초록 ▼

□ 연구개요
-엑소좀은 세포로부터 방출되어지는 50-200 nm 크기를 가지는 막 소포체(membrane vesicles)로서 혈액, 소변 등을 포함한 체액에 존재하며, 단백질, mRNA, miRNA 등의 생리활성물질을 통해 세포 간의 신호 전달을 중개하는 것으로 알려져 있음. 특히, 엑소좀 내부에 단백질, 막 수용체 및 핵산 등과 같은 다양한 범위의 생물학적 물질들을 담지 할 수 있어, 최근 약물전달시스템을 위한 신개념의 치료용 전달체로 부상하고 있음.
-치료용 엑소좀을 생체 내에 주입할 경우 간, 비장, 및 신장에 대

□ 연구개요
-엑소좀은 세포로부터 방출되어지는 50-200 nm 크기를 가지는 막 소포체(membrane vesicles)로서 혈액, 소변 등을 포함한 체액에 존재하며, 단백질, mRNA, miRNA 등의 생리활성물질을 통해 세포 간의 신호 전달을 중개하는 것으로 알려져 있음. 특히, 엑소좀 내부에 단백질, 막 수용체 및 핵산 등과 같은 다양한 범위의 생물학적 물질들을 담지 할 수 있어, 최근 약물전달시스템을 위한 신개념의 치료용 전달체로 부상하고 있음.
-치료용 엑소좀을 생체 내에 주입할 경우 간, 비장, 및 신장에 대부분 축적되어 특정 세포 또는 조직에 대한 표적지향성이 없고, 세망내피계 시스템(reticuloendothelial system, RES) 등에 의해 빠르게 체내에서 제거되어 반감기가 짧은 것으로 알려져 있음. 이는, 인지질, 다당류, 단백질 등으로 구성된 엑소좀의 표면성질 때문이며, 생체분포 거동을 제어하기 위해서는 표면을 효과적으로 개질할 수 있는 기술이 요구됨. 이에 본 연구팀은, 대사공학을 세포에 적용하여 클릭화학 반응을 통해 표적성이 우수한 생체 고분자를 신속하고 높은 효율로 도입할 수 있는 기술을 기반으로 in vivo 생체분포거동 조절이 가능한 표적형 엑소좀을 개발하고자 함.
-본 연구의 1차년도에는 대사공학 기반 엑소좀 표면개질기술을 이용한 표적형 엑소좀 제조 및 제조된 표적형 엑소좀의 물리·생화학적 특성 분석을 실시하고, 2차년도에는 표적형 엑소좀을 이용한 다양한 in vitro 세포실험과 in vivo 동물실험에서의 생체분포거동을 분석하고자 함. 3차년도에는 인간지방줄기세포 유래 표적용 엑소좀의 제조 조건 최적화 및 류마티스성 관절염 동물모델을 이용한 in vivo 치료 효능 평가 및 정성·정량적 분석을 실시하고 관련 연구 결과를 바탕으로 국제적인 학술지 논문 및 원천기술에 대한 지식재산권 확보 등의 다양한 연구적 성과를 확보하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
-본 연구에서는 대사공학을 기반으로 한 엑소좀 표면개질기술을 통하여 엑소좀의 in vivo 생체분포 거동을 조절하고, 이를 적용한 류마티스성 관절염 치료용 인간지방 줄기세포 유래 표적형 엑소좀의 개발을 목표로 함.
-사업 신청시 계획했던 연도별 연구 목표에 맞춰 연구를 성공적으로 수행하였으며, 이를 바탕으로 본 연구과제의 지원을 받아, 과제 수행 기간 동안 Journal of Controlled Release 등의 SCI급 저널에 논문 3편을 주저자로 게재하는 등의 우수한 연구 개발 성과를 달성하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
-미국의 한 조사기관의 2016년 발표에 따르면, 현재 세계 엑소좀 진단 및 치료 시장은 1,610만 달러에 이르고, 47.3%의 높은 연평균 성장률로 인해 2021년에는 1억 1,180만 달러에 다다를 것으로 예상됨. 관련 시장의 급격한 성장에 발맞춰, 본 연구팀은 연구개발로 얻은 성과를 통해 국내외 엑소좀 치료 분야에서의 경쟁력을 높일 수 있음.
-본 연구의 인간지방줄기세포 유래 표적형 엑소좀 치료제는 다양한 cytokine 성분들을 함유하고 있는 엑소좀의 특징을 이용하여 류마티스성 관절염 뿐만 아니라, 줄기세포에 의한 치료효과가 있는 것으로 알려진 있는 간섬유화, 폐섬유증, 골관절염 등과 같은 다양한 질환에 적용 가능하므로 범용적인 치료제 개발 연구에 활용이 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1.1 연구의 필요성 ... 3
• 1.2 최종 목표 ... 4
• 1.3 연구 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 생물직교성 부동 클릭화학 반응을 통한 엑소좀의 제조 조건 최적화 ... 5
• 2.2 표면 개질에 따른 엑소좀 특성 평가 ... 5
• 2.3 In vitro 세포실험을 통한 표적형 엑소좀의 세포 흡수 거동 및 세포 독성 분석 ... 6
• 2.4 In vivo 동물실험을 통한 표적형 엑소좀의 in vivo 생체분포 거동 평가 ... 6
• 2.5 인간지방줄기세포 유래 표적형 엑소좀의 류마티스성 관절염 동물모델을 대상으로한 in vivo 검증 평가 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11