KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 정현정 교수, 양승주 석박사통합과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 정현정 교수, 양승주 석박사통합과정 >

 

최근 크리스퍼(유전자 가위기술을 활용한 유전자 교정 치료제 연구가 활발하다기존 화학적 항암치료제와는 달리 크리스퍼 기술 기반 유전자 교정 치료제는 질병 표적 유전자를 영구적으로 교정할 수 있어 암 및 유전 질환 치료제로 각광받고 있지만생체 내에서 암 조직으로 낮은 전달 효율과 낮은 효능으로 어려움을 겪고 있다. 

우리 대학 생명과학과 정현정 교수 연구팀이 크리스퍼 기반 표적 치료제로 항체를 이용한 크리스퍼 단백질을 생체 내 표적 조직에 특이적으로 전달하는 항암 신약을 개발해 암세포 선택적 유전자 교정 및 항암 효능을 보였다고 8일 밝혔다. 

유전자 치료에 사용하는 바이러스 기반 전달 방법은 인체 내 면역 부작용발암성 등 한계점을 가지고 있다이에 선호되는 비 바이러스성 전달 방법으로 단백질 기반의 크리스퍼 기술 전달은 본래의 표적과는 다른 분자를 저해 혹은 활성화하는 효과를 가져오는 오프타깃 효과가 최소화되며 보다 높은 안전성으로 치료제로서 개발이 적합하다하지만 크리스퍼 단백질은 분자량이 커서 전달체에 탑재가 어렵고 전달체의 세포 독성 문제 및 낮은 표적 세포로의 전달에 있어 어려움이 있다.

그림 1. 생직교반응 기반 표적치료제인 항체 결합 크리스퍼 나노복합체  ⍺Her-CrNC 제조 및 기능 (a), ⍺Her-CrNC에 의한 유전자 교정 및 항암효과(b)를 나타낸 모식도, ⍺Her-CrNC의 유전자 편집 효율(c), 암세포주기 분석(d) 결과.

< 그림 1. 생직교반응 기반 표적치료제인 항체 결합 크리스퍼 나노복합체 ⍺Her-CrNC 제조 및 기능 (a), ⍺Her-CrNC에 의한 유전자 교정 및 항암효과(b)를 나타낸 모식도, ⍺Her-CrNC의 유전자 편집 효율(c), 암세포주기 분석(d) 결과. >

 

이러한 문제점들을 극복하기 위해 연구팀은 크리스퍼 단백질에 특정 아미노산을 변경시켜 다양한 생체분자를 보다 많이 결합시키고 생체 내 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않는 단백질을 개발했다연구팀은 기존 비 바이러스성 전달체의 문제 해결 및 표적 세포로의 전달을 위해 개량한 크리스퍼 단백질을 난소암을 표적할 수 있는 항체와 결합함으로써 표적 치료제를 위한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체(Her-CrNC, anti-Her2 conjugated CRISPR nanocomplex)를 개발했다. 

암세포 표면은 종양 항원(tumor antigen)으로 알려진 항원이 존재한다몇몇 종양 항원은 표적이 되어 진단 및 임상시험에 이용되고 있다연구팀은 개발한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체가 종양 항원을 표적해 난소암세포 및 동물모델에서 암세포 특이적으로 세포 내 전달이 가능하고 세포주기를 관장하는 PLK1* 유전자 교정을 통해 높은 항암효과가 나타남을 확인했다.

PLK1(polo-like kinase): 세포 분열을 조절하는 인산화효소이며암세포 분열과 관련이 깊다고 알려져 있음본 연구에서는 PLK1 유전자를 표적하여 암세포 분열을 억제하여 항암 효과를 유도하였음 

연구를 주도한 정현정 교수는 이번 연구는 최초로 크리스퍼 단백질과 항체를 결합해 효과적으로 암세포 특이적 전달 및 항암 효능을 보였다는 점에서 의의가 있다아울러이번 연구 결과를 기반으로 향후 생체 내 전신 투여를 통한 유전자 교정 치료 및 다양한 암종에 적용할 수 있는 플랫폼 기술로 기대하고 있다고 말했다.

그림 2. 쥐의 난소암(SKOV3) 모델에서 ⍺Her-CrNC에 의한 항암 효능 검증 실험 모식도 (a), ⍺Her-CrNC의 쥐 투여 후 경과 일수에 따른 종양 크기(b) 및 종양 무게(c) 변화 관측 결과. 난소암의 표적 유전자 PLK1 교정 효율(d) 결과. ⍺Her-CrNC의 투여 후 난소암의 조직학적 분석 (e,f,g) 결과

< 그림 2. 쥐의 난소암(SKOV3) 모델에서 ⍺Her-CrNC에 의한 항암 효능 검증 실험 모식도 (a), ⍺Her-CrNC의 쥐 투여 후 경과 일수에 따른 종양 크기(b) 및 종양 무게(c) 변화 관측 결과. 난소암의 표적 유전자 PLK1 교정 효율(d) 결과. ⍺Her-CrNC의 투여 후 난소암의 조직학적 분석 (e,f,g) 결과 >

 

우리 대학 생명과학과 석박사통합과정 양승주 학생이 제저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 3월 29일 온라인 게재됐다. (논문명: An Antibody-CRISPR/Cas Conjugate Platform for Target-Specific Delivery and Gene Editing in Cancer) 

 

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 및 보건복지부의 지원을 통해 이뤄졌다.

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=36130


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
435 송지준교수, 조수민 연구교수, 장주원 박사과정학생 nature communications 논문 게재 file 생명과학과 2020.01.02 57185
434 허원도,김대수,한용만 교수 공동연구팀,Nature Biotechnology지에 표지논문 게재 file 생명과학과 2015.10.12 40874
433 박혜림 학생 (허원도 교수님 Lab), 제1회 다카라 우수논문상 수상! / Hyerim Park (Won Do Heo's lab) won the first Takara outstanding paper award! file 생명과학과 2015.10.07 27671
432 KAIST iGEM팀(조병관 교수 지도) 2012 World Championship 진출 file 과사무실 2012.10.12 21774
431 최광욱 교수님 실험실 목정완 박사과정 학생, '2017 페임랩 코리아’ 대상 수상 생명과학과 2017.05.15 21414
430 [KAIST NEWS] 이준식 교수 정년퇴임 과사무실 2003.09.18 20859
429 허원도 교수, Nature Methods 게재 (2014. 5) 과사무실 2014.05.08 20393
428 전상용 교수, 몸 속 물질 이용한 염증 치료제 개발 / Prof. Sang-Yong Jon developed anti-inflammatory drug using biological materials 생명과학과 2016.06.15 20057
427 최길주 교수, The Plant Cell 게재 (2013.12) 과사무실 2013.12.17 19684
426 최길주 교수, 이나영 박사 The Plant Cell 게재(2015.08) / Prof. Giltsy Choi and PhD. Nayoung Lee published a paper at The Plant Cell 과사무실 2015.08.19 19513
425 김미영 교수, 박서영 박사과정생(Prof. Walton Jones Lab), '청암과학펠로' 선정 과사무실 2010.10.11 19441
424 김은준교수 실험실, Nature Neuroscience 에 논문 게재(2015.01) / Professor Eun Joon Kim’s Lab Publishes in Nature Neuroscience 과사무실 2015.01.27 19131
423 김미영 교수, KAIST 이원조교수로 선정! 과사무실 2010.10.25 18995
422 김재훈 교수, 강현아, 권부기 학생 '청암과학펠로' 선정 과사무실 2011.11.04 18915
421 허원도 교수, Nature Communications 게재(2013.2) 과사무실 2013.02.21 18817
420 오병하 교수, 제 9회 아산의학상 수상 file 생명과학과 2016.03.14 18236
419 김진우 교수, 김형태 박사 Cell Reports에 논문 게재(2015.10) / Professor Jin Woo Kim and Hyung-Tai Kim Ph.D. published paper in Cell reports (2015.10) file 생명과학과 2015.10.29 17934
418 김재현 박사과정 학생, 이승희 교수 J.Neurosci. 게재 (2016.05) / Jae-Hyun Kim and Prof. Seung-Hee Lee published article at J. Neurosci. (2016.05) 생명과학과 2016.05.18 17847
417 이승희 교수, 송유향, 김재현 박사과정 학생 Neuron 게재 file 생명과학과 2017.02.13 17821
416 김정회 교수, 한국생명공학연합회 초대 회장에 선출 / Professor Jung-Hoe Kim elected to the first president of Korea association of Bioenginiering file 생명과학과 2016.08.26 17813
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22