바이오인

출처: 한국분자 · 세포생물학회

RNAi 치료제 최근 연구 동향

이연경, 김선화 / 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소

[서 론]

RNA 간섭 (RNA interference, RNAi) 기반 유전자 발현 조절 현상은 1998년 Fire와 Mello에의해 발견 되었다. 그로부터 2006년 노벨 생리의학상을 받기까지 10년이 채 걸리지 않았으며 생명 공학계에 새로운 가능성을 보여준 학문분야이다[1].

RNAi 현상은 이중 가닥의 RNA (dsRNA)를 세포 안으로 집어 넣어주면, Dicer라는 리보핵산 가수분해효소에 의해 잘려 21-23bp의 작은 RNA로 전환되는 과정이다. 잘린 작은 RNA 형태를 siRNA (short interfering RNA) 라고 부른다. 세포질에서 잘린 siRNA는 RISC (RNA induced silencing complex) 복합체와 결합한 후 활성화된 Argonaute-2 에 의해 센스가닥을 분해한다. 활성화된 RISC 복합체와 결합된 안티센스 가닥이 표적하고 있는 microRNA(mRNA)와 상보적으로 결합해 분해시키고 최종적으로 단백질의 형성을 방해한다 (그림1). 너무 긴 dsRNA를 이용할 경우 비특이적으로 결합을 하여 인터페론 반응을 유도 할 수 있으므로 인위적으로 siRNA를 합성하여 직접 세포 안으로 주입하는 실험적 방법이 이용되고 있다.

따라서 RNAi 분야는 실질적으로 모든 유전자의 발현을 억제 시킬 수 있으므로 antisense, ribozymes 보다 훨씬 더 큰 잠재력을 가진 것으로 평가 된다. 그러므로 마이크로 RNA의 서열 특이적인 유전자를 억제시키는 siRNA를 표적세포에 전달시켜 다양한 질환에 적용하도록 해야 한다.

가장 활발하게 연구되는 분야는 종양치료부분으로, 최근 연구에서는 siRNA 치료를 위한 다양한 암 관련 유전자들이 밝혀지고 있다. 발견된 암 특이적 유전자들을 억제하여 암세포 성장, 증식, 전이 또는 약물내성에 관련된 단백질의 합성을 전반적으로 저해시킬 수 있다. 심혈관계, 퇴행성 뇌질환, 안과적 질환, 대사 질환, 바이러스 감염과 같은 질병에도 부작용을 최소화 하면서 적용할 수 있다[2].

또한 기존의 약물 치료가 어려웠던 질병에 대해 제약없이 모든 인간의 유전자 특이적인 공략이 가능한 치료제로 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 치료제가 없는 난치질환에 새로운 해결책으로 부상하고 있으며 다양한 질병에 적용이 가능한 RNAi 치료제는 차세대 미래 신약 기술로 인정받고 있다.

그러나 이러한 기대에도 불구하고, RNAi 치료제는 다양한 문제점들로 인해 치료제로서의 개발이 제한 받고 있는 상황이다. 그 요인들로는 siRNA의 생체 내 불안정, 전달의 비효율, 비 특이적인 작용으로 치료효과를 현저히 저해 시킨다. 이러한 RNAi의 한계를 극복하기 위해 RNA 안정성을 높이는 연구가 계속 진행되고 있다. 또한 보다 효과적인 유전자 전달을 위한 다양한 나노 입자들을 개발하는 여러 시도들이 모색되고 있다.

따라서 본 글에서는 siRNA 치료에 방해가 되는 중요한 요소들, siRNA 전달 효율을 높일 수 있는 기술들을 설명하고, 마지막으로 RNA 치료제 현황 및 앞으로 전망에 대해 논의하고자 한다.

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