나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 산하 국가 나노 과학센터의 연구팀이 공동연구를 통해 멀티 기능 핵산 자체 조립 구조 전송 소 분자 약물 분야에서 다양한 혁신 성과를 바탕으로 멀티 기능의 DNA 자체 조립 캐리어는 약물의 효과적인 전달을 실현하였고 우수한 종양 치료 효과를 나타냄.

기존의 방사선 항암치료의 일환으로 사용되던 시스플라틴(cisplatinum)과 카르보플라틴(carboplatin)은 백금 유형 화합물은 방사선 치료 약물로써 암 임상치료에 폭넓게 응용되고 있는 상황임. 백금 유형 약물의 종양 저항 활성은 주로 DNA와의 공유 결합 혹은 비 공유 결합 역할에 기반을 두나, 이러한 상호 역할은 세포 선택성이 없기 때문에 백금 약물로 방사선 치료를 실행하는 과정에서 심각한 독성 부작용(신장 독성, 귀 독성과 신경 독성 등)이 발생할 수 있었음. 그러나 연구팀은 최초로 표피(epidermis) 성장 인자를 결합한 수용 체 기능을 보유하고 있는 나노 항체를 정확하게 DNA 사면체 구조로 조립하였으며, 나노 항체가 수정한 DNA 사면체 중에서 비 공유 결합 분자간의 역할을 통해 방향 고리 구조의 백금 약물 56MESS를 탑재하였으며 표적 기능을 보유하고 있는 백금 약물 전달 시스템을 개발함. 해당 시스템은 생체 수준에서 우수한 종양 억제 효과를 나타내었고 백금 약물의 독성 부작용을 극도로 감소시키는 것으로 나타남. 백금 약물이 나노 운송 캐리어에 기반을 두어 암 치료 효과를 향상시키는 연구는 이미 폭 넓게 보도된 상황이며 리포좀(liposome), 중합체 미셀(micelle), 무기 나노재료와 단백질 나노 입자 등 나노재료를 이용하여 백금 약물이 종양 부위에 대량으로 집중되어 종양 억제 효과를 더욱 잘 발휘할 수 있게끔 함. 현재 자체 조립 핵산 나노재료가 백금 약물 전달 도구로 응용하는 연구는 거의 보도된 바가 없으나, 핵산 자체 조립 구조는 우수한 생물호환성을 보유하고 있기 때문에 소 분자 방사선 치료 약물 전달 연구에 매우 적합한 상황임. 연구진은 우수한 표적 특성, 안정성과 용이한 수정 특성의 나노 항체를 표적 배위자(ligand)로 선택하고 커플링 DNA의 나노 항체를 DNA 사면체에 조립하여 DNA 나노 구조로 하여금 표적 특성을 보유하게 함. 다음, 방향 고리 구조를 보유하고 있는 백금 약물 56MESS를 인터칼레이션(intercalation)하는 방식으로 효율적인 표적 수정이 가능한 DNA 나노 구조에 탑재하게 됨. 나노 항체 역할 하에서 동 시스템은 과다발현(overexpression)된 표피 성장 인자 수용 체의 종양 세포를 표적할 수 있기 때문에 세포가 DNA 나노 캐리어에 대한 섭취를 증가하게 됨. 그 외, 나노 항체와 수용 체의 결합은 종양 세포 표면 표피 생장 인자 수용 체의 함유량을 감소할 수 있기 때문에 일정한 정도에서 종양 세포의 증식을 한 층 더 억제할 수 있음. 실험용 마우스 생체 실험 결과에 따르면, 동 유형의 DNA 자체 조립 약물 공급 시스템은 매우 우수한 종양 억제 효과를 나타내고 있으며 소 분자 백금 약물의 독성 부작용을 극도로 감소시키는 것으로 나타났음.

본 성과는 ‘Angewandte Chemie International Edition’ 지에 게재됨