나노과학 분야 세계적 학술지 ‘ACS Nano’게재 및 저널 커버 선정
국립강릉원주대학교(총장직무대리 이선우) 해양바이오식품학과 최기영 교수와 연세대학교 노영훈 교수 공동연구팀이 RNA 약물을 크기와 표면 특성을 제어하여 RNA 나노의약품의 효능을 극대화할 수 있는 차세대 RNA 혁신신약 플랫폼 기술을 개발했다.
<공동 연구팀 사진>
왼쪽부터 연세대 김태형 박사, 강릉원주대 한화승 박사, 연세대 양경직 박사, 강릉원주대 최기영 교수, 연세대 노영훈 교수
기존 RNA 치료제는 저분자화합물에 비해 큰 분자량과 낮은 안정성 때문에 원하는 표적부위로 정교하게 전달하기에 어려웠다. 이를 극복하기 위해 강릉원주대 최기영 교수팀과 노영훈 교수로 구성된 공동연구팀은 RNA를 나노입자에 고분자화하는 방식으로 전달 효율을 높였다.
공동연구팀은 입자의 크기 및 표면을 개질할 수 있다면, 나노입자의 크기, 표면, 모양 등의 물리화학적 특성이 체내 환경에서 입자와 표적 장기의 상호작용에 큰 영향을 미치기 때문에, 체내 RNA 전달 패턴을 쉽게 조절할 수 있을 것으로 판단했다.
<개발된 RNA 나노입자 및 이의 표적형 항암치료 모식도>
이에, 핵산 나노공학 기술을 이용해 고분자화된 RNA 약물 합성과 동시에 나노입자에 고농도의 약물을 성공적으로 탑재하였으며, 나노 적층 기술과 기능성 생체고분자를 도입하여 입자별 표적 장기 전달을 가능하게 했다.
이번에 개발된 나노입자 9종은 생체 내 높은 안정성을 보였으며, 나노입자의 크기 및 표면의 종류에 따라 암 표적 효율과 표적 장기 전달률이 변화하는 것을 확인했다. 특히, 유방암 동소이식 동물모델에서 나노입자의 표면이 히알루론산이고, 입자의 크기가 큰 나노입자가 고분자화된 RNA의 전달 효율 및 치료 효과가 다른 나노입자 대비 최대 20배까지 증가함을 확인하여 암 표적 기능이 매우 우수함을 검증했다.
최기영 교수는 이번 연구는 RNA 나노의약품의 크기와 표면 특성이 RNA 의약품의 효능에 미치는 영향을 연구하고, 이를 통해 체내에서 안정적이고 효율이 높은 RNA 치료제를 개발한 연구다.”라며 “크기와 표면 특성 조절 기술을 통하여 다양한 RNA 기반 의약품의 효능을 극대화할 수 있는 플랫폼 기술로 활용될 수 있다.”라고 연구 의의를 밝혔다.
본 연구는 연구의 우수성과 독창성을 인정받아 나노 및 재료 과학 분야의 국제 학술 권위지 ACS Nano (IF: 17.1, JCR 상위 5.7%)에 게재됐다.
한편, 연구에는 연세대 김태형 박사, 강릉원주대 한화승 박사, 연세대 양경직 박사가 공동 제1 저자로, 연세대 김영민 박사, 남건욱 박사, 박경훈 학생, 강릉원주대 최승영 박사, 연세대 박현우 교수가 공저자로, 강릉원주대 최기영 교수와 연세대 노영훈 교수가 교신저자로 참여했다.
