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김광명 교수 연구팀, Advanced Functional Materials 학술지 게재 이화여대 약학대학 김광명 교수 연구팀이 최소 침습 종양 이식형 마이크로 LED 소자와 카텝신 B 특이적 광역학-화학항암제 전구체 나노 약물의 전달을 응용한 국소 뇌종양 항암 복합 치료를 진행하는 연구를 수행하였다. 본 연구 결과는 국제 학술지인 Advanced Functional Materials (Impact factor: 18.5 / JCR ranking 상위 4.1%)에 2024년 6월 온라인 게재되었다 (2316386). 광역학 기반의 복합 항암 치료 기술은 뇌종양에 대해 우수한 효능을 나타내는 것으로 알려져 있으나, 두개골로 인하여 광전달에 한계가 존재, 그 효과가 매우 제한적이다. 본 연구에서는 새로운 형태의 최소 침습 종양 이식형 마이크로 LED 소자를 개발하여 뇌종양에 효과적으로 빛을 전달하고자 하였으며, 종양 과발현 cathepsin B 특이적 광역학-화학 항암제 전구체 나노입자와 함께 응용하여 뇌종양 치료 효능을 극대화하고자 하였다. 개발된 마이크로 LED 소자는 두개골 안쪽의 뇌종양 심부에 최소 침습적으로 이식되어 종양 조직 전체에 빛을 균일하게 조사할 수 있도록 설계되었으며, 항암제 전구체 나노입자는 cathepsin B 과발현 뇌종양에 광감각제와 화학항암제를 특이적으로 전달할 수 있었다. 뇌종양 이식 랫드 모델에서, 항암제 전구체 나노입자는 높은 종양 축적률을 나타내었으며, 종양 심부에 이식된 마이크로 LED 소자에 감응하여 높은 치료 효과를 나타내었다. 또한, 항암제 전구체 나노입자의 종양 특이적 활성화 및 마이크로 LED 소자에 의한 종양 국소 광전달에 의해 전신 독성이 크게 완화됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 종양 이식형 소자 및 종양 특이적 나노항암제를 이용, 뇌혈관장벽 및 두개골의 존재로 인하여 치료가 제한적인 뇌종양의 최소 침습적 치료를 진행할 효과적인 수단을 마련하였으며, 다양한 암종에 대한 국소적인 치료 효능을 극대화하고 주변 조직의 부작용을 완화하는 기반 기술을 확보하였다.
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- 작성일2024.07.17
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- 작성일2024.05.28
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김광명 교수 연구팀, Acta Pharmaceutica Sinica B학술지 게재 면역항암제는 암 치료 분야에서 중요한 발전을 이루고 있으며, 그 중에서도 면역관문억제제는 암세포가 면역 체계의 공격을 회피하는 능력을 차단하는 데 중요한 역할을 한다. 하지만, 이러한 치료제들이 직면한 주요 문제 중 하나는 암세포 표면의 표적 면역 단백질이 빠르게 회복되어 내성을 발달시킨다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 김광명 교수님 연구팀은 면역관문억제 펩타이드로 표면이 개질된 새로운 형태의 리포좀을 개발했다고 밝혔다. 이 리포좀은 암세포 표면의 면역관문단백질과 다가결합이 가능하며, 자외선에 의해 경화되어 기존 리포좀의 낮은 체내 안정성 문제에 대해 획기적인 개선을 이루었다. 이번 연구 결과는 2024년 3월, 저명한 학술지 Acta Pharmaceutica Sinica B 14권에 게재되었으며, 종양을 가진 동물 모델에서 이 리포좀의 효과를 입증했다. 연구 결과에 따르면, 개발된 리포좀은 암세포 표면의 면역관문단백질을 기존 면역관문억제제보다 더 효과적으로 저해하였고, 특히 그 회복성이 현저히 감소하였음을 확인할 수 있었다. 또한, 암 조직에서 면역 활성이 향상되었다는 점에서 이는 면역항암제의 단점을 개선하고 새로운 치료 가능성을 열어줄 수 있는 중요한 발견이다. 이 연구는 면역항암 치료 분야에서의 큰 진전을 의미한다. 기존의 치료법들이 직면했던 한계를 넘어서면서, 암 환자들에게 더욱 효과적이고 지속 가능한 치료 옵션을 제공할 수 있게 되었다. 김광명 교수님 연구팀의 혁신적인 접근 방식은 향후 리포좀 기반 면역관문억제제의 개발에 새로운 방향을 제시하며, 면역항암 치료의 새로운 지평을 열고 있다.
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- 작성일2024.03.08
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- 작성일2024.02.07
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- 작성일2024.02.07
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- 작성일2023.11.09
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김광명 교수 연구팀, Small 학술지 게재 이화여대 약학대학 김광명 교수 연구팀이 광역학 요법을 위한 방열 가이드가 있는 열 관리와 주입 가능한 광전자 프로브 개발 연구를 진행하였다. 본 연구 결과는 국제 학술지인 Small (Impact factor: 15.153 / JCR ranking 상위 9.78%) 2023년 4월에 게재되었다. 마이크로/나노 크기의 부품으로 이루어진 최근의 전자소자는 작은 크기로 높은 효율과 뛰어난 성능을 보여주지만, 이러한 장치들은 몇 가지 치명적인 문제점을 드러내고 있다. 특히, 생체 집적소자와 같이 한정된 작은 면적에 고밀도로 집적된 수많은 부품에서 발생하는 고립열은 소자의 성능 및 수명과 밀접한 관련이 있기 때문에 시급히 해결해야 할 문제이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 주입 가능한 방열 가이드에 마이크로 스케일의 발광 다이오드(µLED) 기반 신경 프로브를 도입하였다. 방열 가이드는 열전도율이 높은 질화붕소(BN) 나노소재로 제작하였다. 열 관리는 질화붕소가 효과적으로 열을 발산하는 μLED의 광 출력 성능을 눈에 띄게 향상시키고 LED의 향상된 광원이 열 손상 없이 뇌 조직을 통해 전달될 수 있도록 합니다. 또한, 마우스 암세포의 광역학 요법의 치료 효과에서 현저한 개선을 보여줍니다. 약물 담체를 사용하지 않는 자가조립성 전구체 나노 항암제는 항암 치료 분야에서 그 잠재성이 높은 치료 방식으로 평가되고 있다. 전구체 나노 항암제는 종양 부위에서 발현되는 미세 환경에 특이적으로 반응하여 활성화되며, 이로 인하여 종양 표적화 및 항암제 치료 효능을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 서열을 가지는 5 가지 카텝신 B 특이적 펩타이드를 항암제인 독소루비신에 화학적으로 결합하여 서로 다른 화학적 구조를 가지는 카텝신 B 특이적 항암제 전구체를 합성하였다. 합성된 항암제 전구체들은 분자 간 소수성 작용 및 pi-pi 상호작용을 통하여 자발적으로 나노 입자를 형성하였다. 형성된 항암제 전구체 나노 약물들은 그 화학적 구조에 따라 서로 다른 입자 크기, 분산 안정성, 체내 안정성 및 약동학적 특성을 나타내었다. 이에 따라 5 종의 항암제 전구체 나노 약물을 체외 및 체내 조건에서 그 약동학 특성 및 체내 부작용성, 치료 효능 등을 평가하였으며, 최종적으로 가장 우수한 특성 및 효능을 나타내는 항암제 전구체 나노 약물을 특정하였다. 본 연구를 통해, 전구체 약물의 화학적 구조에 따라 항암제 전구체 나노 약물의 특성이 변화할 수 있음을 확인하였으며, 우수한 효능 및 약동학 특성을 가지는 항암제 전구체의 최적 화학 구조를 설계할 수 있었다.
- 작성자약학대학 관리자
- 작성일2023.06.27
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- 작성일2023.06.27
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- 작성일2023.06.20
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- 작성자약학대학
- 작성일2023.06.12
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