B4
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 핵산 기반 입자의 효과적인 면역 반응 유도를 위한 마이크로-디스크 구조 제작
영문 : Fabrication of micro-disk structure for inducing effective immune response by nucleic aicd-based particles
과제 팀명
B4
지도교수
이종범 교수님
개발기간
2020년 9월 ~ 2020년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 화학공학과 20173400** 윤희정(팀장)
서울시립대학교 화학공학과 20163400** 배민재
서울시립대학교 화학공학과 20143400** 김우현
서울시립대학교 화학공학과 20163400** 이지현
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
핵산(Nucleic acid)을 이용한 micro-pattern disk 제작 시 핵산 입자의 효과적인 면역 반응을 위한 입자의 크기와 농도를 알아보고 disk의 향후 application을 위한 연구를 수행하는 것이 이 프로젝트의 목적이다. Gene therapy란 유전자를 이용하여 환자의 유전자부터 세포 단계, 혹은 그 이상까지를 조절하여 질병을 치료 및 완화시키는 치료법을 의미하며 생체적합성이 좋은 유전자를 이용하여 면역관련질환, 바이러스 관련질환 등을 치료할 수 있다는 점에서 주목 받고 있는 치료법이다. Cancer therapy, Immune therapy, Human-safe antiviral agent가 있으며, 이 중 Immune therapy를 목적으로 목표 유전자를 면역세포까지 안전하게 전달할 수 있다면 암에 대항하는 면역력을 높임으로써 암 치료 효능을 획기적으로 증대하고, 암이 완치된 이후 재발 방지에도 큰 효과를 보이는 것을 기대하여 본 과제를 수행한다. 핵산은 고분자로서 가지는 여러 이점(서열 특이성을 이용한 설계, 생체 내 저독성, 생분해성)들로 인해 새로운 생체 재료로써의 가능성을 인정받고 있지만 안정성이 다소 떨어진다는 것이 단점이다. 이에 대한 보완책으로 RCR(Rolling Circle Replication) 방식을 통해 핵산을 입자화하고 더 나아가 물리적인 힘으로 입자를 압축해 안정성을 더 높이기 위한 마이크로 디스크 구조를 개발하였다. 핵산 입자로 마이크로 디스크구조를 제작하고 이의 안정성과 다양한 응용에 대한 실험을 수행하는 것과 특히 핵산 중 CpG 서열을 가지는 DNA가 면역 효과에 뛰어나다고 알려져 있어 CpG DNA를 마이크로 디스크 구조로 제작해 면역제로 사용하기 위한 최적화 조건을 찾는 것이 이번 프로젝트의 목표이다.
개발 과제의 배경
1. Gene Therapy[1][2][3][4]
Gene therapy란, 유전자를 이용하여 환자의 유전자부터 세포단계 혹은 그 이상까지를 조절하여 궁극적으로 질병을 치료 및 완화시키는 치료법을 의미한다. 생체적합성이 좋은 유전자를 이용해 암이나, 면역관련질환, 바이러스 관련질환 등을 치료할 수 있다는 점에서 주목받고 있는 치료법이다. 약물을 활용한 항암치료는 chemical drug, protein drug, gene drug 순으로 발달해왔다.
Figure 1. Recent trends in the drug discovery area
개발 과제의 목표 및 내용
내용
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
내용
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
설계
목표달성을 위한 설계(실험) 방법
내용
결과 및 평가
개발과제 핵심결과
내용
개발과제 평가
내용
개발과제 관련 향후 전망
내용
참고 문헌
[1] “항암 화학요법의 이해‘, 대한암협회, http://www.kcscancer.org/bbs/board.php?bo_table=info4&wr_id=5
[2] ”항암 맞춤 표적 치료“, 임호영. 삼성서울병원, http://www.samsunghospital.com/home/healthInfo/content/contenView.do?CONT_SRC_ID=27554&CONT_SRC=HOMEPAGE&CONT_ID=3655&CONT_CLS_CD=001027
[3] 한경환, “공대 교수가 쓴 면역항암제 이야기”, 2020.01.04., https://news.joins.com/article/23672790
[4] “화학요법”, 위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%94%ED%95%99%EC%9A%94%EB%B2%95
[5] 이승우, “CpG ODN : The Novel Agent For Immunotherapy” , 포항공과대학교 생명과학과 바이러스면역학 실험실
[6] “회전 바퀴형 복제(Rolling circle replication), 분자·세포생물학백과, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5568931&cid=61233&categoryId=61233
[7] Jong Bum Lee, Heejung Jung, Daieong Kim, Yoon Young Kang, Hyejin Kim, “CpG incorporated DNA microparticles ”, Royal Society of Chemistry, 2018,8, 6608-6615
[8] Kwang Jac Cho, “Therapeutic Nanoparticles for drug delivery in cancer”, Korean J Otolaryngol, 2007,50,562-72
[9] Michael G. Mohsen, Eric T. Kool “The Discovery of Rolling Circle Amplication and Rolling Circle Transcription” , HHS Public Access, 2016,49(11), 2540-2550
[10] Gunatillake, P. A., & Adhikari, R. (2016). “Nondegradable synthetic polymers for medical devices and implants”, In Biosynthetic Polymers for Medical Applications (pp. 33–62).
[11] Kyungsun, P., Kiseok, L., & Myungmo, S. (2012). “소프트 리소그래피(Soft Lithography)를 이용한 마이크로/나노 패터닝 기술”, Polymer Science and Technology, 23(6).
[12] Choi, D.-G., Yu, H. K., Jang, S. G., & Yang, S.-M. (2003). “Arrays of Binary and Ternary Particles and Their Replica Pores on Patterned Microchannels.”, Chemistry of Materials, 15(22), 4169–4171.
[13] 콜리 파마슈티칼 게엠베하, "면역 자극 활성이 증강된 소수성 T 유사체를 함유하는 CpG 올리고뉴클레오티드 유사체", 특허등록 1012517070000 (2013)
[14] 한림대학교 산학협력단, "리포좀에 포집된 올리고뉴클레오타이드 및 에피토프를 포함하는 면역증강용 조성물(Immunostimulatory Compositions Comprising Liposome―Encapsulated Oligonucleotides and Epitopes)", 특허등록 1014359530000 (2014)
[15] 한국과학기술연구원, "RCT에 의한 siRNA 다량체의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 siRNA 다량체", 특허등록 10153305900000 (2015)
[16] 삼성전자 주식회사, “변형된 RCA 및 2차 프라이머에 의한 핵산 증폭 방법 (Amplification method of nucleic acid sequence usingmodified RCA and second primer)”, 특허출원 1020060073815(2006)
[17] Stephen KingsmoreR. Steven WiltshireJeremy P. Lambert, “Poly-primed amplification of nucleic acid sequences(핵산의 염기서열의 Poly-primed 증폭)”, 특허등록 06670126 (2003)
[18] 한국생산기술연구원, 한국기계연구원, “나노입자 패터닝 방법”, 특허등록 1020040109984 (2004)
[19] 성균관대학교산학협력단, “계층적 은나노 구조체 및 이의 제조방법”, 특허등록 1020160124482 (2016)
[20] 박해인, 김미진, 곽민석. (2015). DNA 나노구조와 혼성소재. 고분자 과학과 기술, 26(5), 423-429.
[21] Krieg, Arthur M., et al. “CpG motifs in bacterial DNA trigger direct B-cell activation.”, Nature, 374.6522(1995): 546-549.
[22] H. Jung, D. Kim, Y. Y. Kang, H Kim, J. B. Lee and H. Mok, RSC Advances, 2018, 8, 6608-6615.
[23] “다케다알보칠콘센트레이트액(폴리크레줄렌).”, 식품의약품안전처.
https://nedrug.mfds.go.kr/pbp/CCBBB01/getItemDetail?itemSeq=201506617
[24] “오라메디”, 동국제약.,
https://dkbrand.co.kr/brand/oramedy/story.php
[25] “아프니벤큐 액.”, 코오롱제약.,
http://www.kolonpharm.co.kr/product/product_info_view.jsp?pk_seq=170&page=1
[26] “아프타치 정.”, 동화약품.,
https://www.dong-wha.co.kr/product/content.asp?t_idx=93&b=20&s=24
[27] Diehl, Kari-Heinz, et al. “A good practice guide to the administration of substances and removal of blood, including routes and volumes.”, Journal of Applied Toxicology: An International Journal 21.1(2001): 15-23.
