마이크로어레이 기반 혈청학적 면역반응 분석 및 나노입자의 물리화학적 특성에 따른 세포독성평가 = Microarray-based serological immune response analysis and Cytotoxicity evaluation according to the physicochemical properties of nanoparticles

국문 초록 (Abstract)

혈청 내 존재하는 면역 글로불린 G (IgG)는 만성 염증 혹은 식품 과민증의 바이오 마커로써 유용하게 쓰이고 있다. 혈청학적 면역검사를 위한 현재 접근 방식들은 많은 양의 혈청 샘플이 필요하기 때문에 다중 혈청학적 IgG 측정에 적합하지 않다. 이를 보완하기 위한 기술로 마이크로어레이가 있다. 마이크로어레이를 이용하면 적은 양의 혈청으로 대량 분석이 한 번에 가능하므로 신속하게 혈청 내 적은 양의 단백질을 검출할 수 있는 장점이 있다. 따라서 이번 연구에서는 66 개의 식품 항원을 고정하여 마이크로어레이를 준비하고 식이 정보가 제공된 30 명의 피험자로부터 혈청의 특정 IgG (sIgG)를 검출하였다. 피험자의 식이 패턴과 관련하여 sIgG 수준을 분석한 결과, 우리는 더 자주 섭취하는 식품군, 음식 과민증을 유발하는 식품군, 매운 음식의 중간 IgG 수치가 다른 식품군보다 높음을 확인했다. 또한 알러지 환자의 IgE는 IgG 혹은 IgG4와 상관관계를 보였다. 추가적으로 생활 습관과 Aryl hydrocarbon receptor(AhR) SNP의 유전자 변이 유형에 따른 염증반응 차이도 IgG 측정을 통해 관찰하였다. 염증 반응에 관여하는 AhR 유전자 변이 중 TT형을 가지는 동시에 비만이거나 음주 혹은 흡연을 하는 경우에서만 IgG 값이 증가하였다. 이는 생활 습관에 따라 염증반응을 제어 할 수 있다는 것을 예상할 수 있었다. 이 연구를 통해서 마이크로어레이를 이용하여 혈청학적 IgG를 검출한 것은 개개인의 면역 매개 정보를 효율적으로 얻을 수 있었고, 이는 삶의 질을 개선하기 위한 쉬운 접근법으로써 유용하리라 생각된다.

국문 초록 (Abstract)

금 나노입자는 의·생명공학 분야에서 각광 받고 있는 나노신소재이다. 금 나노입자는 그 자체 혹은 다양하게 변형되어 다른 특성을 가지는 소재로 가공 되어지고, 그에 따른 인체에 대한 영향력 또한 다양해져 여러 독성이 예상된다. 응용되는 부분은 증가되고 있지만 그에 비해 독성에 대한 기준은 모호하기 때문에 이 부분에 대한 정확한 연구가 필수적이다.
이에 따라 우리는 금 나노입자의 표면특성에 따른 독성을 관찰하였다. 이전 연구에서는 여러 리간드를 통해 개질된 금 나노입자의 표면특성에 따른 독성을 보았다. 이번 연구에서는 리간드와 금 나노입자 사이를 도파민을 도입하여 더 견고하게 결합시킨 경우 혹은 같은 리간드 조건에서 다른 코어인 경우 독성이 어떻게 달라지는지 HeLa와 HUVEC 두 종류의 세포에서 비교 관찰하였다.
금 나노입자 표면에 리간드를 견고하게 하여 두 세포들에 노출시켰을 때 MTT assay를 통해 독성이 증가했음을 알 수 있었다. 기존 연구와 동일하게 양이온 전하와 함께 소수성기 부분이 함께 있으면 독성이 나타났다. 또한 음이온 전하와 소수성기가 함께 있는 금플래티늄 코어에서도 독성이 관찰되었다. 독성을 일으키는 두 조건의 시료의 세포에서 기작을 알아보고자 트립판블루 어세이를 진행하였다. 양이온성 전하와 소수성기가 있는 리간드와 반대로 음이온성 전하와 소수성기가 있는 리간드에 금플래티늄 나노입자에 의한 세포막 손상은 관찰할 수 없었다. 이는 코어 차이와 표면특성에 의해 생긴 독성으로 어떠한 기작에 의한 것인지 계속 연구가 진행 될 필요가 있다. 또한 이런 연구를 통하여 나노 기술 분야에 있어서 나노입자의 종류뿐만 아니라 결합 방식, 표면 특성 등 차이에 의한 영향력을 이해하는데 보탬이 됨으로 나노 안전성에 기여할 수 있다고 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• Part 1. 마이크로어레이 기반 혈청학적 면역 반응 분석 1
• 1. 초록 1
• 2. 서론 3
• 3. 재료 및 방법 5
• 4. 결과 및 고찰 11
• 5. 결론 21
• 6. 참 고 문 헌 22
• ABSTRACT 36
• Part 2. 나노입자의 물리화학적 특성에 따른 세포독성평가 38
• 1. 초록 38
• 2. 서론 40
• 3. 재료 및 방법 43
• 4. 결과 및 고찰 47
• 5. 결론 50
• 6. 참 고 문 헌 51
• ABSTRACT 60
• 감사의 글 62