| 초록 |
연구개요 자성 바이오나노 물질과 합성 생물학의 원리를 융합한 자성유전학 (magnetogenetics) 플랫폼을 개발하여 synNotch 시스템 기반 CAR T 세포의 면역 기능을 비침습적, 원격적, 그리고 시공간적으로 정밀하게 조절하고, 종양미세환경을 극복하는 능력을 부여하여 보다 안전하고 효과적인 ‘스마트 암 치료제’를 제시한다. 연구 목표대비 연구결과 · 자성-나노-응집체 (magnetic nano-cluster, MNC) 의 합성법 확립 · 자기장-열 에너지 변환에 이어서 열-기계적 에너지 변환을 가능하게 하는 h-MMA 나노입자 합성법 확립 · h-MMA의 사이즈, 모양, 자성, 안정성 등의 물성의 최적화 · SynNotch 기반 T 세포 gene circuit을 디자인하고, lentivirus를 이용한 synNotch 수용체 발현과 CAR 발현용 gene circuit의 도입 · SynNotch 수용체의 기계적 활성화에 따른 하위 유전자 회로의 전사를 통한 CAR 발현 · In vitro 세포 시스템에서 자기장을 이용하여 h-MMA가 기계적 힘을 발생시켰을 때, synNotch 수용체 기반 유전자 회로의 활성화를 시간공간적으로 유도하여 원하는 단백질 발현이 가능함을 확인 · In vivo 살아있는 동물 조직내부에서 synNotch 수용체 및 하위 신호전달을 통한 유전자 전사 과정을 원거리에서 무선으로 조절 가능함을 확인 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 우리는 h-MMA 나노입자를 기반으로 한 새로운 in vivo 세포 수용체 및 신호 조절 플랫폼을 개발했습니다. 우리는 h-MMA 나노입자가 자성 이방성 에너지를 자기 연결된 대상 분자로 전환시키는 데 효과적으로 작용한다는 것을 입증했습니다. 이 과정은 자기-열 및 열-기계 에너지 전달을 포함하는 두 단계 프로세스를 거칩니다. 유사한 두 단계 전달 접근법은 앞서 hydrogel 광기계 작용 나노입자를 사용하여 체외에서 기계 수용체를 조절하는 데 사용되었으나9, 우리의 h-MMA 기술은 비침습적이며 생물학적으로 투명한 AMF-입력을 사용하여 생체 내 깊은 조직의 기계 수용체 자극을 강화시키는 데 사용됩니다. 우리는 Notch 수용체 및 하류 합성 전사 신호를 조절하는 개념 증명 연구를 보여주었지만, 이 일반화 기술은 생체 내 다양한 기계 감지 수용체를 제어하고 이해하는 데 사용될 수 있습니다. 이 연구는 다양한 기계 감각적 수용체 및 물리적 자극에 의하여 조절되는 세포 신호 전달 체계, 유전자 전사 프로세스 등을 살아있는 동물 조직 내부에서 조절할 수 있는 기술을 개발함으로써 생체 조직내에서의 mechanobiology 연구 분야의 중요한 foundation을 만들 수 있다고 기대합니다. (출처 : 요약문 2p) |
