초록 ▼

□ 연구개요
○ 본 연구는 생체친화성 아미노산 볼라형 양친성 분자 (amino acid bolaamphiphile, AA-bola)와 Zinc Imidazolate Frame (ZIF)로 이루어진, 촉매 특성과 양친매성 분자의 자기조립 (self-assembly) 특성을 동시에 발현하는 암세포 사멸을 위한 혼성 구조체를 제작하고, 성능을 평가하고자 함. 구체적으로 혼성 구조체가 갖는 다양한 반응성을 활용하여 세포내 화학 반응, 세포내 양친매성 분자 자기조립체의 성장 및 자기조립체를 이용한 암세포 사멸 특성을 연구하고자 함.

□ 연구개요
○ 본 연구는 생체친화성 아미노산 볼라형 양친성 분자 (amino acid bolaamphiphile, AA-bola)와 Zinc Imidazolate Frame (ZIF)로 이루어진, 촉매 특성과 양친매성 분자의 자기조립 (self-assembly) 특성을 동시에 발현하는 암세포 사멸을 위한 혼성 구조체를 제작하고, 성능을 평가하고자 함. 구체적으로 혼성 구조체가 갖는 다양한 반응성을 활용하여 세포내 화학 반응, 세포내 양친매성 분자 자기조립체의 성장 및 자기조립체를 이용한 암세포 사멸 특성을 연구하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 세부 목표: Pyrene 기반 AA-bola 합성 및 자기조립 특성 평가
결과: 4종의 신규 AA-bola 합성 및 pH 변화에 따른 자기조립체 형성 여부 확인
○ 세부 목표: 혼성 구조체 제작
결과: 크기와 형상이 조절된 원통형 혼성구조체 제작
○ 세부 목표: 혼성 구조체의 전기화학적/촉매 특성 평가
결과: AA-bola/ZIF 혼성구조체에 대해 크기별로 CV 실험을 통해 전기화학적 특성을 분석하여 전기화학/촉매 특성 확인
○ 세부 목표: ZIF 분해 후 AA-bola 자기조립체 화이버 형성
결과: pH 변화에 따른 자기조립체 형성. pH 민감도 1 이하
○ 세부 목표: 생체친화성/암세포 사멸 특성 평가
결과: 비 암세포(정상 세포)에 대한 세포 독성 없음을 확인 / 항암제 내성을 가진 암세포 사멸 효과 확인
○ 세부 목표: Confocal microscopy 이용한 자기조립체 관측
결과: 암세포 내 자기조립체 형성에 따른 형광 이미지 획득
○ SCI논문 5편 발표 목표 대비 총 7건의 국제 SCI논문 게재

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 본 연구 개발 결과물은 생물모방 기술과 무기물 합성 기술이 융합된 신물질이 향후 암치료와 같은 의료 분야에 활용될 수 있음을 제시하였음.
○ 특히 본 연구 결과에서는 암세포내 특정 소기관을 물리적인 방법으로 공략하여 궁극적으로 암세포의 사멸을 유도하였음. 이는 기존 항암제가 갖는 화학적 반응에 의한 암세포 치료법에서 벗어나 새로운 치료 방법을 제시한 것으로 특히 항암제에 대해 내성을 갖는 암세포를 공략할 수 있는 방법을 제시함.
○ 또한 개발된 양친성 분자는 세포 및 세포 소기관에 endocytosis를 통해 전달되나 암세포가 갖는 특징인 세포질 내의 낮은 pH 특성을 활용하여 암세포 사멸을 이루게 함으로서 정상 세포에 대해 독성을 나타내지 않으므로, 향후 물리적 방법을 통한 세포 소기관의 사멸에 대한 연구 기반을 제공함.
○ 학문적인 측면에서 본 연구를 통해 개발된 AA-bola분자의 자기조립이 일어날 때, 분자 사이의 상호작용에 대한 해석과 이러한 자기조립 원리에 기반한 젤 타입 광학 센서 개발이 가능함을 입증하였음.
○ AA-bola 자기조립체의 응용 연구로서 ZIF가 감싸진 혼성체를 제작하였고, 크기의 제한으로 암세포 실험에는 적용이 불가능하였으나, 산업적으로 필요한 배터리 전극 물질로 활용될 수 있음을 제시하였음.
○ 본 연구 결과는 유기화학 기술, 무기 소재 기술 분야에 기여함. 또한 대학원생의 연구 참여를 통해 관련 분야의 석·박사 신진 연구 인력을 육성하는 효과를 얻음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)