초록 ▼

본 과제를 통하여 고분자 유전자 전달체와 siRNA 기법의 뇌신경계 적용을 위한 고효율, 고안전성 전달체를 선정하였으며, 투여 protocol을 확립하였음. 1단계에서 발굴된 지연성 손상유도 유전자의 발현 제어 및 보호 유전자 발현, 다른 처치와의 복합처치를 통해 유전자 치료효율을 극대화할 수 있는 방안을 강구하였으며, 비침습적 유전자 투여 방안으로써의 비강투여의 가능성을 확인하였음. 2단계 연구 개발 결과를 요약하면 다음과 같음. (1) in vivo 전달효율 및 치료 효과를 근거로 유전자 전달체/siRNA의 최적 조합 선정: 1

본 과제를 통하여 고분자 유전자 전달체와 siRNA 기법의 뇌신경계 적용을 위한 고효율, 고안전성 전달체를 선정하였으며, 투여 protocol을 확립하였음. 1단계에서 발굴된 지연성 손상유도 유전자의 발현 제어 및 보호 유전자 발현, 다른 처치와의 복합처치를 통해 유전자 치료효율을 극대화할 수 있는 방안을 강구하였으며, 비침습적 유전자 투여 방안으로써의 비강투여의 가능성을 확인하였음. 2단계 연구 개발 결과를 요약하면 다음과 같음. (1) in vivo 전달효율 및 치료 효과를 근거로 유전자 전달체/siRNA의 최적 조합 선정: 1단계 연구를 통하여 선정된 타겟유전자와 ePAM-R G3 와 ePAM-R G4를 조합하여 뇌졸중 후 뇌조직에서 고분자 유전자 전달체/siRNA를 선정 함. HMGB1과 iNOS를 1차 선정하여 그 효과를 확인하였으며, 각 조합의 in vivo 독성 및 안정성을 조사하였음. (2) 상기 복합체를 통한 손상 유전자억제 효율을 최대화하는 처치 방안 개발: 2단계에서 새로 개발한 biodegradable gene carrier인 e-PAM-R를 사용하여 HMGB1 siRNA를 전달한 경우, 효율이 더 증진되는 것을 확인하였으며, 뇌경색 억제 효과를 최대로 얻을 수 있는 최적 투여 시기와 용량을 조사하여 제시하였음. (3) siRNA 투여를 포함하는 유전자 조합 투여 방안 개발: 3세부 과제 이민형 교수팀에서 개발한 플라스미드는 siRNA를 통한 유전자 knock-down과 허혈 선택적 보호 유전자 전달을 동시에 수행할 수 있도록 고안되었으며, 이 플라스미드를 이용해 유전자 조합 투여를 실시하여 유전자 치료의 효과를 극대화하였음. (4) 유전자 치료를 포함하는 복합치료 방안 제시: siRNA를 통한 유전자 knock-down과 small molecule (ethyl pyruvate), 또는 치료 peptide (HMGB1 A box)를 동시에 투여하는 복합치료 방안을 통하여 치료 효율을 높이고, 유전자 변형을 포함한 세포 치료 등의 방법으로 그 활용성을 높이기 위항 기반 연구를 수행함. (5) 비침습적 유전자 투여 방안으로써의 비강투여의 가능성을 확인하였음

Abstract ▼

The purpose of this study was to develop local gene knockdown protocol for nervous system and establish the optimum gene therapy strategy for stroke by using stroke animal model. Following is the summary of the results obtained from the second stage. (1) Development of efficient local gene knockdown

The purpose of this study was to develop local gene knockdown protocol for nervous system and establish the optimum gene therapy strategy for stroke by using stroke animal model. Following is the summary of the results obtained from the second stage. (1) Development of efficient local gene knockdown protocol using siRNA and biodegradable polimer: siRNA was delivered to the brain by using non-viral gene carrier, which was developed in Professor Park and his colleagues in Seoul National University.
It is a biodegradable polymer, named e-PAM-R, which efficiently delivered siRNA to the primary cortical culture and brain. These are encouraging results suggesting the possibility of siRNA-mediated gene therapy in the brain. (2) Establishment of combination gene therapy. In this combination gene therapy, harmful gene (eg, HMGB1) was knockdown by siRNA delivery and at the same time beneficial gene (eg, VEGF) was induced by stroke-induced promoter, which result in significant enhancement in protective potency of gene therapy. (3) Development of combined treatment which includes siRNA-mediated gene therapy and other neuroprotective treatment. In this combination therapy, harmful gene was knockdown by siRNA delivery and at the same time beneficial peptide (HMGB1 A box) or small molecule (ethyl pyruvate) was treated, which further increased neuroprotective effect compared to that obtained by any individual treatment.
(4) Presentation of intranasal delivery method as an alternative method for stereotaxic injection. We provided preliminary results showing the potency of intranasal gene delivery to the brain and present the possibility of therapeutic use of intranasal delivery method.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서초록 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1. 연구개발의 필요성 ... 8
• 2. 연구의 범위 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 1. 1차 배양 신경세포에서의 e-PAM-R을 사용한 siRNA 전달 효율조사 ... 14
• 2. 글리아세포주인 C6 astroglioma 세포주에서의 siRNA 전달 효율 조사 ... 15
• 3. 정상 뇌조직에서의 e-PAM-R을 사용한 siRNA 전달 효율을 조사 ... 15
• 4. 뇌졸중 동물모델에서 HMGB1 siRNA/e-PAM-R complex를 사용한 HMGB1의 억제 효과 조사 ... 16
• 5. 뇌졸중 치료에 사용할 지연성 손상과 연관된 후보 유전자 조사 ... 17
• 6. 유전자의 조합 투여 방안 개발 ... 17
• 7. 유전자 조합치료에 사용할 유도 및 억제 대상 유전자의 조합 조사 ... 19
• 8. 유전자의 조합 투여의 최적 방안 개발 ... 20
• 9. non-invasive 비강내 투여 방법 개발 ... 22
• 10. siRNA의 비강내 투여를 통한 유전자 knockdown의 최적 방안 ... 23
• 11. 유전자 치료를 포함하는 복합처치 방안 ... 24
• 12. 유전자 치료를 활용한 세포치료를 위한 기반연구 ... 24
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 26
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 31
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 32
• 제 7 장 참고문헌 ... 33