用于提高干细胞再生能力的培养基组合物及使用它的干细胞培养方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于提高干细胞自我更新能力的培养基组合物，W及使用它培养干细 胞的方法，更具体地，设及用于培养干细胞的培养基组合物，所述培养基组合物可W提高干 细胞的自我更新能力，而不改变干细胞的大小和活性，使老年人的干细胞的自我更新能力 提高至与青少年的干细胞相当的水平，W及设及使用该培养基组合物培养干细胞的方法。
【背景技术】
[0002] 干细胞是指不仅具有自我复制能力还具有分化成至少两种类型的细胞的能力的 细胞，干细胞可分为全能干细胞、多能干细胞(pluripotent stem cells)和专能干细胞 (multipotent stem cell)。全能干细胞是具有能够发育成一个完整个体的全能性质的细 胞，而运些性质为卵母细胞和精子受精之后直到八细胞期的细胞所拥有。当运些细胞分离 并植入子宫时，它们可W发育成一个完整的个体。多能干细胞是能够发育成外胚层、中胚层 和内胚层来源的各种细胞和组织的细胞，来源于位于受精4-5天后生成的胚囊内部的内细 胞群。运些细胞被称为"胚胎干细胞"，可W分化成各种其他组织细胞，但不能形成新的活生 物体。专能干细胞是能够分化成仅特异于包含运些细胞的组织和器官的干细胞，专能干细 胞不仅参与胎儿期、新生儿期和成体期的各种组织和器官的生长和发育，还参与成体组织 的稳态维持和组织损伤后诱发再生的功能。组织特异性专能细胞统称为"成体干细胞"。
[0003] 通过收获来自人体各种器官的细胞W使所述细胞发育成干细胞而获得的成体干 细胞具有仅分化成特异性组织的特征。然而，近年来，用于使成体干细胞分化成包括肝细胞 等各种组织的试验取得显著成功，运成为了热点。特定而言，在再生医学领域进行了努力W 使用细胞再生组织和器官并恢复它们由于疾病或事故等丧失的功能。在再生医学领域频繁 使用的方法包括步骤:从患者采集干细胞、血液来源的单核细胞或骨髓来源的单核细胞，通 过试管培养诱导细胞增殖和/或分化，并通过移植将所选择的未分化(干细胞和/或组细胞） 和/或分化细胞引入患者体内。因此，预期现有通过药物或外科手术来治疗疾病的经典方法 将被如上所述的用健康细胞、组织或器官来替代受损细胞、组织或器官的细胞/组织替代疗 法所取代，并且因此干细胞的用途将进一步增加。
[0004] 因此，目前正在研究干细胞的各种功能。特别是，由于使用间充质干细胞的细胞治 疗技术开始受到关注，已经开发出用于改善从人体中分离的间充质干细胞W适合于治疗目 的的技术(WO 2006/019357、韩国专利0795708和韩国专利0818214)。
[0005] 同时，人体器官的功能或细胞自我更新的能力随着年龄的增长而降低。类似于运 样的现象，当干细胞在体外反复培养或被外部因素刺激时，干细胞的功能和形态会改变。换 言之，细胞从体外培养开始的那一刻，细胞就开始失去其功能并进入衰老状态，即使该功能 的损失几乎是不可察觉的。因为细胞运样的特性，优选使用早期细胞用于基因治疗，并且还 优选使用即使已将干细胞培养长时间后仍不显著改变它们的特性，如增殖能力、分化能力、 表型、形态和活性的干细胞，因此，对运样的细胞正在进行研究(BMC Cell Biology 2006， 7:14,Ageing Research Reviews 5,2006,91116)。
[0006] 因此，为发现可W提高干细胞的自我更新能力而即使当将干细胞反复培养时也不 改变干细胞特性(如形态或活性）的培养基成分，本发明人进行了广泛的努力。结果本发明 人发现，当在含有apelin的培养基组合物中培养干细胞时，干细胞的自我更新能力得W提 高，从而完成了本发明。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是提供一种用于提高干细胞自我更新能力的培养基组合物，它 可W将老年人的干细胞的自我更新能力提高至与青少年的干细胞相当的水平，W及提供一 种使用该培养基组合物培养干细胞的方法。
[000引为了达到上述目的，本发明提供一种培养干细胞的培养基组合物，其含有apelin。
[0009] 本发明还提供了一种用于提高干细胞自我更新能力的方法，该方法包括在含有 apel in的培养基组合物中培养干细胞的步骤。
[0010] 本发明的其他特征和实施方式将通过W下详细描述和所附权利要求更加清楚。
【附图说明】
[0011] 图1示出通过用实施例1中所述的培养基培养从40多岁、50多岁和60多岁的人中分 离的脂肪干细胞，传代3次，并在细胞培养后达4天用显微镜观察在每种培养基中的细胞形 态所获得的显微照片。
[0012] 图2是示出通过用实施例1中所述的培养基培养从40多岁、50多岁和60多岁的人中 分离的脂肪干细胞，传代3次，并测量在细胞培养后达4天在每种培养基中的细胞存活力所 获得的脂肪干细胞的存活力的图表。
[0013] 图3是示出通过用实施例1中所述的培养基培养从40多岁、50多岁和60多岁的人中 分离的脂肪干细胞，传代3次，并测量在细胞培养后达4天在每种培养基中的细胞大小所获 得的脂肪干细胞的大小的图表。
[0014] 图4是示出通过用实施例1中所述的培养基培养从40多岁、50多岁和60多岁的人中 分离的脂肪干细胞，传代3次，并测量在细胞培养后达4天在每种培养基中的细胞CP化(细胞 群体倍增水平)所获得的脂肪干细胞的CP化图表。
【具体实施方式】
[0015] 除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的 技术人员通常理解相同的含义。总体上，在本文中所使用的命名法是技术领域公知且通常 使用的。
[0016] 如本文所用，术语"干细胞"是指不仅具有自我复制能力，而且也具有分化成至少 两种类型的细胞的能力的细胞。"成体干细胞"是指无论是在发育过程后形成胚胎的每个器 官的阶段或是在成体阶段都存在的干细胞。
[0017] 如本文所用，术语"间充质干细胞"是指从人或哺乳动物组织中分离的并且可W源 自各种组织的未分化的干细胞。具体地，间充质干细胞可W是厮带源性的间充质干细胞、厮 带血源性的间充质干细胞、骨髓源性间充质干细胞、脂肪源性间充质干细胞、肌肉源性间充 质干细胞、神经源性间充质干细胞、皮肤源性间充质干细胞、羊膜源性间充质干细胞或胎盘 源性间充质干细胞。从每种组织中分离干细胞的技术是本领域已知的。
[0018] 如本文所使用，"脂肪组织源性间充质干细胞"是从脂肪组织中分离的未分化的成 体干细胞，并且在本文中也称为"脂肪源性成体干细胞"、"脂肪干细胞"或"脂肪源性干细 胞"。运些细胞可W根据本领域中已知的任何常规方法获得。分离脂肪组织源性间充质干细 胞的方法可W是，例如，如下所述。即，可W通过培养由抽脂法得到的含有脂肪的悬浮液(在 生理盐水中），然后或者收集经膜蛋白酶处理而贴附于培养容器如烧瓶的干细胞层，或者用 刮刀摩擦而直接收集悬浮在少量生理盐水中的那些来分离脂肪源性间充质干细胞。
[0019] 如本文所用，表述"不改变干细胞的大小"指干细胞的形态或大小保持与在培养基 组合物中培养的干细胞类似。
[0020] 如本文所用，术语"培养基"或"培养物培养基"意指在体外培养条件下能够支持干 细胞的生长和存活的培养基，并旨在包括本领域中已知的所有常规的适合于干细胞培养的 培养基。此外，在本发明中使用的培养基和培养条件可W根据待培养的细胞类型来选择。
[0021] 如本文所用，术语"增殖"意指细胞数的增加，并且与增长具有相同的含义。
[0022] 如本文所用，表述"自我更新能力"意指细胞自身能够复制出与自身相同的复制物 的能力。当细胞自我更新的能力提高时，细胞增殖的能力也提高。
[0023] 如本文所用，术语"传代培养"意指细胞的一部分通过转移到新的培养容器中后， 通过将培养基更换，定期传代而培养细胞，W长期持续培养健康状态的细胞。随着细胞数量 在培养容器的有限空间中增加，在经过预定时间后，细胞会由于养分耗竭或废物积累而自 然死亡，因此，传代培养用于增加健康细胞的数目，通常情况下，传代1次意指通过培养基 (培养容器)的一次更换或细胞群中的一次分离来培养。可W使用本领域中已知的任何传代 培养的方法而没有任何限制，但也可W优选机械或酶分离方法。
[0024] 干细胞存在的问题在于，当细胞被反复培养或接收到外部刺激时，细胞的形态或 大小被微小改变，并且细胞的自我更新能力和端粒酶活性降低，即，细胞进入衰老。因为细 胞的自我更新能力和端粒酶活性在培养细胞的培养基之间是不同的，重要的是在不降低细 胞的自我更新能力或端粒酶活性W及即使反复培养细胞时也不显著改变细胞特征的培养 基组合物中培养干细胞。换句话说，重要的是在延迟或减轻细胞衰老或维持细胞的初始状 态的培养基组合物中培养干细胞。
[0025]