Protein-based drug delivery system has been extensively investigated as a safety system. Especially, ferritin nanocage from human origin has been shown no toxicity as using biomaterials. However, because protein generally has its native property related to sophisticated 3D structure, it is very difficult to modify its function as suitable for delivery system without changing outer morphology related to the safety problem. In this paper, we proposed new pH-responsive ferritin delivery carrier through 4-fold channel engineering technics with minimum morphological changes. With changing the 4-fold channel, ferritins have pH-dependent stabilities and unique drug uptake properties. Owing to new function of pH-responsive drug release from 4-fold engineered ferritin, it showed more effective anticancer effects and will be expected to approach new protein-based delivery system methods.
환자의 편의성 증진을 위한 약물 전달 시스템의 연구 및 개발은 고분자와 무기 입자 중심으로 연구가 이루어 지고 있으나, 그 안전성에 대한 검증 문제로 인해 안전성이 확보된 생체 분자를 이용한 시스템 개발에 대한 요구가 높아지고 있다. 따라서 본 연구 논문에서는 사람의 세포나 혈관에서 철을 저장하거나 저장된 철을 방출하는 페리틴 단백질 나노케이지를 이용하고자 한다. 현재까지 보고된 페리틴 관련 연구들은 암세포 표적 지향형 전달 능력과 생체 안전성과 관련된 검증을 진행하였다. 하지만 기능성 분자들의 담지 능력 개선이나 자극 감응형 스마트 시스템으로의 개선에 대한 연구들은 부족하였고, 이에 본 학위 논문에서는 이를 극복하기 위해 단백질 엔지니어링 기술을 이용하여 암세포 특이적 자극 감응형 약물 방출 시스템을 개발하였다. 철을 이용한 높은 비율의 폴리 페놀 계 분자의 담지 능력과 pH 반응성 약물 방출은 항암제의 효율을 보다 높여주었으며, 추후 안전성 개선 측면에서도 크게 기여하리라 기대한다.
