PEI를 이용한 siRNA 응축과 나노 입자 형성

본 내용은 " 인천대학교 나노바이오실험(2) A+ 자료) 8. Polyethylenimine (PEI)을 이용한 siRNA 응축과 나노 입자 형성 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.02.29

문서 내 토픽

• 1. siRNA

  siRNA는 특정 단백질의 생산을 억제함으로써 유전자 발현을 방해한다. 21~23개의 뉴클레오티드로 구성된 siRNA는 특정 전령 RNA(mRNA)의 상보적인 순서에 맞춰 염기쌍을 형성하고, 이렇게 생성된 이중가닥 RNA는 세포로부터 mRNA를 제거함과 동시에 특수하게 분해된다.

• 2. 양이온성 고분자를 이용한 siRNA 응축

  DNA나 siRNA와 같은 음이온성 거대분자는 세포막의 인지질 이중층으로 인해 세포 내 투과가 어려우며, 생체 내 핵산 분해 효소에 의해 빠르게 분해되기 때문에 세포 내 전달이 어렵다. siRNA의 self-assembly를 이용하여 나노 입자를 만들게 되면 siRNA를 세포 내 분해 효소로부터 보호하고 양이온성 특징으로 인해 세포 내 유입도가 향상된다. 상용화된 유전자 전달용 양이온성 고분자로 polyethylenimine (PEI)가 알려져 있다.

• 3. N/P ratio

  N/P ratio란 양이온성 고분자의 amin group의 몰 농도 (N)/phosphate group의 몰 농도 (P)의 비를 말하는데 N/P ratio에 따라 siRNA의 응축 정도와 유전자 전달 효율, 세포 독성이 영향을 받는다.

• 4. 저분자량 PEI와 고분자량 PEI의 비교

  실험 결과 모든 N/P ratio에서 저분자량과 고분자량 PEI를 사용한 나노 복합체의 크기를 비교하였을 때, 대체적으로 저분자량 PEI를 사용했을 때가 고분자량 PEI를 사용했을 때보다 나노 입자의 크기가 더 컸다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. siRNA

  siRNA(small interfering RNA)는 RNA 간섭(RNAi) 기술의 핵심 구성 요소로, 특정 유전자의 발현을 선택적으로 억제하는 데 사용됩니다. siRNA는 20-25개의 염기쌍으로 이루어진 이중 가닥 RNA 분자로, 표적 유전자의 mRNA를 분해하거나 번역을 억제함으로써 유전자 발현을 조절할 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 siRNA는 다양한 질병 치료에 활용될 수 있으며, 특히 암, 바이러스 감염, 유전 질환 등의 치료에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 siRNA의 낮은 세포 투과성, 빠른 혈중 청소율, 그리고 면역 반응 유발 등의 문제점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 전달 시스템 개발이 필요합니다.

• 2. 양이온성 고분자를 이용한 siRNA 응축

  siRNA의 효과적인 전달을 위해서는 siRNA를 적절한 크기와 전하로 응축하는 것이 중요합니다. 양이온성 고분자는 siRNA와 정전기적 상호작용을 통해 siRNA를 응축할 수 있어 널리 사용되는 전달 시스템입니다. 대표적인 양이온성 고분자로는 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리-L-리신(PLL), 키토산 등이 있습니다. 이러한 고분자들은 siRNA와 복합체를 형성하여 세포 내로 효과적으로 전달할 수 있으며, 복합체의 크기와 표면 전하 등의 물리화학적 특성을 조절함으로써 세포 내 안정성, 세포 투과성, 표적 지향성 등을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 양이온성 고분자를 이용한 siRNA 응축은 siRNA 전달 기술 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.

• 3. N/P ratio

  N/P 비율은 양이온성 고분자와 siRNA 간의 질량 비율을 나타내는 지표로, siRNA 전달 시스템 개발에 있어 매우 중요한 요소입니다. N/P 비율은 복합체의 크기, 표면 전하, 안정성, 세포 내 방출 등에 영향을 미치기 때문입니다. 일반적으로 N/P 비율이 증가할수록 복합체의 크기가 감소하고 표면 전하가 증가하여 세포 내 전달 효율이 향상됩니다. 그러나 지나치게 높은 N/P 비율은 세포 독성을 유발할 수 있으므로 적절한 수준의 N/P 비율을 선택하는 것이 중요합니다. 따라