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국내 / 연구실 소개

Nanobiomedicine Laboratory

  • 작성자

    관리자
  • 작성일자

    2016-05-01
  • 조회수

    367

Nanobiomedicine Laboratory

 

 

 

정현정 

카이스트 나노과학기술대학원

 

[연구실소개]


  본 연구실에서는 나노기술을 이용하여 인간 질병을 진단 및 치료하는 방법을 개발한다. 연구실의 분야는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 첫번째는 나노소재를 이용한 체외진단법 개발, 두번째는 나노전달체에 기반한 약물에 의한 치료기술 개발이다. 첫번째, 감염병이나 암과 같은 질환의 체외 분자진단을 위해서는 분자표적물질을 높은 민감도로 단시간에 감지를 하거나 육안으로 간단하고 쉽게 감별하는 방법이 요구되는데, 다양한 특성을 가지는 나노소재를 이용하여 이를 달성할 수 있다. 두번째, 약물 치료에 있어서 표적 특이적 치료 및 그 효과를 높이기 위해 약물을 고분자소재에 봉입한 나노제형을 제작하여 전달하는 기술을 개발하고 있다

 

 

[연구내용]



1. 나노소재 기반 체외분자진단 센싱기술 연구


​  환자친화적인 체외진단 방법으로는 침투성이 적은 혈액 등의 체액 채취에 의한 분자적 분석법이 큰 장점을 지닌다. 하지만 감염병 중 특히 세균성 감염의 경우 체액 내에 표적물질의 양이 극히 적어 정확도가 떨어지거나 조기진단이 어려운 경우가 많다. 병원에서는 기존에 대부분 미생물 배양으로 이틀에서 길면 한 달 이상 걸리는 진단 과정을 거쳐야 하거나, 일부 대형종합병원에서는 PCR 기술로 하루 안에 진단할 수 있는 방법이 사용되기는 하나 숙련된 노동력이 필요하고 비용이 많이 드는 등 한계점을 지닌다. 또한 계속적인 항생제의 과다 사용으로 최근에는 다양한 항생제에 내성을 지니는 다제내성균의 출현 및 확산 문제가 심각해졌으며, 이렇게 다제내성 관련 유전자 바이오마커의 규명 및 진단용 마커로써의 확립이 시급한 실정이다. 본 연구실에서는 이러한 문제점을 해결하고자 나노소재의 독특한 성질 및 multivalency, 그리고 신속한 화학반응에 의한 표식 과정을 이용한 고효율, 고감도 센싱기술, 다제내성 관련 유전자의 규명 및 특이적 리간드 발굴에 의한 고특이도 감지, 소형화된 센싱 플랫폼에 의한 현장(POC) 진단 기술 개발 등에 관한 연구를 수행하고 있다.



  

 그림 1. 다양한 나노소재를 이용한 체외분자진단 센싱기술 연구

 

 

 

2. 나노전달체에 의한 유전자 치료 연구


  약물치료에 있어서 기존의 저분자 약물의 경우 인체 투여 후 약물 안정성, 질환 부위에 축적 효율, 그리고 비특이적 작용 등에 의해 치료 효과가 떨어지고 부작용이 커지는 문제점들은 안고 있다. 대신 유전자 치료법을 이용하면 표적 특이적인 치료가 가능하지만 혈액에 투여했을 경우 half-life가 매우 짧고, 질환부위에 표적 효율이 부족한 한계점이 있다. 본 연구실에서는 이를 해결하고자, 다양한 고분자물질을 이용하여 DNARNA 약물을 개질하거나 봉입하여 고효율의 특이적 치료법을 개발하는 연구를 한다. 특히, 다제내성 감염병의 경우 항생제 내성 유전자를 특이적으로 표적하여 knock-out시키는 유전자 치료제를, 나노전달체를 이용하여 nonviral 방법으로 치료하는 기술이나, 특정 유전자를 발현하도록 플라스미드 DNAlipid 물질에 봉입하여 전달하는 기술을 연구하고 있다.




그림 2. 나노전달체에 의한 표적 특이적 유전자 치료제 연구

 

 

[연구책임자]




정현정 교수

주소: 대전광역시 유성구 대학로 291

카이스트 기초과학동(E6-6) 나노과학기술대학원

전화: 042-350-1120

팩스: 042-350-1101

E-mail: hyunjc@kaist.ac.kr

Homepage: nanomedicine.kaist.ac.kr

 

 

[연구진구성]

  

교수: 정현정

박사과정: 이하늘, 강유경, 류제성, 김주강

석사과정: 이주훈, 신 청

 

 

           



 

 


   



 

 

[대표논문]

 


1. Chung, H. J., Pellegrini, K., Chung, J. H., Wanigasuriya, K., Jayawardene, I., Lee, K., Lee, H., Vaidya, V., Weissleder, R.

    (2015) Nanoparticle Detection of Urinary Markers for Point-of-care Diagnosis of Kidney Injury. PLoS ONE 10(7), e0133417.

2. Chung, H. J., Castro, C. M., Im, H., Lee, H., Weissleder, R. (2013) A Magneto-DNA Nanoparticle System for Rapid Detection

    and Phenotyping of Bacteria. Nature Nanotechnology 8, 369-375.

3. Issadore, D., Chung, H. J., Budin, G., Weissleder, R., Lee, H. (2013) μHall Chip for Sensitive Detection of Bacteria.

    Advanced Healthcare Materials 2, 1224-1228.

4. Budin, G., Chung, H. J., Lee, H., Weissleder, R. (2012) A Magnetic Gram Stain for Bacterial Detection.

     Angewandte Chemie International Edition 51, 7752-7755.

5. Agasti, S. S., Liong, M., Tassa, C., Chung, H. J., Shaw, S. Y., Lee, H., Weissleder, R. (2011) Supramolecular Host-Guest

    Interaction for Labeling and Detection of Cellular Biomarkers. Angewandte Chemie International Edition 50, 1-6.

6. Chung, H. J., Reiner, T., Budin, G., Min, C., Liong, M., Issadore, D., Lee, H., Weissleder, R. (2011) Ubiquitous Detection of

    Gram-Positive Bacteria with Bioorthogonal Magnetofluorescent Nanoparticles. ACS Nano 5, 8834-8841.

7. Chung, H. J., Lee, H., Bae, K. H., Lee, Y., Park, J. N., Cho, S. W., Hwang, J. Y., Park, H., Langer, R., Anderson, D. G.,

    Park, T. G. (2011) A Facile Synthetic Route for Surface Functionalized Magnetic Nanoparticles: Cell Labeling and Magnetic

    Resonance Imaging Studies. ACS Nano 5, 4329-4336.