최준식 교수

지질 나노입자(LNP)의 핵심 성분인 콜레스테롤이 갖는 엔도좀 탈출 효율 저하와 mRNA 안정성 한계를 개선하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 핵심 기술로 히스티딘아미드-결합 콜레스테롤(Hchol)을 변형한 지질나노입자를 설계하여 세포 내 엔도좀 환경에서 양성자화를 유도함으로써 mRNA의 세포질 방출 효율을 높였으며, 다가 mRNA 나노전달체와 폴리머 아쥬반트(polymer adjuvant)를 결합해 항원 발현과 면역 반응을 동시에 증진시키는 전략을 적용했습니다. 이 기술은 대상포진바이러스 등 mRNA 백신 개발과 면역세포 및 비면역세포를 대상으로 하는 mRNA 전달 연구에 활용되고 있습니다. 한국생명공학연구원(KRIBB) 김윤경 박사팀과 공동연구를 수행 중이며, 이를 통해 면역세포 및 비면역세포 모두에서 상용 LNP 대비 우수한 단백질 발현 성능을 입증했습니다. 해당 연구 성과는 Advanced Healthcare Materials(IF 10.0)에 게재되었으며, 현재 TRL 4-5 수준으로 전임상 적용을 위한 후속 연구가 진행되고 있습니다.

혈뇌장벽(BBB) 통과 효율과 종양 특이적 표적 전달의 한계를 극복하기 위해 하이브리드 나노베지클 및 덴드리머 기반 유전자 전달체를 연구하고 있습니다. 핵심 기술로 엑소좀과 고분자를 결합한 하이브리드 나노베지클을 개발했으며, 양이온성 덴드리머 및 PEI 기반의 비바이러스성 유전자 전달체(PMP, GMP)와 덴드리머성 미셀 구조를 설계하여 핵산 전달 효율을 향상시켰습니다. 이 전달체들은 정전기적 상호작용을 통해 핵산을 응축하고 세포 내 흡수를 촉진하는 방식으로 작동합니다. 해당 기술은 교모세포종(Glioblastoma)과 같은 뇌종양 유전자 치료, 흑색종 등 피부암 치료, 그리고 뇌질환 치료기술 개발에 적용되고 있습니다. 뇌종양 동물 모델에서 플라스미드 DNA(pDNA) 전달 효율을 증대시켜 유전자 발현과 표적 세포의 세포자멸사 유도에 성공했으며, 현재 TRL 4-5 수준으로 전임상 검증 단계에 있습니다.

암세포 특이적 효소 반응을 이용하거나 미토콘드리아를 직접 표적하는 방식을 통해 항암 효능을 극대화하기 위한 약물전달 시스템을 연구하고 있습니다. 핵심 기술로 디쿠알리니움 또는 포스포니움을 결합한 글리콜키토산 기반 미토콘드리아 표적 미셀 및 나노에멀전, 콜레스테롤이 결합된 미토콘드리아 투과 펩타이드 리포좀을 개발했으며, 효소반응성 양친매성 펩티드를 이용한 약물전달 시스템과 탄산무수화효소 저해를 표적으로 하는 나노전달체를 구축했습니다. 이러한 전달체는 암세포 내 특정 효소 환경이나 미토콘드리아 막전위 차이를 인식해 선택적으로 약물을 방출하도록 설계되었습니다. 해당 기술은 흑색종 등 피부암 치료 및 커큐민, 파클리탁셀과 같은 항암제 전달에 적용되고 있으며, 흑색종 세포주 실험에서 독성 감소와 함께 커큐민 80.2%, 파클리탁셀 30.7%의 봉입 효율을 확인했습니다. 현재 TRL 3-4 수준으로 소재 최적화와 효능 검증 연구가 진행되고 있습니다.