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연구팀은 혈액 내 다양한 단백질과 리포솜 간 상호작용을 분자 수준에서 분석했다. 이는 나노 약물이 체내로 이동하는 과정과 작동 원리를 예측·제어할 수 있는 기술이다. 연구 성과는 생명공학 분야 저명 국제학술지(Advanced Healthcare Materials) 4월호 표지논문으로 선정됐다.
‘리포솜(Liposome)’은 세포막과 유사한 인지질 구조로 이루어진 구형 나노입자다. 항암제·백신 등을 전달하는 대표적 약물 전달체로 꼽힌다. 코로나19 mRNA 백신에도 적용되기에 차세대 약물 전달 플랫폼으로 주목받고 있다.
다만 체내에 투입되면 혈관 내에 있는 혈장단백질이 리포솜 표면에 결합해 단백질 코로나를 형성하면서 약물 전달 효율이 떨어지는 한계가 있었다.
연구팀은 슈퍼컴퓨터 기반 분자동역학 시뮬레이션을 활용해 혈액 속 단백질이 리포솜에 결합하는 과정을 분석했다. 이를 통해 리포솜의 크기와 표면 특성에 따라 흡착되는 단백질 종류와 결합 강도가 달라지는 것을 확인했다.
특히 연구팀은 초기에는 농도가 높은 단백질이 먼저 흡착되지만, 시간이 지나면서 결합력이 더 강한 단백질이 기존 단백질을 밀어내고 표면을 차지하는 것을 분자 수준에서 규명했다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업 등의 지원을 받아 수행했다.
이환규 교수는 “이번 연구는 나노 약물이 몸속에서 어떻게 움직이는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다”라며 “향후 AI 기반 설계를 통해 단백질 결합을 정밀 제어하고, 암세포만을 선택적으로 표적하는 차세대 약물 전달 기술로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다.
