 ㎍/㎖ 소 뇌하수체 추출물(bovine pituitary extract), 50 ㎍/㎖ 젠타마이신 설페이트, 50 ng/㎖ 암포테리신 B가 첨가된 각질형성세포 성장 배지(keratinocyte growth medium: KGM)상에서 37 oC, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 10일간 배양한 후, 세포군락 형성을 위상차현미경하에서 관찰하였고, RS 영상 소프트웨어가 지원되는 CoolSNAPcf 디지털 비디오 카메라 시스템으로 촬영하였다. 또한 세포군락의 크기를 육안으로 확인하기 위하여, 배지를 제거한 후 세포를 10% 에탄올 및 크리스탈 바이올릿 0.1%이 함유된 용액으로 5분동안 실온에서 염색한 다음 PBS로 4회 세척하여 관찰하였다.Inoculate 2,000 cells per 100 pie culture dish with RA cells, SA cells and NA cells, and cells were 0.1 ng / ml recombinant epidermal growth factor (EGF), 5.0 μg / ml insulin, 0.5 μg / ml hydro Keratinocyte growth medium (KGM) with cortisone, 0.15 mM calcium, 30 μg / ml bovine pituitary extract, 50 μg / ml gentamycin sulfate, 50 ng / ml amphotericin B Were incubated in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator. After incubation for 10 days, cell colonization was observed under a phase contrast microscope and photographed with a CoolSNAPcf digital video camera system supported by RS imaging software. In addition, in order to visually check the size of the cell population, after removing the medium, the cells were stained with a solution containing 10% ethanol and 0.1% of crystal violet for 5 minutes at room temperature, and then washed four times with PBS.
도 4는 제4형 콜라겐이 도포된 배양접시에 부착되는 시간을 기준으로 분류한 RA 세포(10분이내에 부착되는 세포) 및 SA 세포(10분 이상 24시간 이내 부착되는 세포)의 세포군락 형성을 관찰한 것으로, A 및 B는 현미경 사진이고, C 및 D 는 육안관찰한 것이다. 도 4에서, RA 세포가 SA 세포에 비하여 군락 형성능이 현저히 우수함을 확인할 수 있다.Figure 4 shows the colonization of RA cells (cells attached within 10 minutes) and SA cells (cells attached within 10 minutes to 24 hours) sorted based on the time of attachment to the culture dish coated with type 4 collagen. As observed, A and B are micrographs, and C and D were visual observations. In Figure 4, it can be seen that RA cells are significantly superior to the colony forming ability than SA cells.
실시예 3: 인공피부 생성 능력 확인Example 3: Confirmation of artificial skin generation ability
실시예 1의 RA 세포를 대상으로 인공피부 생성능을 확인하였고, SA 세포 및 NA 세포는 비교군으로 함께 사용하였다. Artificial skin generation ability was confirmed in RA cells of Example 1, and SA cells and NA cells were used together as a comparison group.
실시예 2에서 사용된 방법으로 분리한 각각의 세포군들 (RA, SA, NA cells)을 가지고 아래와 같은 방법으로 인공피부를 만들었다. Artificial skin was prepared by the following method with the respective cell groups (RA, SA, NA cells) separated by the method used in Example 2.
진피보형물은 쥐꼬리로부터 분리 채취한 콜라겐을 4 ℃의 1/1000 빙초산(glacial acetic acid) 용액에 48시간동안 교반하여 녹인 제1형 콜라겐 용액과 10 x DMEM, 완충액(0.05 N NaOH, 0.26 mM NaHCO3, 및 200 mM HEPES)을 8:1:1로 혼합하고, 각 밀리셀(millicell) 당 섬유모세포가 5 x 105 개 되도록 첨가한 다음 상기 혼합액을 30 mm의 밀리셀에 3 ㎖씩 넣어 37 oC, 5% CO2 배양기에서 굳히는 과정으로 진피 보형물을 제조하였다. Dermal implants were prepared by dissolving collagen from rat tails in a solution of 1/1000 glacial acetic acid at 4 ° C. for 48 hours, type 1 collagen solution, 10 x DMEM, and buffer (0.05 N NaOH, 0.26 mM NaHCO 3). , and 200 mM HEPES) to 8: 1: a mixture of 1, and the fibroblasts are added at 5 x 10 5 per each mm cell (millicell), and then put in the mixed solution by 3 ㎖ in mm cell of 30 mm 37 o Dermal implants were prepared by solidification in a C, 5% CO 2 incubator.
진피 보형물 위에 1 x 106 개의 각질형성세포를 접종하고 1일간 배지 침지시켜 배양한 다음 다시 12일간 공기에 노출시켜 배양하였다. 배양 배지는 5 % FBS, 0.4 ㎎/㎖ 하이드로코르티손, 1 mM 이소프로테레놀, 25 ㎎/㎖ 아스코르빈산 및 5 ㎎/㎖ 인슐린이 포함된 DMEM 배지와, 함스 영양 혼합물 F12(Ham's nutrient mixture F12)을 3:1의 비율로 혼합한 용액을 사용하였고, 1일간 침지 배양시 저농도 EGF (1 ng/㎖)를 첨가하였고, 12일간 공기에 노출시켜 배양할 경우 고농도 EGF (10 ng/㎖)를 첨가하였다. 배지는 일주일에 3회 교환하였고, 상기 실험은 동일조건으로 최소 2번 반복실시하였다. 13일간의 배양후, 카르노이스 용액(Carnoy's solution, ethanol/chloroform/acetic acid 6:3:1)으로 세포를 고정시키고 파라핀 블록으로 제조하여 헤마톡실린 & 에오신 염색하였다.1 x 10 6 keratinocytes were inoculated on the dermal implants, cultured by immersion in medium for 1 day, and then cultured by exposure to air for 12 days. The culture medium was a DMEM medium containing 5% FBS, 0.4 mg / ml hydrocortisone, 1 mM isoproterenol, 25 mg / ml ascorbic acid and 5 mg / ml insulin, and Ham's nutrient mixture F12. ) Was used at a ratio of 3: 1, and low concentration EGF (1 ng / ml) was added during immersion culture for 1 day, and high concentration EGF (10 ng / ml) was added for 12 days of exposure to air. Added. The medium was changed three times a week, and the experiment was repeated at least twice under the same conditions. After 13 days of incubation, the cells were fixed with Carnoy's solution (Carnoy's solution, ethanol / chloroform / acetic acid 6: 3: 1), prepared with paraffin blocks, and stained with hematoxylin & eosin.
도 5는 실시예 1에서 수득한 피부 성체줄기세포를 진피보형물에 접종하여 인공피부 형성을 관찰한 것으로, A는 RA 세포이고, B는 SA 세포이고, C는 NA 세포이다. RA 세포는 진피 보형물상에 증식되어 인공피부를 형성하나, SA 세포 및 NA 세포는 거의 인공피부를 형성하지 못하였다. Figure 5 is inoculated dermal adult stem cells obtained in Example 1 to observe the artificial skin formation, A is RA cells, B is SA cells, C is NA cells. RA cells proliferated on dermal implants to form artificial skin, but SA cells and NA cells hardly formed artificial skin.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 피부 성체줄기세포 분리방법은 피부 성체줄기세포를 쉽고 간단하게 수득할 수 있으며, 고가장비나 시약이 필요없어 매우 경제적일 뿐만 아니라 상기 방법으로 분리된 피부 성체줄기세포는 세포 증식율 및 생존율이 우수하여 피부 손상된 부위에 인공피부를 성공적으로 형성시킨다. As described above, the skin adult stem cell separation method of the present invention can easily and simply obtain the skin adult stem cells, and do not require expensive equipment or reagents, very economical, as well as skin adult stem cells separated by the above method Excellent cell proliferation rate and survival rate make successfully forming artificial skin on damaged skin area.
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