약물전달을 위한 30Kc19α 단백질 나노입자 생산

Abstract

누에 체액에 존재하는 30 kDa 크기의 단백질 중 30Kc19 단백질은 가장 많은 양을 차지하고 있다. 선행연구에서 30Kc19 단백질은 세포 내로 투과하여 세포 내 효소를 안정화시킨다는 것이 밝혀졌다. 이러한 단백질의 특성을 약물 전달에 활용하기 위하여, 안정적으로 만들어지는 인간혈청알부민 (HSA) 나노입자에 충진되었을 때, 세포 투과성과 효소 안정화 효과를 나타내는 연구가 수행되었다. 또한, N-terminal에 α-helix 부분과 C-terminal에 β-sheet 부분을 갖는 30Kc19 단백질의 α-helix (30Kc19α) 부분만을 재조합 단백질로 정제하였을 때, 세포투과성을 담당하는 CPP (cell-penetrating peptide) 가 존재한다는 것과, 세포 내 및 외부에서 효소 안정화 기능을 보고하였다. 그리하여 본 연구에서는 30Kc19α 단백질만으로 나노입자를 만들어 약물전달을 위한 도구로 사용될 수 있음을 확인하고자 하였다. 먼저, 탈용매화 방법으로 만들어진 30Kc19α 단백질 나노입자는 1 mg/ml 농도와 pH 10인 환경에서 200 nm 지름을 갖는 안정적인 구형의 형태로 합성되었으며, 세포내에서 거의 독성을 유발하지 않는 것을 보였다. 효소 안정화 기능을 확인하기 위하여, 모델 효소인, β-galactosidase가 충진되었을시, 공초점 레이저 현미경으로, 세포 투과성을 관찰할 수 있었으며, 30Kc19α 단백질 나노입자로부터 방출된 β-galactosidase의 안정성을 유지시켜주었으며, β-galactosidase는 in vitro 상에서 나노입자로부터 서방형 방출양상 (controlled-release)으로 방출되는 것을 확인하였다. HDF 세포내 β-galactosidase 활성은 엑스 갈 (X-gal) 염색법으로 확인할 수 있었다. 또한 단백질 나노입자에 충진된 β-galactosidase는 서방형 방출 양상으로 나노입자로부터 방출되었다. 이상의 결과들에서, 30Kc19α 단백질 나노입자는 다양한 세포내로 단백질 기반 약물의 효과적이고 안정적인 운반체로 사용될 수 있는 것으로 기대된다.