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나노입자 기반 시스템은 오래 지속되는 혈장 내 체류 시간과 표적으로의 흡수 효율 향상, 그리고 로딩된 물질의 지속적인 방출을 가능하게 한다는 측면에서 치료용 생체분자 및 약물의 효율적인 전달을 촉진하기 위해 사용되어 왔다.
본 연구에서는, 동물 세포, 우유, 그리고 인삼 등의 다양한 천연물로부터 유래한 ...

나노입자 기반 시스템은 오래 지속되는 혈장 내 체류 시간과 표적으로의 흡수 효율 향상, 그리고 로딩된 물질의 지속적인 방출을 가능하게 한다는 측면에서 치료용 생체분자 및 약물의 효율적인 전달을 촉진하기 위해 사용되어 왔다.
본 연구에서는, 동물 세포, 우유, 그리고 인삼 등의 다양한 천연물로부터 유래한 엑소좀과 합성물인 지질나노입자라는 두 가지 서로 다른 종류의 지질기반 나노입자를 제조하였다. 원액으로부터 엑소좀의 분리 효율을 증가시키기 위해서 여러 분리 방법 (초원심분리 및 엑소퀵 침전 등)을 함께 적용하였으며, 생체 활성 분자로 사용되곤 하는 RAW264.7 대식세포, DC2.4 수지상세포 및 우유 유래 엑소좀의 수율 향상을 성공하였다. 소수성 약물의 엑소좀 탑재는 생리적 조건의 수용액에서 약물의 안정성을 크게 향상시켰다. 또한, 독소루비신이 탑재된 엑소좀은 단일 형태의 약물보다 향상된 항암 효과를 보여주었다. 이러한 엑소좀의 종양 침투 능력을 증가시키기 위해 인지질 결합 폴리(에틸렌) 글리콜의 물리적 함입을 시도하였다. 그 결과, 적당한 양의 폴리(에틸렌) 글리콜의 함입은 단일 엑소좀보다 암세포와 섬유아세포로 구성된 3차원 스페로이드에 더 깊게 침투할 수 있음을 확인하였다. 또한 폴리도파민 코팅을 이용하여 혈청 유래 엑소좀을 마이크로스피어의 표면에 부착하여 표면 거칠기를 수정함으로써, 선천성 면역 반응에서 중요한 역할을 하는 항원 제시 세포를 표적으로 하는 약물 전달체를 제조하고자 했다. 이 엑소좀 부착 마이크로스피어를 통해 항원 제시 세포 (RAW264.7 대식세포 및 DC2.4 수지상세포)에서 더 향상된 세포 내 흡수가 가능함을 확인하였다.
마지막으로, Gb3 합성효소 유전자를 표적으로 하는 치료용 소형 간섭 리보핵산의 전달 효율을 향상시키기 위해 엔도솜 escaper를 탑재한 지질나노입자를 제조하였다. 세 가지 종류의 엔도솜 escaper를 포함하는 지질나노입자의 물리화학적 특성은 모두 비슷한 모습을 보이고 지질나노입자 내 pHis와 EE#1의 봉입도는 거의 유사한 반면, EE#2는 입자 내에 EE#2가 거의 봉입되지않은 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Nanoparticle-based systems have adopted to promote efficient delivery of therapeutic biomolecules and drugs in terms of prolonged plasma circulation time, enhanced uptake efficiency to targets, and sustained release of the loaded materials. In my projects, I formulated two different types of lipid-b...

Nanoparticle-based systems have adopted to promote efficient delivery of therapeutic biomolecules and drugs in terms of prolonged plasma circulation time, enhanced uptake efficiency to targets, and sustained release of the loaded materials. In my projects, I formulated two different types of lipid-based nanovesicles, nature-derived exosomes (EXOs) from various origins (mammalian cells, milk, and ginseng) and synthetic lipid nanoparticles (LNPs). To increase isolation efficacy of EXOs from source fluids, I applied plural isolation methods (e.g. ultracentrifugation and ExoQuick precipitation) and successfully enhanced the yield of EXOs from RAW264.7 cells, DC2.4 cells, and bovine milk, which comport themselves as bioactive molecules. Incorporation of hydrophobic drugs into EXOs greatly increased aqueous stability of drugs in PBS solution. Also, doxorubicin-incorporated EXOs exhibit enhanced anticancer effects than that of naked forms. To improve tumor penetration ability of EXOs, poly(ethylene) glycol (PEG) was adopted onto EXOs via physiological incorporation using DSPE-PEG-biotin. As a result, I confirmed that moderate amount of PEG allowed the particles to penetrate more deeply into 3D A549/fibroblast spheroids than non-modified EXOs. Furthermore, I modified the surface roughness of microspheres (MS) using serum-derived EXO through polydopamine coating to target antigen presenting cells (APCs) which play a crucial role in innate immune responses. The EXO-modified MS (EXO-Dopa MS) exhibit enhanced intracellular uptake by APCs, DC2.4 dendritic cells and RAW264.7 macrophage cells. Finally, I formulated LNPs containing endosome escapers to enhance delivery efficiency of therapeutic small interfering RNA targeting Gb3 synthase gene. The LNPs containing three types of endosome escaper (pHis, EE#1, and EE#2) showed similar physicochemical characteristics, while EE#2- encapdulated LNPs have negligible amount of EE#2 in particles. Keyword: lipid-based nanovesicles, exosomes, lipid nanoparticles (LNPs), targeted drug delivery

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