Intracellular delivery of various cargos using carbon nanosyringe arrays

Abstract

세포 도입 (transfection)은 유전자 기능 연구, 유전자 발현 조절, 돌연변이 분석과 세포 내에서의 단백질 재조합 연구 등을 포함하는 다양한 생물학적 응용 연구에 사용된다. 세포 도입을 위하여 여러 회사에서 시약과 일반적인 세포 도입 방법을 제공하고 있지만, 현재 나와있는 세포 도입 방법으로도 세포 도입이 어려운 세포가 존재하는 문제가 발생한다. 또한 이러한 문제점을 해결하기 위해 마이크로 주사기, 전기 천공법 등과 같은 물리학적인 세포 도입 방법을 사용하지만 이러한 세포 도입 방법 또한 세포 독성이 높아 세포 생존 능력이 떨어진다는 문제점을 가지고 있다. 우리 연구팀에서는 세포 독성을 낮추면서 높은 세포 도입 효율을 지니는 탄소 나노 주사기 배열 (CNSAs) 에 원심력 (centrifugal force)을 더한 방법을 이용하여 다양한 약물 전달하는 시스템을 개발하였다. 이 시스템의 가장 큰 장점은 다양한 약물을 약물 상태 그대로를 세포막을 통과하여 세포 내로 도입 시킬 수 있다는 것이다. 우리는 이 논문에서 CNSAs 를 이용하여 siRNAs, plasmids, proteins 을 각 약물을 도입시킬 때 사용하는 일반적인 세포 도입 방법과 비교하여 기존의 방법과 효율이 높거나 비슷한 수준의 효율을 지님은 물론 CNSAs 의 세포 독성이 낮음을 증명하였다. 이러한 CNSAs 는 도입이 어려운 세포 내로 다양한 약물을 전달함으로써 도입이 어려워 연구가 힘들었던 분야 개척에 응용되어 세포 내에서의 유전자 기능 연구 등에 새로운 창을 열수 있을 것으로 기대된다.