바이오나노의약실험실
                 
 
 

A. Antibody-like peptides (Aptides) platform and their biomedical applications

앱타이드(Aptides) 기술은 항체처럼 특정한 타겟에 대해 높은 선택성과 결합력을 가질 수 있는 항체형 펩타이드원천기술로서  본 연구실에서 최초로 개발하였다. M13 bacteriophage에 앱타이드 라이브러리를 도입하여 다양한 질병관련 단백질 표적에 대해 고친화도로 결합하는 특정 펩타이드를 스크리닝하여 발굴하는 것이다. 발굴한 앱타이드를 이용하여 현재까지 다양한 질병 진단 및 치료에 응용하고 있다.

- 암을 표적하는 앱타이드가 영상용 나노입자나 약물전달체에 도입된 컨쥬게이트를 이용한    진단 및 치료용 나노의약품 개발

질병연관 단백질 제어용 앱타이드를 이용한 펩타이드  치료제 개발

-   치료용 단백질-앱타이드 융합단백질 기반 표적형 바이오의약품 개발

- 앱타이드-항체 하이브리드 기반 암 치료용 표적형 바이오의약품 개발

 

B. Smart drug delivery system: PEGylated bilirubin-based nanomedicine

일반적으로 약물의 효과를 극대화하고 부작용을 줄이기 위해서는 질병 특이적 약물전달시스템 개발이 필수적이다. 또한, 약물전달체 자체가 독성이 없으면서 약효를 가지고 있다면 더 이상적이다. 최근 우리 연구실에서는 이상적인 약물전달체 원천기술을 세계최초로 개발하여 발표하였다. 우리 몸속에 존재하는 빌리루빈(bilirubin)’ Heme의 최종 대사물로서 황달유발물질로 잘 알려져 있으나 실제로는 체내에서 탁월한 항산화제로서 기능을 하여 세포나 조직을 산화스트레스로부터 보호한다. 또한, 면역조절기작이 뛰어나 천연 항염증제로서 기능을 한다고 알려져 있다. 하지만 빌리루빈의 항산화 및 항염증 효능에도 불구하고 물에 전혀 녹지않는다는 단점과 농도가 높을 시 독성을 일부 유발할 수 있다는 양면성으로 인해 임상적용이 어려웠다. 본 연구실에서는 최근 빌리루빈이 가지는 단점은 해결하고 항산화/항염증 장점만을 살린 ‘PEGylated bilirubin’ 기반한 빌리루빈 나노메디신 원천기술을 최초로 개발하였다. 이러한 빌리루빈 나노메디신 원천기술에 기반하여 다양한 질병 진단 및 치료제 개발 연구를 수행하고 있다.

 

- 페길화 빌리루빈을 이용한 난치성 염증질환 치료제 개발

    (염증성 대장질환, 허혈성 간질환, 천식, 췌장소도세포 이식, 동맥경화장기이식, 뇌졸증, 류마티스 관절염 , 심근 경색 등에 적용)

- 페길화 빌리루빈을 이용한 종양미세환경 표적형 약물전달시스템 개발

- 페길화 빌리루빈을 이용한 활성산소 감응형의료영상용 나노메디신 개발




C. Generation and control of cancer stem cells

암으로 사망하게 되는 주된 이유는 수술 및 항암제 요법 등의 1차 치료 후에도 암이 전이되어 재발하거나 사용된 항암제에 대한 내성이 생기기 때문이다. 이러한 암의 항암제에 대한 내성 및 재발에 깊이 관여하고 있는 세포가 바로 암줄기세포이다. 암줄기세포는 암 조직 내에서 극히 낮은 비율로 존재하지만 줄기세포특유의 성질인 자가재생(self-renewal) 능력과 약물저항성을 지니고 있어 항암 치료 후에도 살아남아 암이 재발하는 데 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구실에서는 암 기초연구 및 약물개발에 매우 중요한 역할을 할 수 있는 암줄기세포를 3차원 스페로이드형태로 손쉽게 대량 배양할 수 있는 획기적인 세포 배양 원천기술을 세계최초로 개발하였다. 이로부터 암줄기세포의 특성을 분자수준에서 연구하고 나아가 암줄기세포에 선택적인 약물 및 표지인자를 발굴하고 있다.

1) 다양한 관능기의 기능성 고분자박막 라이브러리를 이용하여 이미 분화되어 있는 암세포를 3차원 암줄기세포 스페로이드로 전환시킬 수 있는 표면소재 원천 기술을 개발하고 2) 제작된 암줄기세포 스페로이드에 기반한 약물 고속스크리닝(HTS) 시스템을 구축하고 3) 나아가 암세포 뿐만 아니라 다양한 성체줄기세포 기반 3차원 스페로이드를 제작/배양할 수 있는 기능성 고분자박막 소재도 개발하여 궁극적으로 재생의학 및 조직공학에 응용하고자 한다.


 

D. Cancer immunotherapy: Nanoparticle vaccines

우리 몸 속의 면역계를 자극하여 암을 치료하는 항암 면역치료제 연구가 활발히 진행되고 있는데 본 연구실에서는 다양한 나노의학 기술을 이용하여 항암 백신 등을 개발하고 있다.