보조 T 세포 유래 엑소좀 엔지니어링을 통한 새로운 면역 폐암 치료법 개발

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보조 T 세포 유래 엑소좀 엔지니어링을 통한 새로운 면역 폐암 치료법 개발
제안자 최주란
자문교원 예경무
연도 2020
타입 B형 과제
코스 프란시스 크릭
매칭여부 Yes
참여학생수 5
소개동영상

제안 배경

최근 통계청 보고에 따르면 국내뿐만 아니라 미국에서도 사망률 1위를 기록한 것이 폐암이다. 폐암은 진단 및 치료분야에서 많은 발전이 있었음에도 불구하고, 치료 효율 향상을 위한 지속적인 연구가 요구되고 있는 암 종이다. 항암요법 중 현재는 근래에 도입된 면역항암제(항체와 면역계를 이용하는 방법)가 주목받고 있다. 이 면역항암제에 대한 기존 연구는 CD8+T cell이 가지고 있는 세포 사멸 기작을 이용해 이를 engineering하여 더 효과를 증대시키는 방향으로 진행되어왔다. 이 engineering 방법은 바이러스를 통해 엑소좀에 항암 기능을 가지는 사이토카인이나 암을 표적하는 항체를 발현시키는 여러 방법들이 있다. CD8+T cell 엑소좀에 대해서는 많은 연구가 되고 있으나 반면에 면역계 세포 중 CD4+ T cell에 대한 연구는 상대적으로 적다. 이는 아직 CD4+ T cell의 항암제로서의 가능성에 대해서는 뚜렷한 기작 및 기능이 규명되지 않았기 때문이다. 본 연구는 이러한 상황에서 CD4+ T cell에서 면역항암제로서의 가능성을 확인하고, CD4+ T cell에서 유래된 엑소좀 표면 engineering을 통해 폐암의 효과적인 치료법을 찾아내는 것을 목표로 한다.

본 연구에서 CD4+ T cell 유래 exosome을 이용한 접근은, 기존의 연구 방식에서 벗어나 새로운 가능성을 제시할 뿐 아니라 항암 치료 분야의 원천 기술로 작용할 것이라 기대된다.

과제 목표

본 연구의 목적은 CD4+ T cell에서 분비되는 엑소좀의 표면에 항암 효능이 있는 사이토카인과 암세포에 대해 특이적인 항체를 함께 발현시켜 국내 및 미국 사망률 1위인 폐암을 보다 효과적으로 치료하는 동시에 암세포 특이적 사멸을 유도시킬 수 있는 다중기능 면역엑소좀 기반 면역원천 기술 개발을 제시하고자 한다.

과제 내용

CD4+ T cell에서 유래한 엑소좀을 엔지니어링을 통해 다중기능 면역엑소좀으로 분화시켜 새로운 폐암 치료법을 개발한다.

 1) 활성 사이토카인의 엑소좀 표면 발현 유도
CD4+ T cell의 표면에 유전자 스크리닝을 통해 항암 효능을 가진 사이토카인을 선별한다. 선별된 사이토카인을 MBC(Membrane-bound cytokine)기술을 통해 CD4+ T cell의 표면에 발현을 유도한다. CD4+ T cell의 표면에 원하는 사이토카인이 flexible한 링커와 연결된 형태로 발현되면 CD4+ T cell에서 분비되는 엑소좀의 표면에도 parent 세포와 마찬가지로 사이토카인이 발현되게 된다. 이를 유세포 분석을 통해 검증할 것이다.



 2) 암세포 타겟팅 항체의 엑소좀 표면 엔지니어링
활성 사이토카인이 발현된 CD4+ T cell의 표면에 사이토카인과 동일한 연결 방법으로 ScFv(Single chain Fragment variable) 형태의 항체를 표면 발현시킨 다중기능 면역 엑소좀을 제작한다. 본 연구에서는 엑소좀 표면에 연결할 항체로 폐암 표적 항암제로 알려진 Erbitux를 이용한다. 이를 통해 생성된 다중기능 면역 엑소좀은 암 타겟팅 항체와 항암 사이토카인을 갖추고 있어 암세포를 타겟팅 하여 항암 기능을 수행하는 다중기능 면역 엑소좀이 된다.

참고자료

Danijela Koppers-Lalic, Marye M. Hogenboom, Jaap M. Middeldorp, D. Michiel Pegtel, Virus-modified exosomes for targeted RNA delivery; A new approach in nanomedicine, Advanced Drug Delivery Reviews,Volume 65, Issue 3,2013, Pages 348-356.

Neta Milman, Lana Ginini, Ziv Gil, Exosomes and their role in tumorigenesis and anticancer drug resistance, Drug Resistance Updates, Volume 45, 2019, Pages 1-12.
Yea, K. M., 2019, ‘##############’ unpublished manuscript, DGIST.

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