면역증강제 포함된 핵산나노입자로 면역세포 활성화
HIV 감염환자의 혈액에서 수지상세포 자극, 항바이러스 단백질 분비 유도
□ 한국연구재단은 곽민석 교수(부경대학교)·진준오 교수(영남대학교) 연구팀이 면역활성 유도 핵산나노입자를 개발했다고 밝혔다.
○ 인체면역결핍바이러스(HIV) 감염환자의 면역세포가 외부 침입물로 인식할 합성 핵산분자를 제작, 면역세포를 활성화 시키고 감염된 세포를 제거한다는 전략이다.
□ 인체면역결핍바이러스에 감염되면 면역체계가 손상되어 병원균침입에 취약하다. 따라서 바이러스를 제거하며 손상된 면역체계를 회복하는 것이 중요한 과제이다.
□ 연구팀은 구(球)형으로 자가조립될 수 있는 지질핵산염기에 면역세포를 활성화하는 면역증강 서열이 결합된 지질 DNA 분자들이 뭉치는 원리로 직경 약 14 나노미터(10억분의 1 미터)의 면역증강 핵산나노입자를 설계, 합성했다.*
※ HIV 바이러스의 크기는 약 100 나노미터
□ CpG* 라는 특징적인 염기서열을 가진 핵산에 의해 활성화되는 면역세포 수용체를 이용했다. CpG에 의해 활성화된 항원제시세포*가 T 림프구*를 자극하여 감염을 막는다는 전략이다.
※ CpG 염기서열 : 병원균이 가진 핵산 서열로 수용체가 인식하여 포유동물의 면역체계 활성화를 유도하는 물질.
※ 항원제시세포(Antigen presenting cell) : 병원체의 특징(단백질 등 생체분자)을 면역계의 다른 세포들이 인식하도록 표면에 표시하는 면역세포(수지상세포, 대식세포)
※ T 림프구 : 항원 제시 세포로부터 활성 유도되어 항원을 함유하고 있는 병원균을 선택적으로 사멸시켜는 면역세포
□ 면역세포를 자극할 CpG 염기서열을 가진 핵산에 지질이중막 구조의 세포막을 효과적으로 통과할 수 있도록 인공 지질구조를 더한 지질핵산 나노입자를 설계했다.
○ 기존에도 CpG 면역증강제를 리포좀 등 약물전달체에 결합시킨 시도가 있었지만 효과적 전달이나 세포유입에 한계가 있었다.
□ 연구팀이 만든 지질 핵산 나노입자는 자가조립 성질을 가져 약물전달체가 필요 없고 여러 지질 핵산이 마이셀* 모양으로 응집한 작은 나노구조를 균일하게 만드는 것이 특징이라고 설명했다.
※ 마이셀(Micelle) : 미세상분리(micro-phase separation)에 의해 소수성 작용기는 소수성끼리, 친수성 작용기는 친수성끼리 뭉치려는 현상에 의해 만들어지며 일반적으로 구형의 모양이다.
□ 인체면역결핍바이러스 감염 환자의 혈액을 이용해 이 나노입자의 면역세포 활성화 능력과 항바이러스 효과를 확인했다. 환자 혈액에 있는 백혈구의 활성을 유도하는 한편 바이러스에 대항하는 특화된 수지상세포를 자극하여 바이러스와 싸울 수 있는 사이토카인 단백질이 대량으로 분비될 수 있도록 한다는 것이다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 등의 지원으로 수행된 이 연구성과는 바이오 소재 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼스(Biomaterials)’에 8월 27일 게재(온라인)되었다.
