초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구과제의 목표는 커큐민과 레스베라트롤 등 인체에 부작용이 없으면서 유망한 항암효과를 지닌 천연화합물을 생체분해성 나노-리포좀 기반 전달체계에 도입하고, 암세포 특이 표적을 위해 선택적으로 암세포에 과 발현되는 수용체에 대한 리간드를 결합시켜 몸속 암조직에 안정적이고 선택적으로 전달함으로써 암치료 효과를 증대시키는 기술을 확립하는데 있음.

천연물-의약품은 암세포의 성장을 억제하고 세포고사를 유발하는 효과가 있어, 최근에는 이들을 암 치료용 신약으로 개발하는데 많은 관심이 집중되고 있음. 그

연구의 목적 및 내용
본 연구과제의 목표는 커큐민과 레스베라트롤 등 인체에 부작용이 없으면서 유망한 항암효과를 지닌 천연화합물을 생체분해성 나노-리포좀 기반 전달체계에 도입하고, 암세포 특이 표적을 위해 선택적으로 암세포에 과 발현되는 수용체에 대한 리간드를 결합시켜 몸속 암조직에 안정적이고 선택적으로 전달함으로써 암치료 효과를 증대시키는 기술을 확립하는데 있음.

천연물-의약품은 암세포의 성장을 억제하고 세포고사를 유발하는 효과가 있어, 최근에는 이들을 암 치료용 신약으로 개발하는데 많은 관심이 집중되고 있음. 그러나 이들은 몸속에서 급속하게 분해되어 암조직에 충분한 양이 모이기 어려운 문제를 해결하지 못하고 있음. 따라서 유망한 천연물-의약품을 몸속에서 암조직에 안정적이고 선택적으로 전달하기 위한 새로운 전달체계의 개발이 시급한 상황임.

연구결과
1차년도 연구에서는 리포좀 기반 중합체 DSPE-PEG에 항암효과가 있는 천연물인 커큐민을 63.3%의 높은 효율로 loading하고, 암세포를 특이적으로 표적할 수 있는 epidermal growth factor (EGF) 암표적 리간드를 PEG 끝 NHS 기에 부착하여 암 특이표적 천연물-나노 전달체계를 개발함. 천연물-나노전달체계의 형태 및 크기를 TEM image를 통해 확인하고, 크기와 물성 등을 Zeta Sizer로 분석함으로써 최적화하고, 암 특이적 표적을 EGF 수용체를 과발현 하는 MDA-MB-468 사람 유방암 세포로 확인함. 2차년도 연구에서는 세포실험을 통해 암세포 표적 및 사멸효과를 SRB assay, Clonogenic assay 방법으로 리간드로 표적하지 않은 천연물중합체와 비교하여 확인하고, 또한, 리간드 발현 차이를 갖는 MDA-MB-468 세포와 MDA-MB-435 세포로의 internalization을 면역형광사진 및 I-125 방사성동위원소로 표지된 천연물중합체를 이용한 세포섭취 실험을 통해 확인함. 3차년도 연구에서는 전임상시험 단계 연구로 암세포 이식 마우스 모델을 정립하고, 천연물-전달체계가 암의 성장과 동물모델의 생존기간에 미치는 효과를 암의 크기를 측정하여 평가하고, ¹⁸F-FDG micro PET/CT 영상을 통해 암세포의 당대사 변화를 확인함.

이상의 연구를 통해, DSPE-PEG phospholipid 기반 중합체에 EGF 리간드를 conjugation 시킴으로써 암세포 표면에 발현되는 EGF 수용체를 효과적으로 표적함을 확인 할 수 있었음. 나아가, 커큐민을 중합체에 로딩하여 암세포 사멸 효과를 향상시키고, 살아있는 동물에서도 비표적 커큐민 중합체와 비교하여 우수한 항암효과를 갖으면서 독성이 없는 EGF conjugated curcumin nanoparticle을 개발 함.

연구결과의 활용계획
- 나노전달체계 개발기술 확보로 천연물의 물적 안전성을 강화하고 항암효과 극대화
- 암 수용체 특이표적 천연물-나노전달체계 개발 기술 확보로 천연물신약 개발 촉진
- 천연화합물 신약 항암제의 치료효과 평가기술 제공으로 보건의료산업 발전에 기여
- 천연물 항암신약 개발을 위한 전임상시험 도구로 이용하여 제약산업에 도움
- 창의적인 천연물-의약품 분자영상 융합 연구기술 축적에 의하 추가연구에 활용
- 암 치료효과 평가를 위한 분자영상의학 기술의 수입대체에 의한 산업·경제적 효과

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Curcumin is a natural bioactive compound with multitargeting properties that have benefits on cancer treatment, but its therapeutic use is limited by poor stability and bioavailability. This could be overcome by nanoparticle carriers that improve stability and allow controlled dr

Purpose&contents
Curcumin is a natural bioactive compound with multitargeting properties that have benefits on cancer treatment, but its therapeutic use is limited by poor stability and bioavailability. This could be overcome by nanoparticle carriers that improve stability and allow controlled drug delivery. In addition, introduction of specific targeting moiety can further elevate therapeutic outcome. In this study, we evaluated the effect of curcumin on cancer cell glucose metabolism, and prepared lipid nanoparticles (NPs) loaded with curcumin and conjugated with EGF ligands for anti-cancer therapy.

Result
NP formulation was performed by reacting EGF peptides with NHS-PEG₁₀₀₀₀-DSPE, followed by efficient curcumin loading through lipid film hydration. EGF conjugation did not significantly affect NP size, zeta potential, or morphology. Receptor-specific targeting was confirmed by EGF receptor activation and excess EGF-mediated blocking of ¹²⁵I labeled NP binding to over expressing cells. MDA-MB-468 breast cancer cell survival was dose-dependently suppressed by EGF-Cur-NP, with a half inhibitory concentration of 620nM. Furthermore, EGF-Cur-NP treatment completely abolished the ability of MDA-MB-468 cells to formcolonies. These cytotoxic effects were significantly more potent than those of free curcumin or Cur-NP. In mice bearing MDA-MB-468 tumors, injections of 10mg/kg of EGF-Cur-NP caused a 59.1% retardation of tumor growth at 3 weeks compared to empty NP, where as the anti-tumor effect of Cur-NP was weak.

Expected Contribution
In conclusion, DSPE-PEG phospholipid NPs conjugated with EGF can effectively target and activate EGF receptors expressed on cancer cells. EGF-DSPE-PEG efficiently encapsulates curcumin to exert cytotoxic effects in vitro and antitumor effects in vivo in a manner superior to that of non-targeted Cur-NP.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 18
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 20
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 21
• 6. 참고문헌 ... 21
• 7. 연구성과 ... 22
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 23
• 9. 기타사항 ... 23
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 24
• 끝페이지 ... 32