KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 전상용 교수, 화학과 이희승 교수, 생명과학과 황창희 박사과정, 화학과 홍정우 박사과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 전상용 교수, 화학과 이희승 교수, 생명과학과 황창희 박사과정, 화학과 홍정우 박사과정 >

 

우리 대학 생명과학과 전상용화학과 이희승 교수 공동연구팀이 인공탄수화물(artificial glycopolymer) 라이브러리 플랫폼을 이용해 항암치료용 나노의약(nanomedicine) 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 

세포막을 둘러싸고 있는 다양한 형태의 당 사슬 집합체를 글라이코칼릭스(glycocalyx)라고 한다특히암세포 및 암종에 따라 특이적인 글라이코칼릭스는 여러 가지 당에 대해 다른 결합력을 가진다이에 착안해 연구팀은 자연에 가장 많이 존재하는 다섯 가지의 당들을 조합해 31가지의 인공탄수화물 후보군들을 합성한 후 최종적으로 30나노미터 크기의 인공탄수화물 기반 나노입자(glyconanoparticle) 라이브러리를 구축했다. 

연구팀은 구축된 인공탄수화물 나노입자 라이브러리 스크리닝을 통해 표적 하고자 하는 암세포에 특이적으로 결합하는 나노입자 후보군을 선별했다선별된 인공탄수화물 나노입자 후보군을 암 동물모델에서 표적능 및 치료효능을 평가함으로써 표적 항암치료용 나노의약 개발에 적용할 수 있다는 것을 연구팀은 세계 최초로 제시하고 구현해냈다.

그림 1. 항암치료용 인공탄수화물 기반 나노 의약 플랫폼 개발 모식도

< 그림 1. 항암치료용 인공탄수화물 기반 나노 의약 플랫폼 개발 모식도 >

 

생명과학과 황창희 박사과정화학과 홍정우 박사과정이 공동 제저자로 참여한 이번 연구는 재료공학 분야 최정상급 학술지인 `어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, ISSN: 0935-9648 print, 1521-4095 online, Impact Factor: 32.086)' 6월 20일 字 온라인판에 게재 및 표지 논문 (Inside Back Cover)으로 선정됐다.

(https://doi.org/10.1002/adma.202203993논문명Systematic Screening and Therapeutic Evaluation of Glyconanoparticles with Differential Cancer Affinities for Targeted Cancer Therapy) 

당사슬(glycan)은 살아있는 모든 세포의 표면에 두드러지게 발현되며 세포 신호분자 인식 및 면역과 같은 수많은 과정에 광범위하게 참여한다고 알려져 있다종양세포의 경우 비정상적인 당사슬 패턴이 암 종마다 다르게 세포 표면에서 검출되고 있으며이러한 세포 표면에 존재하는 당사슬 층은 암세포의 전이(metastasis) 및 증식(proliferation) 등에 중요한 역할을 한다. 

연구팀은 암세포 표면에 존재하는 이러한 비정상적 당사슬과 선택적으로 결합할 수 인공탄수화물 기반 나노입자 라이브러리 플랫폼을 개발하였다연구팀은 자연에 흔히 존재하는 다섯 가지의 당류인 글루코스 (glucose; Glc), 갈락토스 (galactose; Gal), 만노스 (mannose; Man), 글루코사민 (N-acetyl glucosamine; GlcNAc), 갈락토사민 (N-acetyl galactosamine; GalNAc) 들을 조합해 당사슬을 모방하는 31가지의 새로운 인공탄수화물들을 합성하였고 이로부터 나노크기의 인공탄수화물 나노입자들을 제조하였다.

그림 2. 조합형 당-나노입자들의 효과적인 in vivo 암-표적능 확인실험 결과

< 그림 2. 조합형 당-나노입자들의 효과적인 in vivo 암-표적능 확인실험 결과 >

 

연구팀은 암세포 및 종양 동물모델에서의 스크리닝 결과들을 바탕으로 특정 당 조합으로 이루어진 인공탄수화물 나노입자 높은 암-표적능을 보인다는 것을 최초로 검증하였다나아가 암-표적능이 뛰어난 인공탄수화물 나노입자에 항암제를 선적하여 목표로 하는 종양을 광열치료(photothermal therapy) 및 화학요법(chemotherapy)을 통해 효과적으로 치료할 수 있음을 동물실험에서 보여주었다.

그림 3. 암-표적능을 갖는 당-나노메디신의 광학열치료 및 화학요법에 기반한 표적 항암치료

< 그림 3. 암-표적능을 갖는 당-나노메디신의 광학열치료 및 화학요법에 기반한 표적 항암치료 >

 

전상용 교수는 "이번에 개발한 인공탄수화물 기반 나노입자 플랫폼은 암을 표적하는 나노의약 개발에 적용했지만암이 아닌 다른 질병이나 특정 장기 표적형 나노의약 개발에도 확장할 수 있어 후속 연구를 수행 중이다ˮ라고 말했다. 

 

이번 연구는 한국연구재단의 리더연구사업(종양/염증 미세환경 표적 및 감응형 정밀 바이오-나노메디신 연구단및 선도연구센터사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터, CMCA)의 지원을 받아 수행됐다.

 

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=22030


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
130 허원도 교수님_머리에 빛을 비춰 신경세포 재생과 공간기억 향상 file 생명과학과 2020.04.27 4105
129 2020 Spring KAIST Compass 생명과학과 2020.05.07 2877
128 김광수 석좌교수님_한인과학자, 줄기세포 치료 첫 성공 생명과학과 2020.06.03 3104
127 전상용 교수님_ 면역항암제 효율 높인 나노입자 백신 개발 file 생명과학과 2020.06.17 3201
126 이승재 교수님_One More Key to Human Longevity Found After Worm Research 생명과학과 2020.07.03 10806
125 전상용교수님_항암제 표적 단백질을 약물 전달체로 쓴다?​ file 생명과학과 2020.08.26 2869
124 서경배재단 ‘올해의 신진 과학자’ 조원기 교수 선정 생명과학과 2020.09.16 4007
123 정현정교수_ 커피링 효과로 감염병 신속진단 기술 개발 생명과학과 2020.09.17 2322
122 정원석 교수_ 삼성전자, ‘세계 알츠하이머의 날’ 맞아 연구원 노력 담은 영상 공개 생명과학과 2020.09.21 2585
121 [한국의 AI 추격자들] 서범석·백승욱 루닛 창업자 file 생명과학과 2020.10.30 2845
120 조병관 교수님 _Newly discovered metabolic pathway uses single carbon gases as a feedstock file 생명과학과 2020.11.20 3600
119 정현정 교수님_도파민의 성질로 박테리아 생장의 실시간 탐지 기술 개발​ 생명과학과 2020.12.09 1309
118 김진우 교수님_생명의 신비상 장려상 수상 생명과학과 2020.12.24 1519
117 전상용 교수님_Researchers review future directions of nanomedicine development 생명과학과 2020.12.28 984
116 정원석 교수님_Astrocytes eat connections to maintain plasticity in adult brains 생명과학과 2020.12.28 1763
115 정인경 교수님_KAIST, 전 세계 최대 규모의 3차원 암 게놈 지도 구축 생명과학과 2020.12.29 1243
114 김찬혁 교수님_인공지능 이용 면역항암 세포 3차원 분석기술 개발 생명과학과 2021.02.08 1159
113 오병하 교수님_자연에 없는 고감도 단백질 센서 제작 플랫폼 개발 생명과학과 2021.02.08 837
112 김진우 교수님, 천주교 서울대교구 생명위원회 제 15회 '생명의 신비상' 수상 생명과학과 2021.02.18 743
111 조병관 교수님_Antibiotic tolerance study paves way for new treatments 생명과학과 2021.02.19 1737
Board Pagination Prev 1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 22 Next
/ 22