Development of Polymeric siRNA using Rolling Circle Transcription
Rolling Circle Transcription을 통한 고분자 siRNA 합성과 이점에 관한 고찰
- 주제(키워드) Rolling circle transcription (RCT) , polymeric siRNA , Glycol Chitosan , Thiolated Glycol Chitosan (TGC) , enhanced permeability and retention (EPR) effect , 고분자 siRNA (polymeric siRNA) , 글라이콜 키토산(Glycol Chitosan) , Thiolated Glycol Chitosan(TGC) , 수동적 표적지향 효과(EPR effect)
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김현철
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055387
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
DNA를 이용하여 나노구조물을 만드는 연구는 1982년 뉴욕대학의 Nadrian C. Seeman 연구팀에 의해서 시작된 이후로 지속적인 발전을 거듭해왔다. 최근에는 2차원적인 구조물을 넘어, DNA 하이드로젤과 같은 3차원 구조물들이 지속적으로 개발되어지고 있는 실정이다. DNA와 같이, RNA도 구조물 개발을 위한 수 많은 연구가 진행되었는데 특히, RNA의 생물학적 가치와 무한한 활용가능성 때문에, RNA를 이용한 구조물 개발 연구에 많은 연구진의 관심이 집중되어있다. 하지만, RNA를 이용한 구조물 제작은 RNA의 안정성과 비용의 문제로 인해 DNA에 비해 적은 수의 구조물이 개발되었으며, 개발된 구조물도 순수한 RNA로 이루어진 것이 드문 실정이다. 따라서 이번 논문에서 발표한 RNA 구조체는 기존에 사용되고 있던 Rolling circle transcription (RCT) 기술을 기반으로 하여 고분자 siRNA (polymeric siRNA) 를 형성하고 글라이콜 키토산(Glycol Chitosan)을 기반으로한 Thiolated Glycol Chitosan(TGC), 즉 양전하를 띄는 전달체(cataionic carrier)로 이용해 세포 내로의 유입이 증가함을 관찰할 수 있다. 이는 글라이콜 키토산 나노입자가 생체 내 거동 시 종양 조직 내 신생혈관의 수동적 표적지향 효과(EPR effect) 를 통해 종양조직으로의 흡수 및 축적의 효율이 극대화되어 종양 표적능력이 증가되는 것으로 사료된다. 여기서 합성된 siRNA 구조체는 순수한 RNA로 이루어져 있기 때문에, 다양한 방법으로 의학분야에 적용될 수 있을 것이라 기대한다.
more초록/요약
RNA interference is unique tools for specific binding to template DNA strand and prevents its information being translated into a protein. This phenomenon is widely founded in eukaryotic species such as fungus, plants and animals. Although siRNA has outstanding efficacy, it has many barriers to use clinical trails. There are 3 reasons to overcome; (1) unexpected targeting, (2) stimulation of innate immune response and (3) delivery to the target site such as tissue or organ. For the clinical applications of siRNA therapy, researchers modify the siRNA structure or introduce many pharmaceutical carriers such as liposomes and cationic polymers. Because of unstable form and low charge density, there are many trails to RNA backbone modification for sticky siRNA, multi-meric siRNA with thiol modification or cross-linker and polymeric siRNA using rolling circle transcription. It is possible for retained the natural form under in blood stream. Due to the recent discovery of siRNA modification, can show their own ability to knock down tumor growth with outstanding specificity and selectivity. Here in, we suggest the novel structure composed of only RNA strands using rolling circle transcription (RCT). It is a new class of siRNA structure and has recognition site for RNaseH. So the endonuclease enzyme cleaves and converts to active siRNA. Thus it can contribute to gene silencing efficacy. And we developed a biological adaptation material using glycol chitosan to complex with siRNA structure. Also we developed RCT process to improve the value of the original function of siRNA and we made a technical term ‘RCT and Annealing-generated Polymeric siRNA (RAPSI).’ The RAPSI consist of cleavable DNA-RNA hybrid segments, and can processed by the cell`s RNase H mechanism to release mono sized siRNA only after cellular uptake. So we can show that the RAPSI complexed with thiolated glycol chitosan could form nanoparticle and amassed in target site. And we observed there therapeutic efficacy in tumor bearing mice. Therefore, the application of RAPSI led to exceptional therapeutic ways for siRNA delivery.
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