켐페롤 유도체 활용 염증 알레르기 말라리아 치료제 개발

기존 세포막 투과 기술들은 낮은 효율성, 세포 종류 의존성, 또는 독성 등의 한계를 가지고 있습니다. 본 기술은 TCTP(translationally controlled tumor protein) 유래의 새로운 막투과 단백질 도메인(PTD) 펩타이드를 제안합니다. 이 펩타이드는 기존 TAT 유래 펩타이드보다 탁월한 세포막 투과 효율을 보이며, 특히 변이형 펩타이드는 저농도에서도 높은 투과 활성을 나타냅니다. 다양한 아미노산 서열로 구성된 이 펩타이드는 약물, 핵산, 단백질 등 다양한 목적 물질과 결합하여 세포 내로 효율적으로 전달하는 세포막투과 전달체 및 복합체로 활용됩니다. 이를 통해 세포 내 연구 및 특정 질환의 효과적인 약물 전달 시스템 개발에 크게 기여할 수 있습니다.

기존 약물은 분자량이 커서 세포막 투과가 어려워 생체 내 전달 효율이 낮았습니다. 특히 인슐린, 엑센딘-4와 같은 큰 분자의 약물은 비침습적 투여가 제한적이었습니다. 본 기술은 신규한 TCTP-PTD 펩타이드 및 그 변이체를 개발하여 타겟 물질의 세포막 투과 능력을 획기적으로 개선합니다. 이 펩타이드는 자체적으로 세포, 조직, 혈액은 물론 뇌, 모낭 등 다양한 생체 내 장벽을 효율적으로 투과합니다. TCTP-PTD는 약물, 백신, 유전자 등 다양한 타겟 물질과 복합체를 형성하여 전달력을 높이며, 경구, 비강, 경피 등 비침습적 투여 경로에서도 우수한 생체 이용률과 약효를 보입니다. 이 기술은 인슐린, 엑센딘-4와 같은 치료제의 혈당 강하 효과를 증대시키고, 백신의 전신 및 점막 면역 반응을 강화합니다.

기존 염증, 알레르기 및 말라리아 치료제는 부작용과 제한적인 효과, 그리고 내성 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 위해 켐페롤-3-O-람노피라노사이드 유도체를 활용합니다. 염증성 자극이 유발된 세포에서 염증성 사이토카인(IL-8) 분비를 효과적으로 억제함을 확인했으며, 아토피 피부염 마우스 모델에서도 유의미한 치료 효과를 입증했습니다. 이 유도체는 약학적으로 허용 가능한 형태로, 염증, 알레르기 질환 및 말라리아의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 건강기능식품, 그리고 화장료 조성물로 개발될 수 있습니다. 기존 치료제의 단점을 보완하고 다양한 분야에서 안전하고 효과적인 대안을 제공할 것으로 기대됩니다.

기존 염증 및 알레르기 질환 치료제는 부작용과 근본적 치료의 한계가 있으며, 말라리아 역시 내성 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 코스투노리드, 디히드로코스터스 락톤 또는 이들의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 활용합니다. 염증성 사이토카인(IL-8, IL-5) 분비를 억제하며, 동물 모델에서 기관지 천식, 비염, 아토피 피부염 치료 효과 및 염증 개선 효과를 확인했습니다. 이는 염증성 세포 침윤 감소, 기관지 점액 분비 감소, 아토피 피부 두께 감소 등으로 입증되었습니다. 이 기술은 염증, 알레르기 질환 및 말라리아의 예방 및 치료를 위한 약학적 조성물 및 화장료 조성물로 유용하게 사용될 수 있어, 기존 치료제의 한계를 극복하고 안전하며 효과적인 대안을 제공할 것으로 기대됩니다.

펩타이드 약물은 낮은 안정성, 짧은 반감기, 잦은 투약 필요성 등의 한계가 있으며, 기존 알레르기 및 염증 치료제는 부작용이나 제한된 효능 문제가 있었습니다. 본 기술은 IgE-의존적 히스타민 방출인자(HRF) 결합 펩타이드의 단점을 극복하기 위해 페길화(PEGylation) 기술을 적용합니다. 특정 아미노산 서열(WYVYPSM)을 갖는 HRF 결합 펩타이드에 폴리에틸렌글리콜(5-10 kDa)을 N-말단에 접합하여 생체 내 안정성과 효능을 크게 향상시켰습니다. 약동학 연구를 통해 반감기 및 혈장 내 안정성 증진이 입증되었습니다. 이를 통해 알레르기, 말라리아, 자가면역 질환, 염증성 질환, 고혈압 및 암 등 다양한 질환의 예방 및 치료에 활용될 수 있으며, 투약 횟수를 줄여 환자 편의성을 높이고 치료 효과를 극대화할 수 있습니다. IL-8, IL-5, IL-4, IL-13 분비 및 호산구 증가, IgE 분비 억제 효과도 확인되었습니다.

기존 암리논 합성법은 복잡한 다단계 공정, 고온 반응 조건, 위험한 수소 가스 사용 등으로 인해 심각한 합병증을 유발할 수 있는 한계가 있었습니다. 본 기술은 위치선택적 스즈키 커플링 반응을 활용하여 암리논 유도체를 안전하고 효율적으로 제조하는 방법을 제안합니다. 화학식 1 화합물과 피리디닐 보론산의 스즈키 커플링 반응 후, 중간 생성물을 화학식 2 화합물과 반응시키는 방식으로, 종래 대비 축소된 합성 단계와 온화한 산처리 조건으로 탈보호기 반응을 수행합니다. 이를 통해 위험한 수소 가스 없이 고수율(60% 이상)로 암리논 유도체를 얻을 수 있으며, 급성 심부전 치료제 개발 및 생산의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.

유방암은 조기 진단이 환자 생존율에 결정적인 영향을 미치지만, 기존 진단법은 초기 병변 검출에 한계가 있었습니다. 본 기술은 혈액 내 알파-1 산성 당단백질(AGP)의 N-당화 변화가 초기 유방암의 핵심 바이오마커임을 규명하였습니다. 렉틴을 활용하여 AGP의 푸코실화, 만노실화, 시알릴화 등 N-당화 수준을 정밀하게 검출하며, 특히 유방암 1기 환자의 혈청에서 이 당화 수준이 현저히 감소함을 확인했습니다. 이를 통해 양성 유방종이나 다른 병기의 유방암과 명확히 구별하여 초기 유방암을 높은 민감도와 특이도로 진단할 수 있습니다. 이 기술은 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 높여, 환자의 치료 성공률 향상과 사망률 감소에 크게 기여할 것입니다. 진단 키트 및 정보 제공 방법으로 개발되어 상용화가 기대됩니다.

반도체 공정 폐수에는 질소, 인, 불소 등 유해 물질이 고농도로 포함되어 기존 처리 방식들은 경제성이나 효율성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 기술은 바덴포 공정과 그래핀 산화물 기반 세라믹 나노 멤브레인 여과를 통합하여 이러한 문제를 해결합니다. 그래핀 산화물 코팅 나노 멤브레인은 미세 기공과 강한 음전하로 암모늄, 불소 이온 등 1가 이온성 물질을 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 별도의 약품이나 탄소원 주입 없이 경제적이면서도 효율적인 질소 및 불소 제거가 가능하며, 폐수 처리 시스템의 성능과 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 웨어러블 기기 데이터는 헬스케어 등 단순 활용에 그쳐 사용자 맞춤형 웹 서비스 제공에 한계가 있었습니다. 본 기술은 웨어러블 기기에서 수집된 심박수, 체온, 스트레스 등 사용자 생체 정보와 디스플레이 기기의 웹 페이지 스크롤, 클릭 등 조작 정보를 동시간 기준으로 결합하고 분석합니다. 데이터 마이닝 및 기계학습을 활용하여 사용자의 상태와 의도를 파악하며, 이를 통해 동영상 추천, 학습 콘텐츠 개인화, 맞춤형 광고 등 사용자에게 최적화된 웹 페이지와 서비스를 제공합니다. 사용자의 컨디션과 행동에 기반한 정교한 개인화로 웹 서비스의 만족도와 활용도를 크게 높일 수 있습니다.

염료감응 태양전지는 낮은 제조 단가에도 불구하고 광전환 효율 부족으로 상용화에 한계가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 본 기술은 자기조립 이중블록 공중합체를 활용, 정렬된 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물-탄소질 하이브리드 박막을 경제적으로 제조합니다. 역마이셀 용액, 금속산화물 전구체, 산 용액을 이용한 코팅 후 자외선 조사로 안정화하고 열처리하여 탄소화하는 공정을 거칩니다. 이 과정에서 고온에도 나노구조를 유지하며, 높은 전기 전도성을 가진 탄소와 금속산화물의 하이브리드화를 통해 전자의 전달 효율을 극대화합니다. 결과적으로 이 박막을 염료감응 태양전지 광전극에 적용하면 광전환 효율을 현저히 향상시켜, 제조 단가 부담 없이 태양전지의 상용화를 가속할 수 있습니다.

기존 언어 학습 도구들은 주로 발음 교정에 집중하여 작업 기억 능력 평가에 한계가 있었습니다. 특히 언어 발달 장애 아동의 경우, 음운 처리 결함과 상위 언어적 문장 이해 문제가 작업 기억 능력과 밀접한 관련이 있습니다. 본 기술은 음성으로 제시된 문장을 따라 말하는 학습자의 음성을 녹음하고 평가하여 작업 기억 능력을 측정합니다. 사용자의 첫 번째 문장 따라 말하기 점수를 기반으로 난이도와 변별도를 조절한 맞춤형 과제를 제공하며, 이를 통해 얻은 점수로 작업 기억 능력을 더욱 정확하게 진단합니다. 이로써 아동의 연령과 언어 체계에 맞는 신뢰도 높은 작업 기억 능력 측정 결과를 제공하여, 언어 발달 장애 여부를 조기에 판단하고 적절한 후속 조치를 가능하게 합니다.