초록 ▼

연구개요
· CRISPR 시스템을 특정 질병을 표적하는 유전자 치료제로써 응용하는 연구가 최근 활발하게 이루어지고 있으나, 대부분 바이러스성 벡터 기반 치료제로 임상에 적용 시 생체 안전성 문제가 존재하고, 비바이러스성 전달방법의 경우 치료 효과가 현저히 떨어지거나 과량의 전달체물질 투여로 독성문제를 일으킴.
· 본 연구에서는 최소한의 전달체물질로 CRISPR 나노구조체를 개발하여 표적세포에 높은 전달 효율을 보이면서, 생체독성을 최소화하여, 비바이러스성 치료제로써 높은 효능을 보이고자 함.
· 구체적으로, CRIS

연구개요
· CRISPR 시스템을 특정 질병을 표적하는 유전자 치료제로써 응용하는 연구가 최근 활발하게 이루어지고 있으나, 대부분 바이러스성 벡터 기반 치료제로 임상에 적용 시 생체 안전성 문제가 존재하고, 비바이러스성 전달방법의 경우 치료 효과가 현저히 떨어지거나 과량의 전달체물질 투여로 독성문제를 일으킴.
· 본 연구에서는 최소한의 전달체물질로 CRISPR 나노구조체를 개발하여 표적세포에 높은 전달 효율을 보이면서, 생체독성을 최소화하여, 비바이러스성 치료제로써 높은 효능을 보이고자 함.
· 구체적으로, CRISPR 유전자편집 시스템의 구성요소인 1) Cas9 제한효소 단백질을 전달체 고분자물질로 개질하고, 이와 2) 표적유전자에 대한 sgRNA와의 복합체 형성에 의한 나노구조체를 제작하여, 표적세포 전달에 의해 유전자편집 및 질병의 치료 효능을 검증함.

연구 목표대비 연구결과
[1차년도] CRISPR 구성요소 Cas9과 sgRNA 생산 및 나노전달형 구조체의 제작
- CRISPR 유전자편집 작용을 일으키는 Cas9 효소 단백질 확보
- 유전체상 표적유전자에 대한 sgRNA를 제작하여 확보
- Cas9 단백질과 전달체고분자의 유도체 합성 및 화학적 분석 검증
- CRISPR 나노구조체의 제작 및 입도 크기, 제타전위 적합함 확인
[2차년도] In vitro에서 나노-CRISPR의 세포내 전달 효율 및 유전자편집 효과 분석
- In vitro에서 나노-CRISPR의 세포내 전달 효율 native complex에 비해 향상 확인
- In vitro에서 나노-CRISPR 처리 후 세포생존률 90% 이상 확인
- 나노-CRISPR의 in vitro 처리에 의한 표적유전자 편집효과 검증
- In vitro에서 나노-CRISPR에 의한 유전자 편집효과의 형질 변화 확인
[3차년도] In vivo에서 나노-CRISPR 치료제의 생체 지속력, 독성 및 치료 효능 분석
- 나노-CRISPR 치료제의 생체 투여 후 in vivo 지속력 검증
- 나노-CRISPR의 생체투여 후 생존율 유지 확인
- In vivo에서 나노-CRISPR에 의한 유전자편집 효과 확인
- In vivo에서 나노-CRISPR에 의한 항암 치료 효능 확인

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
[활용방안]
· 본 연구에서 개발한 나노-CRISPR 유전자편집 치료제는 임상에서 다양한 질병의 비 바이러스성의 유전자치료에 활용함.
· 특히 CRISPR 시스템을 비바이러스성 경로로 전달함으로써, 기존의 바이러스성 치료가 지니는 생체독성 및 면역반응에 의한 치료 효과 감소의 문제점을 해결함.
· 나노-CRISPR 치료제는 임상에서 유전자변이 또는 유전자 발현 변화와 관련된 다양한 질병, 즉 폐암, 유방암, 대장암 등 다양한 암, 세균성 감염질환, 다양한 선천성 유전병, 그리고 면역세포 표적에 의한 질병 등의 치료에 유용하게 쓰일수 있음.
[기대효과]
· 본 연구는 CRISPR의 생체내 전달 치료제로써 기존 CRISPR 치료제의 면역 부작용, 독성 문제를 최소화하면서 높은 표적 전달 효과를 보이는 플랫폼 기술임
· 본 연구는 생체 투여형 치료제 뿐만 아니라 생체외 세포치료(ex vivo cell therapy)를 위해서도 유용하게 활용할 수 있음.
· 나노-CRISPR 치료제는 표적유전자에 따라 다양한 질병의 치료를 위해 임상적으로 적용할 수 있음.
· 경제적, 산업적으로 나노-CRISPR 구조체는 미생물공학에 이용하여 산업용 물질이나 의약품 생산 효율을 극대화할 수 있음.
· 나노-CRISPR는 유전자변형 식물 또는 동물 제작에 이용하여, 안전하고 경제적 효율이 높은 농림축산물의 생산에 이용할 수 있음.
· 치료제로써 생체독성을 줄이면서 치료효과를 높여 환자의 만족도 증가 및 불필요한 의료비용 감소를 가져올것임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 개념 및 가설 ... 4
• 1-2. 연구의 중요성 ... 4
• 1-3. 연구의 목표 ... 5
• 1-4. 연구 수행 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 39