나노기술 및 정책 정보

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혈액내 면역반응 유발 단백질을 나노입자에 부착하면 단백질의 구조가 심하게 뒤틀리고 면역반응이 활성화 된다는 새로운 연구 결과가 나옴.

가천대학교 의예과 강동우 교수 연구팀은 별도의 약물 투여 없이도 나노 코로나 만으로 독성반응 없이 특정 면역 세포의 활성화가 가능하다는 내용의 연구결과를 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 3월 1일자에 발표함.

나노 코로나는 나노물질과 혈장단백질이 반응해 형성되고, 단백질 코로나는 나노물질을 혈액으로 주입했을 때 수많은 혈액 단백질들이 나노물질에 흡착돼 형성됨.

나노 코로나의 경우 어떤 요소에 의해 면역반응이 발생하는지에 대한 정의가 명확하지 않아 임상적 응용에 어려움이 있었음.

연구팀은 나노물질인 나노튜브와 단백질 코로나를 인위적으로 결합시켜 구조적 변화를 분석하고 면역반응에 미치는 영향을 확인함.

혈액 안에서 나노물질과 반응하는 단백질은 알부민, 면역글로불린, 프로테아제, 알파 당단백질, 지방 단백질, 피브리노젠, 비트로넥틴 등 매우 다양한 종류가 있는 것으로 알려져 있음.

연구팀은 이들 단백질 중 면역반응과 관련 있는 면역글로불린, 알파 당 단백질을 나노물질에 인위적으로 반응시켰을 때 단백질의 구조가 심하게 뒤틀리는 현상(Conformational Changes)을 발견함. 면역 반응과 무관한 피브리노젠, 비트로넥틴을 나노물질에 인위적으로 결합했을 때는 단백질의 구조변화가 전혀 일어나지 않았음.

인위적으로 합성된 나노 코로나와 면역세포를 반응시켰을 때, 구조가 심하게 뒤틀린 나노 코로나에 대해서는 면역세포의 반응이 매우 활발했지만 구조의 변화가 없는 나노 코로나의 경우 면역세포의 반응이 전혀 없었음.

뿐만아니라, 인위적으로 형성한 나노-코로나를 쥐에 주입시켰을 때 구조가 심하게 변화된 나노-코로나는 선천 면역반응을 올릴 뿐 아니라 2주 후 T세포의 활성 및 B 세포의 항체도 함께 증가시켰음. 반면 구조의 변화가 없는 나노-코로나는 어떠한 면역반응도 유도하지 않았음.

연구팀은 "단백질 구조가 심하게 변화한 나노 코로나를 이용하면 호중구, 자연 살해 세포(NK 세포), 세포독성 T세포(cytotoxicity T세포)의 증가가 가능하다"며 "뿐만 아니라 이는 선천 및 적응 면역의 향상을 이용한 항암 면역 치료 및 바이러스 백신 개발에도 활용될 수 있다"고 설명함.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발 및 중견연구지원사업의 일환으로 수행됨.