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세포밖소포체는 나노 크기의 입자로서 부모 세포의 단백질, 지질, 핵산 등 바이오 분자들을 포함하고 있다. 따라서 세포밖소포체를 이용한 질병 진단법 개발이 많이 이뤄지고 있으며, 이 외에도 생리학적 기능을 갖고 있는 세포밖소포체를 이용하여 의약품, 화장품, 식품 소재로 개발하는 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 하지만, 체액 혹은 배양액 중 세포밖소포체는 농도가 낮으므로 농축이 필요하며, 특히 진단법 개발헐을 위해서는 체액 내 세포밖소포체를 체액으로부터 완전히 분리하는 것이 필요하다. 이는 바이러스와 최근 COVID-19로 인해 널리 보급된 lipid nanoparticle 기반의 백신도 마찬가지이다. 이들은 모두 100 nm 수준의 나노 크기로서 액체 내에서 분리 또는 농축하는 것이 매우 난해하다. 따라서 손쉽게 액체로부터 이들 나노입자를 분리하는 기술 개발이 필요하다. 고흡수성 수지는 기저귀, 생리대 등에 널리 사용되는 소재로서 자신의 건조중량의 수백배에 달하는 물을 흡수할 수 있는 물질이다. 표면과 내부의 워터채널을 통하여 물을 흡수하며 워터채널보다 작은 물질은 물과 함께 흡수하며 세포밖소포체와 같은 나노 입자들은 흡수하지 못하고 배제할 수 있다. 본 기술은 이러한 성질을 이용하여, 세포밖소포체와 같은 나노입자가 포함된 액체에서 고흡수성 수지를 활용하여 액체를 완전히 흡수시켜 고흡수성 수지 표면에 모일 수 있게 분리하는 기술을 개발하였다. 본 기술을 이용하면 세포밖소포체, 바이러스, 백신 등의 나오 입자를 손쉽고 저렴하게 분리할 수 있으며, 이를 통해 의약품 생산 및 진단법 개발에 접목할 수 있다.

HEK293 세포에서 추출한 엑소좀 표면에 암표적성 Folic acid (FA)를 결합한 후 초음파감작제인 indocyanine green (ICG)를 탑재하였음. 이하 FA-ExoICG라고 함. FA가 안붙은 ICG탑재 엑소좀은 ExoICG라 함. ICG 탑재효율을 높이기 위해 dimethylsulfoxide (DMSO) 4%가 들어간 PBS를 사용함. The loading capacities of ICG for ExoICG and FA-ExoICG were 5.69 × 10-10 and 5.32 × 10-10 μg/exosome임. FA-ExoICG는 149.8±3.4 nm [nanoparticle tracking analysis (NTA) 결과] 크기를 가지는 나노입자로서 세포 내에 효율적으로 잘 들어가며 FA의 암세포 표적성으로 인해 hDFB (정상 피부 세포)에 비해 MCF-7 (사람 유방암 세포)에 매우 효율적으로 들어감. 이를 통해 FA-ExoICG의 암표적성을 증명. FA-ExoICG는 1 MHz, 0.3 W/cm2 의 초음파에 의해 (60 초 정도 조사) 세포 내에 활성산소를 발생시켜 세포 사멸을 유도함. 이러한 높은 활성 산소 발생 효율로 인해 암세포의 초음파역학치료 효과를 나타냄. 본 논문에서는 FA를 암표적형 리간드로 활용했으나 특허 출원시 암표적성이 있는 항체, aptamer등도 암표적성 리간드로 포함시켜야 함. 또한 초음파감작제인 ICG외에 다른 후보 물질로 Ce6 (Chlorin e6), IR-780 iodide도 포함시킴.

본 연구에서는 범용성이 매우 높은 들깨속 식물인 들깨(Perilla frutescens) 잎을 사용하여 깻잎 유래 나노베지클(세포밖 소포체)을 분리하였으며, 이들의 몇 가지 인간 암 세포에서 항암 및 항증식 효과를 규명하였다. 결과적으로 인간의 정상 세포에는 독성이 없으면서 유방암 등의 특정 암에 대해서만 선택적으로 증식을 억제하기 때문에, 인체 적용시 부작용을 최소화하면서 특정 암 세포를 공격할 수 있는 효능을 갖는 소재이다. 세포밖 소포체 등은 특히 인체 내에 생체 적합성이 높고, 안정적이며, 세포 투과률이 높기 때문에, 그 자체의 물리화학적 성질 역시 항암제로서 큰 강점을 갖고 있다.