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성과명구(球)형 히알루론산 나노입자의 연골파괴 완화 효과

Self-Assembled Hyaluronic Acid Nanoparticles for Osteoarthritis Treatment(Biomaterials (IF: 12.479, 2020년 기준))

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지원사업
중견연구사업 및 바이오·의료기술개발사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
아주대학교
연구자
강이중, 윤주환, 노준기, 한화승
발표일
2021-06-19
조회수
87

구(球)형 히알루론산 나노입자의 연골파괴 완화 효과


퇴행성 관절염 치료 위한 후보물질로 자가조립 히알루론산 나노입자 제안



개요

김욱, 양시영 교수(아주대학교) 연구팀이 구(球)형 자가조립 히알루론산 나노입자의 연골보호 및 염증완화 효과를 생쥐모델에서 확인했다고 밝혔다. 이번 연구성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 바이오·의료기술개발사업 등의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 바이오머트리얼스(Biomaterials)에 2021년 6월 19일 발표되었다.


연구 내용

친수성 히알루론산에 소수성 5β-콜린산을 접합하면 수용액에서 소수성 상호작용에 의해 구형의 자가조립 히알루론산 나노 입자(HA-CA NP)가 형성된다. 본 연구에 사용된 자가조립 히알루론산 나노입자의 크기는 221 ± 1 nm 이다. 기존 선형의 고분자량 히알루론산에 비해 구형의 압축된 구조로 인해 히알루론산 분해효소에 대한 저항성 뿐만 아니라 높은 체내 안정성을 보였다. 다중광자 및 공초첨 현미경 분석을 통하여 자가조립 히알루론산 나노입자는 생쥐의 관절을 통해 유입되면 연골 내부로 침투하여 연골세포의 세포막에 존재하는 수용체 CD44에 결합하는 것을 확인했다.
다양한 분자생물학·생화학적 분석을 통하여 자가조립 히알루론산 나노입자가 CD44의 활성을 저해함으로써 연골파괴를 유도하는 이화인자(Catabolic factor)*의 발현 및 활성을 억제한다는 것을 규명 하였다.

* 이화인자 : 연골 파괴를 매개하는 생체 내 단백질

또한 고분자량 히알루론산과 비교실험을 통해 자가조립 히알루론산 나노입자가 CD44에 의한 이화인자의 발현 및 활성을 더욱 효과적으로 감소시키는 것을 입증했다.
퇴행성 관절염을 유발하는 이화인자의 발현은 전자인자인 NF-κB에 의해 조절되는데, 자가조립 히알루론산 나노입자는 이러한 NF-κB의 활성을 저해함으로써 이화인자 발현 및 활성을 억제한다는 것을 규명했다.


기대 효과

최근 본 연구그룹에서는 자가조립 히알루론산 나노입자에 의한 염증성 대사질환 제어 효능도 규명하여 발표하는 등 대사질환 및 관절염을 다양한 염증질환에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.


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