그림 1. (A) 당대사공학 및 클릭화학 기반의 엑소좀 표면 개질법. (B) 표면 개질된 엑소좀을 이용한 류마티스 관절염 치료전략 

박재형 교수 연구팀의 논문 2편이 2021년 3월 및 6월에 세계적 권위 학술지인 “Journal of Extracellular vesicles” 및 “Science Advances”에 게재됐다. 이번 연구는 세포에서 분비되는 엑소좀의 표면 개질 및 류마티스 관절염 치료에 대한 내용으로 세계적 학술지인 “Nature Reviews Rheumatology”에 Research Highlight로 소개될 정도로 그 중요성을 인정받았다. 연구팀은 엑소좀의 생체분포거동을 조절하고 특정 부위에 선택적으로 축적되는 표면 개질된 엑소좀을 개발하였다. 당대사공학으로 세포 표면에 아자이드기(azide group, -N3)를 도입 한 후, 클릭화학으로 아자이드기에 히알루론산(hyaluronic acid) 또는 덱스트란 설페이트(dextran sulfate)와 같은 표적성 물질을 결합시켰다. 이후, 표면개질된 세포의 배지를 분리/정제하여 개질된 엑소좀을 획득하였다 (그림 1A). 이번 연구를 통해 엑소좀의 표면 개질이 엑소좀 고유의 생체분포거동을 조절한다는 사실을 입증하였다. 특히, 덱스트란 설페이트로 표면 개질된 엑소좀이 류마티스 관절염의 염증성 관절 부위를 찾아가 염증성 대식세포를 항염증성으로 분극화 시켜 치료 효과를 극대화 한다는 사실을 밝혔다 (그림 1B). 이번 연구의 엑소좀 표면 개질 플랫폼 기술은 류마티스 관절염에서 다양한 난치성 질환으로 확대 적용될 수 있으며, 엑소좀 기반 치료제 개발에서 원가절감의 효과까지 기대할 수 있을 것이다.  

논문: Science Advances, 2021, 7(23): eabe0083/ Journal of Extracellular vesicle. 2021, 10(5): e12077

박재형 교수 (왼쪽, 교신저자), 유동길 박사 (중앙, 공동 제1저자), 임경택 석사 (오른쪽, 공동 제 1저자)