초록 ▼

연구의 목적 및 내용
연구최종목표:
알츠하이머 질병 치료를 위한 삼투압활성과 뇌세포 특이성을 갖는 다기능성 고분자 유전자 전달체를 이용한 siRNA 전달시스템을 개발하고 그 효능을 평가한다.

연구세부목표:
가) 알츠하이머 치료용 siRNA 전달을 위한 다기능성 고분자 전달체를 개발한다.
나) 알츠하이머 질병 치료를 위한 PTGS 및 TGS RNAi 시스템을 개발한다.
다) 다기능성 고분자 전달체 및 siRNA를 이용한 효과적인 알츠하이머 질병 치료 전략을 확립한다.

연구결과

연구의 목적 및 내용
연구최종목표:
알츠하이머 질병 치료를 위한 삼투압활성과 뇌세포 특이성을 갖는 다기능성 고분자 유전자 전달체를 이용한 siRNA 전달시스템을 개발하고 그 효능을 평가한다.

연구세부목표:
가) 알츠하이머 치료용 siRNA 전달을 위한 다기능성 고분자 전달체를 개발한다.
나) 알츠하이머 질병 치료를 위한 PTGS 및 TGS RNAi 시스템을 개발한다.
다) 다기능성 고분자 전달체 및 siRNA를 이용한 효과적인 알츠하이머 질병 치료 전략을 확립한다.

연구결과
1) 1차년도 (2014-2015)
가) 뇌세포 특이성 및 삼투압 활성기가 도입된 다기능성 고분자 전달체
- 만니톨을 PEI에 conjugation함으로써 삼투압 활성의 고분자 전달체인 PMT 설계 및 합성
- 뇌세포 특이성을 부여하기 위해 PMT에 뇌세포 표적성 리간드인 RVG 도입한 다기능성 고분자 전달체(R-PEG-PMT) 설계 및 합성
나) 모델 siRNA/전달체 복합체에 대한 물리화학적 성질, in vitro에서의 세포독성 및 gene silencing을 측정
- 복합체 형성확인, 사이즈 182.3 nm, 표면 전하 10.4 mV
- 뇌 특이성 BACE1 유전자 전달효율을 N2a 세포에서 확인
2) 2차년도 (2015-2016)
가) 뇌혈장벽 in vitro 모델 구축
- R-PEG-PMT/siRNA의 in vitro 테스트를 위한 bEnd.3 와 B27 공배양 뇌혈장벽 모델 구축하고 장벽 효율 및 마커 발현 확인
나) ß-secretase (BACE1) siRNA/고분자 복합체의 In vitro 평가와 메커니즘 규명
- 뇌세포에서 세포내이입 경로 매커니즘을 관찰한 결과 카비올레 세포내이입임을 규명
3) 3차년도 (2016-2017)
가) BACE1 siRNA /고분자 복합체의 장기 표적성 평가
- 혈관이 가장 발달되어 있는 폐, 간, 신장 등과 비교하여 유전자 전달체가 뇌에 표적함을 확인
나) BACE1 siRNA/고분자 복합체의 in vivo 평가 (mRNA, 단백질 수준)
- 마우스 모델에서 BACE1 발현율이 mRNA와 단백질 수준에서 유의하게 줄어듬을 확인함

연구결과의 활용계획
1) 뇌세포 특이성과 삼투압활성을 갖는 다기능성 고분자 유전자 전달체를 이용한 장기적인 알츠하이머 치료를 위한 siRNA 전달체계 설계를 인력양성 및 산업분야에 활용
2) 다른 뇌질환 치료에 있어서 유전자 전달에 의한 치료확대 적용
3) 삼투압을 갖는 유전자 전달체를 이용한 효과적인 유전자발현통제를 통한 학문적 지식기반 심화에 기여

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
Development and evaluation of brain cell-targeted and osmotic multi-functional gene carrier to deliver beta-secretase siRNA for treatment of Alzhmeir’s disease

The delatiled research goals
1) Development of multi-fulnctional polymeric carrier to deliver beta-secretase

Purpose& contents
Development and evaluation of brain cell-targeted and osmotic multi-functional gene carrier to deliver beta-secretase siRNA for treatment of Alzhmeir’s disease

The delatiled research goals
1) Development of multi-fulnctional polymeric carrier to deliver beta-secretase siRNA for treatment of Alzhmeir’s disease
2) Design of beta-secretase siRNA for treatment of Alzheimer’s disease
3) Establishment of effective Alzheimer’s treatment strategy using multi-functional polymeric gene carrier and siRNA

Result
1) The first year (2014-2015)
A) Generation of brain-targeted osmotic multi-functional polymeric gene carrier
- Generation of osmotic polymeric gene carrier, ‘PMT’ by conjugation of mannitol to PEI
- Generation of brain-targeting polymeric carrier, R-PEG-PMT, by conjugation of RVG peptide to PMT
B) The physiochemical characterization of siRNA/R-PEG-PMT, and the validation gene silencing effect in vitro
- Confirmation of complex nanopaticle formation, with 182.3 nm sized, and 10.4 mV zeta potential
- Validation of brain-specific gene silencing effect on N2a brain neuroblastoma cells
2) The second year (2015-2016)
A) Construction of in vitro blood-brain barrier model
- Co-culture of bEnd.3 and B27 cells to generate the in vitro BBB model, validation of its barrier function and expression of marker was confirmed.
B)Therapeutic potential of nano-complexes by effected gene silencing
- Identified the BACE1 knockdown in N2a by beta-secretase siRNA/R-PEG-PMT
3) The third year (2016-2017)
A) Organ targeting capacity of R-PEG-PMT
- In biodistribution study, brain targeting capacity of R-PEG-PMT was demonstrated in vivo.
B) In vivo silencing effect of beta-secretase siRNA/R-PEG-PMT complexes
- BACE1 expression of significantly decreased in mouse brain

Expected Contribution
1) Use of design of brain-targeted and osmotic polymeric gene carrier to technology manpower training and pharmaceutical industry.
2) Possible application to wide range of neuronal disease treatments
3) Promotion of knowledge-based gene therapy technology

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 24
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 26
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 27
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 28
• 8. 참고문헌 ... 28
• 9. 연구성과 ... 28
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 32
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 32
• 12. 기타사항 ... 35
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 36
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 51
• 끝페이지 ... 51