초록 ▼

□연구개요
• 본 연구의 최종 목표: 골다공증(osteoporosis) 치료를 위한 고분자 기반 ternary complex 형태의 약물 및 유전자 전달체 시스템의 개발
1) 생체적합성이 우수한 고분자 기반 유전자 전달체 개발: 골다공증을 유발하는 osteoclast의 apoptosis를 유발하거나 파골 기능을 저해할 수 있는 siRNA와 양이온성 복합체 나노입자를 형성 / 합성된 고분자들과 형성된 복합체들의 물리화학적 특성을 분석하고 세포 실험을 통해 그 효능을 확인하고 최적화
2) 골다공증 치료 및 골조직에 대한

□연구개요
• 본 연구의 최종 목표: 골다공증(osteoporosis) 치료를 위한 고분자 기반 ternary complex 형태의 약물 및 유전자 전달체 시스템의 개발
1) 생체적합성이 우수한 고분자 기반 유전자 전달체 개발: 골다공증을 유발하는 osteoclast의 apoptosis를 유발하거나 파골 기능을 저해할 수 있는 siRNA와 양이온성 복합체 나노입자를 형성 / 합성된 고분자들과 형성된 복합체들의 물리화학적 특성을 분석하고 세포 실험을 통해 그 효능을 확인하고 최적화
2) 골다공증 치료 및 골조직에 대한 표적화 기능을 가진 bisphosphonate(BP)를 추후 ternary complex로 복합화하기 용이하도록 다양한 형태로 고분자(polyBP)화: 물리화학적 특성을 분석하고 세포 실험을 통해 골다공증 치료에 대한 효능을 확인하고 최적화
3) 음이온성 고분자인 polyBP로 앞서 형성한 양이온성 유전자 전달체/siRNA 복합체 나노입자의 표면을 전기적으로 코팅하여 최종적으로 ternary complex를 형성: 복합체들의 물리화학적 특성을 분석하고 세포실험을 통해 골다공증 치료에 대한 효능을 확인하고 최적화

□연구 목표대비 연구결과
1. 고분자 기반 유전자 전달체의 개발
- oxidized sucrose와 PEI2k의 reductive amination 가교반응을 통한 SP2k 고분자 유전자 전달체를 합성하였고 NMR, FT-IR 등의 분석을 통해 확인하였음. 그중 SP2k7은 11.1 kDa(GPC)의 분자량, sucrose:PEI2k=1:0.64 (원소분석)의 비율을 지님을 확인하였음.
2. 유전자 전달용 복합체 형성 및 분석
- SP2k와 pDNA와 혼합시 150-200 nm, 약 40 mV의 제타전위를 지니는 구형의 polyplex가 형성됨을 확인하였음.
3. Osteoclast 세포주 확립
- TRAP assay를 통해 RAW264.7 세포주로부터 osteoclast 분화 확인
4. Bisphosphonate의 고분자화 반응
- Methylcellulose, alginate, hyaluronic acid에 alendronate를 reductive amination 및 EDC chemistry 반응을 통해 접합하여 polyBP를 합성, NMR 등을 통해 합성을 확인하였음.
5. Osteoclast의 세포사멸 및 활성 분석
- 합성한 polyBP나 RANK siRNA polyplex 전달을 통해 osteoclast에 apoptosis가 유발되고 활성관련 유전자 발현이 억제됨을 확인하였음.
6. Ternary complex 형성 및 분석
- polyBP/SP2k/siRNA ternary complex는 150-200 nm 크기의 구형으로 관찰되었으며, 제타전위는 polyBPdp 추가에 따라 감소함을 확인하였음.
7. Ternary complex의 osteoclast의 세포사멸 및 활성 감소 효능 분석
- Osteoclast에 ternary complex를 처리한 결과, osteoclast로의 분화 억제, 활성 감소 및 apoptosis 유발 효과가 나타남을 확인하였으며, 특히 HA-AD ternary complex의 경우 그 효과가 가장 우수하였음.

□연구개발결과의 중요성
• BP의 고분자화를 통한 polyBP의 합성과 이에 기반한 polyBP/유전자 전달체/siRNA ternary complex 전달에 의한 시너지 효과를 통한 골다공증 치료 효과 연구는 아직 보고된 바가 없기에, 본 연구과제의 중요성은 매우 큼.
• BP를 고분자화할 수 있는 방법론을 확립하고 이렇게 고분자화된 polyBP의 구조에 따른 생체 내 작용, 골다공증 치료 효능, 다른 고분자와의 상호작용 등에 대한 다양한 정보를 수집할 수 있어, 추후 다른 시스템에서의 골다공증 치료 연구에 적용 가능
• BP의 경우 골다공증 치료 효능 외에 과다한 osteoclast의 활성에 기반한 Paget’s disease, 골조직으로의 종양 전이 등의 질병과 골종양에 대해서도 치료효과를 나타낸다고 보고되고 있기에, 다양한 골조직 관련 질병 치료 연구 분야에 적용 가능
• 골다공증 치료 연구에 있어서 ternary complex 적용 분야에서 세계적으로 선도적인 연구를 수행 가능
• 임상 시험에서 우수한 치료 효과를 보일 경우 점점 더 커져가는 골다공증 치료 수요를 충족하여 건강한 사회를 이룩하는데 기여할 수 있으며, 지적재산권 확립을 통해 전 세계 골다공증 치료약 시장에서 경제적인 이윤을 창출 가능

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1연구결과 요약문 ... 2목차 ... 31. 연구개발과제의 개요 ... 32. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5 1. 고분자 기반 유전자 전달체의 개발 ... 5 2. 유전자 전달용 복합체 형성 및 분석 ... 6 3. Bisphosphonate의 고분자화 반응 ... 10 4. Ternary complex 형성 및 분석 ... 12 5. Ternary complex의 siRNA 전달 효율 ... 12 6. Osteoclast 세포주 확립 ... 13 7. Osteoclast의 세포사멸 및 활성 분석 ... 13 8. polyBP의 골조직 표적화 기능 연구 ... 14 9. Ternary complex의 osteoclast의 분화 및 활성 감소 효능 분석 ... 143. 연구개발결과의 중요성 ... 154. 참고문헌 ... 165. 연구성과 ... 16끝페이지 ... 20