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KR20220154132A - 흥분독성을 치료하기 위한 디자이너 세포외 소포 - Google Patents

흥분독성을 치료하기 위한 디자이너 세포외 소포 Download PDF

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KR20220154132A
KR20220154132A KR1020227033475A KR20227033475A KR20220154132A KR 20220154132 A KR20220154132 A KR 20220154132A KR 1020227033475 A KR1020227033475 A KR 1020227033475A KR 20227033475 A KR20227033475 A KR 20227033475A KR 20220154132 A KR20220154132 A KR 20220154132A
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KR
South Korea
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leu
ile
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ala
val
Prior art date
Application number
KR1020227033475A
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English (en)
Inventor
나탈리아 히구이타-카스트로
다니엘 갈레고-페레즈
Original Assignee
오하이오 스테이트 이노베이션 파운데이션
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 오하이오 스테이트 이노베이션 파운데이션 filed Critical 오하이오 스테이트 이노베이션 파운데이션
Publication of KR20220154132A publication Critical patent/KR20220154132A/ko

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Abstract

글루타메이트 수용체(예를 들어, mGluR4 및 mGluR8)로 기능화되어, 흥분독성을 경험한 중추신경계(CNS)의 손상 부위를 선택적으로 표적화할 수 있는 디자이너 세포외 소포(EV)가 개시된다. mGluR4 및 mGluR8-장식 EV는 다량의 신경- 및 흥분독성과 연관된 세포외 글루타메이트의 눈에 띄는 증가와 함께 CNS의 손상 부위에 우선적으로 고정된다. 따라서, 글루타메이트 수용체 장식은 CNS 중 글루타메이트-풍부 부위에서 향상된 귀소성(homing)을 초래할 수 있다.

Description

흥분독성을 치료하기 위한 디자이너 세포외 소포
관련 출원의 상호 참조
본원은 2020년 3월 17일에 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/990,783호의 이점을 주장하고, 이것은 이로써 참조로 본원에 전체적으로 편입되었다.
서열 목록
본원은 2021년 3월 16일 생성된 파일명 "321501_2470_서열_목록_ST25"의 ASCII.txt로서 전자형식으로 제출된 서열 목록을 포함한다. 상기 서열 목록의 내용은 본원에 전체적으로 편입되었다.
흥분독성은 신경전달물질, 예컨대 글루타메이트 및 유사한 물질에 의한 과도한 자극으로 신경 세포가 손상 또는 사멸되는 병리적 과정이다. 이것은 흥분성 신경전달물질 글루타메이트용 수용체(글루타메이트 수용체),예컨대 NMDA 수용체 및 AMPA 수용체가 글루타메이트성 폭풍에 의해 과활성화되는 경우, 발생한다. 흥분독성은 척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상, 청력 상실(소음 과노출 또는 귀독성을 통해) 및 중추신경계(CNS)의 신경퇴행성 질환, 예컨대 다발성 경화증, 알츠하이머병, 근위축 측삭 경화증(ALS), 파킨슨병, 알코올중독 또는 알코올 금단 및 특히 과-급속 벤조디아제핀 금단, 및 또한 헌팅턴병에 관여될 수 있다.
흥분독성을 경험하는 CNS의 손상 부위를 선택적으로 표적화할 수 있는 글루타메이트 수용체(GluR)로 기능화된 디자이너 세포외 소포(EV)가 본원에 개시된다. 일부 구현예에서, 상기 GluR는 대사지향성 글루타메이트 수용체(mGluR)이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 mGluR는 대사지향성 글루타메이트 수용체-1(mGluR1), 대사지향성 글루타메이트 수용체-3(mGluR3), 대사지향성 글루타메이트 수용체-4(mGluR4), 대사지향성 글루타메이트 수용체-7(mGluR7), 대사지향성 글루타메이트 수용체-8(mGluR8), 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 구현예에서, 상기 GluR는 이온성 글루타메이트 수용체(iGluR)이다. iGluR는 주로 CNS1 내부의 시냅스 전 및 후 세포막에서 발견되고, AMPA 수용체, NMDA 수용체 및 카이네이트 수용체로 나누어진다. 이들 아과(subfamily)는 그것의 합성 효능제, 즉, AMPA(α-아미노-3-하이드록실-5-메틸-4-이속사졸-프로피오네이트), NMDA(N-메틸-d-아스파르테이트), 및 카이닌 산(카이네이트)에 대한 친화성에 따라 명명된다. 상기 델타 수용체 계열은 서열 상동성에 의해 iGluR로 분류되어져 왔다.
일부 구현예에서, 상기 GluR는 엑소좀 또는 리소좀 막횡단 단백질, 예를 들어 융합 단백질로 발현된 것에 연결된다.
GluR-장식 EV는 다량의 신경- 및 흥분독성과 연관된 세포외 글루타메이트의 눈에 띄는 증가와 함께 CNS의 손상 부위에 우선적으로 고정된다. 따라서, GluR 장식은 CNS의 글루타메이트-풍부 부위에서의 향상된 귀소성(homing)을 초래할 수 있다.
상기 개시된 GluR-장식 EV는 다양한 분자 카고(cargo)를 CNS의 손상 부위로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이들은 예를 들어, 손상 후 염증 반응을 조절할 뿐만 아니라 혈관형성 및 신경성 복구 과정을 촉진하기 위해, 혈관신생촉진, 신경조직 발생 촉진, 또는 항염증성 분자 카고를 선택적으로 뇌에 전달하는 데 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 GluR-장식 EV는 진단용으로 사용되어 분자 항로표지 프로브 또는 다른 유형의 조영제의 표적화된 전달을 달성할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 GluR-장식 EV는 또한 글루타메이트 소거제로 쓰여서, 뇌의 손상 부위 중 유리 글루타메이트의 유독한 농도를 감소시키는 데 일조하고, 뇌 조직 회수를 돕는다. 예를 들어, 일부 구현예에서, GluR-장식 EV는 자연적으로 상기 수용체들에 결합되기 때문에, 유리 글루타메이트의 싱크(sink)로서 작용할 수 있다. 이들 구현예에서, 상기 대상체에게 투여되는 GluR-장식 EV의 투여량은 원하는 속도로 글루타메이트를 소거하기 위해 최적화될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 구현예의 세부사항이 하기 첨부 도면 및 발명의 상세한 설명에 제시된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 발명의 상세한 설명과 청구항으로 명백할 것이다.
도 1a 및 1b는 치료용 디자이너 세포외 소포의 나노규모 조작을 예시한다.
도 2a 내지 2e는 전신경 디자이너 EV 특징 규명을 보여준다. 도 2a에는 일차 마우스 배아 섬유아세포(PMEF)에서 유래되고 전신경 인자, ASCL1, BRN2 및 MYT1L(즉, ABM 칵테일)이 장입된 디자이너 EV의 투과 전자 현미경사진을 보여준다. 도 2b는 PMEF의 나노형질감염 후 24시간에 피크를 보이는 전신경 디자이너 EV 방출의 역학을 보여주되, 입자 농도는 대략 mL당 100억개 입자이다(*p-값=0.018). 도 2c는 이들 전신경 디자이너 EV 내 쌓인 유전자 카피의 개수가 3개 인자 모두에 대한 공여체 세포에 전달된 것보다 대략 3배 더 큰 것을 보여준다(*p-값=0.021). 도 2d는 전신경 디자이너 EV가 배양액에서 PMEF에 의해 성공적으로 포획되고, 치료 후 48시간에 활용 피크를 나타냄을 보여준다(*p-값≤0.036). 도 2e는 치료 후 24시간에 형광 표지(적색)된 신경세포 생성 촉진-EV를 포함한 PMEF 세포의 형광 이미지를 보여준다.
도 3a는 mGluR8 또는 모의 벡터로 형질감염된 공여체 세포의 공초점 이미지를 보여주되, 세포막(초록색 및 흰색)의 양성 공국소화(co-localization)와 mGluR8 형질감염된 세포의 경우에만 형질감염된 글루타메이트 수용체(적색)를 보여준다. 도 3b 및 3c는 모의 또는 mGluR8 형질감염된 공여체 세포에서 유래된 EV의 공초점 이미지를 보여주되, 여기서 GlutR8 형질감염된 세포에서 유래된 EV는 표적화 수용체(적색)로 EV 막(초록색)의 공국소화를 보여준다. 도 3d는 모의(대조군)-EV와 비교하여 양성 단백질 발현을 나타내는 mGluR8로 기능화된 EV의 웨스턴 블롯을 보여준다. 도 3e 및 3f는 각 수용체 또는 모의 벡터에 대해 인코딩하는 플라스미드로 나노형질감염 후 24시간에 PMEF에서 유래된 mGRM4 및 mGRM8로 기능화된 디자이너 EV의 특징 규명을 보여주되, 입자 농도는 mL 당 수 십억 EV의 범위이고 평균 입자는 대략 230 nm이다.
도 4a 내지 4c는 뇌를 표적화하는 기능화된 디자이너 EV를 보여준다. 도 4a는 mGluR8 또는 모의(대조군) EV로 기능화된 형광 표지 디자이너 EV의 비강내 전달 후 뇌의 생체 내 영상화를 보여주는데, 이것은 뇌 치료 후 24시간에 뇌에서 기능화된 EV의 상당히 더 많은 축적을 보여준다. 도 4b 및 4c는 비강내 점적주입 후 24시간에 형광 표지(적색) 모의- 또는 mGluR8-EV로 처리한 동물의 뇌의 소뇌 및 뇌량(시상 부위)의 면역형광 이미지를 보여주며, 각각의 형광 세기 정량화(n=3, *p-값=0.0083)을 나타낸다.
도 5는 디자이너 EV 중 대사지향성 글루타메이트 수용체(mGluR4 및 mGluR8)의 상대적 발현의 특징 규명을 보여주는데, 이들 수용체는 신경생성 디자이너 EV를 기능화하는 데 사용된다.
도 6a 및 6b는 mGluR8로 기능화된 디자이너 EV 대 비-기능화된 디자이너 EV로 치료한 마우스의 뇌에서 더 높은 축적을 보이는 비강내 전달 후 24시간에 디자이너 EV 생체분포를 나타내며, 이들은 신체에서 제거되면서 간 조직에 축적된다.
도 7a 및 7b는 생체 내-유래(공여체 세포로 피부 세포를 사용함) ABM- 및 대조군-디자이너 EV 대비, 시험관 내-유래(공여체 세포로 PMEF를 사용함)의 수율의 비교를 보여주는데, 이것은 상당히 더 높은 수의 EV가 생체 내에서 생산됨을 보여준다.
도 8a 및 8b는 형질감염 후 24시간에, 공여체 세포 내 유전자 카피의 개수와 비교하여, 디자이너 EV 내 신경인성 인자 ACL1, BRN2, 및 MYT1L(ABM)의 분자 장입의 효율을 보여준다.
도 9a는 mGluR8-기능화 EV(적색) 및 대조군-EV(초록색)를 포함하는 일차 뉴런의 면역형광 이미지를 보여주는데, 이것은 시냅스후 부위(시냅스후 단백질 염색, PSD-95)(보라색)에 GluR-8 EV의 우선적인 축적을 보여주며, 치료 후 7시간에 샘플(바닥)의 각 유형에 대한 줌인 부위를 보여준다. 도 9b는 체세포 및 뉴런 투사 시 초록색(모의-EV) 또는 적색(mGluR8-EV) 형광 세기의 정량화를 보여준다(n=3, *p-값=0.024).
도 10은 치료 후 8시간에 일차 마우스 배아 뉴런에 의한 mGluR4- 및 mGLuR8-기능화 디자이너 EV 활용을 보여준다.
도 11a는 장기화된 배양 연구가, 이르면 치료 후 7일에 대조군 EV에 노출된 PMEF 대비, ABM-장입 EV에 노출된 PMEF가, 뉴런 마커인 Tuj1(초록색 색)에 대한 면역반응성의 증가에 의해 증빙된 바와 같이, 전신경 전환을 나타냄을 어떻게 시사하는지 보여준다. 이들 데이터는 EV에서 수용 세포로의 플라스미드 DNA 이전 정도가 직접적인 전기천공과 비교하여 동일한 크기 규모 내에 속함을 시사한다. 추가적으로, 섬유아세포 배양액에서 Tuj1 면역반응성의 유도는 ABM-장입 EV가 잠재적으로 비-신경 세포 내에서 전신경 반응/전환을 구동하기 위해 사용될 수 있음을 시사한다. 도 11b는 치료 후 7일 및 14일에 Tuj1 형광 세기의 정량화를 보여준다(n=3, *p-값=0.043, **p-값=0.004).
본 개시내용이 더 상세히 기재되기 전에, 본 개시가 기술된 특정 구현예에 국한되지 않으며, 물론 그와 같은 것은 변할 수 있음이 이해되어야 한다. 또한 본원에 사용된 용어는 특정 구현예를 기술하는 목적으로만 이해되어야 하고, 본 개시의 범위가 첨부된 청구항에 의해서만 제한될 것이기 때문에, 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
값의 범위가 제공된 경우, 상기 범위의 상한 및 하한치와 상기 언급된 범위 내의 임의의 다른 언급된 또는 개재된 값 사이의 각각의 개재 값은, 맥락이 분명히 달리 언급하지 않는 한, 하한치의 단위의 10분의 1까지, 본 개시내용에 포괄됨이 이해된다. 이와 같은 더 작은 범위의 상한 및 하한치는 독립적으로 더 작은 범위에 포함될 수 있고, 또한 언급된 범위 중 임의의 구체적으로 배제된 한계치가 조건에 따라, 본 개시내용 내에 포괄된다. 상기 언급된 범위가 상기 한계치 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 이들 포함된 한계치 중 하나 또는 둘 모두를 배제하는 범위 또한 본 개시내용에 포함된다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 본 개시가 속한 당해 기술의 숙련가에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 비록 본원에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 개시내용의 실시 또는 시험에 사용될 수 있으나, 선호된 방법 및 물질이 기술되었다.
본 명세서에 인용된 모든 공보 및 특허는, 마치 각각의 개별 공보 또는 특허가 참조로 편입됨이 구체적으로 그리고 개별적으로 표시된 것처럼, 본원에 참조로 편입되고, 상기 공보가 인용되는 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시 및 기술하기 위해 본원에 참조로 편입되었다. 임의의 공보의 인용은 출원일 이전에 그것의 개시를 위한 것으로, 본 개시가 사전 개시에 의해서 그와 같은 공보에 선행할 자격이 없음을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 제공된 공보일이 독립적으로 확인될 필요가 있을 수 있는 실제 공보일과 다를 수 있다.
본 개시를 읽을 때 당해 기술의 숙련가에게 명백할 것처럼, 본원에 기재 및 예시된 개별 구현예 각각은 본 개시의 범위 또는 취지에서 벗어나지 않으면서 임의의 다른 몇 개의 구현예의 특징들과 용이하게 분리되거나 또는 그것들과 조합될 수 있는 별개의 구성요소 및 특징을 갖는다. 임의의 인용된 방법은 인용된 이벤트의 순서로 또는 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.
본 개시의 구현예는, 달리 명시되지 않는 한, 당해 기술에 속하는 화학, 생물학 등의 기술을 활용한다.
본원에 개시되고 청구된 방법을 수행하고 프로브를 사용하는 방법에 대한 완전한 개시 및 기술을 당해기술의 숙련가에게 제공하기 위해 다음의 실시예들이 제시된다. 수치(예를 들어, 양, 온도 등)와 관련하여 정확도를 확보하기 위해 노력을 기울였으나, 일부 오차 및 편차가 설명되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한, 파트는 중량부를, 온도는 섭씨를, 압력은 대기압 또는 그 부근을 가리킨다. 표준 온도 및 압력은 20℃ 및 1 대기압으로 정의된다.
본 개시의 구현예가 상세히 기술되기 전에, 달리 명시되지 않는 한, 본 개시는 특정 물질, 시약, 반응 물질, 제조 공정 등에 국한되지 않으며, 이들은 가변적일 수 있음이 이해되어야 한다. 본원에 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 기술하기 위한 것으로, 제한적인 것이 아님이 이해되어야 한다. 또한 본 개시에서, 논리적으로 가능한 경우, 단계들이 상이한 순서로 실행될 수 있다.
명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 것처럼, 맥락이 달리 명확히 명시하지 않는 한, 단수 형태 "일", "하나", 및 "그"는 복수의 지시대상을 포함함을 주목해야 한다.
본원에 사용된 용어 "세포외 소포" 및 "EV"는 지질 이중층 또는 교질입자에 함유된 세포에서 유래된 유체, 거대 분자, 용질 및 대사산물로 이루어진 크기가 약 10nm 내지 10μm인 소포를 지칭한다. 일부 경우에, EV는 세포-유래 EV이다. 용어 "EV"는 또한 세포-유래 EV에서 발견된 생체활성 분자를 함유하도록 조작된 지질 소포를 포함한다. 이들 용어는 엑소좀 및 엑토좀 모두를 포괄한다. 엑소좀은 다중소포체(MVB)의 세포외 배출 시 방출된다. 엑토좀은 원형질 막에서 조립되고, 그것에서 방출된 소포이다. 일부 경우에, EV는 크기가 약 20 nm 내지 10 μm, 20 nm 내지 1 μm, 20 nm - 500 nm, 30 nm - 100 nm, 30 nm - 160 nm, 또는 80 - 160 nm이다. 일부 구현예에서, EV는 크기가 약 20 내지 150 nm인 엑소좀이다.
또한, 다음의 용어들은 하기에 명시된 정의를 갖는다. 구체적인 용어가 하기에 정의되지 않는 경우, 당해 기술의 숙련가에 의해 용어가 맥락 내에서 그것의 전형적인 사용에서의 의미를 갖는 것으로 이해된다.
용어 "대상체"는 투여 또는 치료의 표적인 임의의 개체를 지칭한다. 상기 대상체는 척추동물, 예를 들어, 포유동물일 수 있다. 따라서, 대상체는 인간 또는 수의과 환자일 수 있다. 용어 "환자"는 임상의, 예를 들어, 의사의 치료 하에 있는 대상체를 지칭한다.
용어 "치료적으로 유효한"은 질환 또는 장애의 하나 이상의 원인 또는 증상을 개선시키기에 충분한 수량으로 사용되는 조성물의 양을 지칭한다. 이와 같은 개선은 반드시 제거를 요구하지 않고, 단지 감소 또는 변경을 요구한다.
용어 "약제학적으로 허용되는"은 건전한 의료 판단의 범위 내에서, 과도한 독성, 자극, 알러지 반응, 또는 타당한 유익/유해 비율에 상응하는 다른 문제 또는 합병증 없이 인간 및 동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합한 화합물, 물질, 조성물, 및/또 투여 형태를 지칭한다.
용어 "치료한다", "치료하는", 및 "치료" 등은, 본원에서 사용된 바와 같이, 본 발명에 따른 세포 조성물을 사용하여 개선될 수 있는 질병 상태, 질환 또는 결핍에 대한 위험에 처하거나 또는 이들에 의해 고통받는 환자에게 혜택을 제공하는 임의의 작용을 지칭한다. 질환을 치료하기는 적어도 하나의 증상의 축소 또는 억제, 질병 상태 또는 질환의 영향의 진행의 지연, 예컨대 질병 상태 또는 질환 등의 영향의 개시의 예방 또는 지연을 통해 질환을 개선하기를 포함한다. 본 출원에서, 치료는 상기 질병이 개선되고 및/또는 진행 또는 악화되지 않도록 척수 손상 또는 뇌졸중의 영향을 축소시키는 것, 예컨대 이와 같은 손상의 영향을 역전 및/또는 억제하는 것, 신경퇴행성 질환을 역전, 개선, 억제 및/또는 안정화하기를 포함한다. 용어 "예방의"는 특정 결과, 종종 질병 상태 및/또는 질환의 진행 및/또는 악화가 발생할 "가능성을 감소시키는" 방법을 기술하기 위해 사용된다.
용어 "자가 유래 EV"는 EV가 투여될 수 있는 대상체 또는 환자의 세포에서 수득된 EV 집단을 기술하기 위해 사용된다.
세포외 소포
흥분독성을 경험하는 CNS의 손상 부위를 선택적으로 표적화할 수 있는, GluR로 기능화된 디자이너 세포외 소포(EV)가 본원에 개시된다.
엑소좀 및 미세소포는 생합성 및 생체물리학적 특성, 예컨대 크기 및 표면 단백질 마커의 공정을 토대로 상이한 EV이다. 엑소좀은 크기가 40 내지 150 nm의 범위인 균질한 작은 입자이고, 정상적으로는 세포내 이입 재활용 경로에서 유래된다. 세포내 이입에서, 세포내 이입 소포가 원형질 막에서 형성되고 융합되어 조기 엔도좀을 형성한다. 이들은 성숙하여 관내 소포가 수포내 루멘으로 분기되는 후기 엔도좀이 된다. 이들 다중소포체는 리소좀과 융합하는 대신, 직접적으로 원형질 막과 융합하여 세포외 공간에 엑소좀을 방출한다. 엑소좀 생합성, 단백질 카고 분류 및 방출은 수송에 필요한 엔도좀 분류 복합체(ESCRT 복합체) 및 다른 연관된 단백질, 예컨대 Alix 및 Tsg101을 요구한다. 그에 반해서, 미세소포는 원형질 막의 막 소포에서 외측 분기 및 분열을 통해 직접적으로 생산되고, 이에 따라서, 그것의 표면 마커가 원래 막의 조성물에 크게 의존한다. 또한, 이들은 직경이 150 내지 1000 nm 범위인 더 크고 더 많은 이종 집단의 세포외 소포를 구성하는 경향이 있다. 그러나, 두 유형의 소포는 수용 세포에 기능적 mRNA, miRNA 및 단백질을 전달하는 것으로 밝혀진 바 있다.
개시된 EV는 EV를 생산하기에 충분한 조건 하 및 시간 동안 세포 배양 배지에서 공여체 세포를 배양하고, 상기 배양 배지에서 EV를 단리함으로써 수득될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 공여체 세포는 자가 유래이다. 다른 구현예에서, 상기 공여체 세포은 동종이형이다. 예를 들어, 이들은 조직 생검(예를 들어, 피부)에서 단리된 세포 또는 일치 공여체의 특이적 기관에서 유래된 다른 세포일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 공여체 세포는 EV를 생산할 수 있는 임의의 세포, 예컨대 (비제한적으로) 피부 세포(예를 들어, 섬유아세포, 각질형성세포, 피부 줄기 세포), 지방세포, 수지상 세포, 말초 혈액 단핵 세포(PBMC), 췌장 세포(예를 들어, 관상 상피 세포), 간 세포(예를 들어, 간세포), 면역 세포(예를 들어, T 세포, 대식세포, 골수 유래된 억제 세포), 내피 세포, 또는 척추간 원반 세포일 수 있다.
미국 특허 출원 문헌 제20140356382호에 기재된 바와 같이, "세포에서 생산된 [엑]소좀은 임의의 적합한 방법에 의해 배양 배지 및/또는 세포 조직에서 수집될 수 있다. 전형적으로 EV 제제는 원심분리, 여과 또는 이들 방법의 조합에 의해 세포 배양물 또는 조직 상청액으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, EV는 차등 원심분리에 의해 제조될 수 있는데, 이것은 더 큰 입자를 펠렛화하는 저속(<2,0000 g) 원심분리, 이어서 EV를 펠렛화하는 고속(>100,000 g) 원심분리, 적절한 필터(예를 들어, 0.22 μm 필터)로 크기 여과, 구배 초원심분리(예를 들어, 수크로스 구배를 사용) 또는 이들 방법의 조합이다". EV, 즉, 지질 이중층이 제거 또는 소멸된 EV의 함량이 주목되고, 수득된 함량은 또한 인공 EV를 조작하기 위해 사용될 수 있다.
더 나아가, 미국 특허 출원 문헌 제20140356382호에 기재된 바와 같이, 외인성 단백질 및/또는 펩티드 및 다른 카고가 다수의 상이한 기술, 예컨대 전기천공 또는 형질감염 시약의 사용에 의해 EV에 도입될 수 있다. 전기천공 조건은 생물학적 치료 카고의 전하 및 크기에 따라 달라질 수 있다. 전형적인 전압은 20V/cm 내지 1,000V/cm, 예컨대 20V/cm 내지 100V/cm의 범위에 속하고, 커패시턴스는 전형적으로 25 μF 및 250 μF 사이, 예컨대 25 μF 및 125 μF 사이이다. 항체와 함께 EV를 장입하는 데 150 mV 내지 250 mV의 범위 내의 전압, 특히 200 mV의 전압이 바람직하다. 대안적으로, EV는 형질감염 시약을 사용하여 외인성 단백질 및/또는 펩티드와 함께 장입될 수 있다. EV의 작은 크기에도 불구하고, 종래의 형질감염 제제는 단백질 및/또는 펩티드와 함께 EV로 형질감염하기 위해 사용될 수 있다. EV는 관심대상의 치료적 단백질 또는 펩티드를 발현하는 핵산 작제물로 숙주 세포를 변환시키거나 또는 형질감염시킴으로써 장입되어, EV가 상기 세포에서 생산되면서 상기 치료적 단백질 또는 펩티드가 EV로 흡수된다.
예시적인 구현예에서, 본원에 개시된 EV-생산 세포는, 세포 및 그것의 EV 생산 능력에 따라, 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 또는 14 일 또는 무려 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8주 또는 약 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개월 동안 배양된다. EV-생산 세포는 적합한 배지에서 배양되고, 당해 기술의 숙련가에 의해 용이하게 결정된 조건 하에서 성장될 수 있다. 세포 배양 조건은 세포 유형에 따라 달라질 수 있고, 하기에 제시된 실시예가 적합한 배지 및 조건을 예시적으로 보여준다.
EV는 다양한 시간 간격(예를 들어 EV의 생산률에 따라 약 2, 4, 6, 8 또는 3, 6, 9, 12 일 또는 더 긴 간격)으로 수확될 수 있다. EV의 예시적인 수율은 본원에 달리 기재된 바와 같이, 증식성 및 비증식성 신경 세포의 배양 기간인 약 24시간 내지 7일 동안, 적어도 약 1 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 10 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 50 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 100 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 500 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 750 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 800 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 900 ng EV/세포 1백만 개, 적어도 약 1.0 μg EV/세포 1백만 개, 및 적어도 약 10.0 μg EV/세포 1백만 개의 범위일 수 있다.
특정 구현예에서, EV는 초원심분리 또는 차등 원심분리 또는 이들의 임의의 조합에 의해 수확 및 수집되고, 펠렛화된 EV가 수집되고, 선택적으로, 수집된 펠렛화된 EV는 적합한 배지로 세척된다. 예를 들어, EV 제제는 원심분리, 여과 또는 이들 방법의 조합에 의해 세포 배양물 또는 조직 상청액에서 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, EV는 차등 원심분리, 즉, 더 큰 입자를 펠렛화하기 위한 저속(<2,0000 g) 원심분리, 이어서 EV를 펠렛화하기 위한 고속(>100,000 g) 원심분리, 적절한 필터(예를 들어, 0.22 μm 필터)를 사용한 크기 여과, 구배 초원심분리(예를 들어, 수크로스 구배 사용) 또는 이들 방법의 조합에 의해 제조될 수 있다. EV는 차등 원심분리, 마이크로 및 한외여과, 폴리머성 침전, 마이크로유체 분리, 면역포획 및 크기-배제 크로마토그래피에 의해 정제될 수 있다. EV를 단리 및 정제하기 위한 이들 및/또는 관련된 방법이 Thery, et al., Current Protocols in Cell Biology, (2006) 3.221-3.22.29, copyright 2006 by John Wiley & Sons, Inc.; Sokolova, et al., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2011, 87, 146-150; Wiklander, et al., Journal of Extracellular Vesicles, 2015, 4, 26316, pp. 1-13; and Boing, et al., Journal of Extracellular Vesicles, 2014, 3, 23430, pp. 1-11에 의해 기술되었다. 단리를 위한 다른 방법, 예컨대 전기장 고주파 및 음향이 개발될 수 있다.
글루타메이트 수용체
개시된 디자이너 세포외 소포(EV)는 흥분독성을 경험한 CNS의 손상 부위를 선택적으로 표적화할 수 있는 글루타메이트 수용체(GluRs)로 기능화된다. 일부 구현예에서, GluR는 대사지향성 글루타메이트 수용체(mGluR)이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, mGluR는 대사지향성 글루타메이트 수용체-1(mGluR1), 대사지향성 글루타 메이트 수용체-3(mGluR3), 대사지향성 글루타메이트 수용체-4(mGluR4), 대사지향성 글루타메이트 수용체-7(mGluR7), 대사지향성 글루타메이트 수용체-8(mGluR8), 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 구현예에서, GluR는 이온성 글루타메이트 수용체 (iGluR)이다. iGluR는 주로 CNS1 내부의 시냅스 전과 후 세포막에서 발견되고, AMPA 수용체, NMDA 수용체 및 카이네이트 수용체로 나누어진다. 이들 아과는 합성 효능제, AMPA(α-아미노-3-하이드록실-5-메틸-4-이속사졸-프로피오네이트), NMDA(N-메틸-d-아스파르테이트) 및 카이닌 산 (카이네이트)에 대한 그것의 친화성에 따라 명명된다. 델타 수용체 계열이 서열 상동성에 의해 iGluR로 분류된 바 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 공여체 세포는 상기 공여체 세포에서 GluR를 발현할 수 있는 이식유전자로 변형된다. 일부 구현예에서, 발현 조절 서열에 작동가능하게 연결된 GluR 유전자를 포함하는 폴리뉴클레오티드가 상기 공여체 세포에 전달된다. 일부 구현예에서, 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 벡터 내에 있다. DNA 벡터, 예컨대 바이러스 벡터 및 비-바이러스 벡터가 당해 기술에 알려져 있고, 개시된 디자이너 EV를 생산할 수 있는 공여체 세포를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 비-바이러스 벡터는 재조합 박테리아 플라스미드이다. 일부 구현예에서, 상기 비-바이러스 벡터는 pCDNA3 골격을 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 벡터는 내부 리보솜 유입 부위(IRES)를 포함한다.
개시된 조성물 및 방법에 사용하기 위한 GluR용 마우스 및 인간 핵산 및 아미노산 서열의 예가 아래에 제공된다.
일부 구현예에서, 마우스 대사지향성 글루타메이트 수용체 4(mGluR4)는 ORF 핵산 서열을 갖는다:
ATGTCCGGGAAGGGAGGCTGGGCCTGGTGGTGGGCCCGGCTGCCCCTCTGCCTACTCCTCAGCCTTTATGGCTCCTGGGTGCCTTCATCCCTAGGAAAGCCCAAGGGTCACCCCCACATGAACTCTATCCGTATCGATGGAGACATCACCCTGGGAGGCCTGTTTCCCGTCCACGGTCGCGGCTCCGAGGGCAAGGCCTGCGGCGAGTTGAAGAAGGAGAAAGGTATCCACCGGCTGGAGGCCATGCTCTTTGCCCTGGACCGCATCAACAACGACCCGGACCTACTGCCCAACATCACGTTGGGCGCCCGCATTCTGGACACCTGCTCAAGGGATACCCACGCCCTGGAGCAGTCCCTGACCTTTGTGCAGGCGCTCATCGAGAAGGACGGCACGGAGGTCCGCTGCGGCAGCGGGGGCCCACCCATCATCACCAAGCCTGAACGAGTGGTGGGTGTCATCGGAGCTTCGGGGAGCTCCGTCTCGATCATGGTGGCCAACATCCTCCGCCTCTTCAAGATCCCCCAGATCAGCTACGCCTCCACGGCTCCCGACTTGAGTGATAACAGCCGCTATGACTTCTTCTCCCGGGTCGTGCCCTCGGACACATACCAGGCCCAGGCCATGGTGGACATCGTCCGGGCCCTCAAGTGGAACTATGTGTCCACGCTGGCCTCAGAGGGTAGCTACGGCGAGAGCGGCGTGGAGGCCTTTATCCAGAAGTCCCGAGAGAACGGAGGCGTGTGCATTGCCCAGTCGGTGAAGATTCCACGGGAACCCAAGACCGGGGAGTTTGACAAGATCATCAAACGCCTTCTGGAAACGTCCAATGCCAGAGCCATCATCATCTTTGCCAACGAGGATGATATCAGGAGGGTGCTGGAGGCAGCGCGCAGGGCCAACCAGACCGGCCACTTCTTTTGGATGGGTTCTGATAGCTGGGGCTCCAAGAGCGCCCCCGTGCTGCGCCTTGAGGAAGTGGCTGAAGGTGCAGTCACCATTCTTCCCAAGAGGACGTCTGTGCGAGGGTTTGACCGATACTTCTCCAGCCGCACGCTTGACAACAACAGGCGCAACATCTGGTTTGCTGAGTTCTGGGAGGACAACTTCCATTGCAAGTTGAGCCGCCACGCGCTCAAGAAGGGAAGCCACATCAAGAAGTGCACCAACCGAGAGCGCATCGGGCAGGACTCGGCCTACGAACAGGAGGGGAAGGTGCAGTTTGTGATCGACGCCGTGTACGCCATGGGCCATGCTCTGCACGCCATGCATCGTGACCTGTGTCCCGGCCGCGTAGGACTCTGCCCTCGAATGGACCCTGTGGATGGCACCCAGCTGCTTAAGTACATCAGAAACGTCAACTTCTCAGGCATCGCCGGGAACCCGGTGACCTTCAACGAGAACGGAGACGCGCCAGGGCGTTATGACATCTACCAGTACCAACGTCGCAACGGCTCGGCTGAGTACAAGGTCATCGGCTCATGGACAGACCACTTGCACCTCAGAATAGAGCGGATGCAGTGGCCAGGGAGTGGCCAGCAGCTGCCACGCTCCATCTGCAGCCTGCCCTGCCAGCCAGGCGAGCGGAAGAAGACGGTGAAGGGCATGGCTTGCTGCTGGCACTGCGAGCCCTGCACGGGGTACCAGTACCAGGTGGACCGCTACACCTGTAAGACCTGCCCCTATGACATGCGGCCCACGGAGAACCGCACGAGCTGCCAGCCCATACCCATTGTCAAGTTGGAGTGGGACTCACCCTGGGCTGTGCTGCCCCTCTTCCTGGCTGTGGTGGGCATTGCTGCCACGCTGTTCGTGGTGGTCACTTTTGTGCGCTACAACGACACTCCGATCGTCAAGGCCTCGGGCCGGGAGCTGAGCTACGTCCTGCTGGCGGGCATCTTTCTCTGCTATGCCACCACCTTCCTCATGATCGCAGAGCCTGACCTGGGGACCTGTTCACTCCGCCGCATCTTCCTGGGGCTTGGCATGAGCATCAGCTACGCGGCCCTGCTGACCAAGACCAACCGCATCTACCGCATCTTTGAGCAGGGCAAGCGGTCGGTCAGCGCCCCACGGTTCATCAGCCCCGCCTCGCAGCTGGCCATCACCTTCGTCCTCATCTCGCTGCAGTTGCTTGGCATCTGCGTGTGGTTCGTGGTGGACCCCTCCCACTCGGTGGTGGACTTCCAGGACCAGCGGACACTTGACCCCCGCTTCGCCCGGGGTGTGCTCAAGTGTGACATCTCGGACCTGTCGCTCATCTGCCTCCTGGGCTACAGCATGCTGCTGATGGTCACGTGTACTGTGTATGCCATCAAGACTCGAGGCGTGCCTGAGACCTTCAATGAGGCCAAGCCCATCGGCTTCACCATGTACACCACCTGCATCGTCTGGCTGGCCTTCATCCCCATCTTTTTTGGCACCTCGCAGTCGGCTGACAAGGTAACCTCTGAGGCCCTGCCCGTGGAATTCAGCCCGCCATTGCTGGCACATAAT (서열번호:1).
일부 구현예에서, 상기 마우스 대사지향성 글루타메이트 수용체 4(mGluR4)는 하기의 아미노산 서열을 갖는다:
MSGKGGWAWWWARLPLCLLLSLYGSWVPSSLGKPKGHPHMNSIRIDGDITLGGLFPVHGRGSEGKACGELKKEKGIHRLEAMLFALDRINNDPDLLPNITLGARILDTCSRDTHALEQSLTFVQALIEKDGTEVRCGSGGPPIITKPERVVGVIGASGSSVSIMVANILRLFKIPQISYASTAPDLSDNSRYDFFSRVVPSDTYQAQAMVDIVRALKWNYVSTLASEGSYGESGVEAFIQKSRENGGVCIAQSVKIPREPKTGEFDKIIKRLLETSNARAIIIFANEDDIRRVLEAARRANQTGHFFWMGSDSWGSKSAPVLRLEEVAEGAVTILPKRTSVRGFDRYFSSRTLDNNRRNIWFAEFWEDNFHCKLSRHALKKGSHIKKCTNRERIGQDSAYEQEGKVQFVIDAVYAMGHALHAMHRDLCPGRVGLCPRMDPVDGTQLLKYIRNVNFSGIAGNPVTFNENGDAPGRYDIYQYQRRNGSAEYKVIGSWTDHLHLRIERMQWPGSGQQLPRSICSLPCQPGERKKTVKGMACCWHCEPCTGYQYQVDRYTCKTCPYDMRPTENRTSCQPIPIVKLEWDSPWAVLPLFLAVVGIAATLFVVVTFVRYNDTPIVKASGRELSYVLLAGIFLCYATTFLMIAEPDLGTCSLRRIFLGLGMSISYAALLTKTNRIYRIFEQGKRSVSAPRFISPASQLAITFVLISLQLLGICVWFVVDPSHSVVDFQDQRTLDPRFARGVLKCDISDLSLICLLGYSMLLMVTCTVYAIKTRGVPETFNEAKPIGFTMYTTCIVWLAFIPIFFGTSQSADKVTSEALPVEFSPPLLAHN (서열번호:2).
일부 구현예에서, 상기 마우스 대사지향성 글루타메이트 수용체 8(mGluR8)은 하기의 ORF 핵산 서열을 갖는다:
ATGGTTTGTGAGGGAAAGCGCTCAACCTCTTGCCCTTGTTTCTTCCTTTTGACTGCCAAGTTCTACTGGATCCTCACAATGATGCAAAGAACTCACAGCCAGGAGTATGCGCATTCCATCCGCCTGGATGGGGACATCATTTTGGGGGGTCTTTTTCCTGTTCATGCCAAGGGAGAAAGAGGGGTGCCTTGTGGGGACCTGAAGAAGGAAAAGGGCATCCACAGACTTGAGGCCATGCTTTATGCAATCGACCAGATTAATAAGGACCCCGATCTCCTCTCCAATATCACTCTGGGTGTCCGGATCCTTGACACATGTTCCAGGGACACCTATGCTTTGGAGCAGTCACTAACCTTCGTGCAGGCACTGATAGAGAAAGACGCGTCTGACGTGAAGTGTGCTAATGGAGACCCACCCATATTCACCAAGCCCGACAAGATTTCTGGTGTCATAGGTGCTGCAGCAAGCTCCGTGTCCATCATGGTGGCTAACATTTTAAGACTTTTTAAGATACCTCAGATTAGCTATGCATCTACAGCCCCAGAGCTAAGTGACAACACCAGGTATGATTTCTTTTCTCGGGTGGTCCCGCCTGACTCCTACCAAGCCCAAGCCATGGTGGACATTGTGACAGCCCTGGGATGGAATTATGTGTCAACACTGGCTTCCGAGGGGAACTATGGAGAGAGTGGTGTTGAGGCCTTCACTCAGATCTCAAGGGAGATTGGTGGTGTTTGCATTGCTCAATCACAGAAAATCCCACGTGAACCAAGACCTGGAGAATTCGAAAAAATTATCAAACGCCTGCTGGAGACACCCAACGCTCGCGCAGTGATTATGTTTGCCAATGAGGATGACATCAGGAGGATATTGGAAGCAGCAAAAAAATTAAACCAGAGTGGGCATTTTCTATGGATTGGCTCAGATAGTTGGGGATCCAAAATAGCACCTGTCTATCAGCAGGAGGAGATCGCCGAAGGAGCTGTGACAATTTTGCCCAAAAGAGCATCAATTGATGGGTTTGACCGATACTTTAGAAGCCGAACTCTTGCCAATAATCGAAGAAATGTGTGGTTTGCAGAATTTTGGGAGGAGAATTTTGGATGCAAATTAGGATCACATGGGAAGAGGAACAGTCATATAAAGAAATGCACAGGGCTGGAGCGAATTGCACGGGATTCATCTTACGAACAAGAAGGAAAGGTTCAATTTGTAATTGATGCAGTGTATTCCATGGCTTATGCACTGCACAACATGCACAAAGAACTCTGCCCTGGTTACATAGGCCTTTGCCCAAGGATGGTTACCATCGATGGGAAAGAGCTACTGGGTTACATCAGGGCCGTGAATTTTAATGGCAGCGCTGGTACACCTGTCACTTTTAATGAGAATGGAGATGCTCCGGGACGCTACGATATCTTCCAATATCAGATAAACAACAAAAGTACAGAATACAAAATCATCGGCCACTGGACCAATCAACTTCACCTAAAAGTGGAAGACATGCAGTGGGCTAATAGAGAGCACACGCACCCAGCATCTGTCTGCAGCCTGCCGTGCAAGCCTGGGGAGAGGAAGAAAACCGTGAAAGGGGTCCCTTGCTGCTGGCACTGTGAACGCTGCGAGGGTTATAACTACCAGGTGGACGAACTCTCCTGTGAACTCTGCCCTTTGGATCAGAGACCAAACATCAACCGCACTGGCTGCCAGAGGATTCCCATCATCAAGTTGGAGTGGCATTCACCCTGGGCCGTGGTACCTGTGTTCATAGCAATATTGGGAATCATTGCCACCACCTTTGTGATTGTGACCTTTGTCCGCTATAATGACACACCAATCGTGAGAGCTTCTGGGCGGGAACTTAGTTATGTGCTCCTAACGGGGATTTTTCTCTGTTACTCAATCACTTTTTTGATGATTGCGGCACCTGACACAATCATCTGCTCTTTCCGAAGGATCTTCCTGGGACTTGGTATGTGTTTCAGCTATGCAGCACTTTTGACCAAAACAAACCGTATCCACCGAATATTCGAGCAAGGGAAGAAATCTGTCACAGCACCTAAGTTCATCAGCCCAGCATCCCAGCTGGTGATCACCTTCAGCCTCATCTCCGTACAGCTCCTTGGAGTGTTTGTGTGGTTTGTCGTGGATCCCCCCCACACCATCATTGACTATGGAGAACAGCGAACACTGGATCCCGAGAACGCCAGGGGAGTGCTCAAGTGTGACATTTCCGATCTGTCACTCATTTGTTCACTGGGATACAGTATCCTCCTGATGGTCACTTGTACTGTTTATGCCATTAAAACCAGAGGGGTTCCAGAAACGTTCAATGAAGCCAAACCTATTGGATTTACCATGTACACCACGTGCATCATTTGGTTAGCTTTCATTCCCATCTTTTTTGGTACAGCCCAGTCAGCAGAAAAGATGTACATCCAGACAACAACACTTACTGTCTCCATGAGTTTAAGTGCTTCAGTGTCTCTGGGAATGCTCTATATGCCCAAAGTTTATATTATAATTTTTCATCCAGAGCAGAACGTTCAAAAACGCAAGAGAAGCTTCAAGGCTGTGGTCACGGCCGCTACCATGCAAAGCAAACTGATCCAAAAGGGAAATGACAGACCAAACGGCGAGGTGAAAAGTGAACTCTGTGAGAGTCTTGAAACCAACAGTAAGTCATCTGTAGACTTTCAGATGGTCAAGAGCGGGAGCACTTCC (서열번호:3).
일부 구현예에서, 상기 마우스 대사지향성 글루타메이트 수용체 8(mGluR8)은 하기 아미노산 서열을 갖는다:
MVCEGKRSTSCPCFFLLTAKFYWILTMMQRTHSQEYAHSIRLDGDIILGGLFPVHAKGERGVPCGDLKKEKGIHRLEAMLYAIDQINKDPDLLSNITLGVRILDTCSRDTYALEQSLTFVQALIEKDASDVKCANGDPPIFTKPDKISGVIGAAASSVSIMVANILRLFKIPQISYASTAPELSDNTRYDFFSRVVPPDSYQAQAMVDIVTALGWNYVSTLASEGNYGESGVEAFTQISREIGGVCIAQSQKIPREPRPGEFEKIIKRLLETPNARAVIMFANEDDIRRILEAAKKLNQSGHFLWIGSDSWGSKIAPVYQQEEIAEGAVTILPKRASIDGFDRYFRSRTLANNRRNVWFAEFWEENFGCKLGSHGKRNSHIKKCTGLERIARDSSYEQEGKVQFVIDAVYSMAYALHNMHKELCPGYIGLCPRMVTIDGKELLGYIRAVNFNGSAGTPVTFNENGDAPGRYDIFQYQINNKSTEYKIIGHWTNQLHLKVEDMQWANREHTHPASVCSLPCKPGERKKTVKGVPCCWHCERCEGYNYQVDELSCELCPLDQRPNINRTGCQRIPIIKLEWHSPWAVVPVFIAILGIIATTFVIVTFVRYNDTPIVRASGRELSYVLLTGIFLCYSITFLMIAAPDTIICSFRRIFLGLGMCFSYAALLTKTNRIHRIFEQGKKSVTAPKFISPASQLVITFSLISVQLLGVFVWFVVDPPHTIIDYGEQRTLDPENARGVLKCDISDLSLICSLGYSILLMVTCTVYAIKTRGVPETFNEAKPIGFTMYTTCIIWLAFIPIFFGTAQSAEKMYIQTTTLTVSMSLSASVSLGMLYMPKVYIIIFHPEQNVQKRKRSFKAVVTAATMQSKLIQKGNDRPNGEVKSELCESLETNSKSSVDFQMVKSGSTS (서열번호:4).
일부 구현예에서, 인간 대사지향성 글루타메이트 수용체 4(mGluR4)는 하기의 ORF 핵산 서열을 갖는다:
ATGCCTGGGAAGAGAGGCTTGGGCTGGTGGTGGGCCCGGCTGCCCCTTTGCCTGCTCCTCAGCCTTTACGGCCCCTGGATGCCTTCCTCCCTGGGAAAGCCCAAAGGCCACCCTCACATGAATTCCATCCGCATAGATGGGGACATCACACTGGGAGGCCTGTTCCCGGTGCATGGCCGGGGCTCAGAGGGCAAGCCCTGTGGAGAACTTAAGAAGGAAAAGGGCATCCACCGGCTGGAGGCCATGCTGTTCGCCCTGGATCGCATCAACAACGACCCGGACCTGCTGCCTAACATCACGCTGGGCGCCCGCATTCTGGACACCTGCTCCAGGGACACCCATGCCCTCGAGCAGTCGCTGACCTTTGTGCAGGCGCTCATCGAGAAGGATGGCACAGAGGTCCGCTGTGGCAGTGGCGGCCCACCCATCATCACCAAGCCTGAACGTGTGGTGGGTGTCATCGGTGCTTCAGGGAGCTCGGTCTCCATCATGGTGGCCAACATCCTTCGCCTCTTCAAGATACCCCAGATCAGCTACGCCTCCACAGCGCCAGACCTGAGTGACAACAGCCGCTACGATTTCTTCTCCCGCGTGGTGCCCTCGGACACGTACCAGGCCCAGGCCATGGTGGACATCGTCCGTGCCCTCAAGTGGAACTATGTGTCCACAGTGGCCTCGGAGGGCAGCTATGGTGAGAGCGGTGTGGAGGCCTTCATCCAGAAGTCCCGTGAGGACGGGGGCGTGTGCATCGCCCAGTCGGTGAAGATACCACGGGAGCCCAAGGCAGGCGAGTTCGACAAGATCATCCGCCGCCTCCTGGAGACTTCGAACGCCAGGGCAGTCATCATCTTTGCCAACGAGGATGACATCAGGCGTGTGCTGGAGGCAGCACGAAGGGCCAACCAGACAGGCCATTTCTTCTGGATGGGCTCTGACAGCTGGGGCTCCAAGATTGCACCTGTGCTGCACCTGGAGGAGGTGGCTGAGGGTGCTGTCACGATCCTCCCCAAGAGGATGTCCGTACGAGGCTTCGACCGCTACTTCTCCAGCCGCACGCTGGACAACAACCGGCGCAACATCTGGTTTGCCGAGTTCTGGGAGGACAACTTCCACTGCAAGCTGAGCCGCCACGCCCTCAAGAAGGGCAGCCACGTCAAGAAGTGCACCAACCGTGAGCGAATTGGGCAGGATTCAGCTTATGAGCAGGAGGGGAAGGTGCAGTTTGTGATCGATGCCGTGTACGCCATGGGCCACGCGCTGCACGCCATGCACCGTGACCTGTGTCCCGGCCGCGTGGGGCTCTGCCCGCGCATGGACCCTGTAGATGGCACCCAGCTGCTTAAGTACATCCGAAACGTCAACTTCTCAGGCATCGCAGGGAACCCTGTGACCTTCAATGAGAATGGAGATGCGCCTGGGCGCTATGACATCTACCAATACCAGCTGCGCAACGATTCTGCCGAGTACAAGGTCATTGGCTCCTGGACTGACCACCTGCACCTTAGAATAGAGCGGATGCACTGGCCGGGGAGCGGGCAGCAGCTGCCCCGCTCCATCTGCAGCCTGCCCTGCCAACCGGGTGAGCGGAAGAAGACAGTGAAGGGCATGCCTTGCTGCTGGCACTGCGAGCCTTGCACAGGGTACCAGTACCAGGTGGACCGCTACACCTGTAAGACGTGTCCCTATGACATGCGGCCCACAGAGAACCGCACGGGCTGCCGGCCCATCCCCATCATCAAGCTTGAGTGGGGCTCGCCCTGGGCCGTGCTGCCCCTCTTCCTGGCCGTGGTGGGCATCGCTGCCACGTTGTTCGTGGTGATCACCTTTGTGCGCTACAACGACACGCCCATCGTCAAGGCCTCGGGCCGTGAACTGAGCTACGTGCTGCTGGCAGGCATCTTCCTGTGCTATGCCACCACCTTCCTCATGATCGCTGAGCCCGACCTTGGCACCTGCTCGCTGCGCCGAATCTTCCTGGGACTAGGGATGAGCATCAGCTATGCAGCCCTGCTCACCAAGACCAACCGCATCTACCGCATCTTCGAGCAGGGCAAGCGCTCGGTCAGTGCCCCACGCTTCATCAGCCCCGCCTCACAGCTGGCCATCACCTTCAGCCTCATCTCGCTGCAGCTGCTGGGCATCTGTGTGTGGTTTGTGGTGGACCCCTCCCACTCGGTGGTGGACTTCCAGGACCAGCGGACACTCGACCCCCGCTTCGCCAGGGGTGTGCTCAAGTGTGACATCTCGGACCTGTCGCTCATCTGCCTGCTGGGCTACAGCATGCTGCTCATGGTCACGTGCACCGTGTATGCCATCAAGACACGCGGCGTGCCCGAGACCTTCAATGAGGCCAAGCCCATTGGCTTCACCATGTACACCACTTGCATCGTCTGGCTGGCCTTCATCCCCATCTTCTTTGGCACCTCGCAGTCGGCCGACAAGCTGTACATCCAGACGACGACGCTGACGGTCTCGGTGAGTCTGAGCGCCTCGGTGTCCCTGGGAATGCTCTACATGCCCAAAGTCTACATCATCCTCTTCCACCCGGAGCAGAATGTGCCCAAGCGCAAGCGCAGCCTCAAAGCCGTCGTTACGGCGGCCACCATGTCCAACAAGTTCACGCAGAAGGGCAACTTCCGGCCCAACGGAGAGGCCAAGTCTGAGCTCTGCGAGAACCTTGAGGCCCCAGCGCTGGCCACCAAACAGACTTACGTCACTTACACCAACCATGCAATC (서열번호:5).
일부 구현예에서, 인간 대사지향성 글루타메이트 수용체 4(mGluR4)는 하기의 아미노산 서열을 갖는다:
MPGKRGLGWWWARLPLCLLLSLYGPWMPSSLGKPKGHPHMNSIRIDGDITLGGLFPVHGRGSEGKPCGELKKEKGIHRLEAMLFALDRINNDPDLLPNITLGARILDTCSRDTHALEQSLTFVQALIEKDGTEVRCGSGGPPIITKPERVVGVIGASGSSVSIMVANILRLFKIPQISYASTAPDLSDNSRYDFFSRVVPSDTYQAQAMVDIVRALKWNYVSTVASEGSYGESGVEAFIQKSREDGGVCIAQSVKIPREPKAGEFDKIIRRLLETSNARAVIIFANEDDIRRVLEAARRANQTGHFFWMGSDSWGSKIAPVLHLEEVAEGAVTILPKRMSVRGFDRYFSSRTLDNNRRNIWFAEFWEDNFHCKLSRHALKKGSHVKKCTNRERIGQDSAYEQEGKVQFVIDAVYAMGHALHAMHRDLCPGRVGLCPRMDPVDGTQLLKYIRNVNFSGIAGNPVTFNENGDAPGRYDIYQYQLRNDSAEYKVIGSWTDHLHLRIERMHWPGSGQQLPRSICSLPCQPGERKKTVKGMPCCWHCEPCTGYQYQVDRYTCKTCPYDMRPTENRTGCRPIPIIKLEWGSPWAVLPLFLAVVGIAATLFVVITFVRYNDTPIVKASGRELSYVLLAGIFLCYATTFLMIAEPDLGTCSLRRIFLGLGMSISYAALLTKTNRIYRIFEQGKRSVSAPRFISPASQLAITFSLISLQLLGICVWFVVDPSHSVVDFQDQRTLDPRFARGVLKCDISDLSLICLLGYSMLLMVTCTVYAIKTRGVPETFNEAKPIGFTMYTTCIVWLAFIPIFFGTSQSADKLYIQTTTLTVSVSLSASVSLGMLYMPKVYIILFHPEQNVPKRKRSLKAVVTAATMSNKFTQKGNFRPNGEAKSELCENLEAPALATKQTYVTYTNHAI (서열번호:6).
일부 구현예에서, 상기 인간 대사지향성 글루타메이트 수용체 8(mGluR8)은 하기의 ORF 핵산 서열을 갖는다:
ATGGTATGCGAGGGAAAGCGATCAGCCTCTTGCCCTTGTTTCTTCCTCTTGACCGCCAAGTTCTACTGGATCCTCACAATGATGCAAAGAACTCACAGCCAGGAGTATGCCCATTCCATACGGGTGGATGGGGACATTATTTTGGGGGGTCTCTTCCCTGTCCACGCAAAGGGAGAGAGAGGGGTGCCTTGTGGGGAGCTGAAGAAGGAAAAGGGGATTCACAGACTGGAGGCCATGCTTTATGCAATTGACCAGATTAACAAGGACCCTGATCTCCTTTCCAACATCACTCTGGGTGTCCGCATCCTCGACACGTGCTCTAGGGACACCTATGCTTTGGAGCAGTCTCTAACATTCGTGCAGGCATTAATAGAGAAAGATGCTTCGGATGTGAAGTGTGCTAATGGAGATCCACCCATTTTCACCAAGCCCGACAAGATTTCTGGCGTCATAGGTGCTGCAGCAAGCTCCGTGTCCATCATGGTTGCTAACATTTTAAGACTTTTTAAGATACCTCAAATCAGCTATGCATCCACAGCCCCAGAGCTAAGTGATAACACCAGGTATGACTTTTTCTCTCGAGTGGTTCCGCCTGACTCCTACCAAGCCCAAGCCATGGTGGACATCGTGACAGCACTGGGATGGAATTATGTTTCGACACTGGCTTCTGAGGGGAACTATGGTGAGAGCGGTGTGGAGGCCTTCACCCAGATCTCGAGGGAGATTGGTGGTGTTTGCATTGCTCAGTCACAGAAAATCCCACGTGAACCAAGACCTGGAGAATTTGAAAAAATTATCAAACGCCTGCTAGAAACACCTAATGCTCGAGCAGTGATTATGTTTGCCAATGAGGATGACATCAGGAGGATATTGGAAGCAGCAAAAAAACTAAACCAAAGTGGGCATTTTCTCTGGATTGGCTCAGATAGTTGGGGATCCAAAATAGCACCTGTCTATCAGCAAGAGGAGATTGCAGAAGGGGCTGTGACAATTTTGCCCAAACGAGCATCAATTGATGGATTTGATCGATACTTTAGAAGCCGAACTCTTGCCAATAATCGAAGAAATGTGTGGTTTGCAGAATTCTGGGAGGAGAATTTTGGCTGCAAGTTAGGATCACATGGGAAAAGGAACAGTCATATAAAGAAATGCACAGGGCTGGAGCGAATTGCTCGGGATTCATCTTATGAACAGGAAGGAAAGGTCCAATTTGTAATTGATGCTGTATATTCCATGGCTTACGCCCTGCACAATATGCACAAAGATCTCTGCCCTGGATACATTGGCCTTTGTCCACGAATGAGTACCATTGATGGGAAAGAGCTACTTGGTTATATTCGGGCTGTAAATTTTAATGGCAGTGCTGGCACTCCTGTCACTTTTAATGAAAACGGAGATGCTCCTGGACGTTATGATATCTTCCAGTATCAAATAACCAACAAAAGCACAGAGTACAAAGTCATCGGCCACTGGACCAATCAGCTTCATCTAAAAGTGGAAGACATGCAGTGGGCTCATAGAGAACATACTCACCCGGCGTCTGTCTGCAGCCTGCCGTGTAAGCCAGGGGAGAGGAAGAAAACGGTGAAAGGGGTCCCTTGCTGCTGGCACTGTGAACGCTGTGAAGGTTACAACTACCAGGTGGATGAGCTGTCCTGTGAACTTTGCCCTCTGGATCAGAGACCCAACATGAACCGCACAGGCTGCCAGCTTATCCCCATCATCAAATTGGAGTGGCATTCTCCCTGGGCTGTGGTGCCTGTGTTTGTTGCAATATTGGGAATCATCGCCACCACCTTTGTGATCGTGACCTTTGTCCGCTATAATGACACACCTATCGTGAGGGCTTCAGGACGCGAACTTAGTTACGTGCTCCTAACGGGGATTTTTCTCTGTTATTCAATCACGTTTTTAATGATTGCAGCACCAGATACAATCATATGCTCCTTCCGACGGGTCTTCCTAGGACTTGGCATGTGTTTCAGCTATGCAGCCCTTCTGACCAAAACAAACCGTATCCACCGAATATTTGAGCAGGGGAAGAAATCTGTCACAGCGCCCAAGTTCATTAGTCCAGCATCTCAGCTGGTGATCACCTTCAGCCTCATCTCCGTCCAGCTCCTTGGAGTGTTTGTCTGGTTTGTTGTGGATCCCCCCCACATCATCATTGACTATGGAGAGCAGCGGACACTAGATCCAGAGAAGGCCAGGGGAGTGCTCAAGTGTGACATTTCTGATCTCTCACTCATTTGTTCACTTGGATACAGTATCCTCTTGATGGTCACTTGTACTGTTTATGCCATTAAAACGAGAGGTGTCCCAGAGACTTTCAATGAAGCCAAACCTATTGGATTTACCATGTATACCACCTGCATCATTTGGTTAGCTTTCATCCCCATCTTTTTTGGTACAGCCCAGTCAGCAGAAAAGATGTACATCCAGACAACAACACTTACTGTCTCCATGAGTTTAAGTGCTTCAGTATCTCTGGGCATGCTCTATATGCCCAAGGTTTATATTATAATTTTTCATCCAGAACAGAATGTTCAAAAACGCAAGAGGAGCTTCAAGGCTGTGGTGACAGCTGCCACCATGCAAAGCAAACTGATCCAAAAAGGAAATGACAGACCAAATGGCGAGGTGAAAAGTGAACTCTGTGAGAGTCTTGAAACCAACACTTCCTCTACCAAGACAACATATATCAGTTACAGCAATCATTCAATC (서열번호:7).
일부 구현예에서, 상기 인간 대사지향성 글루타메이트 수용체 8(mGluR8)은 하기의 아미노산 서열을 갖는다:
MVCEGKRSASCPCFFLLTAKFYWILTMMQRTHSQEYAHSIRVDGDIILGGLFPVHAKGERGVPCGELKKEKGIHRLEAMLYAIDQINKDPDLLSNITLGVRILDTCSRDTYALEQSLTFVQALIEKDASDVKCANGDPPIFTKPDKISGVIGAAASSVSIMVANILRLFKIPQISYASTAPELSDNTRYDFFSRVVPPDSYQAQAMVDIVTALGWNYVSTLASEGNYGESGVEAFTQISREIGGVCIAQSQKIPREPRPGEFEKIIKRLLETPNARAVIMFANEDDIRRILEAAKKLNQSGHFLWIGSDSWGSKIAPVYQQEEIAEGAVTILPKRASIDGFDRYFRSRTLANNRRNVWFAEFWEENFGCKLGSHGKRNSHIKKCTGLERIARDSSYEQEGKVQFVIDAVYSMAYALHNMHKDLCPGYIGLCPRMSTIDGKELLGYIRAVNFNGSAGTPVTFNENGDAPGRYDIFQYQITNKSTEYKVIGHWTNQLHLKVEDMQWAHREHTHPASVCSLPCKPGERKKTVKGVPCCWHCERCEGYNYQVDELSCELCPLDQRPNMNRTGCQLIPIIKLEWHSPWAVVPVFVAILGIIATTFVIVTFVRYNDTPIVRASGRELSYVLLTGIFLCYSITFLMIAAPDTIICSFRRVFLGLGMCFSYAALLTKTNRIHRIFEQGKKSVTAPKFISPASQLVITFSLISVQLLGVFVWFVVDPPHIIIDYGEQRTLDPEKARGVLKCDISDLSLICSLGYSILLMVTCTVYAIKTRGVPETFNEAKPIGFTMYTTCIIWLAFIPIFFGTAQSAEKMYIQTTTLTVSMSLSASVSLGMLYMPKVYIIIFHPEQNVQKRKRSFKAVVTAATMQSKLIQKGNDRPNGEVKSELCESLETNTSSTKTTYISYSNHSI (서열번호:8).
일부 구현예에서, 상기 개시된 디자이너 EV는 서열번호:2, 4, 6, 또는 8과 서열 동일성이 적어도 65%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%인 GluR로 기능화된다.
공여체 세포에서 GluR의 발현을 위해 상업적으로 입수가능한 작제물의 예에는 mGluR4(NM_001013385; 마우스 태깅된 ORF 클론; OriGene Technologies, Inc., CAT#: MR210868), mGluR8(NM_008174; 마우스 태깅된 ORF 클론; OriGene Technologies, Inc., CAT#: MR211148), 대사지향성 글루타메이트 수용체 4 (mGluR4) (NM_000841; 인간 태깅된 ORF 클론; OriGene Technologies, Inc., CAT#: RC223673) 및 대사지향성 글루타메이트 수용체 8(mGluR8) (NM_000845; 인간 태깅된 ORF 클론; OriGene Technologies, Inc., CAT#: RC210813)이 포함된다.
일부 구현예에서, 폴리뉴클레오티드가 EV를 위한 공여체 세포에 전달되는데, 세포내에서 유전자 총, 이와 같은 전달에 적합한 마이크로입자 또는 나노입자, 전기천공에 의한 형질감염, 3차원 나노채널 전기천공, 조직 나노형질감염 장치, 이와 같은 전달에 적합한 리포솜, 또는 깊은-국소 조직 나노전자주사 장치를 통해 이루어진다. 일부 구현예에서, 바이러스 벡터가 사용될 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 상기 폴리뉴클레오티드는 바이러스에 의해 전달되지 않는다.
전기천공은 세포막의 투과성을 증대함으로써, 카고(예를 들어, 재프로그래밍 인자)이 세포에 도입되도록 하기 위해 세포에 전기장이 적용되는 기술이다. 전기천공은 외래 DNA를 세포에 유입시키는 일반적인 기술이다.
막횡단 도메인
일부 구현예에서, GluR가 예를 들어 융합 단백질로 발현되는 엑소좀 또는 리소좀 막횡단 단백질에 연결된다. 엑소좀을 생산하기 위한 디자인 전략이 Liu C, et al. Theranostics. 2019 9(4):1015-1028에 기재되어 있는데, 이는 융합 단백질을 엑소좀으로 유도하는 데 사용될 수 있는 막횡단 단백질의 교시를 위해 참조로 편입되었다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 막횡단 단백질은 CD63, CD9, CD81, CD53, CD82, CD37 (테트라스파닌), Alix(엔도좀-연관 단백질), 플로틸린-1(지질 뗏목-연관 단백질), TSG101(ESCRT-I 복합체의 구성요소), ARRDC(단백질의 아레스틴 계열), 팔미토일화된 tdTomato(EV 막 표지를 위한 팔미토일화 신호를 가진 NH2-말단에서 융합된 탠덤 이량체 Tomato), 락타드헤린 C1C2 도메인(막 당단백질), EGF VIII(막횡단 당단백질), PDGFR TM 도메인(세포 표면 티로신 키나제 수용체), HIV-1 Nef(mut)(세포외 소포에서 방출됨), VSVG(수포성 구내염 바이러스 당단백질), LAMP2B(리소좀-연관 막 당단백질 2), LAMP1(리소좀-연관 막 당단백질 1), ALIX-1(ESCRT-III 서브유닛 SNF7과 상호작용함으로써 MVB와 회합하는 사이토졸 단백질), HSP70(열충격 단백질), HSP90 (열충격 단백질), MHC(막에 고정됨), SCAMP(분비 담체-연관 막 단백질 18), ApoE(아포지질단백질 E) 및 WW 태그(L-도메인-함유 단백질 Ndfip1에 의해 인심됨으로써, 유비퀴틴화 및 엑소좀으로 장입이 초래됨)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한 APC-표적화 리간드를 엑소좀으로 유도하는 데 적합한 막횡단 단백질을 인코딩하는 핵산 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드가 개시된다. 이러한 유형의 단백질의 예에는 테트라스파닌 CD9, CD63, 및 CD81이 포함된다.
따라서, 일부 구현예에서, 상기 막횡단 단백질은 CD9이고, 하기의 아미노산 서열을 포함한다:
MPVKGGTKCIKYLLFGFNFIFWLAGIAVLAIGLWLRFDSQTKSIFEQETNNNNSSFYTGVYILIGAGALMMLVGFLGCCGAVQESQCMLGLFFGFLLVIFAIEIAAAIWGYSHKDEVIKEVQEFYKDTYNKLKTKDEPQRETLKAIHYALNCCGLAGGVEQFISDICPKKDVLETFTVKSCPDAIKEVFDNKFHIIGAVGIGIAVVMIFGMIFSMILCCAIRRNREMV (서열번호:9), 또는 서열번호:9와의 서열 동일성이 적어도 65%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%인 아미노산 서열. 따라서, 일부 구현예에서, APC-표적화 리간드를 인코딩하는 핵산 서열은 하기의 핵산 서열에 의해 인코딩된다:
GACCAGCCTACAGCCGCCTGCATCTGTATCCAGCGCCAGGTCCCGCCAGTCCCAGCTGCGCGCGCCCCCCAGTCCCGCACCCGTTCGGCCCAGGCTAAGTTAGCCCTCACCATGCCGGTCAAAGGAGGCACCAAGTGCATCAAATACCTGCTGTTCGGATTTAACTTCATCTTCTGGCTTGCCGGGATTGCTGTCCTTGCCATTGGACTATGGCTCCGATTCGACTCTCAGACCAAGAGCATCTTCGAGCAAGAAACTAATAATAATAATTCCAGCTTCTACACAGGAGTCTATATTCTGATCGGAGCCGGCGCCCTCATGATGCTGGTGGGCTTCCTGGGCTGCTGCGGGGCTGTGCAGGAGTCCCAGTGCATGCTGGGACTGTTCTTCGGCTTCCTCTTGGTGATATTCGCCATTGAAATAGCTGCGGCCATCTGGGGATATTCCCACAAGGATGAGGTGATTAAGGAAGTCCAGGAGTTTTACAAGGACACCTACAACAAGCTGAAAACCAAGGATGAGCCCCAGCGGGAAACGCTGAAAGCCATCCACTATGCGTTGAACTGCTGTGGTTTGGCTGGGGGCGTGGAACAGTTTATCTCAGACATCTGCCCCAAGAAGGACGTACTCGAAACCTTCACCGTGAAGTCCTGTCCTGATGCCATCAAAGAGGTCTTCGACAATAAATTCCACATCATCGGCGCAGTGGGCATCGGCATTGCCGTGGTCATGATATTTGGCATGATCTTCAGTATGATCTTGTGCTGTGCTATCCGCAGGAACCGCGAGATGGTCTAGAGTCAGCTTACATCCCTGAGCAGGAAAGTTTACCCATGAAGATTGGTGGGATTTTTTGTTTGTTTGTTTTGTTTTGTTTGTTGTTTGTTGTTTGTTTTTTTGCCACTAATTTTAGTATTCATTCTGCATTGCTAGATAAAAGCTGAAGTTACTTTATGTTTGTCTTTTAATGCTTCATTCAATATTGACATTTGTAGTTGAGCGGGGGGTTTGGTTTGCTTTGGTTTATATTTTTTCAGTTGTTTGTTTTTGCTTGTTATATTAAGCAGAAATCCTGCAATGAAAGGTACTATATTTGCTAGACTCTAGACAAGATATTGTACATAAAAGAATTTTTTTGTCTTTAAATAGATACAAATGTCTATCAACTTTAATCAAGTTGTAACTTATATTGAAGACAATTTGATACATAATAAAAAATTATGACAATGTCAAAAAAAAAAAAAAA (서열번호:10), 또는 엄격한 혼성화 조건 하에서 서열번호:10 으로 이루어진 핵산 서열에 혼성화하는 핵산 서열.
일부 구현예에서, 상기 막횡단 단백질은 CD63이고 하기의 아미노산 서열을 포함한다:
MAVEGGMKCVKFLLYVLLLAFCACAVGLIAVGVGAQLVLSQTIIQGATPGSLLPVVIIAVGVFLFLVAFVGCCGACKENYCLMITFAIFLSLIMLVEVAAAIAGYVFRDKVMSEFNNNFRQQMENYPKNNHTASILDRMQADFKCCGAANYTDWEKIPSMSKNRVPDSCCINVTVGCGINFNEKAIHKEGCVEKIGGWLRKNVLVVAAAALGIAFVEVLGIVFACCLVKSIRSGYEVM (서열번호:11), 또는 서열번호:11과 서열 동일성이 적어도 65%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%인 아미노산 서열. 따라서, 일부 구현예에서, APC-표적화 리간드를 인코딩하는 핵산 서열은 하기 핵산 서열에 의해 인코딩된다:
ATGGCGGTGGAAGGAGGAATGAAATGTGTGAAGTTCTTGCTCTACGTCCTCCTGCTGGCCTTTTGCGCCTGTGCAGTGGGACTGATTGCCGTGGGTGTCGGGGCACAGCTTGTCCTGAGTCAGACCATAATCCAGGGGGCTACCCCTGGCTCTCTGTTGCCAGTGGTCATCATCGCAGTGGGTGTCTTCCTCTTCCTGGTGGCTTTTGTGGGCTGCTGCGGGGCCTGCAAGGAGAACTATTGTCTTATGATCACGTTTGCCATCTTTCTGTCTCTTATCATGTTGGTGGAGGTGGCCGCAGCCATTGCTGGCTATGTGTTTAGAGATAAGGTGATGTCAGAGTTTAATAACAACTTCCGGCAGCAGATGGAGAATTACCCGAAAAACAACCACACTGCTTCGATCCTGGACAGGATGCAGGCAGATTTTAAGTGCTGTGGGGCTGCTAACTACACAGATTGGGAGAAAATCCCTTCCATGTCGAAGAACCGAGTCCCCGACTCCTGCTGCATTAATGTTACTGTGGGCTGTGGGATTAATTTCAACGAGAAGGCGATCCATAAGGAGGGCTGTGTGGAGAAGATTGGGGGCTGGCTGAGGAAAAATGTGCTGGTGGTAGCTGCAGCAGCCCTTGGAATTGCTTTTGTCGAGGTTTTGGGAATTGTCTTTGCCTGCTGCCTCGTGAAGAGTATCAGAAGTGGCTACGAGGTGATG (서열번호:12), 또는 엄격한 혼성화 조건 하에서 서열번호:12로 이루어진 핵산 서열로 혼성화하는 핵산 서열.
따라서, 일부 구현예에서, 상기 막횡단 단백질은 CD81이고 하기 아미노산 서열을 포함한다:
MGVEGCTKCIKYLLFVFNFVFWLAGGVILGVALWLRHDPQTTNLLYLELGDKPAPNTFYVGIYILIAVGAVMMFVGFLGCYGAIQESQCLLGTFFTCLVILFACEVAAGIWGFVNKDQIAKDVKQFYDQALQQAVVDDDANNAKAVVKTFHETLDCCGSSTLTALTTSVLKNNLCPSGSNIISNLFKEDCHQKIDDLFSGKLYLIGIAAIVVAVIMIFEMILSMVLCCGIRNSSVY (서열번호:13), 또는 서열번호:13과 서열 동일성이 적어도 65%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%인 아미노산 서열. 따라서, 일부 구현예에서, APC-표적화 리간드를 인코딩하는 핵산 서열은 하기 핵산 서열에 의해 인코딩된다:
GGCCAGAGAGCGAGCGCGCAACGGCGGCGACGGCGGCGACCCCACCGCGCATCCTGCCAGGCCTCCGGCGCCCAGCGCCCCACGCGCCCCCGCGCCCCCGCGCCCCCGCGCCCCTTTCTTCGCGCCCCCGCCCCTCGGCCCGCCAGGCCCCCTTGCCGGCCACCCGCCAGGCCCCGCGCCGGCCCGCCCGCCGCCCAGGACCGGCCCGCGCCCCGCAGGCCGCCCGCCGCCCGCGCCGCCATGGGAGTGGAGGGCTGCACCAAGTGCATCAAGTACCTGCTCTTCGTCTTCAATTTCGTCTTCTGGCTGGCTGGAGGCGTGATCCTGGGTGTGGCCCTGTGGCTCCGCCATGACCCGCAGACCACCAACCTCCTGTATCTGGAGCTGGGAGACAAGCCCGCGCCCAACACCTTCTATGTAGGCATCTACATCCTCATCGCTGTGGGCGCTGTCATGATGTTCGTTGGCTTCCTGGGCTGCTACGGGGCCATCCAGGAATCCCAGTGCCTGCTGGGGACGTTCTTCACCTGCCTGGTCATCCTGTTTGCCTGTGAGGTGGCCGCCGGCATCTGGGGCTTTGTCAACAAGGACCAGATCGCCAAGGATGTGAAGCAGTTCTATGACCAGGCCCTACAGCAGGCCGTGGTGGATGATGACGCCAACAACGCCAAGGCTGTGGTGAAGACCTTCCACGAGACGCTTGACTGCTGTGGCTCCAGCACACTGACTGCTTTGACCACCTCAGTGCTCAAGAACAATTTGTGTCCCTCGGGCAGCAACATCATCAGCAACCTCTTCAAGGAGGACTGCCACCAGAAGATCGATGACCTCTTCTCCGGGAAGCTGTACCTCATCGGCATTGCTGCCATCGTGGTCGCTGTGATCATGATCTTCGAGATGATCCTGAGCATGGTGCTGTGCTGTGGCATCCGGAACAGCTCCGTGTACTGAGGCCCCGCAGCTCTGGCCACAGGGACCTCTGCAGTGCCCCCTAAGTGACCCGGACACTTCCGAGGGGGCCATCACCGCCTGTGTATATAACGTTTCCGGTATTACTCTGCTACACGTAGCCTTTTTACTTTTGGGGTTTTGTTTTTGTTCTGAACTTTCCTGTTACCTTTTCAGGGCTGACGTCACATGTAGGTGGCGTGTATGAGTGGAGACGGGCCTGGGTCTTGGGGACTGGAGGGCAGGGGTCCTTCTGCCCTGGGGTCCCAGGGTGCTCTGCCTGCTCAGCCAGGCCTCTCCTGGGAGCCACTCGCCCAGAGACTCAGCTTGGCCAACTTGGGGGGCTGTGTCCACCCAGCCCGCCCGTCCTGTGGGCTGCACAGCTCACCTTGTTCCCTCCTGCCCCGGTTCGAGAGCCGAGTCTGTGGGCACTCTCTGCCTTCATGCACCTGTCCTTTCTAACACGTCGCCTTCAACTGTAATCACAACATCCTGACTCCGTCATTTAATAAAGAAGGAACATCAGGCATGCTA (서열번호:14), 또는 엄격한 혼성화 조건 하에서 서열번호:14로 이루어진 핵산 서열로 혼성화되는 핵산 서열.
카고
상기 개시된 GluR-장식 EV는 CNS의 손상 부위에 다양한 분자 카고를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이들은 예를 들어, 뇌에 혈관신생촉진, 신경조직 발생 촉진, 항염증성, 또는 신경보호 분자 카고를 선택적으로 전달하기 위해, 혈관형성 및 신경인성 복구 과정을 촉진할 뿐만 아니라 손상 후 염증 반응을 조절하기 위해, 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, GluR-장식 EV는 추가의 치료체(예를 들어, 이상고열, 광선요법 등)를 가능하게 하는 화학적 커플링(예를 들어, 표면 장식)의 캡슐화 또는 테라노스틱 적용 중 하나를 통해 다른 나노구조(예를 들어, 금 나노입자, 자성 나노입자, 양자점, 탄소 나노튜브)와 커플링된다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 GluR-장식 EV는 광범위한 진단제, 예컨대 핵산 또는 단백질을 위한 분자 프로브, 콘트라스트/조영제(예를 들어, 자성 나노입자, 플라즈몬 금 나노입자, 양자점) 등의 표적화된 전달을 달성하기 위해 진단용으로 사용될 수 있다.
약제학적 조성물
치료적 유효량의 하나 이상의 개시된 EV 및 약제학적으로 허용되는 담체를 함유하는 약제학적 조성물이 개시된다. 개시된 EV를 함유한 제형은 액체, 고체, 반-고체 또는 동결건조된 파우더 형태, 예컨대, 예를 들어, 용액, 현탁액, 에멀젼, 서방성 제형, 정제, 캡슐, 파우더, 좌약, 크림, 연고, 로션, 에어로졸, 패치 등, 바람직하게는 정밀한 투여량의 단순 투여에 적합한 단위 투여 형태를 띨 수 있다.
약제학적 조성물은 전형적으로 종래의 약제학적 담체 및/또는 부형제를 포함하고, 추가로 다른 의약물, 담체, 보조제, 첨가제 등을 포함할 수 있다. EV 대 하나 이상의 부형제의 중량 백분율 비율은 약 20:1 내지 약 1:60, 또는 약 15:1 내지 약 1:45, 또는 약 10:1 내지 약 1:40, 또는 약 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1 또는 1:1 내지 약 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:30, 또는 1:35, 및 바람직하게는 약 20:1, 19:1, 18:1, 17:1, 16:1, 15:1, 14:1, 13:1, 12:1, 11:1, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 6:1 또는 5:1일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 개시된 조성물은 약 1 μg 내지 약 1 g 이상의 총 EV, 약 500 μg 내지 약 500 mg, 약 1 mg 내지 약 500 mg의 총 EV, 약 5 내지 약 500 mg, 약 10 내지 약 500 mg, 약 25 내지 약 500 mg, 약 50 mg 내지 약 350 mg, 약 75 mg 내지 약 450 mg, 약 50 mg 내지 약 450 mg, 또는 약 75 mg 내지 약 325 mg 또는 약 100 mg 내지 약 650 mg의 총 EV를 포함하고, 선택적으로 하나 이상의 적합한 약제학적 담체, 첨가제 및/또는 부형제를 함유할 수 있다.
비경구 투여(예를 들어 정맥내, 근육내, 척추강내 뇌척수액내, 또는 비강내)를 위한 주사가능 조성물은 전형적으로 EV와 선택적으로 적합한 i.v. 용액, 예컨대 멸균 생리학적 염 용액 중 추가의 구성요소를 함유한다. 상기 조성물은 또한 수성 에멀젼 중 현탁액으로서 제형화될 수 있다.
액체 조성물은 EV를 포함하는 약제학적 조성물 및 선택적 약제학적 보조제를 담체, 예컨대, 예를 들어, 수성 염수, 수성 덱스트로스, 글리세롤, 또는 에탄올에 용해시키거나 또는 분산시킴으로써 용액 또는 현탁액을 형성하여 제조될 수 있다. 경구 액상 제제에 사용하기 위해, 상기 조성물은 액체 형태로 또는 물 또는 정상 식염수에서 수화하기에 적합한 건조된 형태로 공급되는 용액, 현탁액, 에멀젼, 또는 시럽으로 제조될 수 있다. 비강내, 기관내 또는 폐내 투여의 경우, 상기 조성물은 코, 기관 및/또는 폐에 분무될 수 있는 액체 조성물로서 제공될 수 있다.
경구 투여의 경우, 그와 같은 부형제에는 약품 등급의 만니톨, 락토스, 전분, 스테아르산마그네슘, 나트륨 사카린, 활석, 세포룰로스, 글루코스, 젤라틴, 수크로스, 탄산마그네슘 등이 포함된다. 원할 경우, 상기 조성물은 또한 소량의 무독성 보조 물질, 예컨대 습윤제, 유화제, 또는 완충액을 함유할 수 있다.
상기 조성물이 경구 투여를 위해 고형 제제의 형태로 이용되는 경우, 상기 제제는 정제, 과립, 파우더, 캡슐 등일 수 있다. 정제 제형에서, 상기 조성물은 전형적으로 첨가제, 예를 들어, 부형제, 예컨대 사카라이드 또는 셀룰로오스 제제, 결합제, 예컨대 전분 페이스트 또는 메틸 셀룰로오스, 충전제, 붕해제 및, 의료 제제의 제조에 전형적으로 사용된 다른 첨가제와 함께 제형화된다.
이와 같은 투여 형태를 제조하는 방법이 당해기술의 숙련가에게 알려져 있거나 또는 명백하다; 예를 들어, Remington's Pharmaceutical Sciences (17th Ed., Mack Pub. Co. 1985)를 참고할 수 있다. 투여될 조성물은 본 발명에 따라 생물학적 시스템, 예컨대 환자 또는 대상체에서 치료 용도를 위한 약제학적 유효량으로 선택된 화합물의 양을 함유할 것이다.
정맥내 제형은 본원에 기재된 EV, 등장성 배지 및, EV의 응집을 방지하는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 정맥내/척추강내/뇌척수액내 제형은 식염수(예를 들어, 정상 식염수(NS); 약 0.91% w/v의 NaCl, 약 300 mOsm/L) 및/또는 0.18% 염수 중 덱스트로스 4%, 및 선택적으로 1%, 2% 또는 3% 인간 혈청 알부민을 함유할 수 있다. 또한, EV는 파괴되어 상기 함량 및, 본 발명에 따른 조성물에 사용된 함량을 획득할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 본 발명의 제형은 척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상 및/또는 신경퇴행성 질환을 치료할 때 사용하기 위해 약 50 ng EV/ml 정맥내/척추강내/뇌척수액내 배지, 예컨대 약 100 ng, 200 ng, 300 ng, 400 ng, 500 ng, 600 ng, 700 ng, 800 ng, 900 ng, 1.0 μg, 1.5 μg, 2.0 μg, 2.5 μg, 3.0 μg, 5.0 μg, 10.0, 15.0 μg, 20.0 μg, 100 μg 이상의 EV/ml 정맥내/척추강내/뇌척수액내 배지를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 정맥내 제형은 약 0.1 μg EV/ml 배지, 약 0.2 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.3 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.4 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.5 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.6 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.7 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.8 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 0.9 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 1.0 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 1.5 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 2.0 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 2.5 μg EV/ml 정맥내 배지, 예컨대 적어도 예를 들어 약 3.0 μg EV/ml 정맥내 배지, 예컨대 예를 들어 적어도 약 5.0 μg EV/ml 정맥내 배지, 약 10.0 μg EV/ml 정맥내 배지, 15.0 μg EV/ml 정맥내 배지 또는 약 20.0 μg 이상의 EV/ml 정맥내 배지를 포함할 수 있다.  
일부 구현예에서, 상기 약제학적 조성물은 적어도 25 mg의 EV, 적어도 50 mg의 EV, 적어도 60 mg의 EV, 적어도 75 mg의 EV, 적어도 100 mg의 EV, 적어도 150 mg의 EV, 적어도 200 mg의 EV, 적어도 250 mg의 EV, 적어도 300 mg의 EV, 약 350 mg의 EV, 약 400 mg의 EV, 약 500 mg의 EV, 약 750 mg의 EV, 약 1g (1,000 mg) 이상의 EV를, 단독으로 또는 치료적 유효량의 적어도 하나의 추가의 생체활성제와 조합되어 포함하는 투여 형태로 존재하되, 상기 생체활성제는 척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상 및/또는 신경퇴행성 질환의 치료에 유용할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 약제학적 조성물은 약 10 mg 내지 약 750 mg, 약 25 mg 내지 약 650 mg, 또는 약 30 mg 내지 약 500 mg, 또는 약 35 mg 내지 약 450 mg, 가장 자주 약 50 내지 약 500 mg의 EV를 포함한다.
일부 구현예에서, 정맥내 제형은 본원에 기재된 EV, 등장성 배지, 및 EV의 응집을 방지하는 하나 이상의 물질을 포함한다. 정맥내 제형은 따라서 식염수(예를 들어 정상 식염수 (NS); 약 0.91% w/v의 NaCl, 약 300 mOsm/L) 및/또는 0.18% 염수 중 덱스트로스 4%, 및 선택적으로 1%, 2% 또는 3% 인간 혈청 알부민을 함유한다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 EV를 포함하는 조성물은 추가로 하나 이상의 신경친화성 제제를 포함한다. 상기 조성물은 백혈병 억제 인자(LIF), 뇌-유래 신경친화성 인자(BDNF), 표피 성장 인자 수용체(EGF), 염기성 섬유아세포 성장 인자(bFGF), FGF-6, 신경교-유래 신경친화성 인자(GDNF), 과립구 콜로니-자극 인자(GCSF), 간세포 성장 인자(HGF), IFN-γ, 인슐린-유사 성장 인자 결합 단백질(IGFBP-2), IGFBP-6, IL-1ra, IL-6, IL-8, 단구 화학주성 단백질(MCP-1), 단핵 식균세포 콜로니-자극 인자(M-CSF), 신경친화성 인자(NT3), 메탈로프로테이나제의 조직 억제제(TIMP-1), TIMP-2, 종양 괴사 인자(TNF-β), 혈관 내피 성장 인자(VEGF), VEGF-D, 유로키나제 플라스미노겐 활성화제 수용체(uPAR), 뼈 골 형태형성 단백질 4(BMP4), IL1-a, IL-3, 렙틴, 줄기 세포 인자(SCF), 기질 세포-유래 인자-1(SDF-1), 혈소판 유래 성장 인자-BB(PDGFBB), 변환시키는 성장 인자 베타(TGFβ-1) 및 TGFβ-3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 제제를 추가로 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 EV는 생체적합성 스캐폴드, 예컨대 하이드로겔 내부 또는 그 상부에 함유된다. 적합한 하이드로겔에는 체온에서 고형화 또는 경화되는 온도 의존적 하이드로겔, 예를 들어, PLURONICS™; 이온, 예를 들어, 나트륨 알기네이트에 의해 가교결합되는 하이드로겔; 가시광선 또는 자외선에 노출됨으로써 경화되는 하이드로겔, 예를 들어, 아크릴레이트 말단 기를 구비한 폴리에틸렌 글리콜 폴리락트산 산 코폴리머; 및 pH의 변화 시 경화 또는 고체화되는 하이드로겔, 예를 들어, TETRONICS™이 포함된다. 이들 상이한 하이드로겔을 형성하기 위해 사용될 수 있는 물질의 예에는 다당류 예컨대, 이온에 의해 가교결합되는 알기네이트, 폴리포스파젠 및 폴리아크릴레이트, 또는 블록 코폴리머, 예컨대 온도의 변화에 의해 고체화되는 폴리(옥시에틸렌)-폴리(옥시프로필렌) 블록 폴리머인 PLURONICS™(POLOXAMERS™로도 알려짐), 또는 pH의 변화에 의해 고체화되는 에틸렌 디아민의 폴리(옥시에틸렌)-폴리(옥시프로필렌) 블록 폴리머인 TETRONICS™(또한 POLOXAMINES™)이 포함된다.
적합한 하이드로겔에는 또한 비제한적으로 방광 장, 혈액 및 뇌를 포함하는 조직에서 유래된 미정의된 세포외 기질 유래 하이드로겔이 포함된다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 EV는 콜라겐, 피브린, 실크, 아가로스, 알기네이트, 히알루로난, 키토산, 생분해성 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산-코-글리콜산 산, 폴리애식 산, 또는 폴리글리콜산, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에테르설폰, 펩티드계 생체재료, 글리코오스 아미노 글리칸, 파이브로넥틴, 라미닌, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 생체적합성 스캐폴드 내부 또는 그 상부에 함유된다.
일부 경우에, 하이드로겔은 해초에서 단리된 탄수화물 폴리머인 알긴산의 음이온성 염을 이온, 예컨대 칼슘 양이온으로 가교결합하여 생산된다. 하이드로겔의 세기는 칼슘 이온 또는 알기네이트의 농도가 증가하면서 따라서 증가한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제4,352,883호는 실온의 물에서 2가 양이온과 알기네이트의 이온성 가교결합으로 하이드로겔 기질을 형성하는 것을 기술한다.
EV는 알기네이트 용액과 혼합되고, 상기 용액은 이미 이식된 지지 구조물에 전달되고, 이어서 칼슘 이온의 생리학적 농도의 존재 때문에 단시간에 고체화된다. 대안적으로, 상기 용액은 이식 이전에 상기 지지 구조물에 전달되고, 칼슘 이온을 함유한 외부 용액에서 고체화된다.
일반적으로, 이들 폴리머는 적어도 부분적으로 수용액, 예를 들어, 물, 또는충전된 측면 기를 가진 수성 알코올 용액, 또는 이것의 1가 이온성 염에서 용해된다. 양이온과 반응할 수 있는 산성 측면 기를 가진 수많은 폴리머의 예들이 있는데, 예를 들어, 폴리(포스파젠), 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)이 포함된다. 산성 기의 예에는 카복실산기, 설폰산 기 및 할로겐화된(바람직하게는 불소화된) 알코올 작용기가 포함된다. 음이온과 반응할 수 있는 염기성 측면 기를 가진 폴리머의 예는 폴리(비닐 아민), 폴리(비닐 피리딘) 및 폴리(비닐 이미다졸)이다.
폴리포스파젠는 단일 결합 및 이중 결합을 교대함으로써 분리된 질소 및 인 원자로 이루어진 골격을 갖는 폴리머이다. 각각의 인 원자는 2개의 측쇄에 공유 결합된다. 사용될 수 있는 폴리포스파젠은 산성이고 2가 또는 3가 양이온으로 염 다리를 형성할 수 있는 대다수의 측쇄를 가진다. 산성 측쇄의 예는 카복실산기 및 설폰산기이다.
생체붕괴성 폴리포스파젠은 적어도 2개의 상이한 유형의 측쇄, 다가 양이온으로 염 다리를 형성할 수 있는 산성 측면기, 생체 내 조건 하에서 가수분해되는 측면 기, 예를 들어, 이미다졸기, 아미노산 에스테르, 글리세롤, 및 글루코실을 갖는다. 생체붕괴성 또는 생분해성 폴리머, 즉, 원하는 적용(통상적으로 생체 내 요법)에서 허용되는 기간 내에 용해 또는 분해되는 폴리머는, 일단 25℃ 내지 38℃의 온도를 갖는 pH 6~8의 생리학적 용액에 노출되면, 약 5년 미만 및 가장 바람직하게는 약 1년 미만에 분해될 것이다. 측쇄의 가수분해는 폴리머의 침식을 초래한다. 측쇄를 가수분해하는 예는 아미노 연결을 통해 상기 측쇄가 인 원자에 결합되는 비치환된 및 치환된 이미디졸 및 아미노산 에스테르이다.
다양한 유형의 폴리포스파젠의 합성 및 분석 방법이 미국 특허 번호 제4,440,921호, 제4,495,174호 및 제4,880,622호에 기재되어 있다. 전술한 다른 폴리머의 합성 방법은 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어 Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, J. I. Kroschwitz, editor (John Wiley and Sons, New York, N.Y., 1990)을 참고할 수 있다. 많은 폴리머, 예컨대 폴리(아크릴산), 알기네이트, 및 PLURONICS™는 상업적으로 입수가능하다.
충전된 측면 기를 구비한 수용성 폴리머는 반대 전하의 다가 이온, 즉, 상기 폴리머에 산성 측면 기가 있으면 다가 양이온을, 또는 상기 폴리머에 염기성 측면 기가 있으면 다가 음이온을 함유한 수용액과 상기 폴리머를 반응시킴으로써, 가교결합된다. 상기 폴리머를 산성 측면 기로 가교결합시켜 하이드로겔을 형성하는 양이온에는 2가 및 3가 양이온, 예컨대 구리, 칼슘, 알루미늄, 마그네슘, 및 스트론튬이 포함된다. 이들 양이온의 염의 수용액은 상기 폴리머에 첨가되어 부드럽고, 매우 팽윤된 하이드로겔을 형성한다.
상기 폴리머를 가교결합시켜 하이드로겔을 형성하는 음이온에는 2가 및 3가 음이온, 예컨대 저분자량 디카복실레이트 이온, 테레프탈레이트 이온, 설페이트 이온 및 카보네이트 이온이 포함된다. 이들 음이온의 염의 수용액은, 양이온에 대해 기재된 바와 같이, 상기 폴리머에 첨가되어 부드럽고 매우 팽윤된 하이드로겔을 형성한다.
항체의 하이드로겔 유입을 방지하고, 그러나 영양소의 진입을 허용하기 위해, 상기 하이드로겔 중 유용한 폴리머 크기는 10,000 D 내지 18,500 D의 범위에 속한다.
온도-의존적, 또는 감열, 하이드로겔은 소위 "역겔화" 특성, 즉, 실온 이하에서 액체이고, 더 높은 온도, 예를 들어, 체온으로 가온되면 겔인 특성을 갖는다. 따라서, 이들 하이드로겔은 실온 이하에서 액체로 쉽게 적용될 수 있고, 체온으로 가온시키면 자동으로 반-고체 겔을 형성한다. 그 결과, 이들 겔은 지지 구조물이 우선 환자에게 이식되고, 이어서 하이드로겔-EV 조성물로 채워지는 경우, 특히 유용하다. 이와 같은 온도-의존적 하이드로겔의 예는 PLURONICS™(BASF-Wyandotte), 예컨대 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 F-108, F-68, 및 F-127, 폴리(N-이소프로필아크릴아미드) 및 N-이소프로필아크릴아미드 코폴리머이다.
이들 코폴리머는 그것의 물리적 특성, 예컨대 다공성, 분해 속도, 전이 온도 및 강성 정도에 영향을 미치도록 표준 기술에 의해 조작될 수 있다. 예를 들어, 염의 존재 및 부재 하에 저분자량 사카라이드의 첨가는 더 낮은 임계 용액 온도(LCST)에 영향을 미친다. 또한, 이들 겔이 4℃에서 분산물에 의해 5 내지 25% (W/V)의 범위의 농도로 제조될 때, 점도 및 겔-졸 전이 온도가 영향을 받고, 상기 겔-졸 전이 온도는 농도와 관련하여 역비례한다.
미국 특허 번호 제4,188,373호는 수성 조성물 중 PLURONIC™ 폴리올을 사용하여 열 겔화 수성계를 제공하는 것을 기술한다. 미국 특허 번호 제4,474,751호, 제'752호, 제'753호 및 제4,478,822호는 열경화성 폴리옥시알킬렌 겔을 활용하는 약물 전달 시스템을 기술하되; 이들 시스템에서, 겔 전이 온도 및/또는 겔의 강성이 폴리머의 농도 뿐만 아니라 pH 및/또는 이온 세기의 조정에 의해 변형될 수 있다.
pH-의존적 하이드로겔은 특이적 pH 값 이하 또는 이상에서 액체이고, 특이적 pH, 예를 들어, 7.35 내지 7.45, 즉, 인체 내 세포외액의 정상적인 pH 범위에 노출되는 경우 겔이다. 따라서, 이들 하이드로겔은 액체로서 이식된 지지 구조물에 쉽게 전달될 수 있고, 인체 pH에 노출된 경우, 자동으로 반-고체 겔을 형성한다. 이와 같은 pH-의존적 하이드로겔의 예는 에틸렌 디아민의 TETRONICS™(BASF-Wyandotte) 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 폴리머, 폴리(디에틸 아미노에틸 메타크릴레이트-g-에틸렌 글리콜) 및 폴리(2-하이드록시메틸 메타크릴레이트)이다. 이들 코폴리머는 그것의 물리적 특성에 영향을 미치도록 표준 기술에 의해 조작될 수 있다.
가시광선 또는 자외선에 의해 고체화되는 하이드로겔은 미국 특허 번호 제5,410,016호에 기재된 바와 같은 수용성 영역, 생분해성 영역 및 적어도 2개의 중합성 영역을 포함하는 매크로머로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 하이드로겔은 코어, 상기 코어의 각 단부 상의 확장부 및 각 확장부 상의 말단 캡을 포함하는 생분해성, 중합성 매크로머와 함께 시작될 수 있다. 상기 코어는 친수성 폴리머이고, 상기 확장부는 생분해성 폴리머이며, 상기 말단 캡은 가시광선 또는 자외선, 예를 들어, 장파장 자외선에 노출될 때 상기 매크로머를 가교결합시킬 수 있는 올리고머이다.
이와 같은 가벼운 고체화된 하이드로겔의 예에는 폴리에틸렌 옥사이드 블록 코폴리머, 아크릴레이트 말단 기를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 폴리락트산 코폴리머 및 양단부가 아크릴레이트로 캡핑된 10K 폴리에틸렌 글리콜-글리콜라이드 코폴리머가 포함된다. PLURONIC™ 하이드로겔과 마찬가지로, 이들 하이드로겔을 포함하는 코폴리머는 그것의 물리적 특성, 예컨대 분해 속도, 결정화도의 차이 및 강성 정도를 변형시키도록 표준 기술에 의해 조작될 수 있다.
방법
상기 개시된 GluR-기능화된 디자이너 EV의 응용은 CNS 손상이 수반된 다양한 질환에 번역될 수 있다. 질병통제센터(CDC)에 의하면, 뇌졸중이 미국에서 장기간 상해의 주된 원인으로, 매년 795,000 사례 이상이 보고되고, 추정되는 연간 비용은 340억 달러이다. 최고 발병률(~87%)을 가진 허혈성 뇌졸중은 상당한 세포 사망(예를 들어 혈관, 뉴런) 및 염증을 초래한다. 현재, 허혈성 뇌졸중에 대해 단 하나의 FDA-승인 치료가 존재하는데, 이는 빠르게 혈류를 회복시키는 데에만 제한된 급성 방안이다. 그러나, 그것의 구현은 처음 4.5시간에 제한되기 때문에, 따라서 환자의 95%를 초과하는 이들에게는 그것에 대한 자격이 주어지지 않는다. 이와 같이, 조직 손상을 약화시키고 뇌졸중 후 복구를 돕기 위한 효과적인 요법이 여전히 요구된다.
따라서, 또한 CNS를 가진 대상체를 치료하는 방법이 개시되되, 상기 방법은 본원에 개시된 디자이너 EV의 집단을 함유한 조성물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 CNS 손상은 척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상 또는 신경퇴행성 질환, 예컨대 알츠하이머병, 파킨슨병, 파킨슨-관련 장애, 헌팅턴병, 프리온병, 운동 뉴런 질환(MND), 척수소뇌 운동실조증(SCA) 또는 척추 근육 위축증(SMA), 또는 다발성 경화증(MS)이다.
일부 구현예에서, 디자이너 EV는 글루타메이트 소거제의 역할을 하여 뇌의 손상 부위 중 유리 글루타메이트의 유독한 농도를 감소시키는 데 일조하고, 뇌 조직 회수를 돕는다. 일부 구현예에서, 상기 디자이너 EV는 치료적 카고, 예컨대, 혈관신생촉진, 신경조직 발생 촉진, 또는 항염증성 분자 카고를 함유하여 손상 후 염증 반응을 조절할 뿐만 아니라 혈관형성 및 신경인성 복구 과정을 촉진한다.
용어 "척수 손상"은 상기 척수의 정상적인 운동, 자율신경 또는 감각 기능의 일시적 또는 영구적 변화를 초래하는 척수 손상을 기술하기 위해 사용된다. 종종 손상은 신체적 외상, 예컨대 스포츠 손상, 미끄러짐 및 낙상 또는 자동차 사고에서 기인하지만, 또한 질병, 예컨대 척추 피열, 프리드리히 운동실조 및/또는 횡단성 척수염에서 기인할 수 있다. 기능의 손실을 야기하는 척수의 손상은 척수의 완전한 절단의 결과일 필요는 없다. 척수 및 그것의 신경근의 어디가 손상되었는지 여부에 따라, 손상의 증상 및 정도가 통증에서 실금, 그리고 마비에 이르기까지 널리 달라질 수 있다. 척수 손상은 다양한 수준의 불완전 내지 완전한 손상으로 기재되어, 기능의 전체 실조를 야기한다. 척수 손상은 대마비 또는 사지마비를 초래할 수 있다.
척수 손상의 전통적인 치료는 척추를 안정화시키고, 척수 손상과 연관된 염증을 제어함으써 추가 손상을 방지한다. 손상의 위치 및 범위에 따라 다른 개입이 달라질 수 있다. 많은 경우에, 척수 손상은 종래의 요법을 요구하면서, 특히 상기 손상이 일상 생활의 활동을 방해할 경우, 실질적인, 장기간 물리적 요법 및 재활을 필요로 한다.
척수 손상은 그것의 원인에 기초하여 세 가지 유형으로 분류될 수 있다: 기계력, 독성 및 혈류의 부족으로 인한 허혈성. 척수 손상은 또한 일차 및 이차 손상으로 나뉘어질 수 있다. 일차 손상은 원래 손상(신체적 외상, 독소 노출, 또는 허혈)에서 즉시 발생하는 세포 사멸에 의해 유발되고, 이차 손상은 원래 공격에 의해 유발되어 추가적인 조직 손상을 일으키는 결과적인 캐스케이드에 의해 유발된다. 이들 이차 손상 경로에는 염증, 팽윤, 신경전달물질 결핍/불균형, 허혈 및 세포 자살의 결과가 포함된다. 본 발명은 모든 형태의 척수 손상, 예컨대 그 중에서도 완전한 및 불완전한 손상, 허혈, 방사선사진 상에 비정상이 없는 척수 손상, 중심 척수 증후군, 전방 척수 증후군, 브라운 세커드 증후군, 후측 척수 증후군, 척수매독 및 척수 원뿔 증후군을 치료하는 데 사용될 수 있다.
용어 "뇌졸중"은 뇌의 불량한 혈류가 세포 사멸을 초래할 때 발생하는 뇌혈관 사고(CVA), 뇌혈관 발작(CVI), 또는 뇌 마비를 설명하기 위해 사용된다. 뇌졸중에는 2가지 주요한 유형이 있다: 혈류의결여로 인한 허혈성 및 출혈로 인한 출혈성. 이와 같은 2가지 유형의 뇌졸중은 뇌의 일부가 적절한 기능을 하지 못하게 한다. 뇌졸중의 징후 및 증상에는 무엇보다, 움직일 수 없음, 신체의 한쪽의 느낌이 없음, 이해 및 언어의 문제, 빙글빙글 도는 느낌, 또는 한쪽의 시력 상실이 포함된다. 징후 및 증상은 종종 뇌졸중이 발생한 직후 나타난다. 증상이 1 또는 2시간 미만 지속되는 경우, 이것은 일과성 허혈 발작을 알려져 있다. 출혈성 뇌졸중은 또한 심각한 두통과 연관될 수 있다. 뇌졸중의 증상은 영구적일 수 있다. 뇌졸중의 장기간 합병증에는 폐렴 또는 방광 조절 손실이 포함될 수 있다. 뇌졸중의 주요 위험 인자는 높은 혈압이다. 다른 위험 인자에는 무엇보다 흡연, 비만, 높은 혈액 콜레스테롤, 진성 당뇨병, 이전의 일과성 허혈 발작(TIA) 및 심방세동이 포함된다. 허혈성 뇌졸중은 전형적으로 혈관의 차단에 의해 유발된다. 출혈성 뇌졸중은 직접적으로 뇌로 출혈 또는 뇌를 둘러싼 공간으로의 출혈에 의해 유발된다. 출혈은 뇌 동맥류로 인해 발생할 수 있다. 허혈성 및 출혈성 뇌졸중 둘 다 본 발명에 따라 치료된다.
용어 "외상성 뇌 손상"(TBI)은 당해 기술 내에서 뇌의 움직임에 의해 유발된 뇌 손상 또는 외래 물체에 의해 유발된 뇌 손상을 설명하는 데 사용된다. TBI의 원인에는 낙상, 자동차 충돌, 또는 물체로 타격이 포함될 수 있다. TBI는 또한 침투 물체에 의해, 즉 두개골에 들어온 외래 물체에 의해 유발된 뇌 손상에 의해 유발될 수 있다. 원인에는 화기 손상 또는 날카로운 물체에 의한 타격이 포함될 수 있다. TBI는 뇌진탕, 일정 기간 동안의 의식불명(코마) 또는 기억상실증을 유발할 수 있다. TBI는 인지 기능(예를 들어, 주목 및 메모리), 운동 기능 (예를 들어, 극단 쇠약, 손상된 협응 및 균형), 감각(예를 들어, 청력, 시력, 손상된 자각 및 촉각) 및 감정(예를 들어, 우울증, 불안, 공격, 충동 조절, 인격변화) 중 하나 이상을 손상시킬 수 있다.
용어 "신경퇴행성 질환"은 본 명세서 전체에 걸쳐 중추신경계 손상에 의해 유발되고 환자의 뇌 및/또는 척수의 손상 부위에 본 발명에 따른 신경 세포의 이식을 통해 손상이 감소 및/또는 완화될 수 있는 질병을 설명하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 신경 세포 및 방법을 사용하여 치료될 수 있는 예시적인 신경퇴행성 질환에는 예를 들어, 파킨슨병, 헌팅턴병, 근위축 측삭 경화증(루게릭 질환), 알츠하이머병, 리소좀 축적 질환(예를 들어 Folkerth, J. Neuropath. Exp. Neuro., 58, 9, Sep., 1999에 기재된 "백질 질환" 또는 신경교/탈수초화 질환), Tay Sachs 질환(베타 헥소사미미다아제 결핍), 다른 유전적 질환, 다발성 경화증, 허혈, 사고, 환경적 공격 등에 의해 유발된 뇌 손상 또는 외상, 척수 손상, 운동실조증 및 알코올중독이 포함된다. 또한, 본 발명은 환자의 뇌 부위에 혈류의 결여, 즉 허혈에 의해 유발되거나 또는 뇌 및/또는 척수에 물리적 손상으로 발생한 뇌졸중 또는 심장마비가 환자의 중추신경계에 미치는 영향을 감소 및/또는 제거하는 데 사용될 수 있다. 용어 신경퇴행성 질환에는 또한 여러 가지 중에서도 신경발달 장애, 예컨대, 예를 들어, 자폐증 및 관련된 신경적 질환, 예컨대 정신분열증이 포함된다.
본원에 개시된, 약제학적 조성물을 비롯한 조성물은 요구되는 국소 또는 전신 치료에 따라, 그리고 치료 부위에 따라 다수의 방식으로 투여될 수 있다.
대상체를 치료하는 방법은 본원에 기재된 EV의 유효량 및 선택적으로 적어도 하나의 추가의 생체활성 제제(예를 들어, 신경퇴행성 질환, 뇌졸중 및/또는 척수 손상의 치료에 유용한 제제)를 포함하는 약제학적 조성물의 투여를 수반한다. 예를 들어, 상기 조성물은 1일 환자의 약 0.01, 0.1, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 100 mg/kg 사이, 또는 일부 구현예에서, 개시된 EV 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 또는 200 mg/kg 초과의 치료적으로 유효한 투여량이 이들 조성물을 투여받는 환자에게 투여될 수 있도록 제형화될 수 있다.
대상체에 투여되는 EV의 용량은 10 μg 미만, 25 μg 미만, 50 μg 미만, 75 μg 미만, 0.10 mg 미만, 0.25 mg 미만, 0.5 mg 미만, 1 mg 미만, 2.5 mg 미만, 5 mg 미만, 10 mg 미만, 15 mg 미만, 20 mg 미만, 50 mg 미만, 75 mg 미만, 100 mg 미만, 500 mg 미만, 750 mg 미만, 1 g 미만 또는 1 g 초과일 수 있다. 투여는 다수의 투여 경로에 의해 이루어질 수 있으나, 정맥내, 척추강내, 비강내 및/또는 뇌척수액내가 투여 경로로 종종 사용된다.
일부 구현예에서, 상기 개시된 EV는 뇌졸중 또는 외상 후 24시간 내에 투여된다. 그러나, 일부 구현예에서, EV는 뇌졸중 또는 외상 후 적어도 1, 2, 3, 또는 4주에 투여된다. 일부 구현예에서, 상기 개시된 EV는 1, 2, 3일 이상의 간격으로 다중 용량으로 투여된다. 일부 경우에, 예컨대 신경퇴행성 질환의 사례에서, EV는 질병의 과정 내내 계속해서 투여(예를 들어, 1, 2, 3 또는 4주에 한 번씩)된다.
EV에 신경퇴행성 과정에 관여되는 하는 펩티드 또는 펩티드 번역 생성물을 표적으로 삼는 소분자, 안티센스 올리고뉴클레오티드, siRNAs, 펩티드, 단백질 또는 항체가 장입될 수 있다.
특정 구현예에서, 개시된 EV에 추가의 생체활성제가 장입되거나 또는 추가의 생체활성제, 특히 신경퇴행성 질환의 치료에 유용한 제제가 공동투여된다.
용어 "공동투여된", "공동투여" 또는 "조합 요법"은 유효량 중 적어도 2개의 활성 화합물/조성물이 신경 손상 및/또는 신경퇴행성 질환을 치료하는 데 사용되는 요법을 설명하기 위해 사용된다. 용어 공동-투여는 바람직하게는 EV 및 적어도 하나의 추가의 활성 화합물을 상기 대상체에 동시에 투여하는 것을 포함하지만, 반드시 화합물/조성물이 환자에게 동시에 투여될 필요는 없고, 유효량의 개별 화합물/조성물이 상기 환자에 동시에 존재할 수 있으면 된다. 따라서, 용어 공동-투여에는 EV와 생체활성제(들)이 대략 동일한 시간(동시발생), 또는 약 1분 내지 몇 분 내지 약 9시간에 걸쳐, 약 30분 내지 약 6시간, 약 1시간 내지 약 4시간, 또는 본원에 달리 기재된 바와 같이, 최대 1일 또는 실질적으로 그 이상 다른 화합물/조성물보다 훨씬 일찍 투여되는 투여가 포함된다.
EV에 장입되거나 또는 EV와 공동투여될 수 있는 제제에는 예를 들어 알츠하이머병의 경우, 아리셉트, 나멘다, 도네페질, 엑셀론, 라자다인, 글란타민, 리바스티그민, 메만틴, 에르골로이드, 남자릭 및 이들의 혼합물이 포함되고, 파킨슨병의 경우, 바이페리덴, 아포모르핀, 트리헥시페니딜, 카비도파/레보도파, 라사글린, 벨라도나, 레보도파, 벤즈트로핀, 엔타카폰, 세포레길린, 리바스티그민, 프라미펙솔, 로티고틴, 브로모크립틴, 페르골라이드, 로피니롤, 카비도파/엔타카폰/레보도파, 아만타딘, 톨코폰, 트리헥십헤니딜 및 이들의 혼합물이 포함되고, 헌팅턴병의 치료의 경우, 테트라베나진, 할로페리돌, 클로르프로마진, 올란자핀, 플루옥세틴, 세르트알린, 노르트립틸린, 벤조디아즈핀, 파록세틴, 벤라팍신, 베타-차단제, 리튬, 발프로에이트, 카밤아제핀, 보툴리눔 독소 및 이들의 혼합물이 포함되고, 운동 뉴런 질환의 치료의 경우, 항콜린성 약물, 항경련제, 항우울제, 벤조디아제핀, 충혈제거제, 근육 이완제, 통증 약물, 자극제 및 이들의 혼합물이 포함되고, 척수소뇌 운동실조증의 치료의 경우, 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI's), 선택적 노르에피네프린-세로토닌 재흡수 억제제(SNRI's), 아세타졸라미드, 바클로펜, 클로나제팜, 플루나리진, 가바펜틴, 메클리진, 메만틴, 온단세트론, 스코폴라민, 모다피닐, 아모다피닐, 아만타딘, 아토목세틴, 부프로프리온, 카르니틴, 크레아틴, 모다피닐, 아모다피닐, 피루디스티그민, 세포레길린, 벤라팍신, 데스벤라팍신, 부스피론, 릴루졸, 베레니클린, 메만틴, 바클로펜, 티자니딘, 심발타, 라이리카, 아세타졸라미드, 카밤아제핀, 클로나제팜, 이소니아지드, 드록시도파, 에페드린, 플루드로코르티손, 미도드린, 레보도파, 프라미펙솔, 플루옥세틴, n-아세틸시스테인, 바클로펜, 단트롤렌 나트륨, 디아제팜, 로피니롤, 티자니딘, 트리헥실페니딜, 클로나제핀, 플루나라진, 레베티라세탐, 프리미돈, 토피라메이트, 발프로산 산, 페나이토인, 4-아미노피리딘 및 이들의 혼합물이 포함되고, 그리고 척추 근육 위축증의 치료의 경우, 릴루졸이 포함될 수 있다. 뇌졸중 치료용 제제에는 무엇보다 살리실레이트, 예컨대 아스피린, 혈전용해제(알테플라제) 및 혈소판 응집 억제제(클로피도그렐)가 포함된다.
좀 더 일반적으로, 본원에 기재된 바와 같이 비-스테로이드 항-염증성 약물(NSAIDS) 및 다른 항-염증제가 신경퇴행성 질환 치료에 사용될 수 있다.
본원에 기재된 EV의 활성은 당해 분야에서 알려진 방법에 의해 평가될 수 있다. 치료에 사용하는 데 필요한 EV의 양은 EV 제조 시 유래 원료인 특정 세포 뿐만 아니라, 투여 경로, 치료 대상 병태의 본질 및 환자의 연령 및 상태에 따라 달라질 수 있고, 주치의 또는 임상의의 재량에 달려 있다. 그러나, 일반적으로, 용량은 하루 약 0.01 mg/체중kg 내지 약 10 mg/체중kg의 범위일 수 있다.
척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상 및/또는 신경퇴행성 질환을 치료하기 위한 본 방법에 유용한 EV를 식별하는 것은, 질환-관련된 단백질 및 그것의 생물학적 활성 단편의 활성 및 발현을 조절함으로써 일어나는데, 이것은 임의의 다양한 선별 기술에서 EV 활성을 선별함으로써 이루어질 수 있다. 선별은 전체의 EV 또는 그것의 함량에 대해 이루어질 수 있다. 이와 같은 선별 시험에 이용된 단편은 용액에서 유리 상태일 수도 있고, 고체 지지체에 부착 상태일 수도 있고, 세포 표면에 전달되거나, 또는 세포 내에 위치될 수도 있다. 생물학적 활성의 차단 또는 감소 또는 질환-관련 단백질, EV 및/또는 EV의 하나 이상의 구성요소 사이의 결합 복합체의 형성이 당해 분야에서 이용가능한 방법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 다수의 구현예가 기재되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 다른 구현예는 다음의 청구항의 범위를 벗어나지 않는다.
실시예
실시예 1:
mGluR4/mGluR8-장식 EV를 C57BL6 마우스의 비강내로 전달한 실험은 이와 같은 장식 전략이 뇌 조직으로의 귀소를 선호함을 시사한다. 신경교 및 뉴런의 일차 공동-배양물의 시험관 내 연구는 추가적으로 직후 노출 직후에만(즉 대략 8시간) 뉴런에 의한 mGluR4/mGluR8-장식 EV의 선택적 흡수를 나타내고, 이어서 대략 24시간 후 뉴런 및 신경교 모두 좀 더 광범위한 흡수를 나타낸다. mGluR4/mGluR8 장식은 뇌 조직에 대한 EV의 작용의 범위를 좁혀주는 데 일조(표적외 부작용의 최소화)하는 것으로 보인 반면, 우리는 뇌졸중 발작이 다량의 신경- 및 흥분독성과 연관된 세포외 글루타메이트의 눈에 띄는 증가로 이어진다는 사실 때문에 뉴런 조직 손상, 예컨대 뇌졸중 이벤트가 mGluR4/mGluR8-장식 EV를 주로 뇌졸중-환부로 안내하는 데 일조할 것이라고 믿는다.
도 1a 및 1b는 치료적 적용을 위한 디자이너 세포외 소포의 나노규모 조작을 예시한다.
Figure pct00001
도 2a 내지 2e는 전신경 디자이너 EV 특징 규명을 보여준다. 도 2a는 일차 마우스 배아 섬유아세포 (PMEF)에서 유래되어 전신경 인자 ASCL1, BRN2 및 MYT1L(즉, ABM 칵테일)이 장입된 디자이너 EV의 투과 전자 현미경사진을 보여준다. 도 2b는 PMEF의 나노형질감염 후 24시간에 피크를 보이는 전신경 디자이너 EV 방출의 역할을 보여주는데, 입자 농도는 mL당 입자 100억개의 크기이다(*p-값=0.018). 도 2c는 세 가지 인자 모두의 경우 이들 전신경 디자이너 EV 내부에 쌓인 유전자 카피의 개수가 공여체 세포에 전달된 것보다 규모크기가 약 3배 크다는 것을 보여준다(*p-값=0.021). 도 2d는 배양액에서 전신경 디자이너 EV가 PMEF에 의해 성공적으로 포획된 것을 보여주는데, 치료 후 48시간에 흡수의 피크를 보여준다(*p-값 ≤ 0.036). 도 2e는 치료 후 24시간에 형광 표지 (적색) 신경세포 생성 촉진-EV를 포함하는 PMEF 세포의 형광 이미지이다.
도 3a는 mGluR8 또는 모의 벡터로 형질감염된 공여체 세포의 공초점 이미지를 보여주는데, 세포막의 양성 공국소화(초록색 및 흰색) 및, mGluR8 형질감염된 세포의 경우에만, 형질감염된 글루타메이트 수용체(적색)를 나타낸다. 도 3b 및 3c는 모의 또는 mGluR8 형질감염된 공여체 세포에서 유래된 EV의 공초점 이미지를 보여주고, 여기서 GlutR8 형질감염된 세포에서 유래된 EV가 표적화 수용체(적색)와 함께 EV 막의 공국소화(초록색)을 보여준다. 도 3d는 모의(대조군)-EV와 비교하여, 양성 단백질 발현을 나타내는 mGluR8-기능화된 EV의 웨스턴 블롯이다.
도 4a 내지 4c는 뇌를 표적으로 삼는 기능화된 디자이너 EV를 보여준다. 도 4a는 mGluR8 또는 모의(대조군) EV로 기능화된 형광 표지 디자이너 EV의 비강내 전달 후 뇌의 생체 내 영상화를 보여주는데, 치료 후 24시간에 뇌에서 기능화된 EV의 상당히 더 높은 축적을 보인다. 도 4b 및 4c는 비강내 점적주입 후 24시간에 형광 표지(적색) 모의- 또는 mGluR8-EV로 치료한 동물의 뇌의 소뇌 및 뇌량(시상 절단)의 면역형광 이미지와 각각의 형광 세기 정량화를 보여준다(n=3, *p-값=0.0083).
실시예 2:
도 3e 및 3f는 각 수용체 또는 모의 벡터에 대해 인코딩하는 플라스미드로 나노형질감염 시킨 후 24시간에 PMEF에서 유래된 mGRM4 및 mGRM8로 기능화된 디자이너 EV의 특징 규명을 보여주되, 입자 농도는 mL당 EV 수 십억 개의 범위이고, 평균 입자는 대략 230 nm이다.
도 5는 디자이너 EV에서 대사지향성 글루타메이트 수용체(mGluR4 및 mGluR8)의 상대적 발현의 특징 규명을 보여주는데, 이들 수용체는 전신경 디자이너 EV를 기능화하는 데 사용된다.
도 6a 및 6b는 mGluR8로 기능화된 디자이너 EV 대 비-기능화된 디자이너 EV로 치료한 마우스의 뇌에서 더 높은 축적을 보이는 비강내 전달 후 24시간에 디자이너 EV 생체분포를 나타내며, 이들은 신체에서 제거되면서 간 조직에 축적된다.
도 7a 및 7b는 생체 내-유래(공여체 세포로 피부 세포 사용) ABM- 및 대조군-디자이너 EV 대비, 시험관 내-유래(공여체 세포로 PMEF 사용)의 수율의 비교를 보여주는데, 상당히 더 높은 수의 EV가 생체 내에서 생산되는 것이 보인다.
도 8a 및 8b는 형질감염 후 24시간에 공여체 세포 내부에서의 유전자 카피 개수 대비, 디자이너 EV 내부에 신경성 인자 ACL1, BRN2, 및 MYT1L(ABM)의 분자 장입의 효율을 보여준다.
도 9a는 mGluR8-기능화 EV(적색) 및 대조군-EV(초록색)을 포함하는 일차 뉴런의 면역형광 이미지를 보여주는데, 시냅스후 영역에서의 GluR-8 EV의 우선적인 축적(시냅스후 단백질 염색, PSD-95)(보라색)이 보이고, 치료 후 7시간(바닥)에 각 샘플 유형에 대한 줌인 영역이 보인다. 도 9b는 초록색(모의-EV) 또는 적색(mGluR8-EV)의 정량화를 보여준다.
도 10은 치료 후 8시간에 일차 마우스 배아 뉴런에 의한 mGluR4- 및 mGLuR8-기능화 디자이너 EV의 흡수를 보여준다.
도 11a는 이르면 치료 후 7일에 대조군 EV에 노출된 PMEF와 비교하여, 뉴런 마커인 Tuj1에 대한 면역반응성의 증가(초록색)로 증명된 바와 같이, ABM-장입 EV에 노출된 PMEF가 전신경 전환을 나타냄을 연장된 배양물 연구가 어떻게 시사하는지 보여준다. 이들 데이터는 EV에서 수용 세포로의 플라스미드 DNA 이전의 정도가 직접적인 전기천공과 비교하여 동일한 크기규모에 속함을 시사한다. 추가로, 섬유아세포 배양물에서 Tuj1 면역반응성의 유도는 ABM-장입 EV가 비신경 세포에서 전신경 반응/전환을 추진시키는 데 잠재적으로 사용될 수 있음을 시사한다. 도 11b는 치료 후 7일 및 14일에 Tuj1 형광 세기의 정량화를 보여준다(n=3, *p-값=0.043, **p-값=0.004).
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 개시된 발명이 속한 분야의 숙련가에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 인용된 출판물과 거기서 인용된 물질이 구체적으로 참조로 편입되었다.
당해기술의 숙련가는 오직 일상적인 실험을 사용하되, 본원에 기재된 발명의 특정 구현예에 사용된 여러 등가물을 인식하거나 또는 확인할 수 있을 것이다. 이와 같은 등가물은 다음의 청구항에 의해 포괄되는 것이다.
SEQUENCE LISTING <110> Ohio State Innovation Foundation <120> DESIGNER EXTRACELLULAR VESICLES FOR TREATING EXCITOTOXICITY <130> 321501-2470 <150> US 62/990,783 <151> 2020-03-17 <160> 14 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 2496 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 1 atgtccggga agggaggctg ggcctggtgg tgggcccggc tgcccctctg cctactcctc 60 agcctttatg gctcctgggt gccttcatcc ctaggaaagc ccaagggtca cccccacatg 120 aactctatcc gtatcgatgg agacatcacc ctgggaggcc tgtttcccgt ccacggtcgc 180 ggctccgagg gcaaggcctg cggcgagttg aagaaggaga aaggtatcca ccggctggag 240 gccatgctct ttgccctgga ccgcatcaac aacgacccgg acctactgcc caacatcacg 300 ttgggcgccc gcattctgga cacctgctca agggataccc acgccctgga gcagtccctg 360 acctttgtgc aggcgctcat cgagaaggac ggcacggagg tccgctgcgg cagcgggggc 420 ccacccatca tcaccaagcc tgaacgagtg gtgggtgtca tcggagcttc ggggagctcc 480 gtctcgatca tggtggccaa catcctccgc ctcttcaaga tcccccagat cagctacgcc 540 tccacggctc ccgacttgag tgataacagc cgctatgact tcttctcccg ggtcgtgccc 600 tcggacacat accaggccca ggccatggtg 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ccaacatcac tctgggtgtc 300 cgcatcctcg acacgtgctc tagggacacc tatgctttgg agcagtctct aacattcgtg 360 caggcattaa tagagaaaga tgcttcggat gtgaagtgtg ctaatggaga tccacccatt 420 ttcaccaagc ccgacaagat ttctggcgtc ataggtgctg cagcaagctc cgtgtccatc 480 atggttgcta acattttaag actttttaag atacctcaaa tcagctatgc atccacagcc 540 ccagagctaa gtgataacac caggtatgac tttttctctc gagtggttcc gcctgactcc 600 taccaagccc aagccatggt ggacatcgtg acagcactgg gatggaatta tgtttcgaca 660 ctggcttctg aggggaacta tggtgagagc ggtgtggagg ccttcaccca gatctcgagg 720 gagattggtg gtgtttgcat tgctcagtca cagaaaatcc cacgtgaacc aagacctgga 780 gaatttgaaa aaattatcaa acgcctgcta gaaacaccta atgctcgagc agtgattatg 840 tttgccaatg aggatgacat caggaggata ttggaagcag caaaaaaact aaaccaaagt 900 gggcattttc tctggattgg ctcagatagt tggggatcca aaatagcacc tgtctatcag 960 caagaggaga ttgcagaagg ggctgtgaca attttgccca aacgagcatc aattgatgga 1020 tttgatcgat actttagaag ccgaactctt gccaataatc gaagaaatgt gtggtttgca 1080 gaattctggg aggagaattt tggctgcaag ttaggatcac atgggaaaag 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tggcatgtgt 1980 ttcagctatg cagcccttct gaccaaaaca aaccgtatcc accgaatatt tgagcagggg 2040 aagaaatctg tcacagcgcc caagttcatt agtccagcat ctcagctggt gatcaccttc 2100 agcctcatct ccgtccagct ccttggagtg tttgtctggt ttgttgtgga tcccccccac 2160 atcatcattg actatggaga gcagcggaca ctagatccag agaaggccag gggagtgctc 2220 aagtgtgaca tttctgatct ctcactcatt tgttcacttg gatacagtat cctcttgatg 2280 gtcacttgta ctgtttatgc cattaaaacg agaggtgtcc cagagacttt caatgaagcc 2340 aaacctattg gatttaccat gtataccacc tgcatcattt ggttagcttt catccccatc 2400 ttttttggta cagcccagtc agcagaaaag atgtacatcc agacaacaac acttactgtc 2460 tccatgagtt taagtgcttc agtatctctg ggcatgctct atatgcccaa ggtttatatt 2520 ataatttttc atccagaaca gaatgttcaa aaacgcaaga ggagcttcaa ggctgtggtg 2580 acagctgcca ccatgcaaag caaactgatc caaaaaggaa atgacagacc aaatggcgag 2640 gtgaaaagtg aactctgtga gagtcttgaa accaacactt cctctaccaa gacaacatat 2700 atcagttaca gcaatcattc aatc 2724 <210> 8 <211> 908 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 8 Met Val Cys Glu Gly Lys Arg Ser Ala Ser Cys 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ta 1482

Claims (14)

  1. 글루타메이트 수용체(GluR)를 발현하도록 조작된 공여체 세포에서 생산된 세포외 소포(EV)를 포함하는 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 공여체 세포가 자가 유래인 것인 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 공여체 세포가 피부 세포인 것인, 조성물.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 EV가 치료 또는 진단용 카고(cargo)을 완전히 둘러싸는 것인, 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 치료용 카고가 혈관신생촉진, 신경조직 발생 촉진, 또는 항염증성 분자 카고를 포함하는 것인, 조성물
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 진단용 카고가 분자 항로표지를 포함하는 것인, 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 GluR가 대사지향성 글루타메이트 수용체(mGluR)인 것인, 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 mGluR가 대사지향성 글루타메이트 수용체-4(GRM1), 대사지향성 글루타메이트 수용체-4(GRM3), 대사지향성 글루타메이트 수용체-4 (GRM4), 대사지향성 글루타메이트 수용체-4(GRM7), 또는 대사지향성 글루타메이트 수용체-8(GRM8)인 것인, 조성물.
  9. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 GluR가 이온성 글루타메이트 수용체(iGluR)인 것인, 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 iGluR가 AMPA 수용체, NMDA 수용체, 또는 카이네이트 수용체인 것인, 조성물.
  11. 흥분독성을 유발하는 CNS 손상이 있는 대상체를 치료하는 방법으로, 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 조성물의 유효량를 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 CNS 손상이 척수 손상, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상 또는 신경퇴행성 질환을 포함하는 것인, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 신경퇴행성 질환이 알츠하이머병, 파킨슨병, 파킨슨-관련 장애, 헌팅턴병, 프리온병, 운동 뉴런 질환(MND), 척수소뇌 운동실조증(SCA) 또는 척추 근육 위축증(SMA)인 것인, 방법.
  14. 흥분 독성을 유발하는 CNS 손상이 있는 환자 또는 대상체를 치료하기 위한 약제의 제조에서 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 따른 조성물의 사용.
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