KR20220092760A - Composite particles using RNA expression cassettes having a structure capable of cell translation as an active ingredient and uses thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to: composite particles including an RNA expression cassette having a structure capable of cell translation, a positive ionic polymer, and a negative ionic polymer as active ingredients, forming composite particles by electrostatic interaction between the same, and in which the RNA expression cassette is encapsulated in the formed composite particles; and uses thereof.

Description

세포 번역이 가능한 구조를 갖는 RNA 발현 카세트를 유효성분으로 하는 복합입자 및 이의 용도{Composite particles using RNA expression cassettes having a structure capable of cell translation as an active ingredient and uses thereof}Composite particles using an RNA expression cassette having a structure capable of cellular translation as an active ingredient and uses thereof

본 발명은 유효성분으로 세포 번역이 가능한 구조를 갖는 RNA 발현 카세트로 양이온성 폴리머와 음이온성 폴리머를 포함하며 이들 간의 정전기적인 상호작용으로 복합입자를 형성하며 상기 RNA 발현 카세트는 형성된 복합입자 구조에 봉입되어 있는 복합입자 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention is an RNA expression cassette having a structure that can be translated into cells as an active ingredient, comprising a cationic polymer and an anionic polymer, and an electrostatic interaction between them forms a multiparticulate, and the RNA expression cassette is encapsulated in the formed multiparticulate structure It relates to composite particles and uses thereof.

오늘날 다양한 질병은 펩타이드(peptide-), 단백질(protein-), 및 핵산 기초 약물(nucleic acid-based drugs)의 주입을 수반하는 치료, 특히 세포나 조직안으로 핵산의 형질주입(transfection)을 수반하는 치료를 필요로 한다. A variety of diseases today are treatments involving the injection of peptide-, protein-, and nucleic acid-based drugs, particularly those involving transfection of nucleic acids into cells or tissues. requires

펩타이드(peptide-), 단백질(protein-), 및 핵산 기초 약물(nucleic acid-based drugs)의 완전한 치료학적 잠재력은 포유류 세포의 원형질막(plaa membrane)을 통과하는데 제한된 능력으로 인해 종종 제대로 발휘되지 못하고, 그 결과 세포 통과(cellular access)가 좋지 않고, 부적절한 치료 효과를 가져온다. 오늘날 이러한 어려움들은 생물의학(biomedical) 발전과 많은 생물약제학(biopharmaceuticals)의 상업적 성공을 위한 중요한 도전을 의미한다.The full therapeutic potential of peptide-, protein-, and nucleic acid-based drugs is often not fully exploited due to their limited ability to cross the plasma membrane of mammalian cells; As a result, cellular access is poor, resulting in an inadequate therapeutic effect. Today, these difficulties represent significant challenges for biomedical advancement and the commercial success of many biopharmaceuticals.

핵산 기초 약물(nucleic acid-based drugs)은 디옥시리보핵산, 리보핵산 또는 백본(backbone), 당 또는 염기가 화학적으로 변형되거나 말단이 수식된 폴리뉴클레오타이드 유도체 등의 핵산, 예를 들어 RNA, DNA, RNA-guided genome editing system, siRNA(short interfering RNA), 압타머(aptamer), 안티센스 ODN(antisense oligodeoxynucleotide), 안티센스 RNA(antisense RNA), 리보자임(ribozyme) 및 디엔에이자임(DNAzyme) 등의 핵산, 즉 음이온성 약물로서 등 매우 다양한 물질이 있으며 전달하고자 하는 핵산의 종류에 따라 상이한 전달체 및 제조방법이 요구되는바, RNA 전달체로서 안정성 및 제조 수율이 증가된 제형 및 그 제조방법이 요구되어 왔다.Nucleic acid-based drugs are nucleic acids such as deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid or backbone, polynucleotide derivatives in which sugars or bases are chemically modified or terminally modified, for example, RNA, DNA, RNA- Guided genome editing system, nucleic acids such as siRNA (short interfering RNA), aptamer, antisense oligodeoxynucleotide (ODN), antisense RNA, ribozyme and DNAzyme, that is, anionic There are a wide variety of substances, such as drugs, and different carriers and manufacturing methods are required depending on the type of nucleic acid to be delivered. As an RNA carrier, a formulation with increased stability and production yield and a manufacturing method thereof have been required.

mRNA(messenger RNA)는 단백질을 합성하기 전 단계의 물질로서, 유전정보를 담고있다. mRNA는 다양한 치료제로의 접근이 가능하여 예방용 또는 치료용 백신으로 활용 가능하며, 결여된 단백질도 mRNA를 통해 합성이 가능하다. mRNA (messenger RNA) is a material before protein synthesis and contains genetic information. Since mRNA is accessible to various therapeutic agents, it can be used as a vaccine for prevention or treatment, and missing proteins can also be synthesized through mRNA.

몇 가지 질병(diseases) 또는 장애(disorders)에 대해, 유전자 치료 접근법(gene therapeutic approaches)은 그러한 치료의 특수한 형태로서 발전되어왔다. 일반적으로 유전자 치료법이 추가적으로 유전병과 같은 질병을 치료하기 위하여 각각의 세포 및 조직 안으로 하나 이상의 핵산 또는 유전자의 주입을 수반하는 반면, 이러한 치료는 세포나 조직내로 핵산 또는 유전자의 형질주입을 이용하고, 이러한 치료법을 통하여 결함이 있는 돌연변이 형질이 기능적인 것으로 치환된다.For several diseases or disorders, gene therapeutic approaches have been developed as special forms of such treatment. While gene therapy generally involves the injection of one or more nucleic acids or genes into individual cells and tissues to additionally treat diseases such as genetic diseases, such treatments utilize transfection of nucleic acids or genes into cells or tissues, such as Treatment replaces the defective mutant trait with a functional one.

각각의 세포 안으로 이러한 핵산 또는 유전자 하나 또는 그 이상을 이동하거나 삽입하는 것은 오늘날에도 여전히 주요한 도전을 의미하고, 특히나 유전자 치료학(gene therapy)의 분야에서는 절대적으로 핵산에 기초한 약제의 우수한 치료학적 효과가 확실히 필요하다.Moving or inserting one or more of these nucleic acids or genes into individual cells still represents a major challenge today, and especially in the field of gene therapy, the excellent therapeutic effect of absolutely nucleic acid-based drugs is definitely not. need.

개개의 세포 안으로 핵산 또는 유전자의 이동을 성공적으로 수행하기 위하여, 많은 장애물을 넘어야만 한다. 핵산의 수송(transport)은 전형적으로 세포막(cell membrane)과 핵산의 회합(association)후, 엔도좀(endosomes)에 의한 흡수(uptake)를 통해서 일어난다. 엔도좀내에서, 도입된(introduced) 핵산은 엔도좀으로부터 분리된다. 세포질에서 발현(expression)이 일어날 때, 이러한 핵산은 엔도좀을 이탈해야 한다. In order to successfully carry out the transfer of nucleic acids or genes into individual cells, many obstacles must be overcome. The transport of nucleic acids typically occurs through association of nucleic acids with cell membranes, followed by uptake by endosomes. Within the endosome, the introduced nucleic acid is separated from the endosome. When expression occurs in the cytoplasm, these nucleic acids must leave the endosome.

만약 핵산이 엔도좀 이탈(endosomal escape)을 제대로 하지 못하면, 엔도좀이 내용물의 분해를 야기하는 라이소좀(lysosome)과 융합되거나, 세포밖으로 내용물을 보내기 위해 세포막과 엔도좀이 융합된다. 핵산의 효과적인 이동을 위하여 엔도좀의 탈출은 형질주입의 능률에 감소시키는 가장 중요한 단계중의 하나로 여겨진다. 지금까지 이러한 문제를 다루는 각각의 접근법들이 있다. 그러나 어떠한 접근법도 모든 면에서 성공적인 것은 없었다.If the nucleic acid does not properly escape the endosomes, the endosomes are fused with lysosomes that cause the degradation of the contents, or the cell membrane and the endosomes are fused to send the contents out of the cell. Escape of endosomes for effective movement of nucleic acids is considered as one of the most important steps to reduce the efficiency of transfection. So far, there are different approaches to dealing with these problems. However, neither approach has been successful in all respects.

오늘날 형질주입 시약(agents)은 전형적으로 극소입자(nano-) 및 극미립자(microparticles)뿐만 아니라 펩타이드(peptides), 다양한 폴리머(polymers), 지질(lipids)을 포함한다. 이러한 형질주입 약품은 전형적으로 시험관(in vitro) 반응에서 오로지 성공적으로 이용되어왔다. Today's transfection agents typically include peptides, various polymers, and lipids, as well as nano- and microparticles. Such transfection agents have typically only been successfully used in in vitro reactions.

핵산을 생체 내에서 살아있는 동물의 세포내로 형질주입할 때, 더 많은 조건들이 충족되어야 한다. 예로써, 응집작용(agglomerisation)에 대해 생리 식염액(physiological salt solutions)에서 안정적이어야 한다. 게다가, 호스트(host)의 보체(complement) 시스템의 일부와도 반응하지 않아야 한다. 복합체는 어디서든 일어나는 뉴클레아제(nuclease)에 의한 초기 세포 밖의 분해로부터 핵산을 보호해야한다. When transfecting nucleic acids into cells of living animals in vivo, more conditions must be met. For example, it should be stable in physiological salt solutions against agglomerisation. Furthermore, it should not react with any part of the host's complement system. The complex must protect the nucleic acid from initial extracellular degradation by nucleases that occur anywhere.

유전자 치료 응용에 있어, 가장 중요한 것은 담체(carrier)가 후천성 면역계(immunogenicity)에 의해 인식되지 않고 비특이적 사이토카인 폭풍(cytokine storm(급성 면역반응))을 자극하지 않는 것이다. For gene therapy applications, the most important thing is that the carrier is not recognized by the adaptive immune system and does not stimulate a non-specific cytokine storm.

적절한 유전자 발현이 있는 선택된 세포들로 치료상 유전자를 운반할 수 있는 방법의 개발은 유전자 치료를 향한 중요한 도전에 직면에 하게 된다. 그러나, 유전자 운반과 특히나 성공적으로 세포나 조직으로 핵산을 형질주입하는 것은 간단하지 않고 일반적으로 많은 요소(factors)들에 의존한다. The development of methods capable of delivering therapeutic genes to selected cells with appropriate gene expression presents an important challenge towards gene therapy. However, gene delivery and particularly successful transfection of nucleic acids into cells or tissues is not straightforward and generally depends on many factors.

성공적인 운반을 위해서는, 예를 들어 세포 또는 조직 안으로 핵산이나 유전자의 운반은 많은 장애들을 극복해야만 한다. 이상적인 핵산 운반 방법은 3가지 중요한 특징을 충족한다 : (1) 세포내 세포간질(matrices)에서 뉴클레아제(nuclease)에 의한 분해로부터 대상핵산을 보호해야 한다. (2) 대상 핵산이 원형질막을 넘을 수 있도록 해야한다. (3) 불리한 효과가 없어야 한다.For successful delivery, for example, delivery of a nucleic acid or gene into a cell or tissue must overcome many obstacles. An ideal nucleic acid transport method satisfies three important characteristics: (1) It should protect the target nucleic acid from degradation by nucleases in the intracellular matrix. (2) The target nucleic acid must be able to cross the plasma membrane. (3) There shall be no adverse effect.

이러한 목표는 다양한 화합물(compounds)이나 벡터(vrctors)의 조합을 이용하여 달성될 수 있다. 특히, 이러한 장애의 일부를 극복한 화합물이나 벡터들이 몇몇 존재한다.This goal can be achieved using a combination of various compounds or vectors (vrctors). In particular, there are several compounds or vectors that overcome some of these obstacles.

핵산을 비롯한 음이온성 약물을 이용한 치료에 있어서, 안전하고 효율적인 약물 전달기술은 오랫동안 연구되어 왔으며, 다양한 전달체 및 전달기술이 개발되어 왔다. 전달체는 크게 아데노바이러스나 레트로바이러스 등을 이용한 바이러스성 전달체와 양이온성 지질 및 양이온성 고분자 등을 이용한 비바이러스성 전달체로 나뉜다. 바이러스성 전달체의 경우 비특이적 면역 반응 등의 위험성에 노출되어 있으며 생산 공정이 복잡하여 상용화하는 데 많은 문제점이 있는 것으로 알려져 있다. In the treatment using anionic drugs including nucleic acids, safe and efficient drug delivery technology has been studied for a long time, and various delivery systems and delivery technologies have been developed. The delivery system is largely divided into a viral delivery agent using adenovirus or retrovirus, etc. and a non-viral delivery agent using cationic lipids and cationic polymers. In the case of a viral carrier, it is known that there are many problems in commercialization because it is exposed to risks such as non-specific immune response and the production process is complicated.

RNA는 치료제로서 광범위한 잠재력을 가지고 있다. 현재 임상 노력은 예방 접종, 단백질 대체 요법 및 유전 질환 치료에 중점을 두고 있다. mRNA 치료제의 임상사용은 RNA 제조 및 세포내 전달 방법의 디자인의 진보를 통해 가능해졌다. RNA has wide potential as a therapeutic agent. Current clinical efforts are focused on vaccination, protein replacement therapy, and treatment of genetic disorders. Clinical use of mRNA therapeutics has been made possible through advances in the design of RNA manufacturing and intracellular delivery methods.

그러나, RNA의 광범위한 적용은 여전히 개선된 전달체의 필요성에 의해 제한되고 있다. 따라서, 최근 연구 방향은 비바이러스성 전달체를 이용하여 그 단점을 개선하는 방향으로 진행되고 있다. 비바이러스성 전달체는, 바이러스성 전달체에 비하여 효율성에서 뒤떨어지지만, 생체 내 안전성의 측면에서 부작용이 적고, 경제성 측면에서 생산 가격이 저렴하다는 장점을 가지고 있다.However, the widespread application of RNA is still limited by the need for improved delivery systems. Therefore, the recent research direction is in the direction of improving the disadvantages by using a non-viral carrier. The non-viral delivery system is inferior in efficiency compared to the viral delivery agent, but has advantages in that there are few side effects in terms of in vivo safety and that the production price is low in terms of economic feasibility.

비바이러스성 전달체중 가장 대표적인 것은 양이온성 지질을 이용한 양이온성 지질과 핵산의 복합체(lipoplex) 및 폴리양이온성(polycation) 고분자와 핵산의 복합체(polyplex)이다. 이러한 양이온성 지질 혹은 폴리양이온성 고분자는, 음이온성 약물과 정전기적 상호 작용을 통해 복합체를 형성함으로써 음이온성 약물을 안정화시키고, 세포 내 전달을 증가시킨다는 점에서 다양한 연구가 진행되어 왔다. The most representative non-viral carriers are a lipoplex of a cationic lipid and a nucleic acid using a cationic lipid and a polyplex of a polycationic polymer and a nucleic acid. These cationic lipids or polycationic polymers have been studied in various ways in that they stabilize anionic drugs and increase intracellular delivery by forming a complex through electrostatic interaction with anionic drugs.

그러나, 충분한 효과를 얻기 위해 필요한 양을 사용할 경우에, 바이러스성 전달체보다는 덜하지만, 심각한 독성을 유발하여 의약품으로 사용이 부적당하다는 결과를 나타내었다. 따라서, 독성을 유발할 수 있는 양이온성 고분자 또는 양이온성 지질의 사용량을 최소화하여 독성을 감소시키면서, 혈중 및 체액 내에서 안정하고, 세포 내 전달이 가능하여 충분한 효과를 얻을 수 있는 음이온성 약물 전달 기술의 개발이 필요하다.However, when the amount required to obtain a sufficient effect is used, it is less than the viral carrier, but causes serious toxicity, resulting in inappropriate use as a pharmaceutical product. Therefore, while reducing toxicity by minimizing the amount of cationic polymers or cationic lipids that can cause toxicity, stable in blood and body fluids, intracellular delivery is possible, and anionic drug delivery technology that can obtain sufficient effects development is needed

마지막으로, 세포내 전달을 위한 방법 및 비히클은 RNA 치료제의 광범위한 적용에 대한 주요 장벽으로 남아있다. 일부 예외를 제외하고, RNA의 세포 내 전달은 일반적으로 작은 올리고 뉴클레오티드의 것보다 더 어려우며, 전달 나노 입자로의 캡슐화가 필요하다. 다른 유형의 RNA (작은 간섭 RNA [siRNA], ~ 14kDa; 안티센스 올리고 뉴클레오티드 [ASO]에 비해 상당히 큰 크기의 mRNA 분자 (300-5,000 kDa, ~ 1-15 kb)로 인한 것이다. Finally, methods and vehicles for intracellular delivery remain major barriers to the widespread application of RNA therapeutics. With some exceptions, intracellular delivery of RNA is generally more difficult than that of small oligonucleotides and requires encapsulation into delivery nanoparticles. This is due to the significantly larger size of mRNA molecules (300–5,000 kDa, ~1–15 kb) compared to other types of RNA (small interfering RNA [siRNA], ~14 kDa; antisense oligonucleotides [ASO]).

약물 전달을 위한 의약품에 천연 다당류가 널리 사용되는 것은 생체 적합성, 생분해성 및 저독성이다. 또한 후자의 독성을 완화하기 위한 전략으로서 합성 재료와 조합하여 사용되어왔다. 이들의 구조적 다양성은 최종 적용의 필요에 따라 각 경우에 가장 적합한 다당류를 선택할 수 있게 하며, 더욱 중요한 것은 그들의 기능적 그룹에 대한 화학적 변형에 의해 기능적 특성이 조정되고 최적화될 수 있다는 점이다.The widespread use of natural polysaccharides in pharmaceuticals for drug delivery is their biocompatibility, biodegradability and low toxicity. It has also been used in combination with synthetic materials as a strategy to mitigate the latter toxicity. Their structural diversity makes it possible to select the most suitable polysaccharides in each case according to the needs of the final application, and more importantly, their functional properties can be tuned and optimized by chemical modifications to their functional groups.

많은 천연 다당류는 특정 작용기의 존재로 인해 생물학적 접착 특성을 가지므로 체류 시간이 개선된 나노 캐리어 디자인, 특히 장 및 폐 응용 분야에 유용한 출발 물질이 된다. 이러한 기의 존재는 또한 그의 전달 또는 표적화 능력을 향상시키기 위한 중합체 구조의 특정 변형을 허용한다. 또한, 천연 다당류는 중성 (예를 들어, 셀룰로오스, 풀루란, 전분, 덱스트란), 음으로 (예를 들어, 히알루론산, 알기네이트, 콘드로이틴 설페이트), 또는 양으로 하전된 (예를 들어, 키토산) 일 수 있다.Many natural polysaccharides have biological adhesion properties due to the presence of specific functional groups, making them useful starting materials for nanocarrier designs with improved retention times, especially for intestinal and lung applications. The presence of such groups also allows for certain modifications of the polymer structure to enhance its delivery or targeting ability. In addition, natural polysaccharides are neutral (eg, cellulose, pullulan, starch, dextran), negatively (eg, hyaluronic acid, alginate, chondroitin sulfate), or positively charged (eg, chitosan). ) can be

본 발명에서 생체 재료 및 전달 전략에 중점을 두고 RNA 발현 카세트 기반 치료제의 임상 사용을 위해 RNA 발현 카세트 기반 치료의 임상 사용을 용이하게 할 수 있는 전달체에 대한 연구를 하여, 단백질 요법, 유전자 편집 및 예방 접종에 대한 RNA 발현 카세트 기반 전달의 응용 프로그램을 개발하였다. In the present invention, with a focus on biomaterials and delivery strategies, for the clinical use of RNA expression cassette-based therapeutics, a study on a delivery system that can facilitate the clinical use of RNA expression cassette-based therapy was conducted, and protein therapy, gene editing and prophylaxis were conducted. An application of RNA expression cassette-based delivery to inoculation was developed.

생물학에서 세포외 기질(extracellular matrix, ECM)은 주로 동물의 구조적 지지 등을 담당하는 조직이다. 세포외기질은 동물의 결합 조직에 속한다. 세포외기질은 세포 사이의 기질과 기저막으로 구성된다. 세포 사이의 기질은 여러 세포들 사이의 공간을 채우는 기질이다. 다당류로 이루어진 겔과 단백질 섬유가 세포 사이에 채워져 있어 세포외기질의 완충 작용을 돕는다. 기저막은 얇은 종이처럼 구성되어 있으며, 그 위에 상피조직이 위치한다.In biology, the extracellular matrix (ECM) is a tissue mainly responsible for structural support of animals. The extracellular matrix belongs to the connective tissue of animals. The extracellular matrix is composed of the intercellular matrix and the basement membrane. The intercellular matrix is the matrix that fills the space between several cells. A gel made of polysaccharides and protein fibers are filled between cells, helping to buffer the extracellular matrix. The basement membrane is composed of thin paper, and the epithelial tissue is located on it.

ECM의 구성 요소는 해당 세포에 의해 생성되어 엑소사이토시스(exocytosis)를 통해 세포외기질로 분비된다. 새로 생성된 세포외 기질은 분비되어 기존의 세포외기질에 통합된다. 세포외기질은 섬유성 단백질 및 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycans)의 인터라킹 메쉬로 구성된다. E은 헤파란황산, 콘드로이틴 황산 및 케라탄황산과 같은 플테오글리칸, 히알루론산과 같은 비-프로테오글리칸 다당류, 콜라겐 및 엘라스틴과 같은 섬유, 피브로넥틴 및 라미닌으로 구성된다. E은 주로 하이알유론산(HA)와 루코사미노글리칸(gluosaminoglycans) 겔 내에 포매된 조밀 콜라겐 네트워크로 구성되며 E에서 간질 내 압력의 형태로 강력한 물리적 및 유체역학적 장벽을 만들어낸다. Components of the ECM are produced by the corresponding cells and secreted into the extracellular matrix through exocytosis. The newly created extracellular matrix is secreted and integrated into the existing extracellular matrix. The extracellular matrix is composed of an interlocking mesh of fibrous proteins and glycosaminoglycans. E is composed of plteoglycans such as heparan sulfate, chondroitin sulfate and keratan sulfate, non-proteoglycan polysaccharides such as hyaluronic acid, fibers such as collagen and elastin, fibronectin and laminin. E is mainly composed of a dense collagen network embedded in hyaluronic acid (HA) and glucosaminoglycans gels, creating a strong physical and hydrodynamic barrier in the form of intra-interstitial pressure in E.

이러한 거대 분자 성분은 상호 연결되어 세포 표면 수용체 및 / 또는 기질 이펙터에 대한 결합을 통해 세포와 능동적으로 통신하는 복잡한 네트워크를 형성한다. E은 조직에 조직 기능에 필수적인 구조적 무결성 및 기계적 특성을 제공하거나 조직 항상성을 유지하기 위해 세포 표현형 및 기능을 조절하는 등 다양한 역할을 수행한다. E 분자 구성과 구조는 조직마다 다르며, 정상적인 조직 복구 및 다양한 질병의 진행 중에 현저하게 변형된다. 실제로 병리학 적 상황에서 발생하는 비정상적인 E 리모델링은 세포-기질 상호 작용을 조절하여 질병의 진행을 유도한다. These macromolecular components are interconnected to form complex networks that actively communicate with cells through binding to cell surface receptors and/or matrix effectors. E plays a variety of roles, including providing tissues with structural integrity and mechanical properties essential for tissue function, or regulating cellular phenotype and function to maintain tissue homeostasis. E molecular composition and structure vary from tissue to tissue and are significantly altered during normal tissue repair and the progression of various diseases. Indeed, aberrant E remodeling that occurs in pathological conditions drives disease progression by regulating cell-matrix interactions.

암 조직에서의 ECM 파괴에 대한 치료전략은 PEG-PH20(PEGylated rHuPH20 효소, 재조합 인간 하이알유로니데이즈 효소)을 포함하는 여러 임상시험을 진행하면서 임상적으로 빠르게 발전하고 있다. 또한, 기질 메탈로프로테이나제(MMP)가 E와 관련된 조직 파괴에 주된 역할을 함을 입증하는 주목할 만한 증거가 있다. MMP는 세포외 기질의 분해 및 조직 리모델링에 참여하는 아연-의존적인 엔도펩티다제 패밀리이다. MMP 패밀리 멤버로 일부 28종이 있으며, 이는 콜라게나제, 젤라티나제, 스트로멜리신, 막-타입 MMP, 매트릴리신, 에나멜리신 등으로 분류될 수 있다. MMP1, MMP8, MMP13 및 MMP18으로 구성되는 콜라게나제는 3중 나선형의 원섬유콜라겐을 독특한 3/4 및 1/4 단편으로 분해할 수 있다. 또한, MMP14도 원섬유 콜라겐을 절단할 수 있는 것으로 입증되어 있으며, MMP2 역시 콜라겐을 분해할 수 있다. Therapeutic strategies for ECM destruction in cancer tissues are rapidly developing clinically, with several clinical trials involving PEG-PH20 (PEGylated rHuPH20 enzyme, recombinant human hyaluronidase enzyme) being conducted. In addition, there is remarkable evidence demonstrating that matrix metalloproteinases (MMPs) play a major role in E-associated tissue destruction. MMPs are a family of zinc-dependent endopeptidases that participate in the degradation of the extracellular matrix and tissue remodeling. There are some 28 species as members of the MMP family, which can be classified into collagenase, gelatinase, stromelysin, membrane-type MMP, matrylysin, enamelysin, and the like. Collagenase, consisting of MMP1, MMP8, MMP13 and MMP18, can degrade the triple-helical fibrillar collagen into distinct 3/4 and 1/4 fragments. In addition, it has been demonstrated that MMP14 can also cleave fibrillar collagen, and MMP2 can also cleave collagen.

암 조직에서 효소 전달효율과 나노입자의 확산을 향상시키기 위해 고분자 나노입자에서 ECM 분해효소의 다가제시(multivalent presentation) 전략이 개발된 바 있다. 그러나 이러한 나노제형의 가능한 문제점은 효소 고정화를 위한 추가공정으로 인해 효소특성의 비가역적으로 변화될 수 있다는 것이다. 아울러, 막-결합 글리코실 포스파티딜이노시톨(GPI) 도메인이 결여된 절단된 PH20 형태를 갖는 화학적으로 변형된 합성 나노입자의 치료효능에 대한 염려가 여전히 남아있다. 천연 PH20 hyaluronidase의 GPI 앵커링(anchorage)은 세포 표면에서 단백질의 이동성을 증가시켜 난보호막(egg vestment)로의 성공적인 침투를 위한 최대속도 및 난-정자 막융합을 가능케한다A strategy for multivalent presentation of ECM degrading enzymes in polymer nanoparticles has been developed in order to improve the enzyme delivery efficiency and the diffusion of nanoparticles in cancer tissues. However, a possible problem with these nanoformulations is that the properties of the enzyme can be irreversibly changed due to the additional process for enzyme immobilization. In addition, concerns remain about the therapeutic efficacy of chemically modified synthetic nanoparticles having a truncated PH20 form lacking a membrane-bound glycosyl phosphatidylinositol (GPI) domain. GPI anchoring of native PH20 hyaluronidase increases protein mobility at the cell surface, allowing for maximum rate and egg-sperm membrane fusion for successful penetration into the egg vestment.

암의 치료를 위한 나노약물에 관한 그동안의 연구성과에도 불구하고, 약물전달에 사용되는 대부분의 나노입자는 암조직의 E을 깊숙히 침투하지 못하고 E의 혈관 주변에만 국한되기 때문에 그 치료 효능이 제한되어 왔다. ECM내 나노입자 축적의 정도는 간질액 압력의 상승과 조밀하게 복잡한 세포외 기질(extracellular matrix, E) 때문에 심각하게 제한될 수 있다.Despite the research results on nano-drugs for the treatment of cancer, most of the nanoparticles used for drug delivery do not penetrate deeply into E of cancer tissue and are confined to the periphery of blood vessels of E, so their therapeutic efficacy is limited. come. The extent of nanoparticle accumulation in the ECM can be severely limited because of the elevated interstitial fluid pressure and the densely complex extracellular matrix (E).

RNA 발현 카세트는 양이온성 폴리머, 음이온성 폴리머와 용이하게 복합입자를 형성한다. 상기 복합입자의 생체 적합성 및 효능의 극대화를 위해서, 어떠한 유형의 특성을 갖는 어떠한 유형의 폴리머가 어떠한 유형의 조건하에 어떠한 복합입자를 형성할 수 있는 지는 공지되지 않았다.RNA expression cassettes readily form multiparticulates with cationic and anionic polymers. In order to maximize the biocompatibility and efficacy of the multiparticulates, it is not known which types of polymers with which types of properties can form which multiparticulates under which types of conditions.

이러한 관점에서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 목적은 RNA 발현 카세트를 복합입자로 형성하는 신규의 기술을 제공하는 것이다.In this respect, an object to be solved by the present invention is to provide a novel technology for forming an RNA expression cassette into a multiparticulate.

본 발명은 주로 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머, 특히 프로타민(PS), 세포투과성 펩티드(CPP) 또는 이들의 유도체 그리고 음이온성 폴리머, 특히 히알루론산 또는 이들 다당류의 유도체와의 상호 작용에 의존하는 RNA 발현 카세트 복합입자를 제공하고자 한다. The present invention relates mainly to RNA expression cassettes, cationic polymers, in particular protamine (PS), cell penetrating peptides (CPP) or derivatives thereof, and RNA expression dependent on interaction with anionic polymers, in particular hyaluronic acid or derivatives of these polysaccharides It is intended to provide a cassette composite particle.

본 발명의 RNA 발현 카세트 복합입자는 고분자 전해질 복합 나노 입자, 나노 겔 및 중합체 미셀을 포함하는 복합입자를 제공하고자한다. The RNA expression cassette composite particle of the present invention is intended to provide a composite particle including polyelectrolyte composite nanoparticles, nanogel, and polymer micelles.

본 발명에 의해 해결하고자 하는 목적은 유효성분인 RNA 발현 카세트의 생체내 안정성 및 담체의 무독성과 생체분해성을 확보하기 위해서, RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머를 함유하는 복합입자의 제조에 적합한 신규의 기술을 제공하는 것이다.The object to be solved by the present invention is to secure the in vivo stability of the RNA expression cassette, which is an active ingredient, and the non-toxic and biodegradability of the carrier, in the preparation of composite particles containing the RNA expression cassette, a cationic polymer and an anionic polymer. It is to provide suitable new technology.

그러므로 본 발명의 기초를 이루는 목적은 담체 또는 복합체화 시약(complexing agent)을 제공하는 것이며, 특히 유전자 치료 또는 다른 치료학적 응용 목적의 RNA 발현 카세트의 형질주입을 위한 것이며, 이들은 핵산, 바람직하게는 RNA 발현 카세트와 같은 RNA 발현 카세트와 응집화할 수 있고, 시험관내에서 뿐만 아니라 생체 내에서 각각의 세포주 내로 RNA 발현 카세트의 충분한 형질주입을 가능하도록 한다. RNA 발현 카세트의 충분한 방출을 위하여 담체 또는 복합체화 시약(complexing agent)과 같은 엔도좀 경로를 통해서 일어나는 세포에 의한 흡수가 일어나거나 제공된다. 추가적으로, 바람직한 것은 RNA 발현 카세트 전달물 및 담체나 복합체화 시약에 의해 만들어진 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체는 응집작용(agglomeration)에 대한 향상된 저항력을 나타낸다. 또한 바람직하게는 혈청 첨가 배지(serum containing media)와 관련해서는 핵산 전달물에 더욱 향상된 안정성을 줄 수 있다. 가장 중요한 것은 생체내에서 활성은 획득되고, 그로 인해 적어도 급성 면역 반응은 억제된다. 더욱이 담체의 재생가능한 생산(reproducible production) 및 특정화가 보장되어야 한다.The object underlying the present invention is therefore to provide carriers or complexing agents, in particular for the transfection of RNA expression cassettes for gene therapy or other therapeutic applications, which are nucleic acids, preferably RNA It is capable of aggregating with an RNA expression cassette such as an expression cassette, allowing sufficient transfection of the RNA expression cassette into the respective cell line in vitro as well as in vivo. For sufficient release of the RNA expression cassette, uptake by the cell occurs or is provided through an endosomal pathway, such as a carrier or complexing agent. Additionally, it is preferred that the RNA expression cassette delivery and the biodegradable polymer carrier delivery complex prepared by the carrier or complexing reagent exhibit improved resistance to agglomeration. In addition, preferably, in relation to serum containing media, it is possible to give further improved stability to the nucleic acid delivery. Most importantly, in vivo activity is obtained, whereby at least an acute immune response is suppressed. Moreover, a reproducible production and characterization of the carrier must be ensured.

본 발명은 상기 문제점을 포함한 다양한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 효율적인 ECM 분해효소 또는 분해효소 저해물질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자 및 이를 이용한 세포외 기질 파괴 전략으로 ECM 관련 질병 예방 및 악화 방지 효과, 특히 종양 조직에서의 항암물질의 이동 촉진을 통한 높은 항암 치료 성적을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems including the above problems, and a multiparticulate comprising an RNA expression cassette encoding a more efficient ECM degrading enzyme or a degrading enzyme inhibitor and an extracellular matrix destruction strategy using the same to prevent ECM-related diseases and An object of the present invention is to provide a high anticancer therapeutic effect through an anti-exacerbation effect, in particular, by promoting the movement of an anticancer substance in a tumor tissue. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 조성물의 구성성분 중, 유효성분으로 RNA 발현 카세트이고, 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머에 의하여 복합입자를 형성하고 유효성분으로 RNA 발현 카세트는 복합입자 구조 내부에 봉입될 수 있다. 이러한 RNA 발현 카세트 및 양이온성 폴리머의 복합입자가 봉입된 고분자 복합입자 전달체의 대략적인 구조를 <도 1>에 나타내었다. Among the components of the composition according to the present invention, an active ingredient is an RNA expression cassette, a cationic polymer and an anionic polymer form a multiparticulate, and an active ingredient an RNA expression cassette may be encapsulated in the multiparticulate structure. The schematic structure of the polymer composite particle delivery system in which the RNA expression cassette and the cationic polymer composite particles are encapsulated is shown in <Fig. 1>.

상기 RNA 발현 카세트는 비증폭 mRNA(non-amplifying mRNA) 구조체, 자가 증폭 mRNA(self-amplifying mRNA) 구조체 및 트랜스 증폭 mRNA(trans-amplifying mRNA) 구조체;를 포함하는 구조체이다.The RNA expression cassette is a construct including; a non-amplifying mRNA construct, a self-amplifying mRNA construct, and a trans-amplifying mRNA construct.

<도 1>을 참조하면, RNA 발현 카세트는 양이온성 폴리머와 정전기적 상호작용을 통해 서로 결합하여, RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머 복합체를 형성한다. 이러한 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머가 형성한 복합체는, 음이온성 폴리머에 의해 형성되는 복합입자 구조 내에 봉입될 수 있다.Referring to <FIG. 1>, the RNA expression cassette binds to each other through an electrostatic interaction with the cationic polymer to form a cationic polymer complex with the RNA expression cassette. The complex formed by the RNA expression cassette and the cationic polymer may be encapsulated in the multiparticulate structure formed by the anionic polymer.

<도 1>에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 음이온성 폴리머에 의해 형성되는 복합입자는, 수성 환경에서 음이온성 폴리머가 복합입자의 외벽을 형성하고, 양이온성 폴리머가 복합입자의 내벽을 형성하며, 그 형성된 복합입자의 내부에 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머 복합체가 봉입된 구조이다.As shown in <Figure 1>, in the composite particles formed by the anionic polymer in the present invention, in an aqueous environment, the anionic polymer forms the outer wall of the composite particle, and the cationic polymer forms the inner wall of the composite particle, It is a structure in which the RNA expression cassette and the cationic polymer complex are encapsulated inside the formed composite particle.

RNA 발현 카세트 기반 요법에 사용되는 폴리머 중에서, 본 발명자들은 RNA 발현 카세트 전달에 매우 적합한 적용 가능한 특성 및 특징적인 특징을 강조하기 위해 본 발명은 생분해성 및 생체 적합성이 있는 Protamine(PS), 키토산과 세포 침투성 펩티드(CPP)와 같은 양이온성 폴리머 및 히알루론산, 알부민 같은 음이온성 폴리머를 선택하였다. Among the polymers used in RNA expression cassette-based therapy, the present inventors present the present invention to highlight the applicable properties and characteristic features that are very suitable for RNA expression cassette delivery, the present invention is biodegradable and biocompatible Protamine (PS), chitosan and cells. Cationic polymers such as penetrating peptides (CPP) and anionic polymers such as hyaluronic acid and albumin were selected.

PS, 키토산와 CPP와 같은 양이온성 폴리머는 RNA 발현 카세트와 정전기적으로 상호 작용하여 안정적으로 양으로 하전된 폴리플렉스를 형성할 수 있으며, 중성 및 음이온성 폴리머는 종종 RNA 발현 카세트와 보다 효율적인 상호 작용을 선호하기 위해 다른 성분의 존재를 필요로 한다. 음이온성 폴리머는 점막 점착성 폴리머이지만, 반대 전하를 가지고 있어 핵산 전달에 그 사용에 크게 영향을 미친다. 이러한 중요한 차이는 화학적 구조로부터 유래하는데, 이는 프로타민의 염기성 아미노산, 특히 아르기닌(arginine) 단량체에서 양으로 하전된 구아니디노(guanidino) 그룹 또는 히알루론산의 글루쿠론산 단위에서 음으로 하전된 카복실 그룹을 제공한다. Cationic polymers such as PS, chitosan and CPP can electrostatically interact with RNA expression cassettes to form stably positively charged polyplexes, while neutral and anionic polymers often exhibit more efficient interactions with RNA expression cassettes. It requires the presence of other ingredients in order to be preferred. Anionic polymers are mucoadhesive polymers, but have an opposite charge, greatly affecting their use in nucleic acid delivery. This important difference stems from the chemical structure, which is a positively charged guanidino group in the basic amino acids of protamine, particularly in the arginine monomer, or a negatively charged carboxyl group in the glucuronic acid unit of hyaluronic acid. to provide.

본 발명에서 제안된 핵산의 세포내 전달체는 양이온성 폴리머에 의해 장점이 명백히 달성되고 음이온성 폴리머에 의해 보완된다고 할 수 있다. 첫째, 음으로 하전된 핵산과의 양이온성 폴리머의 효율적인 물리적 상호 작용은 뉴클레아제 분해로부터 이들을 보호한다. 둘째, 이들은 순 양전하를 제공하여 복합체의 세포의 음이온 표면과의 상호 작용을 향상시킨다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 전달체에서 알부민, 히알루론산과 같은 음이온성 다당류와의 회합은 사구체 모세관 벽을 통한 RNA 발현 카세트 배출을 피함으로써 생체 이용률을 향상시킬 수 있다. 실제로, 음이온성 물질은 사구체 막의 음전하로 확립된 반발력으로 인해 "필터링이 불가능하다". It can be said that the advantages of the nucleic acid intracellular delivery system proposed in the present invention are clearly achieved by the cationic polymer and complemented by the anionic polymer. First, the efficient physical interaction of cationic polymers with negatively charged nucleic acids protects them from nuclease degradation. Second, they provide a net positive charge, enhancing the interaction of the complex with the anionic surface of the cell. Nevertheless, association with anionic polysaccharides such as albumin and hyaluronic acid in the carrier of the present invention can improve bioavailability by avoiding RNA expression cassette excretion through the glomerular capillary wall. Indeed, anionic material is "unfilterable" due to the repulsive forces established by the negative charge of the glomerular membrane.

전달체는 양이온성 폴리머 및 이들의 유도체는 상이한 유형의 전달체를 수득하기 위해 사용될 수도 있으며 또한, 음이온성 폴리머 및 이들의 유도체는 상이한 유형의 전달체를 수득하기 위해 사용될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 주로 RNA 발현 카세트, 특히 PS, CPP, 키토산과 같은 양이온성 폴리머 및 히알루론산, 알부민 또는 이들 다당류의 유도체와 같은 음이온성 폴리머의 상호 작용에 의존하여 RNA 발현 카세트 전달체를 제공하고자한다. Cationic polymers and their derivatives may be used to obtain different types of carriers, and anionic polymers and their derivatives may be used to obtain different types of carriers. Nevertheless, the present invention mainly relies on the interaction of RNA expression cassettes, in particular cationic polymers such as PS, CPP, chitosan, and anionic polymers such as hyaluronic acid, albumin or derivatives of these polysaccharides to provide RNA expression cassette delivery systems. would like to

이러한 관점에서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 목적은 양이온성 폴리머, 음이온성 폴리머 및 RNA 발현 카세트를 함유하는 복합입자의 제조에 적합한 신규의 기술을 제공하는 것이다.In this respect, an object to be solved by the present invention is to provide a novel technology suitable for the preparation of multiparticulates containing a cationic polymer, an anionic polymer and an RNA expression cassette.

본 발명은 유효성분으로 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리펩타이드로 핵, 기본 복합입자를 제조하고, 음이온성 다당류로 외각층을 형성하는 복합입자를 개발하였다.In the present invention, a nuclear and basic composite particle was prepared with an RNA expression cassette and a cationic polypeptide as active ingredients, and a composite particle was developed that forms an outer layer with anionic polysaccharides.

본 발명자들은 복합입자를 제조하기 위해서, RNA 발현 카세트를 포함하는 기본 복합입자를 형성할 수 있는 양이온성 폴리머의 특성으로서 양이온화도가 중요함을 밝혀내었고, 이에 따라 본 발명을 완성시켰다.The present inventors have found that the degree of cationization is important as a property of a cationic polymer capable of forming a basic multiparticulate comprising an RNA expression cassette in order to prepare a multiparticulate, and thus completed the present invention.

상기 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머 복합체는 상기 음이온성 폴리머에 의해 형성되는 복합입자 구조체 내에 봉입된 상태를 유지하여 혈중 또는 체액 내에서의 안정성이 향상된다.The RNA expression cassette and the cationic polymer complex are kept encapsulated in the multiparticulate structure formed by the anionic polymer, so that stability in blood or body fluid is improved.

상기 양이온성 폴리머는 상기 생분해성 및 생체 적합성 고분자 담체 분자로, 예를 들면, 활성(activity)의 손실 없이 유전자 치료 또는 다른 치료적 응용을 위해 핵산의 충분한 형질주입, 특히나 시험관내뿐만 아니라 생체 내에서 다른 세포주(cell lines)안으로 핵산의 충분한 형질주입을 목적으로 핵산을 충분하게 응집화하기 위한 것이다. 상기 고분자 담체 분자는 더군다나 세포에 유독하지 않고 핵산 전달물의 충분한 방출이 가능하도록 한다. The cationic polymer is the biodegradable and biocompatible polymeric carrier molecule, for example, sufficient transfection of nucleic acids for gene therapy or other therapeutic applications without loss of activity, particularly in vitro as well as in vivo. for sufficient aggregation of nucleic acids for the purpose of sufficient transfection of the nucleic acids into other cell lines. The polymeric carrier molecule is furthermore not toxic to cells and allows sufficient release of the nucleic acid delivery agent.

본 발명에서 추가적으로 혈청 첨가 배지(serum containing media)와 관련해서는 핵산 전달물의 향상된 안정성을 제공하고, 면역계에 의해 고분자 담체 전달물 복합체의 인식을 방지하는 생분해성 및 생체 적합성 음이온성 다당류를 사용하며, 상기 음이온성 다당류의 말단에 특히나 친수성 중합체 사슬(예를 들면, PEG-단량체)의 가역적 첨가로에 응집작용에 대해 향상된 저항성을 부여할 수도 있다.In the present invention, additionally, in relation to serum containing media, biodegradable and biocompatible anionic polysaccharides that provide improved stability of nucleic acid delivery and prevent recognition of polymeric carrier delivery complexes by the immune system are used, The reversible addition of particularly hydrophilic polymer chains (eg, PEG-monomers) to the ends of the anionic polysaccharides may also impart improved resistance to aggregation.

비록 꽤 작은 비독성 단량체 단위를 이루고 있음에도 불구하고 PS와 CPP와 같은 양이온성 폴리펩타이드는 핵산 전달물 및 복합체 안정성의 강한 축합을 제공하는 정해진 사슬길이를 갖는 양이온의 바인딩 서열(cationic binding sequence)을 형성한다. 세포기질의 환원 상태(예를 들면, cytosolic GSH)하에서, 복합체는 그들의 단량체로 빠르게 분해되고, 단량체는 더 분해되거나(예를 들면, 올리고펩타이드(oligopeptide)) 또는 분비된다(예를 들면, PEG). 이것은 세포기질내에서 핵산 전달물의 유도(deliberation)를 도와준다. 세포기질 내에서 작은 올리고펩타이드로 분해되기 때문에, 고분자 올리고펩타이드들 예를 들면, 고분자 올리고아르기닌(oligoarginine)에서 관찰되는 것으로 알려진 독성이 관찰되지 않는다. Cationic polypeptides such as PS and CPP, although composed of fairly small non-toxic monomer units, form a cationic binding sequence with a defined chain length that provides strong condensation of nucleic acid delivery and complex stability. do. Under reduced conditions of the cytosol (eg, cytosolic GSH), the complexes are rapidly degraded to their monomers, which are further degraded (eg, oligopeptides) or secreted (eg, PEG). . This aids in the deliberation of the nucleic acid transporter within the cell matrix. Because it is degraded into small oligopeptides in the cell matrix, the toxicity known to be observed with high molecular weight oligopeptides, for example, high molecular weight oligoarginine is not observed.

상기 음이온성 폴리머의 PEG-코팅은 그것의 말단에 친수성 코팅으로 상기 전달체를 덮고(coat), 이는 염-매개 응집작용 및 혈청 내용물들과의 원하지 않는 상호작용을 예방할 수 있다. 세포기질 내에서 이러한 코팅은 세포의 환원 상태하에서 쉽게 제거된다. 역시, 이러한 효과는 세포기질 내에서 핵산 전달물의 유도를 향상시킨다.The PEG-coating of the anionic polymer coats the carrier with a hydrophilic coating at its ends, which can prevent salt-mediated aggregation and unwanted interactions with serum contents. Within the cytosol, this coating is easily removed under the reducing conditions of the cell. Again, this effect enhances the induction of nucleic acid delivery in the cell matrix.

상기 복합입자의 입자 크기는 10 내지 1000 nm일 수 있고, 더욱 구체적으로는 10 내지 200 nm일 수 있다.The particle size of the composite particles may be in the range of 10 to 1000 nm, and more specifically, in the range of 10 to 200 nm.

또한, 상기 복합입자의 표면 전하는 -20 내지 20 mV일 수 있고, 더욱 구체적으로 -10 내지 10 mV일 수 있다.In addition, the surface charge of the composite particles may be -20 to 20 mV, more specifically -10 to 10 mV.

관심있는 폴리머에 대한 일반적인 결론의 추출. 하기 예시에 보고된 대부분의 나노 담체는 고분자 전해질 복합 나노 입자, 나노 겔, 하이드로 젤 및 중합체 미셀에 해당한다. Extraction of general conclusions about the polymer of interest. Most of the nanocarriers reported in the examples below correspond to polyelectrolyte composite nanoparticles, nanogels, hydrogels, and polymer micelles.

복합입자의 입자 크기 및 표면 전하가 상기 수준을 유지할 경우, 복합입자 구조의 안정성 및 구성성분들의 함량과 체내에서 RNA 발현 카세트의 흡수도 및 약제학적 조성물로서 멸균의 편의성면에서 바람직하다.When the particle size and surface charge of the multiparticulate are maintained at the above levels, it is preferable in terms of stability of the multiparticulate structure, content of components, absorption of the RNA expression cassette in the body, and convenience of sterilization as a pharmaceutical composition.

본 발명의 일 관점에 따르면 세포외 기질 분해효소 및 분해효소의 저해물질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 포함하는 약물전달용 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a composition for drug delivery comprising an extracellular matrix degrading enzyme and an RNA expression cassette encoding an inhibitor of the degrading enzyme.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 약물전달용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 치료용 조성물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a composition for treating cancer comprising the composition for drug delivery as an active ingredient.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 약물전달용 조성물에 세포외 기질 분해효소 및 분해효소의 저해물질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 포함하고 내부에 항암 화합물이 봉입된 약물전달용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 치료용 조성물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the composition for drug delivery includes an extracellular matrix degrading enzyme and an RNA expression cassette encoding an inhibitor of the degrading enzyme, and a composition for drug delivery in which an anticancer compound is encapsulated as an active ingredient A composition for treating cancer is provided.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 발현하고자하는 표적 단백질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자를 제공하며 치료용 단백질, 항원 및 항체를 제공할 수 있으며, 일 실시예에 따른 세포외 기질 분해효소 또는 분해효소의 저해물질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자는 ECM 관련 질병을 예방 또는 악화 방지를 하거나 특히, 종양 조직 주변에 포진하여 면역세포, 핵산의약품 및 항암 화합물의 근접을 방해하는 세포외 기질을 분해시킴으로써 암세포를 선택적으로 제거할 수 있어, 암의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.It provides a multi-particle comprising an RNA expression cassette encoding a target protein to be expressed of the present invention made as described above, and can provide therapeutic proteins, antigens and antibodies, and extracellular matrix degrading enzyme according to an embodiment Alternatively, the multiparticulate comprising an RNA expression cassette encoding an inhibitor of a degrading enzyme prevents or prevents aggravation of ECM-related diseases, or, in particular, herpes around tumor tissue, thereby interfering with the proximity of immune cells, nucleic acid drugs and anticancer compounds. By decomposing the extracellular matrix, cancer cells can be selectively removed, which can be usefully used in the treatment of cancer.

도 1은 약학적 유효성분으로 하는 RNA 발현 카세트 복합입자의 개념도로 상기 RNA 발현 카세트과 양이온성 폴리머가 구성하는 기본복합입자(a) 및 약학적 유효성분으로 하는 RNA 발현 카세트과 양이온성 폴리머가 구성하는 층(10)과 음이온성 폴리머 외곽층(20)을 포함하는 복합입자(b)이다.
도 2는 약학적 유효성분으로 하는 RNA 발현 카세트 복합입자를 제조하는 방법을 도시한 것으로 약학적 유효성분으로 하는 RNA 발현 카세트 자체가 음이온을 띄고 있다는 특성에 착안하여 양전하를 띄는 폴리머로 상기 약학적 유효성분으로 RNA 발현 카세트을 코팅하고 추가적으로 음이온성 폴리머를 2차 코팅하여 입자를 제조하는 방법을 제공한다.
1 is a conceptual diagram of an RNA expression cassette composite particle as a pharmaceutical active ingredient (a), a basic composite particle (a) composed of the RNA expression cassette and a cationic polymer, and a layer composed of an RNA expression cassette and a cationic polymer as a pharmaceutically active ingredient It is a composite particle (b) comprising (10) and an anionic polymer outer layer (20).
2 is a view showing a method for preparing an RNA expression cassette composite particle having a pharmaceutically active ingredient, and is a positively charged polymer with a focus on the characteristic that the RNA expression cassette itself as a pharmaceutically active ingredient has an anion. A method for preparing particles by coating an RNA expression cassette with a component and additionally with a secondary coating of an anionic polymer is provided.

본 발명에서, 뉴클레오타이드, 뉴클레오사이드 또는 폴리뉴클레오타이드(예를 들면, 본 발명의 핵산들, 예를 들면, mRNA 분자)에서, 용어 "변형" 또는 적절하게는 "변형된"은 A, G, U 또는 C 리보뉴클레오타이드들에 관한 변형을 말한다. 일반적으로, 본 발명에서, 이들 용어들은 천연적으로 발생하는 5'-말단 mRNA 캡 모이어티 내의 리보뉴클레오타이드 변형들을 말하는 것으로 의도되지 않는다. 폴리펩타이드에서, 용어 "변형"은 20개 아미노산들의 정규 세트, 모이어티와 비교한 변형을 말한다.In the present invention, in nucleotides, nucleosides or polynucleotides (eg, nucleic acids of the invention, eg, mRNA molecules), the term "modified" or suitably "modified" means A, G, U or C-ribonucleotides. Generally, in the present invention, these terms are not intended to refer to ribonucleotide modifications within the naturally occurring 5'-terminal mRNA cap moiety. In polypeptides, the term "modification" refers to a modification compared to a moiety, a canonical set of 20 amino acids.

변형들은 각종의 명백한 변형들일 수 있다. 일부 실시형태에서, 핵산이 mRNA인 경우, 암호화 영역, 플랭킹 영역들(flanking regions) 및/또는 말단 영역들은 1개, 2개, 또는 그 이상의(임의로 상이한) 뉴클레오사이드 또는 뉴클레오타이드 변형들을 함유할 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포에 도입된 변형된 폴리뉴클레오타이드는, 변형되지 않은 폴리뉴클레오타이드와 비교하여, 세포에서 감소된 분해를 나타낼 수 있다.Variations can be a variety of obvious variations. In some embodiments, where the nucleic acid is an mRNA, the coding region, flanking regions and/or terminal regions may contain one, two, or more (optionally different) nucleoside or nucleotide modifications. can In some embodiments, a modified polynucleotide introduced into a cell may exhibit reduced degradation in the cell as compared to an unmodified polynucleotide.

폴리뉴클레오타이드들은, 당, 핵염기, 또는 뉴클레오사이드간 연결에 대한(예를 들면, 연결 포스페이트에 대한/포스포디에스테르 연결에 대한/포스포디에스테르 골격에 대한) 임의의 유용한 변형을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리뉴클레오타이드의 주요 그루브, 또는 핵염기의 주요 그루브 페이스는 하나 이상의 변형들을 포함할 수 있다. 피리딘 핵염기의(예를 들면, 주요 그루브 페이스 상의) 하나 이상의 원자들은, 임의로 치환된 아미노, 임의로 치환된 티올, 임의로 치환된 알킬(예를 들면, 메틸 또는 에틸), 또는 할로(예를 들면, 클로로 또는 플루오로)로 대체되거나 치환될 수 있다. 특정 실시형태에서, 변형들(예를 들면, 하나 이상의 변형들)은 각각의 당 및 뉴클레오사이드간 연결 각각에 존재한다. 본 발명에 따른 변형들은 리보핵산(RNA)의 데옥시리보핵산들(DNA)로의 변형들, 예를 들면, 리보푸라니실 환의 2'OH의 2'H, 트레오스 핵산(TNA), 글리콜 핵산(GNA), 펩타이드 핵산(PNA), 잠금(locked) 핵산(LNAs) 또는 이들의 하이브리드로의 치환일 수 있다. 추가의 변형들이 본 발명에 기술되어 있다.Polynucleotides can contain any useful modifications to sugars, nucleobases, or internucleoside linkages (eg, to linking phosphates/to phosphodiester linkages/to phosphodiester backbones). . For example, a major groove face of a polynucleotide, or a major groove face of a nucleobase may include one or more modifications. One or more atoms of the pyridine nucleobase (e.g., on the major groove face) are optionally substituted amino, optionally substituted thiol, optionally substituted alkyl (e.g., methyl or ethyl), or halo (e.g., chloro or fluoro) or may be substituted. In certain embodiments, modifications (eg, one or more modifications) are present on each sugar and each internucleoside linkage. Modifications according to the present invention are ribonucleic acid (RNA) to deoxyribonucleic acids (DNA) modifications, for example 2'H of 2'OH of ribofuranicil ring, threose nucleic acid (TNA), glycol nucleic acid (GNA), peptide nucleic acid (PNA), locked nucleic acid (LNAs) or a hybrid thereof. Further variations are described herein.

본 발명에서, "게놈"은 핵에 존재하는 염색체 DNA 뿐만 아니라 세포 하위 구성 성분 (예, 미토콘드리아, 색소체)에 존재하는 기관 DNA를 포괄한다As used herein, "genome" encompasses chromosomal DNA present in the nucleus as well as organ DNA present in cellular subcomponents (eg, mitochondria, plastids).

"폴리뉴클레오티드", "핵산 서열", "뉴클레오티드 서열" 또는 "핵산 단편"은 상호 호환적으로 합성, 비-천연 또는 변형된 뉴클레오티드 염기를 선택적으로 포함하는, 단일 가닥 또는 이중 가닥의 RNA 또는 DNA로 된 폴리머를 지칭하기 위해 사용된다. 뉴클레오티드 (일반적으로 5'-모노포스페이트 형태로 발견됨)는 다음과 같이 단문자명으로 지칭된다: "A" = 아데닐레이트 또는 데옥시아데닐레이트 (각각 RNA 또는 DNA), "C" = 시티딜레이트 또는 데옥시시티딜레이트, "G" = 구아닐레이트 또는 데옥시구아닐레이트, "U" = 우리딜레이트, "T" = 데옥시티미딜레이트, "R" = 퓨린 (A 또는 G), "Y" = 피리미딘 (C 또는 T), "K" = G 또는 T, "H" = A 또는 C 또는 T, "I" = 이노신, "N" = 임의의 뉴클레오티드."Polynucleotide", "nucleic acid sequence", "nucleotide sequence" or "nucleic acid fragment" are interchangeably termed single- or double-stranded RNA or DNA, optionally comprising synthetic, non-natural or modified nucleotide bases. used to refer to a polymer that has been Nucleotides (generally found in the 5'-monophosphate form) are referred to by shorthand names as follows: "A" = adenylate or deoxyadenylate (RNA or DNA, respectively), "C" = cytidylate or deoxycytidylate, "G" = guanylate or deoxyguanylate, "U" = uridylate, "T" = deoxythymidylate, "R" = purine (A or G), "Y" = pyrimidine (C or T), "K" = G or T, "H" = A or C or T, "I" = inosine, "N" = any nucleotide.

본 발명의 폴리뉴클레오타이드는, 폴리뉴클레오타이드(예를 들면, mRNA)가 도입된 세포의 선천적 면역 반응을 실질적으로 유도하지 않는다. 유도된 선천적 면역 반응의 특징들로는 1) 염증-촉진성 사이토카인들의 증가된 발현, 2) 세포내 PRR들(RIG-I, MDA5 등)의 활성화, 및/또는 3) 단백질 번역에 있어서의 종결 또는 감소가 포함된다.The polynucleotide of the present invention does not substantially induce an innate immune response of a cell into which the polynucleotide (eg, mRNA) has been introduced. Characteristics of an induced innate immune response include 1) increased expression of pro-inflammatory cytokines, 2) activation of intracellular PRRs (RIG-I, MDA5, etc.), and/or 3) termination in protein translation or reduction is included.

"폴리펩타이드", "펩타이드", "아미노산 서열" 및 "단백질"은 본 발명에서 상호 호환적으로 아미노산 잔기들로 된 폴리머를 지칭하기 위해 사용된다. 이들 용어는 하나 이상의 아미노산 잔기가 대응되는 천연 아미노산의 인공적인 화학 유사체인 아미노산 폴리머 뿐만 아니라 천연 아미노산 폴리머에도 적용된다. 용어 "폴리펩타이드", "펩타이드", "아미노산 서열" 및 "단백질"은 또한 비-제한적인 예로, 당화, 지질 결합, 황산화, 글루탐산 잔기의 감마-카르복시화, 하이드록시화 및 ADP-화라이보실화 (ribosylation) 등의 변형을 포함한다."Polypeptide", "peptide", "amino acid sequence" and "protein" are used herein interchangeably to refer to a polymer of amino acid residues. These terms apply to natural amino acid polymers as well as amino acid polymers in which one or more amino acid residues are artificial chemical analogs of the corresponding natural amino acid. The terms “polypeptide”, “peptide”, “amino acid sequence” and “protein” also include, but are not limited to, glycosylation, lipid binding, sulfation, gamma-carboxylation of glutamic acid residues, hydroxylation, and ADP-sulfation. Modifications such as ribosylation are included.

변형된 핵산 분자를 세포내로 도입시켜 세포내적으로 분해되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 변형된 핵산 분자의 분해는, 단백질 생산의 정확한 시기선택(precise timing)이 요구되는 경우에 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 세포 내에서의 직접적인 방식으로 작용할 수 있는, 분해 도메인(domain)을 함유하는 변형된 핵산 분자를 제공한다. 다른 양상에서, 본 개시는, 주요 그루브 상호작용의 결합, 예를 들면, 파트너와 폴리뉴클레오타이드의 결합(예를 들면, 변형된 뉴클레오타이드가, 변형되지 않은 뉴클레오타이드와 비교하여, 주요 그루브 상호작용 파트너에 대한 결합 친화성을 감소시킨 경우)을 방해할 수 있는 뉴클레오사이드 또는 뉴클레오타이드를 포함하는 폴리뉴클레오타이드들을 제공한다. 폴리뉴클레오타이드들은 다른 제제들[예를 들면, RNAi-유도제, RNAi 제제, siRNA, shRNA, miRNA, 안티센스 RNA, 리보자임, 촉매적 DNA, tRNA, 삼중 나선 형성을 유도하는 RNA, 압타머(aptamer), 벡터 등]을 임의로 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 폴리뉴클레오타이드들은 하나 이상의 변형된 뉴클레오사이드 또는 뉴클레오타이드들(즉, 변형된 mRNA 분자들)을 갖는 하나 이상의 전령 RNA(mRNA)를 포함할 수 있다. It may be desirable to introduce a modified nucleic acid molecule into a cell so that it is degraded intracellularly. For example, degradation of the modified nucleic acid molecule may be desirable where precise timing of protein production is desired. Accordingly, the present invention provides a modified nucleic acid molecule containing a degradation domain, capable of acting in a direct manner within a cell. In another aspect, the present disclosure relates to binding of a major groove interaction, e.g., binding of a partner to a polynucleotide (e.g., a modified nucleotide, as compared to an unmodified nucleotide, for a major groove interaction partner Polynucleotides comprising nucleosides or nucleotides capable of interfering with binding affinity) are provided. Polynucleotides can be used with other agents (e.g., RNAi-inducing agents, RNAi agents, siRNA, shRNA, miRNA, antisense RNA, ribozyme, catalytic DNA, tRNA, RNA that induces triple helix formation, aptamers, vectors, etc.] may be optionally included. In some embodiments, polynucleotides may comprise one or more messenger RNA (mRNA) having one or more modified nucleosides or nucleotides (ie, modified mRNA molecules).

핵산 분자: 핵산 분자는 바람직하게는 핵산 성분을 포함하는, 바람직하게는 이루어진 분자이다. 용어, 핵산 분자는 DNA 또는 RNA를 나타낸다. 이는 용어 "폴리뉴클레오타이드"와 동의어로 사용된다. 핵산 분자는 뉴클레오타이드 단량체를 포함하거나 이로 이루어진 폴리머이며, 당/포스페이트-백본의 포스포디에스테르 결합에 의해 서로 공유 결합으로 연결되어 있다. Nucleic Acid Molecules : A nucleic acid molecule is a molecule that preferably comprises, preferably consists of, a nucleic acid component. The term nucleic acid molecule refers to either DNA or RNA. It is used synonymously with the term "polynucleotide". Nucleic acid molecules are polymers comprising or consisting of nucleotide monomers and are covalently linked to each other by phosphodiester bonds of sugar/phosphate-backbone.

DNA: DNA는 데옥시리보핵산에 대한 일반적인 약자이다. 이는 핵산 분자, 즉, 뉴클레오타이드로 이루어진 폴리머이다. 이러한 뉴클레오타이드는 보통 - 그들 스스로에 의해 - 당 성분(sugar moiety), 염기 성분 및 포스페이트 성분으로 구성된 데옥시아데노신-모노포스페이트, 데옥시티미딘-모노포스페이트, 데옥시구아노신-모노포스페이트 및 데옥시사이티딘-모노포스페이트 단량체이며, 특유의 백본 구조에 의해 중합된다. 백본구조는, 일반적으로, 단량체에 근접한 첫 번째 뉴클레오타이드의 당 성분 즉, 데옥시리보오스와 두 번째 포스페이트 성분 사이의 포스포디에스테르 결합에 의해 형성된다. 단량체의 특정 순서, 즉, 당/포스페이트-백본에 연결된 염기의 순서는 DNA-서열이라고 한다. DNA는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다. 이중 가닥 형태(double stranded form)에서, 첫 번째 가닥의 뉴클레오타이드는 일반적으로 두 번째 가닥의 뉴클레오타이드와 예를 들어, A/T-염기쌍 및 G/C-염기쌍으로 혼성화(hybridize)된다.DNA: DNA is a generic abbreviation for deoxyribonucleic acid. It is a nucleic acid molecule, ie a polymer made up of nucleotides. These nucleotides usually consist of - by themselves - a sugar moiety, a base component and a phosphate component: deoxyadenosine-monophosphate, deoxythymidine-monophosphate, deoxyguanosine-monophosphate and between deoxy It is a tidine-monophosphate monomer and is polymerized by a unique backbone structure. The backbone structure is generally formed by a phosphodiester bond between the sugar moiety of the first nucleotide proximal to the monomer, i.e., deoxyribose and the second phosphate moiety. The specific order of the monomers, ie the order of the bases linked to the sugar/phosphate-backbone, is referred to as the DNA-sequence. DNA can be single-stranded or double-stranded. In the double stranded form, the nucleotides of the first strand generally hybridize with the nucleotides of the second strand, eg, A/T-base pairs and G/C-base pairs.

유전자: 유전자는 하나 이상의 세포 생성물을 생산하고/하거나 하나 이상의 세포 간 또는 세포 내 기능을 달성하기 위한 특정 핵산 서열을 지칭한다. 보다 구체적으로, 상기 용어는 특정 단백질 또는 기능적 또는 구조적 RNA 분자를 코딩하는 핵산을 포함하는 핵산 섹션(전형적으로 DNA이지만, RNA 바이러스의 경우에는 RNA이다)에 관한 것이다. Gene : A gene refers to a specific nucleic acid sequence for producing one or more cellular products and/or for achieving one or more intercellular or intracellular functions. More specifically, the term relates to a nucleic acid section (typically DNA, but RNA in the case of RNA viruses) comprising a nucleic acid encoding a particular protein or functional or structural RNA molecule.

발현은 그의 가장 일반적인 의미로 사용되며, RNA의 생산 또는 RNA 및 단백질의 생산을 포함한다. 이것은 또한 핵산의 부분적 발현을 포함한다. 뿐만 아니라, 발현은 일시적이거나 안정한 것일 수 있다. RNA 발현 카세트와 관련하여, "발현" 또는 "번역"이라는 용어는 세포의 리포좀 내에서 메신저 RNA의 한 가닥이 아미노산 서열의 어셈블리를 지시하여 펩티드 또는 단백질을 만드는 프로세스에 관한 것이다.Expression is used in its most general sense and includes the production of RNA or the production of RNA and proteins. This also includes partial expression of nucleic acids. In addition, expression may be transient or stable. In the context of RNA expression cassettes, the term "expression" or "translation" relates to the process by which one strand of messenger RNA directs the assembly of amino acid sequences within the liposome of a cell to make a peptide or protein.

RNA, mRNA: RNA는 리보핵산에 대한 일반적인 약자이다. 이는 핵산 분자 즉, 뉴클레오타이드로 이루어진 폴리머이다. 이들 뉴클레오타이드는 보통 소위 백본을 따라 서로 연결된 아데노신-모노포스페이트, 우리딘-모노포스페이트, 구아노신-모노포스페이트 및 사이티딘-모노포스페이드 단량체이다. 백본은 단량체에 근접한 첫 번째 당, 즉 리보오스, 및 두 번째 포스페이트 성분 사이에서 포스포디에스테르 결합에 의해 형성된다. 단량체의 특정 연쇄는 RNA-서열이라고 한다. 보통 RNA는 DNA-서열의 전사에 의해, 예를 들어, 세포 내부에서 수득 가능할 수 있다. 진행 세포에서, 전사는 일반적으로 핵 또는 미토콘드리아 내부에서 수행된다. RNA, mRNA: RNA is a general abbreviation for ribonucleic acid. It is a nucleic acid molecule, that is, a polymer made up of nucleotides. These nucleotides are usually adenosine-monophosphate, uridine-monophosphate, guanosine-monophosphate and cytidine-monophosphate monomers linked together along the so-called backbone. The backbone is formed by a phosphodiester linkage between the first sugar proximal to the monomer, namely ribose, and the second phosphate component. A specific chain of monomers is called an RNA-sequence. Ordinarily RNA may be obtainable by transcription of a DNA-sequence, for example inside a cell. In an advancing cell, transcription is usually carried out inside the nucleus or mitochondria.

mRNA는 메신저-RNA를 의미하며 전형적으로 DNA 주형을 이용하여 생성되고 펩티드 또는 단백질을 코딩하는 전사체에 관한 것이다. 전형적으로, mRNA는 5'UTR, 단백질 코딩 영역, 3'UTR, 및 폴리(A) 서열을 포함한다. mRNA는 DNA 주형으로부터 시험관내 전사에 의해 생성될 수 있다. 시험관내 전사 방법론은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있는 것이다. 예를 들어, 시험관내 전사 키트가 시중에 다양하게 판매되고 있다. 본 발명에 따르면, mRNA는 변형 및 캡핑을 안정화시킴으로서 변형시킬 수도 있다.mRNA refers to messenger-RNA and typically relates to a transcript produced using a DNA template and encoding a peptide or protein. Typically, an mRNA comprises a 5'UTR, a protein coding region, a 3'UTR, and a poly(A) sequence. mRNA can be produced by in vitro transcription from a DNA template. In vitro transcription methodologies are well known to those skilled in the art. For example, a variety of in vitro transcription kits are available on the market. According to the present invention, mRNA can also be modified by stabilizing modification and capping.

생체 내에서(In vivo), 보통 DNA의 전사는 보통 mRNA로 약칭하는 소위 전령-RNA로 가공되어야 하는 소위 미성숙 RNA(premature RNA)로 된다. 예를 들어, 진핵 유기체에서 미성숙 RNA의 가공은 스플라이싱(splicing), 5'캡핑(capping), 아데닐산중합반응(polyadenylation), 핵 또는 미토콘드리아로부터 유출(export) 등의 다양한 상이한 전사 후-변형을 포함한다. 이들 가공의 합(sum)은 RNA의 성숙이라고 한다. 성숙 전령 RNA는 보통 특정 펩타이드 또는 단백질의 아미노산 서열로 번역될 수 있는 뉴클레오타이드 서열을 제공한다. 일반적으로, 성숙 mRNA(mature mRNA)는 5'캡(cap), 선택적으로 5'UTR, 오픈 리딩 프레임, 선택적으로 3'UTR 및 폴리(A) 서열을 포함한다. 전령 RNA 이외에, 여러 비-코딩 유형의 RNA가 존재하며, 이는 전사 및/또는 번역의 조절과 관련될 수 있다. 용어 "RNA"는 바이러스 RNA(viral RNA), 레트로바이러스 RNA(retroviral RNA) 및 RNA(replicon RNA)과 같은, 다른 코딩하는 RNA 분자를 또한 포함한다.In vivo, transcription of DNA usually results in so-called premature RNA, which must be processed into so-called messenger-RNA, usually abbreviated as mRNA. For example, processing of immature RNA in eukaryotic organisms involves a variety of different post-transcriptional modifications, including splicing, 5' capping, polyadenylation, and export from the nucleus or mitochondria. includes The sum of these processes is called the maturation of the RNA. Mature messenger RNA usually provides a nucleotide sequence that can be translated into the amino acid sequence of a specific peptide or protein. Generally, a mature mRNA comprises a 5' cap, optionally a 5'UTR, an open reading frame, optionally a 3'UTR and a poly(A) sequence. In addition to messenger RNA, several non-coding types of RNA exist, which may be involved in the regulation of transcription and/or translation. The term “RNA” also includes other encoding RNA molecules, such as viral RNA, retroviral RNA and replica RNA.

발현 카세트(Exprision Cassette): 발현 카세트는 유기체에서 대상 뉴클레오티드 서열을 발현시키기에 적합한 구조체를 의미한다. 발현은 기능성 산물의 생성을 의미한다. 본 발명에서 뉴클레오티드 서열의 발현은 RNA를 단백질 전구체 또는 성숙한 단백질로 번역하는 것을 의미할 수 있다. 발현 카세트는 번역될 수 있는 RNA (예, mRNA)일 수 있다. 발현 카세트는 서로 다른 소스로부터 유래될 수 있는 대상 뉴클레오티드 서열 및 조절 서열, 또는 동일한 소스로부터 유래되지만 통상 천연적으로 발견되는 방식과는 다른 방식으로 정렬된 대상 뉴클레오티드 서열 및 번역 조절 서열을 포함할 수 있다. Expression Cassette : Expression cassette refers to a structure suitable for expressing a target nucleotide sequence in an organism. Expression refers to the production of a functional product. In the present invention, expression of the nucleotide sequence may refer to translation of RNA into a protein precursor or a mature protein. The expression cassette may be an RNA that can be translated (eg, mRNA). An expression cassette may include a subject nucleotide sequence and a regulatory sequence, which may be derived from different sources, or a subject nucleotide sequence and a translational control sequence, which are derived from the same source but aligned in a manner different from that normally found in nature. .

오픈 리딩 프레임(Open reading frame): 일반적으로 펩타이드 또는 단백질로 번역될 수 있는 여러 뉴클레오타이드 트리플렛(triplets)의 서열일 수 있다. 오픈 리딩 프레임은 이의 5'말단 및 보통 다중 3개 뉴클레오타이드 길이를 나타내는 후속 영역(subsequent region)에 바람직하게는 시작 코돈, 즉, 보통 아미노산 메티오닌을 코딩하는 이후의 세 뉴클레오타이드의 조합(ATG 또는 AUG)을 함유한다. ORF는 바람직하게는 정지-코돈(예를 들어, TAA, TAG, TGA)에 의하여 종결된다. 일반적으로, 이는 오직 오픈 리딩 프레임의 정지-코돈이다. 따라서, 본 발명에서 오픈 리딩 프레임은 바람직하게는 시작 코돈(예를 들어, ATG 또는 AUG)으로 시작하고 바람직하게는 정지 코돈(예를 들어, TAA, TGA, 또는 TAG 또는 UAA, UAG, UGA, 각각)으로 종결되는 3으로 나뉘어질 수 있는 다수의 뉴클레오타이드로 이루어지는 뉴클레오타이드 서열이다. 오픈 리딩 프레임은 분리될 수 있거나 더 긴 핵산 서열, 예를 들어 벡터 또는 mRNA에 포함될 수 있다. 오픈리딩 프레임은 또한 "단백질 코딩 영역"으로 불리울 수 있다. Open reading frame : may be a sequence of several nucleotide triplets that can generally be translated into peptides or proteins. The open reading frame is preferably a start codon, i.e. a combination of the following three nucleotides (ATG or AUG), usually encoding the amino acid methionine, at its 5' end and a subsequent region, usually multiple 3 nucleotides in length. contains The ORF is preferably terminated by a stop-codon (eg TAA, TAG, TGA). In general, this is only the stop-codon of the open reading frame. Accordingly, in the present invention the open reading frame preferably begins with a start codon (eg ATG or AUG) and preferably with a stop codon (eg TAA, TGA, or TAG or UAA, UAG, UGA, respectively) ) is a nucleotide sequence consisting of a number of nucleotides that can be divided by three. The open reading frame may be isolated or may be incorporated into a longer nucleic acid sequence, such as a vector or mRNA. The open reading frame may also be referred to as a “protein coding region”.

바이시스트로닉 RNA, 멀티시스트로닉 RNA(Bicistronic RNA, multicistronic RNA): 바이시스트로닉 또는 멀티시스트로닉 RNA는 일반적으로 두 개의(바이시스트로닉) 또는 그 이상의(멀티시스트로닉) 오픈 리딩 프레임(ORF)를 가질 수 있는 RNA, 바람직하게는 mRNA 이다. 오픈 리딩 프레임은 펩타이드 또는 단백질로 번역될 수 있는 코돈의 서열이다.Bicistronic RNA, multicistronic RNA: Bicistronic or multicistronic RNA typically has two (bicistronic) or more (multicistronic) open reading frames (ORFs). RNA, preferably mRNA. An open reading frame is a sequence of codons that can be translated into a peptide or protein.

핵산 분자의 서열: 핵산 분자의 서열은 일반적으로 특정하고 개별적인 순서, 즉 이의 뉴클레오타이드의 연속인 것으로 이해된다. 단백질 또는 펩타이드의 서열은 일반적으로 순서, 즉, 이의 아미노산의 연쇄(succision)인 것으로 이해된다.Sequence of Nucleic Acid Molecules: The sequence of a nucleic acid molecule is generally understood to be a specific and discrete order, ie, a sequence of its nucleotides. The sequence of a protein or peptide is generally understood to be a sequence, ie a sequence of its amino acids.

서열 상동성: 둘 이상의 서열은 만약 그들이 뉴클레오타이드 또는 아미노산의 동일한 길이 및 순서를 나타낸다면 동일하다(상동성이 있다). 상동성의 백분율은 일반적으로 두 서열이 동일한 정도(extent)를 설명하며, 즉, 이는 일반적으로 그들의 서열 위치가 참조 서열(reference sequence)의 뉴클레오타이드와 상응하는 뉴클레오타이드의 백분율을 설명한다. 동일의 정도를 결정하기 위하여, 비교되는 서열은 동일한 길이, 즉, 비교될 서열의 가장 긴 서열의 길이를 나타내는 것으로 간주된다. 이는 8개 뉴클레오타이드로 이루어진 첫 번째 서열은 첫 번째 서열을 포함하는 10개 뉴클레오타이드로 이루어진 두 번째 서열과 80% 동일한 것을 의미한다. 다시 말하면, 본 발명에서, 서열의 동일은 바람직하게는 동일한 길이를 가지는 둘 이상의 서열에서 동일한 위치를 가지는 서열의 뉴클레오타이드의 백분율과 관련된다. 갭(gap)은 보통 정렬에서 이들의 실제 위치와 관계없이, 비-동일 위치로 간주된다.Sequence homology: Two or more sequences are identical (there are homology) if they exhibit the same length and order of nucleotides or amino acids. Percentage of homology generally describes the extent to which two sequences are identical, ie, it generally describes the percentage of nucleotides whose sequence positions correspond to nucleotides in a reference sequence. For purposes of determining the degree of identity, the sequences being compared are considered to represent the same length, ie, the length of the longest sequence of the sequences being compared. This means that the first sequence of 8 nucleotides is 80% identical to the second sequence of 10 nucleotides comprising the first sequence. In other words, in the present invention, the identity of a sequence preferably relates to the percentage of nucleotides of the sequence having the same position in two or more sequences having the same length. Gaps are usually considered non-identical positions, regardless of their actual positions in alignment.

안정화된 핵산 분자: 안정화된 핵산 분자는 변형 없는 핵산 분자보다, 예를 들어, 환경적 인자 또는 엑소- 또는 엔도뉴클레아제와 같은 효소 분해(digit)에 의한 붕괴(disintegration) 또는 분해(degradation)에 더 안정한, 그렇게 화학적 변형된 DNA 또는 RNA 분자이다. 본 발명에서, 안정화된 핵산 분자는 원핵 또는 진핵 세포, 인간 세포와 같은 포유동물 세포와 같은 세포에서 안정화된다. 안정화 효과는 또한 세포의 외부, 예를 들어, 버퍼 용액 등에서, 예를 들어, 안정화된 핵산 분자를 포함하는 약학적 조성물을 제조하는 공정에서 발휘될 수 있다.Stabilized Nucleic Acid Molecules: Stabilized nucleic acid molecules are more susceptible to disintegration or degradation than unmodified nucleic acid molecules, for example by environmental factors or enzymatic digit such as exo- or endonuclease. A more stable, so chemically modified DNA or RNA molecule. In the present invention, a stabilized nucleic acid molecule is stabilized in a cell such as a prokaryotic or eukaryotic cell, a mammalian cell such as a human cell. The stabilizing effect can also be exerted outside the cell, for example, in a buffer solution and the like, for example, in a process for preparing a pharmaceutical composition comprising a stabilized nucleic acid molecule.

이종 서열(Heterologous sequence): 일반적으로 두 서열은, 그들이 동일한 유전자로부터 이끌어낼 수 있는 것이 아니라면, '이종(heterologous)'으로 이해된다. 즉, 이종 서열은 동일한 유기체(organi)로부터 이끌어낼 수 있을 수 있지만, 그들은 동일한 mRNA에서와 같이, 동일한 핵산에서 자연적으로(자연에서) 발생하지 않는다.Heterologous sequence: In general, two sequences are understood to be 'heterologous' unless they can be derived from the same gene. That is, heterologous sequences may be derived from the same organism, but they do not occur naturally (in nature) in the same nucleic acid as in the same mRNA.

G/C 화학적 변형: G/C-화학적 변형된 핵산은 일반적으로 바람직하게는 야생형 서열과 비교하여 증가된 수의 구아노신 및/또는 사이토신 뉴클레오타이드를 포함하는 화학적 변형된 야생형 서열에 기반한, 바람직하게는 본원에 정의된 바와 같은 RNA 분자일 수 있다. 이러한 증가된 수는 구아노신 또는 사이토신 뉴클레오타이드를 함유하는 코돈에 의해 아데노신 또는 티미딘 뉴클레오타이드를 함유하는 코돈의 치환에 의해 생성될 수 있다. 풍부한 G/C 함량이 DNA 또는 RNA의 코딩 영역에 발생하면, 이는 유전적 코드의 퇴화(degeneracy)를 사용한다. 따라서, 코돈 치환은 바람직하게는 코딩된 아미노산 잔기를 변형하지 않지만, 오로지 핵산 분자의 G/C 함량을 증가시킨다. G/C chemical modification : The G/C-chemically modified nucleic acid is generally based on a chemically modified wild-type sequence, preferably comprising an increased number of guanosine and/or cytosine nucleotides compared to the wild-type sequence, preferably may be an RNA molecule as defined herein. This increased number can be produced by substitution of codons containing adenosine or thymidine nucleotides with codons containing guanosine or cytosine nucleotides. When abundant G/C content occurs in the coding region of DNA or RNA, this exploits the degeneracy of the genetic code. Thus, codon substitutions preferably do not modify the encoded amino acid residues, but only increase the G/C content of the nucleic acid molecule.

참조 RNA(Unmodified reference RNA): 자연에 존재하는 것과 같은 야생형 RNA 서열에 상응하는 RNA. 예를 들어, 비화학적 변형된 참조 mRNA는 자연적으로 발생하는 뉴클레오타이드를 포함하는 mRNA 서열에 상응하며, 자연적으로 발생하는 변형, 및/또는 자연적으로 발생하는 비번역 영역을 포함하는 뉴클레오타이드를 포함하고, 예컨대, 자연적으로 발생하는 5'캡(CAP) 구조 m7GpppN, 만약 자연적으로 발생하는 mRNA 서열에 존재한다면, 선택적으로 자연적으로 발생하는 5'UTR을 포함하고, 만약 자연적으로 발생하는 mRNA 서열 및 대략 30개 아데노신을 갖는 폴리 A 서열에 존재한다면, 야생형 오픈 리딩 프레임은, 선택적으로 자연적으로 발생하는 3'UTR을 포함한다.Unmodified reference RNA: RNA that corresponds to a wild-type RNA sequence as it exists in nature. For example, a non-chemically modified reference mRNA corresponds to an mRNA sequence comprising naturally occurring nucleotides and comprises nucleotides comprising a naturally occurring modification, and/or a naturally occurring untranslated region, such as , a naturally occurring 5' cap (CAP) structure m7GpppN, optionally comprising a naturally occurring 5'UTR, if present in the naturally occurring mRNA sequence, and if present in the naturally occurring mRNA sequence and approximately 30 adenosine The wild-type open reading frame, if present in the poly A sequence with

"폴리(A) 서열" 또는 "폴리(A) 꼬리"는 전형적으로 RNA 분자의 3'-말단에 위치하는 연속되거나 중단된 아데닐레이트 잔기 서열을 지칭한다. 연속적인 서열은 연속적인 아데닐레이트 잔기를 특징으로 한다. 사실상, 연속적인 폴리(A) 서열이 전형적인 것이다. 폴리(A) 서열은 전사 후 주형-독립적 RNA 중합효소에 의해 RNA의 자유 3'-말단에 세포 핵에서 진핵세포 전사 중에 부착되지만, 통상적으로 진핵세포 DNA에서 암호화되지 않은 반면, 본 발명은 DNA에 의해 코딩된 폴리(A) 서열을 포함한다. A “poly(A) sequence” or “poly(A) tail” refers to a sequence of contiguous or interrupted adenylate residues, typically located at the 3′-end of an RNA molecule. Contiguous sequences are characterized by consecutive adenylate residues. In fact, a contiguous poly(A) sequence is typical. The poly(A) sequence is attached during eukaryotic transcription in the cell nucleus to the free 3'-end of RNA by template-independent RNA polymerase after transcription, but is usually not encoded in eukaryotic DNA, whereas the present invention relates to DNA poly(A) sequence encoded by

"주형 RNA"는 RNA 의존성 RNA 중합효소에 의해 전사되거나 복제될 수 있는 RNA를 지칭한다. "Template RNA" refers to RNA capable of being transcribed or replicated by RNA dependent RNA polymerase.

단백질: 본 발명에서 일반적으로 사용하는 단백질과 본 발명에서 발현하고자하는 단백질을 *?**?*표적단백질*?**?*로 지칭하고 두 용어는 거의 동의어로 사용하고 있으며, 일반적으로 단백질은 하나 이상의 펩타이드 또는 폴리펩타이드를 포함한다. 일반적으로 단백질은 생물학적 기능을 발휘하는 단백질을 위해 요구될 수 있는 3차원 형태로 접힌다. Protein: The protein generally used in the present invention and the protein to be expressed in the present invention are referred to as *?**?*target protein*?**?*, and the two terms are used almost synonymously, and in general, protein is one or more peptides or polypeptides. In general, proteins fold into three-dimensional shapes that may be required for proteins to exert biological functions.

펩타이드: 일반적으로 펩타이드 또는 폴리펩타이드는 펩타이드 결합에 의해 연결된 아미노산 단량체의 폴리머이다. 이는 일반적으로 50 단량체 단위 미만으로 함유한다. 그렇지만, 용어 펩타이드는 50 단량체 단위를 초과하여 갖는 분자를 위한 권리를 포기하는 것은 아니다. 긴 펩타이드는 폴리펩타이드라고도 불리우며, 일반적으로 50 ~ 600 단량체 단위를 갖는다.Peptide: Generally, a peptide or polypeptide is a polymer of amino acid monomers linked by peptide bonds. It generally contains less than 50 monomer units. However, the term peptide is not a waiver for molecules having more than 50 monomer units. Long peptides, also called polypeptides, generally have 50 to 600 monomer units.

단백질의 절편 또는 부분: 본 발명에서, 단백질의 절편 또는 부분은 일반적으로 단백질의 아미노산 서열의 연속적인 부분에 상응하는 펩타이드로 이해될 수 있으며, 바람직하게는 약 6 ~ 약 20개 또는 그 이상의 아미노산의 길이를 가지고, 예를 들어, MHC 클래스 I 분자에 의하여 가공되고 제시되는 부분, 바람직하게는 약 8 ~ 약 10개 아미노산의 길이를 가지는, 예를 들어, 8, 9, 또는 10개, (또는 11, 또는 12개 아미노산도), 또는 MHC 클래스 II 분자에 의하여 가공 및 제시되는 절편, 바람직하게는 약 13개 또는 그 이상의 아미노산, 예를 들어, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 또는 그 이상의 아미노산의 길이를 가지며, 여기서 이들 절편은 아미노산 서열의 임의의 부분으로부터 선택될 수 있다. 이들 절편은 일반적으로 펩타이드 절편 및 MHC 분자로 이루어지는 복합체의 형태로 T 세포에 의하여 인지될 수 있고, 즉 절편은 일반적으로 그들의 천연 형태로 인지되지 않는다. 본원에 정의된 바와 같은 단백질의 절편 또는 부분은 또한 이들 단백질의 에피토프 또는 기능부(functional site)를 포함할 수 있다. 단백질의 절편 또는 부분은 항원, 특히 면역원, 예를 들어 항원 결정기(또한 '에피토프'로 불리우는)이거나 항원 특성(antigenic characteristics)을 갖고, 적응 면역 반응을 유도한다. 따라서, 단백질 또는 펩타이드의 절편은 적어도 하나의 이들 단백질 또는 펩타이드의 에피토프를 포함할 수 있다. 게다가 또한, 단백질의 도메인(domain)은, 세포 외 도메인, 세포 내 도메인 또는 막관통 도메인(transmembrane domain) 및 단백질의 짧거나 절단된 버전(versions)과 같이 단백질의 절편을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.Fragment or part of protein: In the present invention, fragment or part of protein can be generally understood as a peptide corresponding to a continuous part of the amino acid sequence of a protein, preferably from about 6 to about 20 or more amino acids. having a length, e.g., 8, 9, or 10, (or 11), e.g., having a length of e.g. 8, 9, or 10 amino acids , or even 12 amino acids), or fragments processed and presented by MHC class II molecules, preferably about 13 or more amino acids, for example 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more amino acids in length, wherein these fragments may be selected from any portion of the amino acid sequence. These fragments can generally be recognized by T cells in the form of a complex consisting of a peptide fragment and an MHC molecule, ie the fragments are generally not recognized in their native form. Fragments or portions of proteins as defined herein may also include epitopes or functional sites of these proteins. A fragment or portion of a protein is an antigen, in particular an immunogen, for example an antigenic determinant (also called an 'epitope') or has antigenic characteristics and elicits an adaptive immune response. Accordingly, fragments of proteins or peptides may comprise at least one epitope of these proteins or peptides. Furthermore, it can be understood that a domain of a protein includes fragments of a protein, such as an extracellular domain, an intracellular domain or a transmembrane domain and short or truncated versions of a protein. .

키메라 효소: 키메라 효소는 자연에서 발견되는 천연 효소가 아닌 효소를 지칭한다. 따라서, 키메라 효소는, 자연에서 발견된 것과는 상이한 방식으로 배열된, 상이한 공급원(예: 상이한 효소)으로부터 유래된 촉매 도메인 또는 동일한 공급원(예: 동일한 효소)으로부터 유래된 촉매 도메인을 포함할 수 있다. 키메라 효소는 단량체성(즉, 단일 단위) 효소 뿐만 아니라 올리고머성(즉, 복수 단위) 효소, 특히 헤테로-올리고머성 효소를 포함한다. 단량체성 효소는 단지 하나의 폴리펩티드 쇄로 이루어진 단일-단위 효소와 관련된다.Chimeric Enzyme: A chimeric enzyme refers to an enzyme that is not a natural enzyme found in nature. Thus, a chimeric enzyme may comprise catalytic domains derived from different sources (eg, different enzymes) or catalytic domains derived from the same source (eg, the same enzyme), arranged in a manner different from that found in nature. Chimeric enzymes include monomeric (ie single unit) enzymes as well as oligomeric (ie multiple unit) enzymes, particularly hetero-oligomeric enzymes. Monomeric enzymes refer to single-unit enzymes consisting of only one polypeptide chain.

면역자극성 RNA: 본 발명에서 면역자극성 RNA(isRNA)는 일반적으로 선천적 면역 반응을 유도할 수 있는 RNA 일 수 있다. 이는 일반적으로 오픈 리딩 프레임을 갖지 않으며, 따라서 펩타이드-항원 또는 면역원을 제공하지 않으나, 예를 들어, 톨-유사-수용체(TLR) 또는 다른 적합한 수용체의 특정한 종류에 결합에 의한 선천적 면역 반응을 유발한다. 그러나 물론, 또한 오픈 리딩 프레임을 가지며 펩타이드/단백질을 코딩하는 mRNA는 선천적 면역 반응을 유도할 수 있으며, 따라서 면역자극성 RNA 일 수 있다.Immunostimulatory RNA: In the present invention, immunostimulatory RNA (isRNA) may generally be an RNA capable of inducing an innate immune response. It generally does not have an open reading frame and thus does not present a peptide-antigen or immunogen, but elicits an innate immune response, for example, by binding to a specific class of toll-like-receptor (TLR) or other suitable receptor. . But, of course, also mRNAs having an open reading frame and encoding peptides/proteins can induce an innate immune response and thus can be immunostimulatory RNAs.

면역 시스템: 면역 시스템은 유기체를 감염으로부터 보호할 수 있다. 만약 병원체가 유기체의 물리적 장벽을 뚫고 유기체로의 침입에 성공하면, 선천적 면역 시스템은 즉시, 단 비-특이적인 반응을 제공한다. 만약 병원체가 이러한 선천적 반응을 회피(evade)하면, 척추동물은 보호의 두번째 층, 적응 면역 시스템을 갖는다. 여기에 면역 시스템은 병원체의 이의 인식을 증가시키기 위해 감염 동안 이의 반응을 맞춘다. 이러한 증진된 반응은 면역학적 기억의 형태로, 이후 병원체가 소멸된 이후에 남고, 이 병원체와 맞닥뜨릴 때마다 빠르고 강력한 공격을 시작하는 적응 면역 시스템을 허용한다. 이에 따라, 면역 시스템은 선천적 및 적응 면역 시스템을 포함한다. 이들 두 부분의 각각은 소위 체액성 및 세포성 성분을 함유한다.Immune System: The immune system can protect an organism from infection. If the pathogen successfully penetrates the organism's physical barrier and enters the organism, the innate immune system provides an immediate, but non-specific response. If the pathogen evades this innate response, the vertebrate has a second layer of protection, the adaptive immune system. Here the immune system tailors its response during infection to increase its recognition of the pathogen. This enhanced response, in the form of immunological memory, subsequently remains after the pathogen is eliminated, allowing the adaptive immune system to launch a rapid and powerful attack whenever it is encountered. Accordingly, the immune system includes innate and adaptive immune systems. Each of these two parts contains so-called humoral and cellular components.

적응 면역 시스템: 적응 면역 시스템은 본질적으로 병원체 성장을 제거 또는 억제(prevent)하는 역할을 한다. 이는 일반적으로 특이적 병원체(면역을 발생시키는)를 인식 및 기억하고 병원체를 맞닥뜨릴 때마다 강한 공격을 시작하는 능력을 갖는 척추동물 면역 시스템을 제공함으로써 적응 면역 반응을 조절한다. 시스템은 체세포 초돌연변이(somatic hypermutation)(가속된 체세포 돌연변이의 과정), 및 V(D)J 재조합(항원 수용체 유전자 부분(segments)의 비가역적 유전적 재조합)으로 인해 적응력이 매우 높다. 이러한 메커니즘은 이후 각 개별적인 림프구에 독특하게 발현된 이후, 다른 항원 수용체의 방대한 수를 발생시키는 유전자의 소수를 허용한다. 유전자 재배열은 각 세포의 DNA에 비가역적 변형을 일으키기 때문에, 수명이 긴 특이적 면역에 대해 핵심(key)인 기억 B 세포 및 기억 T 세포를 포함하는, 그 세포의 자손(progeny)(후손(offspring)) 모두는 이후 동일한 수용체 특이성을 코딩하는 유전자를 상속할 것이다.Adaptive Immune System: The adaptive immune system is essentially responsible for eliminating or preventing pathogen growth. It generally modulates the adaptive immune response by providing the vertebrate immune system with the ability to recognize and remember specific pathogens (which generate immunity) and launch a strong attack whenever a pathogen is encountered. The system is highly adaptable due to somatic hypermutation (a process of accelerated somatic mutation), and V(D)J recombination (irreversible genetic recombination of antigen receptor gene segments). This mechanism allows for a small number of genes that, after unique expression on each individual lymphocyte, give rise to a vast number of different antigen receptors. Because gene rearrangement causes irreversible modifications to each cell's DNA, its progeny (progeny), including memory B cells and memory T cells, which are key for long-lived specific immunity. offspring)) will then inherit the gene encoding the same receptor specificity.

선천적 면역 시스템: 일반적으로, 비-특이적(또는 불특이적) 면역 시스템으로도 알려진 선천적 면역 시스템은 비특이적 방식에 다른 유기체에 의한 감염으로부터 숙주를 방어하는 세포 및 메커니즘을 포함한다. 이는 선천적 면역 시스템의 세포는 일반적인 방법으로 병원체를 인식 및 반응하지만, 적응 면역 시스템과는 다르게 숙주에 오래 지속되거나 방어적 면역을 부여하지 않는 것을 의미한다. 선천적 면역 시스템은 예를 들어, 톨-유사 수용체(TLRs) 또는 리포폴리다당류(lipopolysaccharidi), TNF-알파, CD40 리간드, 또는 사이토카인, 모노카인(monokini), 림포카인(lymphokini), 인터루킨(interleukins) 또는 케모카인(chemokini), IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-13, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-19, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-24, IL-25, IL-26, IL-27, IL-28, IL-29, IL-30, IL-31, IL-32, IL-33, IFN-알파, IFN-베타, IFN-감마, GM-CSF, G-CSF, M-CSF, LT-베타, TNF-알파, 성장 인자, 및 hGH, 인간 톨-유사 수용체 TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10의 리간드, 쥣과(murine) 톨-유사 수용체 TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10, TLR11, TLR12 또는 TLR13의 리간드, NOD-유사 수용체의 리간드, RIG-I 유사 수용체의 리간드, 면역 자극성 핵산, 면역 자극성 RNA(isRNA), CpG-DNA, 항생제, 또는 항바이러스제와 같은 다른 보조(auxiliary) 물질에 의해 활성화될 수 있다. Innate Immune System: In general, the innate immune system, also known as the non-specific (or non-specific) immune system, includes cells and mechanisms that defend the host from infection by other organisms in a non-specific manner. This means that cells of the innate immune system recognize and respond to pathogens in a normal way, but unlike the adaptive immune system, they do not confer long-lasting or protective immunity to the host. The innate immune system, for example, toll-like receptors (TLRs) or lipopolysaccharidi, TNF-alpha, CD40 ligand, or cytokines, monokini, lymphokines, interleukins ) or chemokines, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12 , IL-13, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-19, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-24, IL -25, IL-26, IL-27, IL-28, IL-29, IL-30, IL-31, IL-32, IL-33, IFN-alpha, IFN-beta, IFN-gamma, GM-CSF , ligands of G-CSF, M-CSF, LT-beta, TNF-alpha, growth factor, and hGH, human toll-like receptors TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10, Ligand of murine Toll-like receptor TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10, TLR11, TLR12 or TLR13, ligand of NOD-like receptor, RIG-I like receptor It can be activated by ligands, immunostimulatory nucleic acids, immunostimulatory RNA (isRNA), CpG-DNA, antibiotics, or other auxiliary substances such as antiviral agents.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 하나 이상의 이러한 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 선천적 면역 시스템의 반응은 사이토카인으로 불리는 특수한 화학 조절자를 포함하는, 화학적 인자의 생산을 통해, 감염의 부위에 면역 세포를 모으는 것(recruiting); 보체 연쇄(cascade)의 활성화; 특수한 백혈구 세포에 의해 기관, 조직, 혈액 및 림프 내에 존재하는 외래 물질의 선별 및 제거; 적응 면역 시스템의 활성화; 및/또는 감염성 제제에 물리적 및 화학적 장벽으로서 활동하는 것을 포함한다.The pharmaceutical composition according to the present invention may comprise one or more such substances. In general, the response of the innate immune system is to recruit immune cells to the site of infection, through the production of chemical factors, including specialized chemical modulators called cytokines; activation of the complement cascade; the selection and removal of foreign substances present in organs, tissues, blood and lymph by specialized white blood cells; activation of the adaptive immune system; and/or acting as physical and chemical barriers to infectious agents.

면역 반응: 면역 반응은 일반적으로 특정한 항원에 대한 적응 면역 시스템의 특이적 반응(소위, 특이적 또는 적응 면역 반응) 또는 선천적 면역 시스템의 비특이적 반응(소위, 비특이적 또는 선천적 면역 반응), 또는 이들의 조합일 수 있다.Immune response: An immune response is usually a specific response of the adaptive immune system (so-called, specific or adaptive immune response) to a specific antigen or a non-specific response of the innate immune system (so-called, non-specific or innate immune response), or a combination thereof. can be

적응 면역 반응: 적응 면역 반응은 일반적으로 면역 시스템의 항원-특이적 반응으로 이해된다. 항원 특이성은 특이적 병원체 또는 병원체-감염된 세포에 맞춰진 반응의 발생을 허용한다. 이들 맞춰진 반응을 시작하는 능력은 "기억 세포"에 의해 체내에 유지된다. 병원체가 인체를 한번 이상 감염해야 하고, 이들 특이적 기억 세포는 이를 빠르게 제거하는데 사용된다. 적응 면역 반응의 첫 번째 단계는 항원 제시 세포에 의한 항원 특이적 면역 반응을 유도할 수 있는 순수한 항원 특이적 T 세포 또는 상이한 면역 세포의 활성화이다. 이는 순수한 T 세포가 지속적으로 지나는 림프 조직 및 기관 내에서 발생한다. 항원 제시 세포로 제공될 수 있는 세 가지 세포 유형은 수상돌기세포, 대식세포, 및 B 세포이다. 이들 세포 각각은 면역 반응을 유도하는데 뚜렷한 기능을 갖는다. 수상돌기세포는 그들이 성숙 수상돌기세포로 분화하는 곳에서 식균작용(phagocytosis) 및 미세포음작용(micropinocytosis)에 의해 항원을 흡수할 수 있고, 예를 들어 국소 림프 조직에 외래 항원을 이동시킴과 함께 접촉에 의해 자극될 수 있다. 대식세포는 박테리아와 같은 입자 항원을 섭취하고 MHC 분자를 발현하는 감염성 제제 또는 다른 적절한 자극에 의해 유도된다. 그들의 수용체를 통해 용해성 단백질 항원을 결합 및 내재화(internalize)하는 B 세포의 특수한 능력은 T 세포를 유도하는데 또한 중요할 수 있다. MHC 분자는 일반적으로 T 세포에 항원을 제시하는 역할을 한다. MHC 분자에 항원의 제시는 무장(armed) 이펙터 T 세포 내로 그들의 증식 및 분화를 유도하는 T 세포의 활성화를 일으킨다. 이펙터 T 세포의 가장 중요한 기능은 함께 세포-매개 면역을 일으키는 CD8+ 세포독성 T 세포에 의해 감염된 세포의 사멸 및 Th1 세포에 의한 대식세포의 활성화, 및 그에 따라 체액성 면역 반응을 일으키는, 상이한 종류의 항체를 생산하는 Th2 및 Th1 모두에 의한 B 세포의 활성화이다. T 세포는 항원을 직접적으로 인식 및 결합하지 못하는 그들의 T 세포 수용체에 의해 항원을 인식하지만, 그러나 대신 다른 세포의 표면에 MHC 분자에 결합하는, 예를 들어 병원체 유래 단백질 항원, 예를 들어 소위 에피토프(epitope)의 짧은 펩타이드 절편을 인식한다.Adaptive Immune Response: The adaptive immune response is generally understood as an antigen-specific response of the immune system. Antigen specificity allows the development of a response tailored to a specific pathogen or pathogen-infected cell. The ability to initiate these tailored responses is maintained in the body by "memory cells". Pathogens have to infect the body more than once, and these specific memory cells are used to quickly clear them. The first step in the adaptive immune response is the activation of naive antigen-specific T cells or different immune cells capable of inducing an antigen-specific immune response by antigen-presenting cells. It occurs within lymphoid tissues and organs through which pure T cells are constantly passing. The three cell types that can serve as antigen presenting cells are dendritic cells, macrophages, and B cells. Each of these cells has a distinct function in inducing an immune response. Dendritic cells can uptake antigens by phagocytosis and micropinocytosis where they differentiate into mature dendritic cells, e.g. by transporting foreign antigens to local lymphoid tissue by contact with them. can be stimulated by Macrophages are induced by infectious agents or other appropriate stimuli that ingest particle antigens such as bacteria and express MHC molecules. The specific ability of B cells to bind and internalize soluble protein antigens via their receptors may also be important for inducing T cells. MHC molecules are normally responsible for presenting antigens to T cells. Presentation of antigens to MHC molecules results in activation of T cells leading to their proliferation and differentiation into armed effector T cells. The most important function of effector T cells is the death of infected cells by CD8+ cytotoxic T cells which together give rise to cell-mediated immunity and the activation of macrophages by Th1 cells, and thus the different types of antibodies, which give rise to a humoral immune response is the activation of B cells by both Th2 and Th1 to produce T cells recognize antigens by their T cell receptors, which do not recognize and bind antigens directly, but instead bind to MHC molecules on the surface of other cells, e.g. pathogen-derived protein antigens, e.g. so-called epitopes ( short peptide fragments of the epitope).

세포 면역/세포 면역 반응: 세포 면역은 일반적으로 대식세포, 자연 살상 세포(natural killer cells, NK), 항원 특이적 세포독성 T-림프구의 활성화, 및 항원에 반응하는 다양한 사이토카인의 방출과 관련된다. 보다 일반적인 방식으로, 세포 면역은 항체뿐만 아니라 면역 시스템의 세포의 활성화에 기반하지 않는다. 일반적으로, 세포 면역 반응은 예를 들어, 그들의 표면에 외래 항원의 에피토프(epitopi)를 보이는 세포, 예를 들어, 수상돌기세포 또는 다른 세포와 같은 특이적 면역 세포 내에서 세포 사멸을 유도할 수 있는 항원 특이적 세포독성 T-림프구의 활성화로 특징될 수 있다. 이러한 세포는 바이러스 감염되거나 세포 내 박테리아에 감염되거나, 종양 항원을 보이는 암세포일 수 있다. 또한, 특징은 병원체를 파괴할 수 있는 대식세포 및 자연 살상 세포의 활성화 및 적응 면역 반응 및 선천적 면역 반응에 포함된 다른 세포의 기능에 영향을 주는 다양한 사이토카인을 방출하는 세포의 자극일 수 있다.Cellular Immune/Cellular Immune Response: Cellular immunity generally involves the activation of macrophages, natural killer cells (NK), antigen-specific cytotoxic T-lymphocytes, and the release of various cytokines in response to antigens. . In a more general manner, cellular immunity is not based on the activation of cells of the immune system as well as antibodies. In general, a cellular immune response is capable of inducing apoptosis, e.g., within a specific immune cell such as a cell that exhibits an epitope of a foreign antigen on their surface, e.g., a dendritic cell or other cell. It can be characterized by the activation of antigen-specific cytotoxic T-lymphocytes. Such cells may be virally infected, infected with intracellular bacteria, or cancer cells displaying tumor antigens. Also, a feature may be the activation of macrophages and natural killer cells capable of destroying pathogens and the stimulation of cells to release various cytokines that affect the functions of other cells involved in the adaptive and innate immune responses.

면역원: 본 발명에서, 면역원은 일반적으로 면역 반응을 자극할 수 있는 화합물로 이해될 수 있다. 바람직하게, 면역원은 펩타이드, 폴리펩타이드, 또는 단백질이다. 본 발명의 면역원이란 의미는 제공된 핵산 분자, 바람직하게 본원에 정의된 바와 같은 핵산 분자의 번역의 산물이다. 일반적으로, 면역원은 적어도 적응 면역 반응을 이끌어낸다.Immunogen: In the present invention, an immunogen is generally to be understood as a compound capable of stimulating an immune response. Preferably, the immunogen is a peptide, polypeptide, or protein. An immunogen of the present invention is a product of translation of a given nucleic acid molecule, preferably a nucleic acid molecule as defined herein. In general, the immunogen elicits at least an adaptive immune response.

항원: 항원은 일반적으로 면역 시스템에 의해 인지될 수 있고, 적응 면역 시스템에 의해, 예를 들어 적응 면역 반응의 일부로써 항체 및/또는 항원 특이적 T 세포의 형성을 통해, 항원 특이적 면역 반응을 유발할 수 있는 물질을 말한다. 일반적으로, 항원은 T 세포에 MHC에 의해 제시될 수 있는 펩타이드 또는 단백질일 수 있거나 포함할 수 있다.Antigen: Antigens are generally capable of being recognized by the immune system and induce an antigen-specific immune response by the adaptive immune system, for example through the formation of antibodies and/or antigen-specific T cells as part of the adaptive immune response. substances that can cause In general, the antigen may be or may comprise a peptide or protein capable of being presented by the MHC to a T cell.

에피토프(Epitope): 에피토프(또한 "항원 결정요인"으로 불리우는)는 T 세포 에피토프 및 B 세포 에피토프로 구별할 수 있다. T 세포 에피토프 또는 단백질의 일부는 약 6 ~ 약 20개 또는 그 이상의 아미노산의 길이를 가지는 절편을 포함할 수 있으며, 예를 들어 MHC 클래스 I 분자에 의해 가공되고 제시된 절편, 약 8 ~ 약 10개 아미노산, 예를 들어 8, 9, 또는 10개, (또는 11개, 또는 12개 아미노산도)의 길이를 갖는, 또는 MHC 클래스 II 분자에 의해 가공되고 제시된 절편, 약 13개 또는 그 이상의 아미노산, 예를 들어 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 또는 그 이상의 아미노산의 길이를 가질 수 있고, 여기서, 이들 절편은 아미노산 서열의 임의의 일부로부터 선택될 수 있다. 이들 절편은 일반적으로 펩타이드 절편 및 MHC 분자로 이루어진 복합체의 형태로 T 세포에 의해 인식되고, 즉 절편은 일반적으로 그들의 천연 형태로 인식되지 않는다. B 세포 에피토프는 일반적으로 항체에 의해 인식될 수 있는, 즉 그들의 천연 형태에서, 5 ~ 15개 아미노산, 5 ~ 12개 아미노산, 또는 6 ~ 9개 아미노산을 갖는, (천연) 단백질 또는 펩타이드의 외부 표면에 위치하는 절편이다.Epitope: Epitopes (also called “antigenic determinants”) can be distinguished into T cell epitopes and B cell epitopes. A portion of a T cell epitope or protein may comprise a fragment having a length of about 6 to about 20 or more amino acids, for example a fragment processed and presented by an MHC class I molecule, from about 8 to about 10 amino acids. , e.g., a fragment having a length of 8, 9, or 10, (or even 11, or 12 amino acids), or a fragment processed and presented by an MHC class II molecule, of about 13 or more amino acids, e.g. for example 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more amino acids in length, wherein these segments can be selected from any portion of an amino acid sequence. These fragments are generally recognized by T cells in the form of a complex consisting of a peptide fragment and an MHC molecule, ie the fragments are not generally recognized in their native form. B cell epitopes are generally recognizable by antibodies, i.e., in their native form, having 5 to 15 amino acids, 5 to 12 amino acids, or 6 to 9 amino acids, on the outer surface of a (native) protein or peptide. It is a fragment located in

이러한 단백질 또는 펩타이드의 에피토프는 이러한 단백질 또는 펩타이드의 다양한 변이체로 부터 선택될 수 있다. 항원 결정기(antigenic determinants)는 단백질 또는 펩타이드의 부분으로 구성된 배좌 또는 불연속적인 에피토프일 수 있고, 그러나 단일 폴리펩타이드 사슬로 구성된 3차원 구조 또는 연속적 또는 선형 에피토프와 합칠 수 있다.The epitope of such a protein or peptide may be selected from various variants of such a protein or peptide. Antigenic determinants may be conformational or discontinuous epitopes composed of portions of proteins or peptides, but may be combined with continuous or linear epitopes or three-dimensional structures composed of single polypeptide chains.

어쥬번트/어쥬번트 성분(Adjuvant/adjuvant component): 넓은 의미의 어쥬번트 또는 어쥬번트 성분은 일반적으로 변형할 수 있는 약리학적 및/또는 면역학적 제제이며, 예를 들어, 약물 또는 백신과 같은 다른 제제의 효과를 향상시킨다. 이는 넓은 의미로 해석되어야 하고 물질의 넓은 스펙트럼을 나타낸다. 일반적으로, 이들 물질은 항원의 면역원성(immunogenicity)을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 어쥬번트 선천적 면역 시스템에 의해 인식될 수 있고, 예를 들어, 선천적 면역 시스템을 유발할 수 있다. "어쥬번트"는 일반적으로 적응 면역 반응을 유발하지 않는다. 그 범위에서, "어쥬번트"는 항원으로서 자격을 갖추고 있지 않다. 그들의 행동 방식은 적응 면역 반응의 결과로 항원에 의해 유발된 효과와 구별된다.Adjuvant/adjuvant component: An adjuvant or adjuvant component in a broad sense is generally a pharmacological and/or immunological agent that can be modified, for example, a drug or other agent such as a vaccine. improve the effectiveness of This should be interpreted in a broad sense and represents a broad spectrum of substances. In general, these substances are capable of increasing the immunogenicity of an antigen. For example, the adjuvant may be recognized by the innate immune system, eg may elicit the innate immune system. An “adjuvant” generally does not elicit an adaptive immune response. To that extent, an “adjuvant” does not qualify as an antigen. Their mode of action is distinct from the effects induced by antigens as a result of the adaptive immune response.

"일시적인 형질전환" 또는 *?**?*형질주입*?**?*은 핵산 분자 또는 단백질이 세포에 도입되어, 외인성 유전자가 안정적으로 유전되지 않으면서 그 기능을 수행하는 것을 의미한다. 일시적인 형질전환의 경우, 외인성 핵산 서열이 게놈에 삽입되지 않는다."Transient transformation" or *?**?*transfection*?**?* means that a nucleic acid molecule or protein is introduced into a cell to perform its function without stably inheriting an exogenous gene. In the case of transient transformation, no exogenous nucleic acid sequence is inserted into the genome.

형질전환(Transfection): 형질전환은 핵산 분자, DNA 또는 RNA(예를 들어, mRNA) 분자의 세포, 바람직하게는 진핵 세포 내로의 도입을 말한다. 본 발명에서, 형질전환은 세포, 포유동물 세포(mammalian cell)와 같은 진핵 세포 내로 핵산 분자를 도입하는 통상의 기술자에게 알려진 임의의 방법을 포함한다. 이러한 방법은, 예를 들어, 전기천공법(electroporation), 예를 들어, 양이온성 지질 및/또는 리포좀(liposome)에 기반한 리포펙션(lipofection), 칼슘 포스페이트 침전(calcium phosphate precipitation), 나노입자 기반의 형질전환, 바이러스 기반의 형질전환, 또는 DEAE-덱스트란 또는 폴리에틸렌이민 등과 같은 양이온성 폴리머에 기반한 형질전환을 포함한다. 도입은 비-바이러스성이다.Transformation: Transformation refers to the introduction of a nucleic acid molecule, DNA or RNA (eg mRNA) molecule into a cell, preferably a eukaryotic cell. In the present invention, transformation includes any method known to a person skilled in the art for introducing a nucleic acid molecule into a cell, a eukaryotic cell such as a mammalian cell. Such methods include, for example, electroporation, for example cationic lipid and/or liposome-based lipofection, calcium phosphate precipitation, nanoparticle-based transformations, virus-based transformations, or transformations based on cationic polymers such as DEAE-dextran or polyethyleneimine. The introduction is non-viral.

담체/폴리머 담체: 담체는 일반적으로 또 다른 화합물(cargo)의 수송 또는 복합화를 용이하게 하는 화합물일 수 있다. 폴리머 담체는 일반적으로 폴리머를 형성하는 담체이다. 담체는 이의 화물과 공유 또는 비-공유 상호작용에 의하여 연관될 수 있다. 담체는 표적 세포 내로 핵산, 예를 들어, RNA 또는 DNA를 수송할 수 있다. 담체는 양이온성 성분일 수 있다.Carrier/Polymer Carrier: A carrier may generally be a compound that facilitates transport or complexation of another compound (cargo). A polymeric carrier is generally a carrier from which a polymer is formed. A carrier may be associated with its cargo by covalent or non-covalent interactions. A carrier is capable of transporting a nucleic acid, eg, RNA or DNA, into a target cell. The carrier may be a cationic component.

양이온성 성분: 용어 "양이온성 성분"은 일반적으로 전하를 띤(charged) 분자를 말하며, 이는 일반적으로 1 ~ 9, 9 미만(예를 들어 5 ~ 9), 또는 8 미만(예를 들어 5 ~ 8), 또는 7 미만(예를 들어, 5 ~ 7)의, 예를 들어 7.3 ~ 7.4의 생리학적 pH 값의 양전하를(양이온) 띤다. 따라서, 양이온성 성분은 임의의 양전하를 띤 화합물 또는 폴리머, 생리학적 조건하에서, 특히 생체 내(in vivo) 생리학적 조건 하에서 양전하를 띤, 양이온성 펩타이드 또는 단백질일 수 있다. '양이온성 펩타이드 또는 단백질'은 적어도 하나의 양전하를 띤 아미노산 또는 하나 이상의 양전하를 띤 아미노산, 예를 들어 Arg, His, Lys 또는 Orn 로부터 선택된 것을 함유할 수 있다. 따라서, '다중양이온성' 화합물 또한 주어진 조건하에서 하나 이상의 양전하를 보이는 범위 내이다.Cationic component: The term “cationic component” refers to a molecule that is generally charged, which is generally 1 to 9, less than 9 (eg 5 to 9), or less than 8 (eg 5 to 8), or have a positive charge (cation) of a physiological pH value of less than 7 (eg 5-7), eg 7.3-7.4. Thus, the cationic component may be any positively charged compound or polymer, a cationic peptide or protein that is positively charged under physiological conditions, in particular in vivo physiological conditions. A 'cationic peptide or protein' may contain at least one positively charged amino acid or one or more positively charged amino acids, for example selected from Arg, His, Lys or Orn. Thus, 'polycationic' compounds are also within the range that exhibit more than one positive charge under the given conditions.

비히클(Vehicle): 비히클은 일반적으로 약학적 활성 화합물(pharmaceutically active compound)과 같은 화합물을 저장, 운반, 및/또는 투여하기 위한 적절한 물질로 이해된다. 예를 들어, 이는 약학적 활성 화합물을 저장, 운반 및/또는 투여하기 위한 적절한 생리학적으로 허용가능한 지질일 수 있다.Vehicle: A vehicle is generally understood to be a material suitable for storing, transporting, and/or administering a compound, such as a pharmaceutically active compound. For example, it may be a physiologically acceptable lipid suitable for storage, transport and/or administration of a pharmaceutically active compound.

약학적 유효량(Pharmaceutically effective amount): 본 발명에서, 약학적 유효량은 일반적으로 발현된 펩타이드 또는 단백질의 병리학적 수준을 대체하는, 또는 결여 유전자 산물(lacking gene product)을 치환하는, 예를 들어, 병리학적 상황의 경우에 면역 반응과 같은 약학적 효과를 유도하기 위하여 충분한 양으로 이해된다.Pharmaceutically effective amount: In the present invention, a pharmaceutically effective amount is generally used to replace a pathological level of an expressed peptide or protein, or to replace a missing gene product, e.g., a pathology. It is understood to be an amount sufficient to induce a pharmaceutical effect, such as an immune response, in the case of a hostile situation.

백신: 백신은 일반적으로 적어도 하나의 항원, 면역원을 제공하는 예방 또는 치료 물질로 이해된다. 항원 또는 면역원은 백신 접종에 적절한 임의의 물질로부터 유래될 수 있다. 예를 들어, 항원 또는 면역원은 박테리아 또는 바이러스 입자(particli) 등과 같은 병원체로부터, 또는 종양 또는 암 조직으로부터 유래될 수 있다. 항원 또는 면역원은 적응 면역 반응을 제공하기 위하여 신체의 적응 면역 시스템을 자극한다. Vaccine : A vaccine is generally understood to be a prophylactic or therapeutic substance that provides at least one antigen, an immunogen. The antigen or immunogen may be derived from any material suitable for vaccination. For example, the antigen or immunogen may be derived from a pathogen, such as a bacterial or viral particle (particli), or from a tumor or cancerous tissue. An antigen or immunogen stimulates the body's adaptive immune system to provide an adaptive immune response.

유전적 백신 접종: 유전적 백신 접종은 일반적으로 항원 또는 면역원 또는 이들의 절편을 코딩하는 핵산 분자의 투여에 의한 백신 접종으로 이해될 수 있다. 핵산 분자는 개체의 신체 또는 개체의 분리된 세포에 투여될 수 있다. 신체의 특정 세포의 형질전환에 따라, 또는 분리된 세포의 형질전환에 따라, 항원 또는 면역원은 그들 세포에 의해 발현될 수 있고 이후에 적응, 즉 항원-특이적 면역 반응을 유발하는 면역 시스템에 제시될 수 있다. 따라서, 유전적 백신 접종은 일반적으로 a) 핵산, RNA 분자를 개체에, 환자에게, 또는 생체 내(in vivo)/생체 외(ex vivo) 또는 시험관 내(in vitro) 환자의 세포의 형질전환을 보통 초래하는 개체, 환자의 분리된 세포에 투여; b) 도입된 핵산 분자의 전사 및/또는 번역; 및 선택적으로 c) 핵산이 직접 환자에게 투여되지 않았다면, 개체, 환자에게 분리된, 형질전환된 세포의 재투여의 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Genetic vaccination: Genetic vaccination can generally be understood as vaccination by administration of a nucleic acid molecule encoding an antigen or immunogen or fragment thereof. The nucleic acid molecule may be administered to an individual's body or to an isolated cell of an individual. Upon transformation of specific cells of the body, or upon transformation of isolated cells, antigens or immunogens can be expressed by those cells and subsequently presented to the immune system, eliciting an adaptation, i.e., an antigen-specific immune response. can be Thus, genetic vaccination generally involves a) transformation of a nucleic acid, RNA molecule into a subject, into a patient, or in cells of a patient in vivo/ex vivo or in vitro. administration to isolated cells of a subject, usually a patient; b) transcription and/or translation of the introduced nucleic acid molecule; and optionally c) re-administration of the isolated, transformed cells to the subject, the patient, if the nucleic acid was not directly administered to the patient.

Ⅰ. RNA 발현 카세트I. RNA expression cassette

mRNA는 단백질 정보를 암호화하는 DNA의 전사와 세포질의 리보솜에 의한 단백질 생산과정 사이를 연결하는 중간 매개체이다. 현재까지 RNA 백신의 두 가지 주요 유형은 비복제형 mRNA (non-replicating mRNA)와 바이러스에서 유래된 자가 증폭형 RNA (self-amplifying RNA)가 있다. 전통적인 mRNA 기반 백신은 5' 와 3' 말단에 비번역구간(untranslational region)을 포함하는 반면에, 자가 증폭형 RNA는 항원뿐만 아니라 세포 내 RNA 증폭 및 풍부한 단백질 발현을 가능하게 하는 바이러스 복제 기작을 갖고 있다.mRNA is an intermediary between the transcription of DNA encoding protein information and the production of proteins by cytoplasmic ribosomes. To date, there are two main types of RNA vaccines: non-replicating mRNA and virus-derived self-amplifying RNA. Whereas traditional mRNA-based vaccines contain untranslational regions at the 5' and 3' ends, self-amplifying RNA possesses a viral replication mechanism that allows not only antigen but also intracellular RNA amplification and abundant protein expression. have.

치료제 목적을 위한 최적의 시험관 내 전사 mRNA 제조는 T7, T3 또는 Sp6 파지(phage) RNA 중합 효소(polymerase)를 사용하여 선형 DNA 주형(linear DNA template)으로부터 생산된다. 이렇게 만들어진 RNA는 표적 단백질을 암호화하고 있는 Open reading frame, 비번역구간, 5*?**?* Cap과 다중 아데노신 꼬리 서열(poly (A) tail)을 갖고 있어야 한다. 따라서 이렇게 제작된 mRNA는 완전히 성숙한 자연적인 mRNA 분자와 유사하며 진핵세포의 세포질에 자연적으로 존재한다.Optimal in vitro transcribed mRNA preparation for therapeutic purposes is produced from a linear DNA template using T7, T3 or Sp6 phage RNA polymerase. The RNA prepared in this way should have an open reading frame encoding the target protein, an untranslated section, 5*?**?* Cap, and multiple adenosine tail sequences (poly (A) tail). Thus, the prepared mRNA resembles a fully mature, natural mRNA molecule and exists naturally in the cytoplasm of eukaryotic cells.

생체 내 전달(In vivo delivery)을 위한 mRNA의 복합체에 대해서도 최근에 많이 개발되었다. naked mRNA(단백질과 같은 물질로 둘러싸여 있지 않는 RNA 분자 자체)는 세포 외 RNA 분해효소(RNases)에 의해 빨리 분해되고 효과적으로 세포 안으로 들어가지 않는다. A lot of mRNA complexes have been developed recently for in vivo delivery. Naked mRNA (the RNA molecule itself that is not surrounded by a protein-like substance) is quickly degraded by extracellular RNAases (RNases) and does not enter the cell effectively.

따라서, mRNA의 세포 흡수를 촉진하고 분해로부터 mRNA를 보호하는 다양한 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo) 형질주입(transfection) 기술이 개발되었다. 일단 mRNA가 세포질로 이동하면 번역 후 변형 (post-translational modification)을 거친 단백질을 생성하여 최적으로 접히고(3차 구조를 형성하고) 완전히 기능하는 단백질을 생성한다. 시험관 내 전사 mRNA는 정상적인 생리적 과정에 의해 최종적으로 분해되어 대사산물 독성의 위험이 적다.Accordingly, various in vitro and in vivo transfection techniques have been developed to promote cellular uptake of mRNA and protect mRNA from degradation. Once the mRNA moves into the cytoplasm, it undergoes post-translational modification to produce a protein that is optimally folded (forming a tertiary structure) and is a fully functional protein. In vitro transcribed mRNA is eventually degraded by normal physiological processes, resulting in a low risk of metabolite toxicity.

바이러스에서 유래한 UTR을 원하는 타켓 유전자를 발현하는데 사용하는 대신에 사람 세포 유래 mRNA의 UTR 부분을 활용하여 RNA 백신 플랫폼을 개발하는 시도도 있다. 독일 CureVac 회사에서는 다양한 리보소옴(ribosome) 단백질 UTR을 활용한 플랫폼을 개발하였다. 예를 들면 5' 말단 oligopyrimidine tract이 없는 human ribosomal large protein의 5'-UTR, human ribosomal all protein의 3'-UTR, 64개의 poly A, 30개의 cytidylates를 가진 poly C 및 histone stem-loop 서열을 이용한 RNA 플랫폼을 개발하여 이용하고 있다. There is also an attempt to develop an RNA vaccine platform using the UTR portion of human cell-derived mRNA instead of using the virus-derived UTR to express a desired target gene. A German company, CureVac, developed a platform using various ribosome protein UTRs. For example, 5'-UTR of human ribosomal large protein without 5' terminal oligopyrimidine tract, 3'-UTR of human ribosomal all protein, 64 poly A, poly C with 30 cytidylates, and histone stem-loop sequence were used. An RNA platform has been developed and used.

1. 비증폭 mRNA (non-amplifying mRNA)1. Non-amplifying mRNA

비증폭 mRNA 백신은 mRNA의 기본 구조를 포함하며, 원하는 항원을 암호화하는 오픈 리딩 프레임(ORF)이 있다. An unamplified mRNA vaccine contains the basic structure of the mRNA and has an open reading frame (ORF) encoding the desired antigen.

비증폭 mRNA 백신의 주요 특성은 (1) 자가 증폭 mRNA 백신과 비교하여 비교적 작은 크기의 mRNA (~ 2-3 대 ~ 10 kb); (2) 추가 단백질의 부재 (바이러스와 관련) 숙주와의 원치않는 면역 원성 상호 작용을 유발할 가능성을 최소화하는 시스템; (3) 확장 및 제조가 비교적 용이하여, 확산이 발생할 경우 신속한 사용이 가능하다. 그리고 (4) 백신 성능을 향상시키고 표적외 효과를 최소화하기 위한 용이한 유전공학 기술 등이다. The main characteristics of non-amplified mRNA vaccines are (1) the relatively small size of mRNA (~2-3 vs. ~10 kb) compared to self-amplified mRNA vaccines; (2) a system that minimizes the likelihood of causing unwanted immunogenic interactions with the host (associated with viruses) in the absence of additional proteins; (3) It is relatively easy to expand and manufacture, enabling rapid use when diffusion occurs. and (4) easy genetic engineering technology to improve vaccine performance and minimize off-target effects.

mRNA 백신 유용성에 대한 가장 큰 장벽은 세포 내 전달의 필요성이다. 화학적 변형 및 서열 공학은 합성 mRNA 백신의 번역 및 저장 수명 둘 다를 향상시켰다. The greatest barrier to mRNA vaccine availability is the need for intracellular delivery. Chemical modifications and sequence engineering have improved both the translational and shelf life of synthetic mRNA vaccines.

향상된 적응성 면역 반응을 달성하기 위해, mRNA는 생체외에서 형질전환에 사용되는 수지상 세포로 전기 천공되었다. 이 전략은 여러 임상 시험에 적용되었다. 그러나, 형질전환은 힘들고, 확장하기 어렵고, 불리한 면역원성을 유발할 수 있다. 따라서, 본 분야는 지질 또는 중합 체계 물질을 사용하여보다 효율적이고 잠재적으로 덜 독성인 mRNA 담체를 개발하는 쪽으로 이동하였다.To achieve an enhanced adaptive immune response, mRNA was electroporated into dendritic cells used for transformation ex vivo. This strategy has been applied in several clinical trials. However, transformation is laborious, difficult to scale, and can lead to adverse immunogenicity. Thus, the field has shifted towards developing more efficient and potentially less toxic mRNA carriers using lipids or polymeric system materials.

RNA 백신의 가장 단순한 형태의 구조인 naked RNA 백신은 양 끝에 짧은 5'-UTR 부위와 3'-UTR 부위가 있고 그 사이에 발현하고자 하는 단백질(표적단백질)의 유전 정보(ORF/GOI)가 있다. Naked RNA vaccine, the simplest structure of RNA vaccine, has a short 5'-UTR region and a 3'-UTR region at both ends, and the genetic information (ORF/GOI) of the protein (target protein) to be expressed between them. .

이 구조의 장점은 단순성에 있다. 즉 비증폭 mRNA 플랫폼은 단백질 발현 조절에만 관여하는 양 말단의 UTR만 가지고 있고, 이 부분은 단백질 발현이 일어나지 않아 기본적으로는 숙주와 상호 작용하거나 면역 반응에 영향을 미칠 수 없다는 점이다. The advantage of this structure lies in its simplicity. That is, the non-amplified mRNA platform has only UTRs at both ends involved in protein expression regulation, and protein expression does not occur in this part, so basically it cannot interact with the host or affect the immune response.

따라서 발현을 원하는 가운데의 ORF (GOI) 부분에서만 단백질을 발현한다. 그러나 mRNA의 지속적인 발현을 제한하려는 세포의 특성 때문에, 상대적으로 고농도의 RNA 투여가 필요하며, 만일 아무런 변형을 가하지 않은 naked RNA를 면역하면 생체 내에서 일시적이거나 낮은 수준의 발현만 가능할 수도 있다. Therefore, the protein is expressed only in the middle ORF (GOI) region where expression is desired. However, due to the characteristics of cells that try to limit the continuous expression of mRNA, a relatively high concentration of RNA is required to be administered.

본 발명의 RNA 발현 카세트는 표적단백질의 발현을 증가시키기 위한 세포내 번역이 가능한 구조를 갖춘 mRNA는:The RNA expression cassette of the present invention is mRNA having a structure capable of intracellular translation for increasing the expression of a target protein:

(1) 5'UTR;(1) 5'UTR;

(2) 상기 표적단백질을 코딩하는 RNA; 및(2) RNA encoding the target protein; and

(3) 3'UTR;를 포함한다.(3) 3'UTR;

1) 세포 번역이 가능한 구조1) Structure capable of cell translation

표적단백질을 발현시키기 위한 표적단백질 mRNA는 5'캡 또는 IRES를 포함하는 5'UTR를 포함할 수 있다. The target protein mRNA for expressing the target protein may include a 5'UTR including a 5'cap or IRES.

본 발명의 표적단백질 RNA 발현 카세트, mRNA, mRNA 및 mRNA 분자는 소위 "5' 캡(CAP)" 구조의 첨가에 의해 변형될 수 있다.The target protein RNA expression cassette, mRNA, mRNA and mRNA molecule of the present invention can be modified by the addition of a so-called "5' cap (CAP)" structure.

5'캡(cap)은 독립체, 일반적으로 성숙한 mRNA의 5'말단을 "덮는(caps)" 일반적으로 변형 독립체이다. 5'캡(cap)은 일반적으로 변형, 특히 구아닌 뉴클레오타이드의 유도체에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 5'캡(cap)은 5'5'트리포스페이트 결합을 통해 5'말단에 연결된다. 5'캡(cap)은 메틸화될 수 있으며, 예를 들어, m7GpppN, 여기서 N은 5'캡(cap), 일반적으로 RNA의 5'말단을 운반하는 핵산의 말단 5' 뉴클레오타이드이다. m7GpppN은 폴리머라아제 II에 의해 전사된 mRNA에서 자연적으로 발생하는 5'캡(CAP) 구조이고, 따라서, 본 발명에 따른 mRNA에 포함된 으로서 간주되지 않는다. 이는 본 발명에 따른 mRNA는 5'캡(CAP)으로서 m7GpppN을 포함할 수 있는 것을 의미하지만, 추가적으로 mRNA는 본 원에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 추가의 변형을 포함한다.A 5' cap is usually a modifying entity that "caps" the 5' end of an entity, usually a mature mRNA. The 5' cap can be formed in general by modifications, in particular derivatives of guanine nucleotides. Preferably, the 5' cap is connected to the 5' end via a 5'5' triphosphate bond. The 5' cap may be methylated, for example, m7GpppN, where N is the 5' cap, usually the terminal 5' nucleotide of the nucleic acid carrying the 5' end of the RNA. m7GpppN is a naturally occurring 5' cap (CAP) structure in mRNA transcribed by polymerase II and is therefore not considered as included in mRNA according to the present invention. This means that the mRNA according to the invention may comprise m7GpppN as 5' cap (CAP), but additionally the mRNA comprises at least one further modification as defined herein.

표적단백질의 번역이 표적단백질 mRNA 상의 5'캡에 의해 유도된다. 표적단백질 mRNA 상의 5'캡이 표적단백질의 발현뿐만 아니라 시스템 전체의 성능에 매우 긍정적인 영향을 미친다. 트랜스로 코딩된 목적 RNA의 효율적인 생산을 달성할 수 있다. Translation of the target protein is induced by the 5' cap on the target protein mRNA. The 5' cap on the target protein mRNA has a very positive effect on the overall performance of the system as well as the expression of the target protein. Efficient production of trans-encoded target RNA can be achieved.

본 발명의 표적단백질 mRNA는 내부 리보솜 진입 부위(IRES) 요소를 포함하지 않는다. 일반적으로, 내부 리보솜 진입 부위, 약칭 IRES는 표적단백질 mRNA 서열의 5' 말단과 다른 위치, 예컨대 표적단백질 mRNA 서열의 중앙에서의 위치로부터의 메신저 RNA (mRNA)로부터의 번역 개시를 가능하게 하는 뉴클레오타이드 서열로 mRNA 서열의 중간에 위치한다. The target protein mRNA of the present invention does not include an internal ribosome entry site (IRES) element. In general, the internal ribosome entry site, abbreviated IRES, is a nucleotide sequence that enables translation initiation from messenger RNA (mRNA) from a location other than the 5' end of the target protein mRNA sequence, such as a location in the center of the target protein mRNA sequence. is located in the middle of the mRNA sequence.

본 발명에서 5'캡으로 IRES의 치환은 표적단백질 mRNA 분자에 의해 코딩되는 폴리펩티드의 서열에 영향을 미치지 않는 RNA 분자의 특정 변형이다(비-폴리펩티드-서열 개질성 변형). 예를 들어, 진핵세포 메신저 RNA의 경우, 비-폴리펩티드-서열 개질성 변형은 특정 비번역된 영역의 선택, 인트론의 도입, 예를 들어 토끼 베타-글로빈 인트론 II 서열), 또는 코딩 서열의 침묵 변형, 예를 들어 코딩된 폴리펩티드 서열의 변형없이(침묵 변형) 대상세포 또는 대상 유기체에서 우선 코돈 사용법에 적응하는 것에 의한 것을 포함한다. Substitution of the IRES with the 5' cap in the present invention is a specific modification of the RNA molecule that does not affect the sequence of the polypeptide encoded by the target protein mRNA molecule (non-polypeptide-sequence modification modification). For example, in the case of eukaryotic messenger RNA, non-polypeptide-sequence modifying modifications include selection of specific untranslated regions, introduction of introns (eg, rabbit beta-globin intron II sequence), or silent modifications of the coding sequence. , eg, by adaptation to preferential codon usage in a subject cell or subject organism without alteration (silent modification) of the encoded polypeptide sequence.

본 발명에 해 코딩되는 표적 단백질의 생산은 캡이 표적단백질 mRNA 상에 존재할 때 효율적이다.Production of the target protein encoded by the present invention is efficient when the cap is present on the target protein mRNA.

진핵세포 mRNA에서 5'캡의 존재는 그 중에서도 특히 mRNA의 핵내 방출 조절과 가공, 특히 5′ 근위부 인트론 절제의 촉진에서 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 본 발명의 표적단백질 mRNA는 전형적으로 핵으로부터 배출되거나 가공될 필요가 없다. 그럼에도 불구하고, 표적단백질 mRNA 상에 5'캡이 존재하는 것이 유리하다.The presence of a 5' cap in eukaryotic mRNA is thought to play an important role, inter alia, in regulating the intranuclear release of mRNA and facilitating processing, particularly 5' proximal intron excision. The target protein mRNA of the present invention typically does not need to be exported or processed from the nucleus. Nevertheless, the presence of a 5' cap on the target protein mRNA is advantageous.

진핵세포 mRNA의 경우, 5'캡은 또한 일반적으로 mRNA의 효율적인 번역에 관여한다고 일반적으로 기술되어 있다: 일반적으로 진핵세포에서 번역은 IRES가 없는 한 메신저 RNA (mRNA) 분자의 5' 말단에서만 개시된다. For eukaryotic mRNA, it is generally described that the 5' cap is also usually involved in efficient translation of the mRNA: in general, in eukaryotic cells, translation is initiated only at the 5' end of the messenger RNA (mRNA) molecule unless there is an IRES. .

진핵세포는 핵 내 전사 중에 5'캡을 갖는 RNA를 제공할 수 있다. 새로 합성된 mRNA는 통상적으로 전사체가 20 ~ 30개의 뉴클레오타이드의 길이에 도달할 때 5'캡 구조로 변형된다. 먼저, 5'말단 뉴클레오타이드 pppN(ppp는 트리포스페이트를 나타내고, N은 임의의 뉴클레오사이드를 나타냄)은 RNA 5'트리포스파타아제 및 구아닐릴 전이효소 활성을 갖는 캡핑효소에 의해 세포에서 5' GpppN으로 전환된다. 이어서, GpppN은 (구아닌-7)-메틸 전이효소 활성을 갖는 제2 효소에 의해 세포에서 메틸화되어 모노-메틸화된 m7GpppN 캡을 형성할 수 있다.Eukaryotic cells can present RNA with a 5' cap during intranuclear transcription. Newly synthesized mRNA is usually transformed into a 5' cap structure when the transcript reaches a length of 20 to 30 nucleotides. First, the 5'-terminal nucleotide pppN (ppp represents triphosphate, N represents any nucleoside) is 5' in the cell by a capping enzyme having RNA 5' triphosphatase and guanylyltransferase activity. converted to GpppN. GpppN can then be methylated in the cell by a second enzyme with (guanine-7)-methyltransferase activity to form a mono-methylated m7GpppN cap.

본 발명에서 사용된 5'캡은 자연성 5'캡이다.The 5' cap used in the present invention is a natural 5' cap.

본 발명에서, 자연성 5'캡 디뉴클레오타이드는 전형적으로 비-메틸화 캡 디뉴클레오타이드 (G(5')ppp(5')N; GpppN이라고도 함) 및 메틸화된 캡 디뉴클레오타이드 ((m7G(5')ppp(5')N; m7GpppN이라고도 함)로 이루어진 군으로부터 선택된다. In the present invention, natural 5' cap dinucleotides are typically non-methylated cap dinucleotides (G(5')ppp(5')N; also referred to as GpppN) and methylated cap dinucleotides ((m7G(5')ppp) (5')N; also called m7GpppN).

추가적인 5'캡(cap) 구조의 예로는 글리세릴, 역(inverted) 데옥시 무염기 잔기(성분), 4',5' 메틸렌 뉴클레오타이드, 1-(베타-D-에리스로퓨라노실)뉴클레오타이드, 4'-티오 뉴클레오타이드, 카보사이클릭 뉴클레오타이드, 1,5-안하이드로헥시톨 뉴클레오타이드, L-뉴클레오타이드, 알파-뉴클레오타이드, 화학적 변형된 염기 뉴클레오타이드, 트레오-펜토퓨라노실 뉴클레오타이드, 아사이클릭(acyclic) 3',4'-세코(seco) 뉴클레오타이드, 아사이클릭 3,4-디하이드록시부틸 뉴클레오타이드, 아사이클릭 3,5 디하이드록시펜틸 뉴클레오타이드, 3'3'역 뉴클레오타이드 성분, 3'3'역 무염기 성분, 3'2'-역 뉴클레오타이드 성분, 3'2'-역 무염기 성분, 1,4-부탄디올 포스페이트, 3'포스포라미데이트, 헥실포스페이트, 아미노헥실 포스페이트, 3'포스페이트, 3'포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트, 또는 가교(bridging) 또는 비-가교(non-bridging) 메틸포스포네이트 성분을 포함한다. 이들 화학적 변형된 5'캡(CAP) 구조는 본 발명에 따른 mRNA에 포함된 적어도 하나의 으로 여겨진다.Examples of additional 5' cap structures include glyceryl, inverted deoxy abasic residues (components), 4',5' methylene nucleotides, 1-(beta-D-erythrofuranosyl)nucleotides, 4 '-thio nucleotide, carbocyclic nucleotide, 1,5-anhydrohexitol nucleotide, L-nucleotide, alpha-nucleotide, chemically modified base nucleotide, threo-pentofuranosyl nucleotide, acyclic 3' ,4'-seco nucleotide, acyclic 3,4-dihydroxybutyl nucleotide, acyclic 3,5 dihydroxypentyl nucleotide, 3'3' inverted nucleotide component, 3'3' inverted free base component, 3'2'-reversed nucleotide component, 3'2'-reversed base free component, 1,4-butanediol phosphate, 3' phosphoramidate, hexylphosphate, aminohexyl phosphate, 3'phosphate, 3' phosphorothioate , phosphorodithioate, or a bridging or non-bridging methylphosphonate component. These chemically modified 5' cap (CAP) structures are considered to be at least one contained in the mRNA according to the present invention.

특히 바람직한 화학적 변형된 5'캡(CAP) 구조는 CAP1(m7G 인접 뉴클레오타이드의 리보오스의 메틸화), CAP2(m7G의 제 2 뉴클레오타이드 다운스트림의 리보오스의 메틸화), CAP3(m7G의 제 3 뉴클레오타이드 다운스트림의 리보오스의 메틸화), CAP4(m7G의 제 4 뉴클레오타이드 다운스트림의 리보오스의 메틸화), ARCA(항-역 캡(CAP) 유사체, 화학적 변형된 ARCA (e.g. phosphothioate modified ARCA), 이노신, N1-메틸-구아노신, 2'-플루오로-구아노신, 7-데아자-구아노신, 8-옥소-구아노신, 2-아미노-구아노신, LNA-구아노신, 및 2-아지도-구아노신이다.Particularly preferred chemically modified 5' cap (CAP) structures are CAP1 (methylation of the ribose of the nucleotide adjacent to m7G), CAP2 (methylation of the ribose of the second nucleotide downstream of the m7G), CAP3 (the ribose of the third nucleotide downstream of m7G). methylation of), CAP4 (methylation of ribose downstream of the fourth nucleotide of m7G), ARCA (anti-reverse cap (CAP) analog, chemically modified ARCA (e.g. phosphothioate modified ARCA), inosine, N1-methyl-guanosine, 2′-fluoro-guanosine, 7-deaza-guanosine, 8-oxo-guanosine, 2-amino-guanosine, LNA-guanosine, and 2-azido-guanosine.

본 발명의 표적단백질 mRNA는 대상세포의 캡핑 장치에 의존하지 않는다. 대상세포 내로 형질주입되는 경우, 본 발명의 표적단백질 mRNA는 전형적으로 세포 핵, 즉 전형적인 진핵세포에서 캡핑이 일어나는 부위에 국한되지 않는 것으로 여겨진다.The target protein mRNA of the present invention does not depend on the capping device of the target cell. When transfected into a target cell, it is considered that the target protein mRNA of the present invention is not typically limited to a cell nucleus, ie, a site where capping occurs in a typical eukaryotic cell.

종래 기술에서 IRES와 유사하게, 표적단백질 mRNA 상의 5'캡은 표적단백질의 번역 개시를 유발하는데 유용하다. 진핵세포 번역 개시 인자 elF4E는 캡핑된 mRNA를 리보솜과 결합시키는 데 관여하는 것으로 생각될 수 있다. 5'캡의 존재가 성능을 상당히 증가시킨다. 따라서, 본 발명의 표적단백질 mRNA는 5'캡을 포함한다.Similar to IRES in the prior art, the 5' cap on the target protein mRNA is useful for triggering translation initiation of the target protein. The eukaryotic translation initiation factor elF4E may be thought to be involved in the binding of capped mRNAs to ribosomes. The presence of the 5' cap significantly increases performance. Accordingly, the target protein mRNA of the present invention includes a 5' cap.

5'캡의 존재는 또한 본 발명의 트랜스-복제 시스템에서 예기치 않은 상승적인 효과를 제공한다. 캡핑된 표적단백질 mRNA가 RNA에 대해 트랜스로 제공될 때 캡핑된 표적단백질 mRNA가 목적 단백질의 생산을 유발하는 것이 보다 효율적이다. 따라서, 트랜스로 5'캡 및 복제의 상승 효과, 즉 시스로 복제하는 것보다 우수한 효과가 있다.The presence of the 5' cap also provides an unexpected synergistic effect in the trans-replication system of the present invention. When the capped target protein mRNA is provided in trans to RNA, it is more efficient for the capped target protein mRNA to induce production of the target protein. Therefore, there is a synergistic effect of 5' cap and replication in trans, that is, an effect superior to replication in cis.

본 발명의 캡핑된 RNA는 시험관내에서 제조될 수 있으므로 대상세포의 캡핑 장치에 의존하지 않는다. 시험관내에서 캡핑된 RNA를 형성하는데 가장 빈번하게 사용되는 방법은 모든 4개의 리보뉴클레오사이드 트리포스페이트 및 캡 디뉴클레오타이드 예컨대 m7G(5')ppp(5')G (m7GpppG라고도 함)의 존재 하에 박테리아 또는 박테리오파지 RNA 중합효소로 DNA 주형을 전사하는 것이다. Since the capped RNA of the present invention can be prepared in vitro, it does not depend on the capping device of the target cell. The most frequently used method for forming capped RNAs in vitro is bacteria in the presence of all four ribonucleoside triphosphates and cap dinucleotides such as m7G(5')ppp(5')G (also called m7GpppG). Or to transcribe the DNA template with bacteriophage RNA polymerase.

RNA 중합효소는 다음 주형 뉴클레오사이드 트리포스페이트 (pppN)의 α-포스페이트에서 m7GpppG의 구아노신 부분의 3'OH에 의한 친핵성 공격으로 전사를 개시하여 중간체 m7GpppGpN (여기서 N은 RNA 분자의 제2 염기이다)를 형성한다. 경쟁하는 GTP-개시된 생성물 pppGpN의 형성은 시험관내 전사 동안 캡 대 GTP의 몰비가 5 ~ 10으로 설정함으로써 억제된다.RNA polymerase then initiates transcription with a nucleophilic attack by the 3'OH of the guanosine moiety of m7GpppG in the α-phosphate of the template nucleoside triphosphate (pppN) to the intermediate m7GpppGpN (where N is the second base of the RNA molecule) is) is formed. Formation of the competing GTP-initiated product pppGpN is inhibited by setting the molar ratio of cap to GTP to 5-10 during in vitro transcription.

5'캡은 5'캡 유사체이다. RNA가 시험관내 전사에 의해 수득되는 경우, 예를 들어 시험관내 전사된 RNA(IVT-RNA)인 경우에 특히 적합하다. 캡 유사체는 초기에 시험관내 전사에 의해 RNA 전사체의 대규모 합성을 용이하게 하기 위해 기술하였다.A 5' cap is a 5' cap analog. It is particularly suitable when the RNA is obtained by in vitro transcription, for example in vitro transcribed RNA (IVT-RNA). Cap analogs were initially described to facilitate large-scale synthesis of RNA transcripts by in vitro transcription.

이전에 기재된 조작된 복제 시스템과 대조적으로, 본 발명의 표적단백질 mRNA는 바람직하게는 캡 유사체를 포함한다. 따라서, 본 발명의 시스템의 표적단백질의 번역은 바람직하게는 캡 유사체에 의해 유도된다. In contrast to the engineered replication systems described previously, the target protein mRNA of the present invention preferably comprises a cap analog. Accordingly, translation of the target protein of the system of the present invention is preferably induced by a cap analog.

이상적으로, 보다 높은 번역 효율 및/또는 생체내 분해에 대한 증가된 내성 및/또는 시험관내 분해에 대한 증가된 내성과 관련된 캡 유사체가 선택된다. 따라서, 본 발명은 임의의 변형을 함유하지 않고 천연 캡 [(m7G(5')ppp(5')G; m7GpppG라고도하며, 시판된 ScriptCap m7G 캡핑 시스템 (Epicentre Biotechnology사에 의해 첨가할 수 있음)]을 포함하는 발현 시스템을 제시하고 있다.Ideally, cap analogs associated with higher translational efficiency and/or increased resistance to degradation in vivo and/or increased resistance to degradation in vitro are selected. Thus, the present invention does not contain any modifications and provides a natural cap [(m7G(5')ppp(5')G; also called m7GpppG, commercially available ScriptCap m7G capping system (which may be added by Epicentre Biotechnology)]] It presents an expression system comprising a.

2) 화학적 변형2) chemical modification

"RNA 화학적 변형"은 당 변형 또는 염기 변형뿐만 아니라 백본 변형을 포함하는 화학적 변형을 나타낼 수 있다."RNA chemical modification" may refer to chemical modifications including sugar modifications or base modifications as well as backbone modifications.

본 발명의 화학적 변형 RNA 분자는 뉴클레오타이드 유사체/변형체, 예를 들어, 백본 변형체, 당 변형체 또는 염기 변형체를 함유할 수 있다. 본 발명과 관련된 백본 변형은 본원에 정의된 바와 같은 핵산 분자에 함유된 뉴클레오타이드의 백본의 포스페이트가 화학적으로 변형된 변형이다. 본 발명과 관련된 당 변형은 본원에 정의된 바와 같은 핵산 분자의 뉴클레오타이드의 당의 변형이다. 더욱이, 본 발명과 관련된 염기 변형은 핵산 분자의 핵산 분자의 뉴클레오타이드 염기 성분의 변형이다. 뉴클레오타이드 유사체 또는 변형체는 바람직하게 전사 및/또는 번역에 적용할 수 있는 뉴클레오타이드 유사체로부터 선택된다.The chemically modified RNA molecules of the present invention may contain nucleotide analogues/modifications, such as backbone modifications, sugar modifications or base modifications. A backbone modification in the context of the present invention is a modification in which the phosphate of the backbone of a nucleotide contained in a nucleic acid molecule as defined herein is chemically modified. A sugar modification in the context of the present invention is a modification of a sugar of a nucleotide of a nucleic acid molecule as defined herein. Moreover, a base modification in the context of the present invention is a modification of the nucleotide base component of a nucleic acid molecule of a nucleic acid molecule. Nucleotide analogues or variants are preferably selected from nucleotide analogues applicable to transcription and/or translation.

(1) 당 변형체(Sugar Modifications):(1) Sugar Modifications:

본 발명의 변형 RNA 내로 포함될 수 있는 화학적 변형된 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드는 당 성분에서 화학적 변형될 수 있다. 예를 들어, 2' 하이드록실기(OH)는 상이한 수의 "옥시" 또는 "데옥시" 치환체와 함께 되거나 치환될 수 있다. "옥시" -2'하이드록실기 화학적 변형체의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 알콕시 또는 아릴옥시(-OR, 예를 들어, R = H, 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴 또는 당); 폴리에틸렌글리콜(PEG), -0(CH2CH2o)nCH2CH2OR; 2' 하이드록실이 예를 들어, 메틸렌 다리(methylene bridge)에 의해 동일한 리보오스 당의 4' 탄소에 연결된 "잠금(locked)" 핵산(LNA); 아미노기(-O-아미노, 여기서 아미노기 예를 들어, NRR은 알킬아미노, 디알킬아미노, 헤테로사이클릴, 아릴아미노, 디아릴 아미노, 헤테로아릴 아미노, 또는 디헤테로아릴 아미노, 에틸렌 디아민, 폴리아미노일 수 있다) 또는 아미노알콕시를 포함한다.Chemically modified nucleosides and nucleotides that may be incorporated into the modified RNA of the present invention may be chemically modified in the sugar component. For example, the 2' hydroxyl group (OH) may be substituted or with a different number of "oxy" or "deoxy" substituents. Examples of "oxy"-2'hydroxyl group chemical modifications include, but are not limited to, alkoxy or aryloxy (-OR, e.g., R = H, alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, heteroaryl or Party); polyethylene glycol (PEG), -0(CH2CH2o)nCH2CH2OR; "locked" nucleic acids (LNAs) in which the 2' hydroxyl is linked to the 4' carbon of the same ribose sugar by, for example, a methylene bridge; An amino group (-O-amino, wherein the amino group, for example, NRR can be alkylamino, dialkylamino, heterocyclyl, arylamino, diaryl amino, heteroaryl amino, or diheteroaryl amino, ethylene diamine, polyamino ) or aminoalkoxy.

"데옥시" 변형체는 하이드로겐, 아미노(예를 들어, NH2; 알킬아미노, 디알킬아미노, 헤테로사이클릴, 아릴아미노, 디아릴 아미노, 헤테로아릴 아미노, 디헤테로아릴 아미노, 또는 아미노산); 또는 연결자(linker)를 통해 당에 부착될 수 있는, 여기서 상기 연결자는 원자, C, N 및 O 중 하나 이상의 원자를 포함하는 아미노기를 포함한다."Deoxy" variants include hydrogen, amino (eg, NH2; alkylamino, dialkylamino, heterocyclyl, arylamino, diaryl amino, heteroaryl amino, diheteroaryl amino, or amino acid); or may be attached to the sugar via a linker, wherein the linker comprises an amino group comprising an atom, one or more of C, N and O.

당기(sugar group)는 또한 리보오스 내 상응하는 탄소와 반대의 입체화학적 배열을 가지는 하나 이상의 탄소를 함유할 수 있다. 따라서, mRNA는 예를 들어, 당으로서 아라비노스를 함유하는 뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.A sugar group may also contain one or more carbons having the opposite stereochemical configuration to the corresponding carbon in ribose. Thus, mRNA may comprise, for example, nucleotides containing arabinose as a sugar.

(2) 백본 변형체(Backbone Modifications):(2) Backbone Modifications:

포스페이트 백본은 또한, 본원에 설명된 바와 같이, 변형 RNA 내로 포함될 수 있는 변형된 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드로 변형될 수 있다. 백본의 포스페이트기는 상이한 치환체를 갖는 하나 이상의 산소 원자를 치환함으로써 변형될 수 있다. 또한, 변형된 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드는 본원에 설명된 바와 같은 변형된 포스페이트를 갖는 비화학적 변형된 포스페이트 성분의 총 치환을 포함할 수 있다. 변형된 포스페이트기의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 포스포로티오에이트, 포스포로셀레네이트, 보라노 포스페이트, 보라노 포스페이트 에스테르, 하이드로겐 포스포네이트, 포스포로아미데이트, 알킬 또는 아릴 포스포네이트 및 포스포트리에스테르를 포함한다. 포스포로티오에이트는 황(sulfur)으로 치환된 모두 비-연결된 산소를 갖는다. 포스페이트 연결자는 또한 연결된 산소가 질소(가교 포스포로아미데이트), 황(가교 포스포로티오에이트) 및 탄소(가교 메틸렌-포스포네이트)의 치환에 의해 될 수 있다.The phosphate backbone can also be modified with modified nucleosides and nucleotides that can be incorporated into modified RNA, as described herein. The phosphate group of the backbone can be modified by substituting one or more oxygen atoms with different substituents. In addition, modified nucleosides and nucleotides may include total substitution of a non-chemically modified phosphate moiety with a modified phosphate as described herein. Examples of modified phosphate groups include, but are not limited to, phosphorothioates, phosphoroselenates, borano phosphates, borano phosphate esters, hydrogen phosphonates, phosphoroamidates, alkyl or aryl phosphonates. and phosphotriesters. Phosphorothioates have all unlinked oxygens substituted with sulfur. Phosphate linkers can also be made by the substitution of nitrogen (bridged phosphoroamidate), sulfur (bridged phosphorothioate) and carbon (bridged methylene-phosphonate) in the oxygen to which it is linked.

(3) 염기 변형체(base modifications):(3) base modifications:

본원에 설명된 바와 같이, 변형 RNA 내로 포함될 수 있는 화학적 변형된 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드는 핵염기 성분(moiety)에서 추가로 될 수 있다. RNA에서 발견되는 핵염기의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 아데닌, 구아닌, 사이토신 및 우라실이 포함된다. 예를 들어, 본원에 설명된 바와 같은 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드는 주홈면(major groove face)에서 화학적으로 될 수 있다. 화학적 변형체는 아미노기, 티올기, 알킬기, 또는 할로기를 포함할 수 있다.As described herein, chemically modified nucleosides and nucleotides that can be incorporated into a modified RNA can be added to a nucleobase moiety. Examples of nucleobases found in RNA include, but are not limited to, adenine, guanine, cytosine, and uracil. For example, nucleosides and nucleotides as described herein can be made chemically in the major groove face. The chemical modification may include an amino group, a thiol group, an alkyl group, or a halo group.

본 발명에서, 뉴클레오타이드 유사체/변형체는 염기 변형체로부터 선택되며, 이는 바람직하게 2-아미노-6-클로로퓨린리보사이드-5'트리포스페이트, 2-아미노퓨린-리보사이드-5'트리포스페이트; 2-아미노아데노신-5'트리포스페이트, 2'-아미노-2'-데옥시사이티딘-트리포스페이트, 2-티오사이티딘-5'트리포스페이트, 2-티오우리딘-5'트리포스페이트, 2'-플루오로티미딘-5'트리포스페이트, 2'-O-메틸 이노신-5'트리포스페이트 4-티오우리딘-5'트리포스페이트, 5-아미노알릴사이티딘-5'트리포스페이트, 5-아미노알릴우리딘-5'트리포스페이트, 5-브로모사이티딘-5'트리포스페이트, 5-브로모우리딘-5'트리포스페이트, 5-브로모-2'-데옥시사이티딘-5'트리포스페이트, 5-브로모-2'-데옥시우리딘-5'트리포스페이트, 5-요오도사이티딘-5'트리포스페이트, 5-요오도-2'-데옥시사이티딘-5'트리포스페이트, 5-요오도우리딘-5'트리포스페이트, 5-요오도-2'-데옥시우리딘-5'트리포스페이트, 5-메틸사이티딘-5'트리포스페이트, 5-메틸우리딘-5'트리포스페이트, 5-프로피닐-2'-데옥시사이티딘-5'트리포스페이트, 5-프로피닐-2'-데옥시우리딘-5'트리포스페이트, 6-아자사이티딘-5'트리포스페이트, 6-아자우리딘-5'트리포스페이트, 6-클로로퓨린리보사이드-5'트리포스페이트, 7-데아자아데노신-5'트리포스페이트, 7-데아자구아노신-5'트리포스페이트, 8-아자아데노신-5'트리포스페이트, 8-아지도아데노신-5'트리포스페이트, 벤지미다졸-리보사이드-5'트리포스페이트, N1-메틸아데노신-5'트리포스페이트, N1-메틸구아노신-5'트리포스페이트, N6-메틸아데노신-5'트리포스페이트, O6-메틸구아노신-5'트리포스페이트, 슈도우리딘-5'트리포스페이트, 또는 퓨로마이신-5'트리포스페이트, 잔토신-5'트리포스페이트로부터 선택된다. 5-메틸사이티딘-5'트리포스페이트, 7-데아자구아노신-5'트리포스페이트, 5-브로모사이티딘-5'트리포스페이트, 및 슈도우리딘-5'트리포스페이트로 이루어진 염기-의 군으로부터 선택된 염기 을 위한 뉴클레오타이드가 특히 바람직하다.In the present invention, the nucleotide analogs/variants are selected from base variants, which are preferably 2-amino-6-chloropurineriboside-5'triphosphate, 2-aminopurine-riboside-5'triphosphate; 2-Aminoadenosine-5'triphosphate, 2'-amino-2'-deoxycytidine-triphosphate, 2-thiocytidine-5'triphosphate, 2-thiouridine-5'triphosphate, 2' -Fluorothymidine-5'triphosphate, 2'-O-methyl inosine-5'triphosphate 4-thiouridine-5'triphosphate, 5-aminoallylcytidine-5'triphosphate, 5-aminoallyl Uridine-5'triphosphate, 5-bromocytidine-5'triphosphate, 5-bromouridine-5'triphosphate, 5-bromo-2'-deoxycytidine-5'triphosphate, 5-Bromo-2'-deoxyuridine-5'triphosphate, 5-iodocytidine-5'triphosphate, 5-iodo-2'-deoxycytidine-5'triphosphate, 5- iodouridine-5'triphosphate, 5-iodo-2'-deoxyuridine-5'triphosphate, 5-methylcytidine-5'triphosphate, 5-methyluridine-5'triphosphate, 5-propynyl-2'-deoxycytidine-5' triphosphate, 5-propynyl-2'-deoxyuridine-5' triphosphate, 6-azacytidine-5' triphosphate, 6-aza Uridine-5'triphosphate, 6-chloropurineriboside-5'triphosphate, 7-deazadenosine-5'triphosphate, 7-deazaguanosine-5'triphosphate, 8-azaadenosine-5' Triphosphate, 8-azidoadenosine-5'triphosphate, benzimidazole-riboside-5'triphosphate, N1-methyladenosine-5'triphosphate, N1-methylguanosine-5'triphosphate, N6-methyl adenosine-5'triphosphate, O6-methylguanosine-5'triphosphate, pseudouridine-5'triphosphate, or puromycin-5'triphosphate, xanthosine-5'triphosphate. base-group consisting of 5-methylcytidine-5'triphosphate, 7-deazaguanosine-5'triphosphate, 5-bromocytidine-5'triphosphate, and pseudouridine-5'triphosphate Nucleotides for bases selected from

변형된 뉴클레오사이드는 피리딘-4-온 리보뉴클레오사이드, 5-아자-우리딘, 2-티오-5-아자-우리딘, 2-티오우리딘, 4-티오-슈도우리딘, 2-티오-슈도우리딘, 5-하이드록시우리딘, 3-메틸우리딘, 5-카복시메틸-우리딘, 1-카복시메틸-슈도우리딘, 5-프로피닐-우리딘, 1-프로피닐-슈도우리딘, 5-타우리노메틸우리딘, 1-타우리노메틸-슈도우리딘, 5-타우리노메틸-2-티오-우리딘, l-타우리노메틸-4-티오-우리딘, 5-메틸-우리딘, 1-메틸-슈도우리딘, 4-티오-1-메틸-슈도우리딘, 2-티오-l-메틸-슈도우리딘, 1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 디하이드로우리딘, 디하이드로슈도우리딘, 2-티오-디하이드로우리딘, 2-티오-디하이드로슈도우리딘, 2-메톡시우리딘, 2-메톡시-4-티오-우리딘, 4-메톡시-슈도우리딘, 및 4-메톡시-2-티오-슈도우리딘을 포함한다.Modified nucleosides include pyridin-4-one ribonucleoside, 5-aza-uridine, 2-thio-5-aza-uridine, 2-thiouridine, 4-thio-pseudouridine, 2- Thio-pseudouridine, 5-hydroxyuridine, 3-methyluridine, 5-carboxymethyl-uridine, 1-carboxymethyl-pseudouridine, 5-propynyl-uridine, 1-propynyl-pseudo Uridine, 5-taurinomethyluridine, 1-taurinomethyl-pseudouridine, 5-taurinomethyl-2-thio-uridine, 1-taurinomethyl-4-thio-uridine, 5-methyl -uridine, 1-methyl-pseudouridine, 4-thio-1-methyl-pseudouridine, 2-thio-1-methyl-pseudouridine, 1-methyl-1-deaza-pseudouridine, 2 -Thio-1-methyl-1-deaza-pseudouridine, dihydrouridine, dihydropseudouridine, 2-thio-dihydrouridine, 2-thio-dihydropseudouridine, 2-methoxy uridine, 2-methoxy-4-thio-uridine, 4-methoxy-pseudouridine, and 4-methoxy-2-thio-pseudouridine.

변형된 뉴클레오사이드는 5-아자-사이티딘, 슈도이소사이티딘, 3-메틸-사이티딘, N4-아세틸사이티딘, 5-포밀사이티딘, N4-메틸사이티딘, 5-하이드록시메틸사이티딘, 1-메틸-슈도이소사이티딘, 피롤로-사이티딘, 피롤로-슈도이소사이티딘, 2-티오-사이티딘, 2-티오-5-메틸-사이티딘, 4-티오-슈도이소사이티딘, 4-티오-1-메틸-슈도이소사이티딘, 4-티오-1-메틸-1-데아자-슈도이소사이티딘, 1-메틸-1-데아자-슈도이소사이티딘, 제부라린, 5-아자-제부라린, 5-메틸-제부라린, 5-아자-2-티오-제부라린, 2-티오-제부라린, 2-메톡시-사이티딘, 2-메톡시-5-메틸-사이티딘, 4-메톡시-슈도이소사이티딘, 및 4-메톡시-l-메틸-슈도이소사이티딘을 포함한다.Modified nucleosides include 5-aza-cytidine, pseudoisocytidine, 3-methyl-cytidine, N4-acetylcytidine, 5-formylcytidine, N4-methylcytidine, 5-hydroxymethyl Tidine, 1-methyl-pseudoisocytidine, pyrrolo-cytidine, pyrrolo-pseudoisocytidine, 2-thio-cytidine, 2-thio-5-methyl-cytidine, 4-thio-pseudoisocytidine Dean, 4-thio-1-methyl-pseudoisocytidine, 4-thio-1-methyl-1-deaza-pseudoisocytidine, 1-methyl-1-deaza-pseudoisocytidine, zebrarin, 5-aza-zevurarin, 5-methyl-zeburarine, 5-aza-2-thio-zeburarine, 2-thio-zeburarine, 2-methoxy-cytidine, 2-methoxy-5-methyl-between tidine, 4-methoxy-pseudoisocytidine, and 4-methoxy-1-methyl-pseudoisocytidine.

변형된 뉴클레오사이드는 2-아미노퓨린, 2, 6-디아미노퓨린, 7-데아자-아데닌, 7-데아자-8-아자-아데닌, 7-데아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2,6-디아미노퓨린, 1-메틸아데노신, N6-메틸아데노신, N6-이소펜테닐아데노신, N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데노신, 2-메틸티오-N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데노신, N6-글리시닐카바모일아데노신, N6-트레오닐카바모일아데노신, 2-메틸티오-N6-트레오닐카바모일아데노신, N6,N6-디메틸아데노신, 7-메틸아데닌, 2-메틸티오-아데닌, 및 2-메톡시-아데닌을 포함한다.The modified nucleosides are 2-aminopurine, 2,6-diaminopurine, 7-deaza-adenine, 7-deaza-8-aza-adenine, 7-deaza-2-aminopurine, 7-de Aza-8-aza-2-aminopurine, 7-deaza-2,6-diaminopurine, 7-deaza-8-aza-2,6-diaminopurine, 1-methyladenosine, N6-methyladenosine , N6-Isopentenyladenosine, N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, 2-methylthio-N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, N6-glycinylcarbamoyladenosine, N6- threonylcarbamoyladenosine, 2-methylthio-N6-threonylcarbamoyladenosine, N6,N6-dimethyladenosine, 7-methyladenine, 2-methylthio-adenine, and 2-methoxy-adenine.

변형된 뉴클레오사이드는 이노신, 1-메틸-이노신, 와이오신(wyosine), 와이부토신(wybutosine), 7-데아자-구아노신, 7-데아자-8-아자-구아노신, 6-티오-구아노신, 6-티오-7-데아자-구아노신, 6-티오-7-데아자-8-아자-구아노신, 7-메틸-구아노신, 6-티오-7-메틸-구아노신, 7-메틸이노신, 6-메톡시-구아노신, 1-메틸구아노신, N2-메틸구아노신, N2,N2-디메틸구아노신, 8-옥소-구아노신, 7-메틸-8-옥소-구아노신, l-메틸-6-티오-구아노신, N2-메틸-6-티오-구아노신, 및 N2,N2-디메틸-6-티오-구아노신을 포함한다.Modified nucleosides include inosine, 1-methyl-inosine, wyosine, wybutosine, 7-deaza-guanosine, 7-deaza-8-aza-guanosine, 6-thio -guanosine, 6-thio-7-deaza-guanosine, 6-thio-7-deaza-8-aza-guanosine, 7-methyl-guanosine, 6-thio-7-methyl-guanosine, 7-methylinosine, 6-methoxy-guanosine, 1-methylguanosine, N2-methylguanosine, N2,N2-dimethylguanosine, 8-oxo-guanosine, 7-methyl-8-oxo-guanosine , 1-methyl-6-thio-guanosine, N2-methyl-6-thio-guanosine, and N2,N2-dimethyl-6-thio-guanosine.

뉴클레오타이드는 될 수 있고 우라실의 C-5의 하이드로겐을 메틸기 또는 할로기로 교체하는 것을 포함할 수 있다.The nucleotide may be any and may comprise replacing the hydrogen at C-5 of uracil with a methyl group or a halo group.

변형된 뉴클레오사이드는 5'0-(l-티오포스페이트)-아데노신, 5'0-(1-티오포스페이트)-사이티딘, 5'0-(1-티오포스페이트)-구아노신, 5'0-(1-티오포스페이트)-우리딘 또는 5'0-(l-티오포스페이트)-슈도우리딘이다.Modified nucleosides are 5'0-(l-thiophosphate)-adenosine, 5'0-(1-thiophosphate)-cytidine, 5'0-(1-thiophosphate)-guanosine, 5'0 -(1-thiophosphate)-uridine or 5'0-(1-thiophosphate)-pseudouridine.

mRNA는 6-아자-사이티딘, 2-티오-사이티딘, α-티오-사이티딘, 슈도-이소-사이티딘, 5-아미노알릴-우리딘, 5-요오도-우리딘, N1-메틸-슈도우리딘, 5,6-디하이드로우리딘, α-티오-우리딘, 4-티오-우리딘, 6-아자-우리딘, 5-하이드록시-우리딘, 데옥시-티미딘, 5-메틸-우리딘, 피롤로-사이티딘, 이노신, α-티오-구아노신, 6-메틸-구아노신, 5-메틸-사이티딘, 8-옥소-구아노신, 7-데아자-구아노신, N1-메틸-아데노신, 2-아미노-6-클로로-퓨린, N6-메틸-2-아미노-퓨린, 슈도-이소-사이티딘, 6-클로로-퓨린, N6-메틸-아데노신, α-티오-아데노신, 8-아지도-아데노신, 7-데아자-아데노신으로부터 선택된 뉴클레오사이드 화학적 변형체를 포함할 수 있다.mRNA is 6-aza-cytidine, 2-thio-cytidine, α-thio-cytidine, pseudo-iso-cytidine, 5-aminoallyl-uridine, 5-iodo-uridine, N1-methyl- Pseudouridine, 5,6-dihydrouridine, α-thio-uridine, 4-thio-uridine, 6-aza-uridine, 5-hydroxy-uridine, deoxy-thymidine, 5- Methyl-uridine, pyrrolo-cytidine, inosine, α-thio-guanosine, 6-methyl-guanosine, 5-methyl-cytidine, 8-oxo-guanosine, 7-deaza-guanosine, N1 -Methyl-adenosine, 2-amino-6-chloro-purine, N6-methyl-2-amino-purine, pseudo-iso-cytidine, 6-chloro-purine, N6-methyl-adenosine, α-thio-adenosine, 8-azido-adenosine, 7-deaza-adenosine, a nucleoside chemical modification selected from the group consisting of:

(4) 지질 변형체(Lipid modification):(4) Lipid modification:

본 발명의 변형 RNA는 지질 변형을 함유할 수 있다. 이와 같은 지질-변형 RNA는 일반적으로 본원에 정의된 바와 같은 RNA를 포함한다. 본 발명의 지질-변형 RNA 분자는 일반적으로 RNA 분자와 공유결합된 적어도 하나의 연결자, 및 각각의 연결자와 공유결합된 적어도 하나의 지질을 추가적으로 포함한다. 대신에, 지질-변형 RNA 분자는 본원에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 RNA 분자 및 RNA 분자와 (연결자 없이) 공유결합된 적어도 하나의 (2 기능성) 지질을 포함한다. 세 번째 대안에 따라서, 지질-화학적 변형 RNA 분자는 본원에 정의된 바와 같은 RNA 분자, RNA 분자와 공유결합된 적어도 하나의 연결자, 및 각각의 연결자와 공유결합된 적어도 하나의 지질, 및 또한 RNA 분자와 (연결자 없이) 공유결합된 적어도 하나의 (2 기능성) 지질을 포함한다. 지질 변형은 선형 RNA 서열의 말단 끝에 존재하는 것이 특히 바람직하다.The modified RNAs of the invention may contain lipid modifications. Such lipid-modified RNAs generally include RNAs as defined herein. Lipid-modified RNA molecules of the invention generally further comprise at least one linker covalently linked to the RNA molecule, and at least one lipid covalently linked to each linker. Instead, the lipid-modifying RNA molecule comprises at least one RNA molecule as defined herein and at least one (bifunctional) lipid covalently linked (without a linker) to the RNA molecule. According to a third alternative, the lipid-chemically modifying RNA molecule is an RNA molecule as defined herein, at least one linker covalently linked to the RNA molecule, and at least one lipid covalently linked to each linker, and also an RNA molecule and at least one (bifunctional) lipid covalently linked (without a linker). It is particularly preferred that the lipid modification is at the terminal end of the linear RNA sequence.

3) 염기서열의 변형3) Modification of the base sequence

(1) 오픈 리딩 프레임의 변형: G/C 함량의 변형:(1) Variation of open reading frame: Variation of G/C content:

본 발명의 mRNA는 적어도 하나의 펩타이드 또는 단백질을 코딩하는, 코딩 영역의 G/C 함량은 변형되고, 이의 특정 야생형 코딩 영역, 즉, 비변형 코딩 영역의 G/C 함량과 비교하였을 때 특히 증가된다. 코딩 역역의 아미노산 서열은 특정 야생형 코딩 영역의 코딩된 아미노산 서열과 비교하였을 때 변형되지 않는 것이 바람직하다.The mRNA of the present invention encodes at least one peptide or protein, wherein the G/C content of the coding region is modified and is particularly increased when compared to the G/C content of its specific wild-type coding region, i.e., the unmodified coding region. . Preferably, the amino acid sequence of the coding region is not modified as compared to the encoded amino acid sequence of the particular wild-type coding region.

본 발명에서 mRNA 코딩 영역의 G/C-함량의 변형은, 번역될 임의의 mRNA 영역의 서열이 mRNA의 효율적인 번역에 중요하다는 사실을 기초로 한다. 따라서, 다양한 뉴클레오타이드의 조성 및 서열은 중요하다. 특히 G(구아노신)/C(사이토신) 함량이 증가된 mRNA 서열은, A(아데노신)/U(우라실) 함량이 증가된 mRNA 서열보다 더욱 안정하다. 본 발명에 따르면, 지속적으로 아미노산 서열로 번역되고 있는 코딩 영역의 코돈은, 이 코돈 중 G/C 뉴클레오타이드의 양이 증가되었다는 점에서 이의 야생형 코딩 영역의 코돈과는 상이하다. 몇몇 코돈은 하나의 동일한 아미노산을 코딩한다는 사실(소위 유전적 암호의 축퇴성(degeneration))에 비추어, 안정성에 가장 유리한 코돈이 결정될 수 있다(소위 대안적 코돈 선호도(alternative codon usage)).The modification of the G/C-content of the mRNA coding region in the present invention is based on the fact that the sequence of any mRNA region to be translated is important for efficient translation of the mRNA. Thus, the composition and sequence of the various nucleotides is important. In particular, an mRNA sequence having an increased content of G (guanosine)/C (cytosine) is more stable than an mRNA sequence having an increased content of A (adenosine)/U (uracil). According to the present invention, the codon of the coding region that is continuously being translated into the amino acid sequence is different from the codon of its wild-type coding region in that the amount of G/C nucleotides in the codon is increased. In light of the fact that several codons encode one and the same amino acid (the so-called degeneration of the genetic code), the codon most favorable for stability can be determined (the so-called alternative codon usage).

본 발명에서 mRNA의 코딩 영역에 의해 코딩될 아미노산에 따라서, 이의 야생형 코딩 영역과 비교할 때 RNA 서열, 예를 들어, 코딩 영역의 변형에 대한 다양한 가능성이 존재한다. 오직 G 또는 C 뉴클레오타이드만을 함유하는 코돈에 의해 코딩된 아미노산의 경우, 코돈의 변형은 필요하지 않다. 따라서, A 또는 U가 존재하지 않기 때문에, Pro(CCC 또는 CCG), Arg(CGC 또는 CGG), ala(GCC 또는 GCG) 그리고 Gly (GGC 또는 GGG)에 대한 코돈은 변형이 필요하지 않다.Depending on the amino acid to be encoded by the coding region of the mRNA in the present invention, various possibilities exist for modification of the RNA sequence, eg the coding region, when compared to its wild-type coding region. For amino acids encoded by codons containing only G or C nucleotides, no codon modifications are necessary. Therefore, since neither A nor U is present, the codons for Pro (CCC or CCG), Arg (CGC or CGG), ala (GCC or GCG) and Gly (GGC or GGG) do not require modification.

대조적으로, A 및/또는 U 뉴클레오타이드를 함유하는 코돈은, 동일한 아미노산을 코딩하지만 A 및/또는 U를 함유하지 않는 다른 코돈의 치환에 의해 변형될 수 있으며, 이들의 예로는 다음과 같다: In contrast, codons containing A and/or U nucleotides may be modified by substitution of other codons encoding the same amino acid but not containing A and/or U, examples of which are:

Pro에 대한 코돈은 CCU 또는 CCA에서 CCC 또는 CCG로 변형될 수 있고; The codon for Pro may be modified from CCU or CCA to CCC or CCG;

Arg에 대한 코돈은 CGU 또는 CGA 또는 AGA 또는 AGG에서 CGC 또는 CGG로 변형될 수 있으며;The codon for Arg may be modified from CGU or CGA or AGA or AGG to CGC or CGG;

ala에 대한 코돈은 GCU 또는 GCA에서 GCC 또는 GCG로 변형될 수 있고;The codon for ala can be modified from GCU or GCA to GCC or GCG;

Gly에 대한 코돈은 GGU 또는 GGA에서 GGC 또는 GGG로 변형될 수 있다.The codon for Gly can be modified from GGU or GGA to GGC or GGG.

다른 경우에서, 비록 A 또는 U 뉴클레오타이드가 코돈으로부터 제거될 수 없다고 하더라도, 더욱 적은 함량의 A 및/또는 U 뉴클레오타이드를 함유하는 코돈을 사용함으로써 A 및 U 함량이 감소할 수 있다. 이들의 예로는 다음과 같은 경우가 있다:In other cases, although A or U nucleotides cannot be removed from the codon, the A and U content can be reduced by using codons containing lower amounts of A and/or U nucleotides. Examples of these are:

Phe에 대한 코돈은 UUU에서 UUC로 변형될 수 있고;The codon for Phe can be modified from UUU to UUC;

Leu에 대한 코돈은 UUA, UUG, CUU 또는 CUA에서 CUC 또는 CUG로 변형될 수 있으며;The codon for Leu may be modified from UUA, UUG, CUU or CUA to CUC or CUG;

Ser에 대한 코돈은 UCU 또는 UCA 또는 AGU에서 UCC, UCG 또는 AGC로 변형될 수 있고;The codon for Ser can be modified from UCU or UCA or AGU to UCC, UCG or AGC;

Tyr에 대한 코돈은 UAU에서 UAC로 변형될 수 있으며;The codon for Tyr can be modified from UAU to UAC;

Cys에 대한 코돈은 UGU에서 UGC로 변형될 수 있고;The codon for Cys can be modified from UGU to UGC;

His에 대한 코돈은 CAU에서 CAC로 변형될 수 있으며;The codon for His can be modified from CAU to CAC;

Gln에 대한 코돈은 CAA에서 CAG로 변형될 수 있고;The codon for Gln can be modified from CAA to CAG;

Ile에 대한 코돈은 AUU 또는 AUA에서 AUC로 변형될 수 있으며;The codon for Ile can be modified from AUU or AUA to AUC;

Thr에 대한 코돈은 ACU 또는 ACA에서 ACC 또는 ACG로 변형될 수 있고;The codon for Thr can be modified from ACU or ACA to ACC or ACG;

Asn에 대한 코돈은 AAU에서 AAC로 변형될 수 있으며;The codon for Asn can be modified from AAU to AAC;

Lys에 대한 코돈은 AAA에서 AAG로 변형될 수 있고;The codon for Lys can be modified from AAA to AAG;

Val에 대한 코돈은 GUU 또는 GUA에서 GUC 또는 GUG로 변형될 수 있으며;The codon for Val can be modified from GUU or GUA to GUC or GUG;

Asp에 대한 코돈은 GAU에서 GAC로 변형될 수 있고;The codon for Asp can be modified from GAU to GAC;

Glu에 대한 코돈은 GAA에서 GAG로 변형될 수 있으며;The codon for Glu can be modified from GAA to GAG;

종결 코돈 UAA는 UAG 또는 UGA로 변형될 수 있다.The stop codon UAA may be modified to UAG or UGA.

한편, Met(AUG) 및 Trp(UGG)에 대한 코돈의 경우, 서열 변형 가능성은 없다.On the other hand, in the case of codons for Met(AUG) and Trp(UGG), there is no possibility of sequence modification.

본 발명에서 mRNA의 코딩 영역의 G/C 함량을, 특정 야생형 코딩 영역(즉 원래의 서열)의 G/C 함량에 비해 증가시키기 위해서는, 상기 나열된 치환들은 개별적으로 적용될 수 있거나, 가능한 임의의 조합으로 적용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 야생형 서열에서 발생하는 Thr에 대한 모든 코돈은 ACC(또는 ACG)로 변형될 수 있다.In order to increase the G/C content of the coding region of the mRNA in the present invention compared to the G/C content of a specific wild-type coding region (ie the original sequence), the substitutions listed above may be applied individually or in any possible combination. can be applied. Thus, for example, all codons for Thr occurring in the wild-type sequence can be modified to ACC (or ACG).

바람직하게 본 발명에서 mRNA의 코딩 영역의 G/C 함량은, 야생형 코딩 영역의 G/C 함량에 비하여 7% 이상, 더욱 바람직하게 15% 이상, 특히 바람직하게 20% 이상 증가된다. 병원성 항체 또는 절편, 이의 변이체 또는 유도체를 포함하는 적어도 하나의 펩타이드 또는 단백질을 하나 이상을 코딩하는 코딩 영역에서 치환 가능한 코돈들 중 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상, 더욱 더 바람직하게는 80% 이상, 그리고 가장 바람직하게는 90% 이상, 95% 이상 또는 심지어 100%가 치환되며, 이로써 상기 코딩 영역의 G/C 함량이 증가하게 된다.Preferably, in the present invention, the G/C content of the coding region of the mRNA is increased by 7% or more, more preferably 15% or more, particularly preferably 20% or more compared to the G/C content of the wild-type coding region. 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% of codons substitutable in the coding region encoding one or more peptides or proteins, including pathogenic antibodies or fragments, variants or derivatives thereof, 60% or more, more preferably 70% or more, even more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more, 95% or more or even 100% are substituted, whereby the G/C content of said coding region is substituted. this will increase

특히 바람직하게, 본 발명에서 mRNA의 코딩 영역의 G/C 함량은, 야생형 코딩 영역의 G/C 함량에 비하여 최대값(즉, 치환 가능한 코돈의 100%)만큼 증가할 수 있다.Particularly preferably, in the present invention, the G/C content of the coding region of the mRNA may be increased by a maximum value (ie, 100% of substitutable codons) compared to the G/C content of the wild-type coding region.

(2) 코돈 최적화(Codon optimization):(2) Codon optimization:

코돈 사용법 Codon usage

일반적으로 유전 암호의 축퇴는 동일한 코딩 능력을 유지하면서 다른 코돈 (염기 삼중항)에 의해 RNA 서열에 존재하는 특정 코돈(아미노산을 코딩하는 염기 삼중항)을 대체할 수 있게 한다(코돈을 대체하는 것은 대체된 코돈과 동일한 아미노산을 코딩한다). In general, the degeneracy of the genetic code makes it possible to replace certain codons (base triplets encoding amino acids) present in RNA sequences by other codons (base triplets) while maintaining the same coding capacity (replacement of a codon is encodes the same amino acid as the codon replaced).

본 발명에서, RNA 분자에 포함된 오픈 리딩 프레임의 적어도 하나의 코돈은 오픈 리딩 프레임이 유래한 종에서 각각의 오픈 리딩 프레임의 각각의 코돈과 상이하다. 오픈 리딩 프레임의 코딩 서열은 "개조된" 것으로 언급된다.In the present invention, at least one codon of the open reading frame included in the RNA molecule is different from each codon of each open reading frame in the species from which the open reading frame is derived. A coding sequence in an open reading frame is said to be "altered".

예를 들어, 오픈 리딩 프레임의 코딩 서열이 변형되는 경우, 빈번하게 사용되는 코돈이 선택될 수 있다. 더욱 빈번하게 사용되는 희귀 코돈의 치환을 포함하여, 핵산 분자의 코딩 서열의 변형을 한다. For example, when the coding sequence of the open reading frame is modified, frequently used codons may be selected. Modifications in the coding sequence of nucleic acid molecules, including substitution of more frequently used rare codons.

코돈 사용의 빈도는 대상세포 또는 대상 유기체에 따라 다르기 때문에, 그러한 유형의 변형은 특정 대상세포 또는 대상 유기체에서의 발현에 핵산 서열을 맞추는 것이 적합하다. 일반적으로 말하면, 보다 빈번하게 사용되는 코돈은 전형적으로 대상세포 또는 대상 유기체에서 보다 효율적으로 번역되지만, 오픈 리딩 프레임의 모든 코돈의 변형이 항상 필요한 것은 아니다.Because the frequency of codon usage varies depending on the subject cell or subject organism, this type of modification is appropriate to tailor the nucleic acid sequence to expression in a particular subject cell or subject organism. Generally speaking, more frequently used codons are typically translated more efficiently in a subject cell or subject organism, but modification of all codons in the open reading frame is not always necessary.

예를 들어, 오픈 리딩 프레임의 코딩 서열이 변형되는 경우, G (구아닐레이트) 잔기 및 C (시티딜레이트) 잔기의 함량은 각 아미노산에 대해 가장 풍부한 GC-함량을 갖는 코돈을 선택함으로써 변형될 수 있다. GC가 풍부한 오픈 리딩 프레임을 가진 RNA 분자는 면역 활성을 감소시키고 RNA의 번역 및 반감기를 향상시킬 가능성이 있다고 보고되어 있다.For example, if the coding sequence of the open reading frame is modified, the content of G (guanylate) residues and C (cytodylate) residues can be modified by selecting the codon with the most abundant GC-content for each amino acid. can It has been reported that RNA molecules with GC-rich open reading frames have the potential to decrease immune activity and enhance translation and half-life of RNA.

본 발명에 따른 RNA 발현 카세트는 각각 개조될 수 있다.Each of the RNA expression cassettes according to the present invention can be adapted.

본 발명에서 mRNA의 적어도 하나의 펩타이드 또는 단백질을 코딩하는 코딩 영역의 추가적인 바람직한 변형은 번역 효율이 세포 내 tRNA의 출현의 상이한 빈도에 의해 또한 결정된다는 발견에 기초한다. 따라서, 만약, 소위 "희귀(rare) 코돈"이 야생형 RNA 서열의 코딩 영역에 증가된 정도로 존재하면, 상대적으로 "빈번한(frequent)" tRNA를 코딩하는 코돈이 존재하는 경우보다 현저히 낮은 정도로 번역된다.A further preferred modification of the coding region encoding at least one peptide or protein of the mRNA in the present invention is based on the finding that the translation efficiency is also determined by the different frequencies of appearance of the tRNA in the cell. Thus, if so-called "rare codons" are present to an increased degree in the coding region of a wild-type RNA sequence, they are translated to a significantly lower degree than if codons encoding a relatively "frequent" tRNA are present.

mRNA의 코딩 영역은 바람직하게 상응하는 야생형 코딩 영역과 비교하여 변형되는 결과, 적어도 하나의 세포 내에서 상대적으로 희귀한 tRNA를 코딩하는 야생형 서열의 코돈은, 세포 내에서 상대적으로 빈번한 tRNA를 코딩하고 상대적으로 희귀한 tRNA로서 동일한 아미노산을 운반하는 코돈으로 치환된다. 이러한 변형에 의해, 본 발명의 mRNA의 코딩 영역은 변형되는 결과, 빈번하게 발생하는 tRNA를 이용하기 위한 코돈이 삽입된다. 다시 말해서, 본 발명에 따르면, 이러한 변형에 의해 세포 내에서 상대적으로 희귀한 tRNA를 코딩하는 야생형 코딩 영역의 모든 코돈은 각각의 경우에서 세포 내에서 상대적으로 빈번한 tRNA를 코딩하는 코돈으로 치환될 수 있고, 각각의 경우에서 상대적으로 희귀한 tRNA로서 아미노산을 운반할 수 있다.The coding region of the mRNA is preferably modified compared to the corresponding wild-type coding region so that the codons of the wild-type sequence encoding the tRNA, which are relatively rare in at least one cell, encode the tRNA that is relatively frequent in the cell and the relative is substituted with a codon carrying the same amino acid as the rare tRNA. As a result of the modification of the coding region of the mRNA of the present invention by such modification, a codon for using the frequently occurring tRNA is inserted. In other words, according to the present invention, by this modification all codons of the wild-type coding region encoding a tRNA that are relatively rare in the cell can in each case be replaced with a codon encoding a tRNA that is relatively frequent in the cell, and , which in each case may carry amino acids as relatively rare tRNAs.

어떤 tRNA가 세포 내에서 상대적으로 빈번하게 발생하는지, 그리고 이와는 대조적으로 어떤 tRNA가 상대적으로 희귀하게 발생하는지는 통상의 기술자에게 알려져있다. 특정 아미노산을 위해 사용하는 가장 빈번하게 발생하는 tRNA, 예를 들어, (인간) 세포내에서 가장 빈번하게 발생하는 tRNA를 사용하는 Gly 코돈이 특히 바람직하다.It is known to the person skilled in the art which tRNAs occur relatively frequently in cells and, in contrast, which tRNAs occur relatively rarely. Particular preference is given to the Gly codon using the most frequently occurring tRNA for a particular amino acid, for example the most frequently occurring tRNA in (human) cells.

본 발명의 mRNA의 코딩 영역 내에 특히 최대로 증가된 서열 G/C 함량을, RNA 서열의 코딩 영역에 의해 코딩된 펩타이드 또는 단백질의 아미노산 서열이 변형되지 않은 "빈번한" 코돈과 연관짓는 것이 특히 바람직하다. 특히 효율적으로 번역 및 안정화된(화학적 변형된) RNA 서열을 제공한다.It is particularly preferred to associate a maximally increased sequence G/C content in the coding region of the inventive mRNA with “frequent” codons in which the amino acid sequence of the peptide or protein encoded by the coding region of the RNA sequence is not modified. . Particularly efficiently translated and stabilized (chemically modified) RNA sequences are provided.

(3) UTR의 변형:(3) variants of UTR:

UTRUTR

Untranslated region(비번역 영역) 또는 "UTR"은 전사되지만 아미노산 서열로 번역되지 않는 영역에 관한 것이거나 또는 mRNA 분자와 같은 RNA 분자 내의 상응하는 영역에 관한 것이다. UTR은 오픈 리딩 프레임의 상류 및/또는 표적단백질를 코딩하는 오픈 리딩 프레임의 하류에 존재할 수 있다.An untranslated region (untranslated region) or "UTR" relates to a region that is transcribed but not translated into an amino acid sequence or to the corresponding region in an RNA molecule, such as an mRNA molecule. The UTR may be upstream of the open reading frame and/or downstream of the open reading frame encoding the target protein.

구체적으로, 본 발명의 표적단백질 mRNA에서, "3'UTR"은 표적단백질에 대한 코딩영역의 3'에 위치하는 영역에 관한 것이고, "5'UTR" 이는 표적단백질에 대한 코딩영역의 5'에 위치하는 영역에 관한 것이다.Specifically, in the target protein mRNA of the present invention, "3'UTR" relates to a region located 3' of the coding region for the target protein, and "5'UTR" is 5' of the coding region for the target protein. It relates to the area in which it is located.

3'UTR은 존재하는 경우 단백질 코딩 영역의 종결 코돈의 하류에 유전자의 3'말단에 위치하지만, "3'UTR"은 바람직하게는 폴리(A) 꼬리를 포함하지 않는다. 따라서, 3'UTR은 폴리(A) 꼬리의 상류, 예를 들어 폴리(A) 꼬리에 직접 인접하여 있다(존재한다면).The 3'UTR, if present, is located at the 3'end of the gene, downstream of the stop codon of the protein coding region, but the "3'UTR" preferably does not include a poly(A) tail. Thus, the 3'UTR is upstream of the poly(A) tail, eg directly adjacent to the poly(A) tail (if present).

5'UTR은 존재하는 경우 단백질 코딩 영역의 시작코돈의 상류에 유전자의 5' 말단에 위치한다. 5'UTR은 5'캡의 하류, 예를 들어 5'캡 바로 옆에 있다(존재한다면).The 5'UTR, if present, is located at the 5' end of the gene upstream of the start codon of the protein coding region. The 5'UTR is downstream of the 5' cap, eg immediately next to the 5' cap (if present).

5' 및/또는 3'UTR은 오픈 리딩 프레임과 기능적으로 연결될 수 있어서, 이들 영역이 오픈 리딩 프레임과 관련되어 안정성 및/또는 상기 오픈 리딩 프레임을 포함하는 RNA의 번역 효율이 증가된다.The 5' and/or 3'UTR may be functionally linked with the open reading frame, such that these regions are associated with the open reading frame to increase stability and/or translation efficiency of RNA comprising the open reading frame.

UTR은 RNA의 운반을 이용한 효과적인 운반의 전제 조건인 RNA의 안정성 및 번역 효율에 관여한다. 특정 5' 및/또는 3' 비번역 영역(UTR)을 선택함으로써, 5'캡 및/또는 3' 폴리(A)-꼬리에 관한 구조적 변형 이외에, 둘 모두 개선될 수 있다. UTR is involved in RNA stability and translation efficiency, which are prerequisites for effective transport using RNA transport. By selecting specific 5' and/or 3' untranslated regions (UTRs), both can be improved, in addition to structural modifications regarding the 5' cap and/or 3' poly(A)-tail.

UTR 내의 서열 요소는 일반적으로 번역 효율 (주로 5'UTR) 및 RNA 안정성 (주로 3'UTR)에 영향을 미치는 것으로 이해된다. 핵산 서열의 번역 효율 및/또는 안정성을 증가시키기 위해 활성화한 5'UTR이 존재하는 것이 바람직하다. 독립적으로 또는 부가적으로, 핵산 서열의 번역 효율 및/또는 안정성을 증가시키기 위해 활성화한 3'UTR이 존재하는 것이 바람직하다.Sequence elements within the UTR are generally understood to affect translation efficiency (mainly 5'UTR) and RNA stability (mainly 3'UTR). It is preferred that an activated 5'UTR is present in order to increase the translation efficiency and/or stability of the nucleic acid sequence. Independently or additionally, it is preferred that an activated 3'UTR is present to increase the translation efficiency and/or stability of the nucleic acid sequence.

바람직하게는, 표적단백질 mRNA는 표적단백질가 유래된 에 대해 이종 또는 고유하지 않은 5'UTR 및/또는 3'UTR을 포함한다. 이것은 원하는 번역 효율 및 RNA 안정성에 따라 비번역 영역을 설계할 수 있게 한다.Preferably, the target protein mRNA comprises a 5'UTR and/or a 3'UTR that is not heterologous or native to that from which the target protein is derived. This allows the design of untranslated regions according to the desired translation efficiency and RNA stability.

본 발명의 3'UTR은 엑소리보뉴클레아제의 장벽으로 작용하거나 RNA 안정성을 증가시키는 것으로 알려진 단백질(예컨대 RNA-결합 단백질)과 상호작용하는 스템-루프 구조를 제공하기 위해 폴딩할 수 있는 하나 이상의 역반복을 포함할 수 있다.The 3'UTRs of the present invention have one or more foldables to provide a stem-loop structure that interacts with proteins (such as RNA-binding proteins) known to act as barriers for exoribonucleases or to increase RNA stability. Reverse iterations may be included.

인간 베타-글로빈 3'UTR, 특히 인간 베타-글로빈 3'UTR의 2개의 연속적인 동일한 사본은 높은 전사 안정성 및 번역 효율에 기여한다. Two consecutive identical copies of human beta-globin 3'UTR, in particular human beta-globin 3'UTR, contribute to high transcriptional stability and translational efficiency.

따라서, 본 발명의 표적단백질 mRNA는 인간 베타-글로빈 3'UTR의 2개의 연속적인 동일한 사본을 포함한다. 따라서, 그것은 5'→3' 방향으로 (a) 선택적으로 5'UTR; (b) 표적단백질를 코딩하는 오픈 리딩 프레임; (c) 3'UTR; 인간 베타-글로빈 3'UTR의 2개의 연속적인 동일한 사본, 이의 단편, 또는 인간 베타-글로빈 3'UTR의 변이체 또는 이의 단편을 포함하는 상기 3'UTR을 포함한다.Thus, the target protein mRNA of the present invention comprises two consecutive identical copies of human beta-globin 3'UTR. Thus, in the 5'→3' direction (a) optionally 5'UTR; (b) an open reading frame encoding the target protein; (c) 3'UTR; 3'UTR comprising two consecutive identical copies of human beta-globin 3'UTR, a fragment thereof, or a variant or fragment thereof of human beta-globin 3'UTR.

본 발명의 표적단백질 mRNA는 의 번역 효율 및/또는 안정성을 증가시키기 위해 활성화하지만 인간 베타-글로빈 3'UTR, 이의 단편, 또는 인간 베타-글로빈 3'UTR의 변이체 또는 이의 단편이 아닌, 3'UTR을 포함한다.The target protein mRNA of the present invention is activated to increase the translation efficiency and/or stability of the human beta-globin 3'UTR, a fragment thereof, or a human beta-globin 3'UTR variant or fragment thereof, but not a 3'UTR includes

본 발명의 표적단백질 mRNA는 번역 효율 및/또는 안정성을 증가시키기 위해 활성화한 5'UTR을 포함한다.The target protein mRNA of the present invention includes an activated 5'UTR to increase translation efficiency and/or stability.

본 발명에 따른 UTR-함유 RNA는 예를 들어, 시험관내 전사에 의해 제조될 수 있다. 이들은 5'UTR 및/또는 3'UTR을 갖는 RNA의 전사를 허용하는 방식으로 본 발명의 핵산 분자(예컨대 DNA)의 발현을 유전적으로 변형시킴으로써 달성될 수 있다.The UTR-containing RNA according to the invention can be prepared, for example, by in vitro transcription. These can be achieved by genetically modifying the expression of a nucleic acid molecule (eg DNA) of the invention in a manner that allows transcription of RNA with 5'UTR and/or 3'UTR.

3'UTR은 일반적으로 mRNA의 단백질 코딩 영역(즉, 오픈 리딩 프레임) 및 폴리(A) 서열 사이에 위치한 mRNA의 일부이다. mRNA의 3'UTR은 아미노산 서열내로 번역되지 않는다. 3'UTR은 일반적으로 유전자 발현 과정 중 각각의 mRNA 내로 전사되는 유전자에 의해 코딩된다. 게놈 서열은 먼저 선택적인 인트론을 포함하는 미성숙 mRNA로 전사된다. 그 이후, 미성숙 mRNA는 성숙 과정을 거쳐 성숙 mRNA로 되도록 추가로 처리된다. 이러한 성숙 과정은 5'캡핑(capping), 추가적인 인트로을 절단하기 위한 미성숙 mRNA 스플라이싱(splicing) 및 미성숙 mRNA 3'말단의 아데닐산중합반응 및 추가적인 엔도-(endo-) 또는 엑소(exo)뉴클레아제 절단 등과 같은 3'말단의 변형을 포함한다. 본 발명에서, 3'UTR는 단백질 코딩 영역의 정지 코돈의 3'말단에, 바람직하게는 단백질 코딩 영역의 정지 코돈의 3' 말단 바로 옆에 위치한 성숙 mRNA의 서열에 상응하며, 폴리(A) 서열의 5'측면, 바람직하게는 폴리(A) 서열의 5'말단 바로 옆 뉴클레오타이드까지 이어진다. 본 발명에서, 유전자의 3'UTR, 예컨대 알파 또는 베타 글로빈의 3'UTR는 이러한 유전자로부터 유래된 성숙 mRNA의 3'UTR에 상응하는 서열, 즉, 유전자의 전사 및 미성숙 mRNA의 성숙에 의해 수득된 mRNA에 상응하는 서열이다. 용어 "유전자의 3'UTR"은 3'UTR의 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함한다.A 3'UTR is a portion of an mRNA that is usually located between the protein coding region (ie, open reading frame) of the mRNA and the poly(A) sequence. The 3'UTR of the mRNA is not translated into the amino acid sequence. The 3'UTR is usually encoded by a gene that is transcribed into the respective mRNA during the gene expression process. The genomic sequence is first transcribed into immature mRNA containing selective introns. Thereafter, the immature mRNA is further processed to undergo a maturation process to become a mature mRNA. This maturation process includes 5' capping, splicing of immature mRNA to cut additional intro, and polymerization of adenylate at the 3' end of immature mRNA and additional endo- or exo nucleases. Modifications at the 3' end, such as cleavage, etc. are included. In the present invention, the 3'UTR corresponds to the sequence of a mature mRNA located at the 3' end of the stop codon of the protein coding region, preferably immediately adjacent to the 3' end of the stop codon of the protein coding region, and the poly(A) sequence It extends to the 5' side of the, preferably the nucleotide immediately adjacent to the 5' end of the poly(A) sequence. In the present invention, the 3'UTR of a gene, such as the 3'UTR of alpha or beta globin, is a sequence corresponding to the 3'UTR of a mature mRNA derived from this gene, i.e., obtained by transcription of the gene and maturation of immature mRNA. sequence corresponding to mRNA. The term "3'UTR of a gene" includes DNA sequences and RNA sequences of 3'UTRs.

5'UTR은 일반적으로 전령 RNA(mRNA)의 특정 부분(section)으로 이해된다. 이는 mRNA의 오픈 리딩 프레임의 5'에 위치한다. 일반적으로, 5'UTR은 전사 시작부(transcriptional start site)와 함께 시작하고 오픈 리딩 프레임의 시작 코돈의 하나의 뉴클레오타이드 전에 종료된다. 5'UTR은 조절 요소라고도 불리우는 유전자 발현을 조절하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 이와 같은 조절 요소는 예를 들어, 리보솜 결합부 또는 5'말단 올리고피리미딘관(Oligopyrimidine Tract)일 수 있다. 5'UTR은 예를 들어, 5'캡(cap)의 첨가에 의해 전사 후 변형될 수 있다. 본 발명에서, 5'UTR은 5'캡(cap) 및 시작 코돈 사이에 위치한 성숙 mRNA의 서열에 상응한다. 바람직하게, 5'UTR은 5'캡(cap)의 3'에 위치한 뉴클레오타이드로부터, 바람직하게는 5'캡(cap)의 3' 바로 옆에 위치한 뉴클레오타이드로부터, 단백질 코딩 영역의 시작 코돈의 5'에 위치한 뉴클레오타이드까지, 바람직하게는 단백질 코딩 영역의 시작 코돈의 5' 바로 옆에 위치한 뉴클레오타이드까지 이어지는 서열에 상응한다. 성숙 mRNA의 5'캡(cap)의 3' 바로 옆에 위치한 뉴클레오타이드는 일반적으로 전사 시작부에 상응한다. A 5'UTR is generally understood as a specific section of messenger RNA (mRNA). It is located 5' of the open reading frame of the mRNA. Generally, the 5'UTR starts with a transcriptional start site and ends one nucleotide before the start codon of the open reading frame. The 5'UTR may include elements for regulating gene expression, also called regulatory elements. Such a regulatory element may be, for example, a ribosome binding site or a 5'-terminal oligopyrimidine tract. The 5'UTR can be modified post-transcriptionally, for example, by the addition of a 5' cap. In the present invention, the 5'UTR corresponds to the sequence of the mature mRNA located between the 5'cap and the start codon. Preferably, the 5'UTR is from the nucleotide located 3' of the 5' cap, preferably from the nucleotide located immediately 3' of the 5' cap, to 5' of the start codon of the protein coding region. to the nucleotide located, preferably to the nucleotide located immediately 5' of the start codon of the protein coding region. The nucleotide located immediately 3' of the 5' cap of the mature mRNA generally corresponds to the start of transcription.

5'UTR 서열이 5'UTR 서열을 정의하기 위해 사용되는 mRNA 서열과 같은 RNA 서열 또는 이와 같은 RNA 서열에 상응하는 DNA 서열일 수 있다. 유전자의 5'UTR은 이러한 유전자로부터 유래된 성숙 mRNA의 5'UTR에 상응하는 서열, 즉, 유전자의 전사 및 미성숙 mRNA의 성숙에 의해 수득된 mRNA에 상응하는 서열이다. 유전자의 5'UTR은 5'UTR의 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함한다.The 5'UTR sequence may be an RNA sequence, such as an mRNA sequence used to define a 5'UTR sequence, or a DNA sequence corresponding to such an RNA sequence. The 5'UTR of a gene is a sequence corresponding to the 5'UTR of a mature mRNA derived from this gene, ie, a sequence corresponding to an mRNA obtained by transcription of the gene and maturation of an immature mRNA. The 5'UTR of a gene includes the DNA sequence and the RNA sequence of the 5'UTR.

5'말단 올리고피리미딘관(Oligopyrimidine Tract, TOP)은 일반적으로 핵산 분자의 5'말단 영역, 예컨대 특정 mRNA 분자의 5'말단 영역 또는 특정 유전자의 기능성 독립체 예를 들어, 전사영역의 5'말단 영역에 위치한 피리미딘 뉴클레오타이드의 스트레치(stretch)이다. 서열은 보통 전사 시작부에 상응하는 사이티딘과 함께 시작하고, 보통 약 3 ~ 30개의 피리미딘 뉴클레오타이드의 스트레치가 이어진다. 피리미딘 스트레치 그리하여 5' TOP는 TOP의 다운스트림에 위치한 제1 퓨린 뉴클레오타이드의 5'의 하나의 뉴클레오타이드로 종료된다. 5'말단 올리고피리미딘관을 함유하는 전령 RNA는 종종 TOP mRNA로서 언급된다. 따라서, 이와 같은 전령 RNA를 제공하는 유전자는 TOP 유전자로서 언급된다. TOP 서열은 예를 들어, 유전자 및 펩타이드 신장 인자를 코딩하는 mRNA 및 리보솜 단백질에서 발견된다.The 5' terminal oligopyrimidine tube (Oligopyrimidine Tract, TOP) is generally a 5' terminal region of a nucleic acid molecule, such as a 5' terminal region of a specific mRNA molecule or a functional entity of a specific gene, for example, the 5' end of a transcription region. A stretch of pyrimidine nucleotides located in the region. The sequence usually begins with a cytidine corresponding to the start of transcription, usually followed by a stretch of about 3 to 30 pyrimidine nucleotides. Pyrimidine Stretch The 5' TOP is thus terminated with one nucleotide 5' of the first purine nucleotide located downstream of the TOP. A messenger RNA containing a 5'-terminal oligopyrimidine tube is often referred to as TOP mRNA. Thus, a gene providing such messenger RNA is referred to as a TOP gene. TOP sequences are found, for example, in mRNA and ribosomal proteins encoding genes and peptide elongation factors.

본 발명에서, TOP 모티프(motif)는 상기 정의된 바와 같은 5'TOP에 상응하는 핵산 서열이다. 따라서, 본 발명에서, TOP 모티프는 바람직하게 3 ~ 30개 뉴클레오타이드 길이를 갖는 피리미딘 뉴클레오타이드 스트레치이다. 바람직하게, TOP-모티프는 적어도 3개 피리미딘 뉴클레오타이드, 바람직하게는 적어도 4개 피리미딘 뉴클레오타이드, 바람직하게는 적어도 5개 피리미딘 뉴클레오타이드, 더욱 바람직하게는 적어도 6개 뉴클레오타이드, 더욱 바람직하게는 적어도 7개 뉴클레오타이드, 가장 바람직하게는 적어도 8개 피리미딘 뉴클레오타이드로 이루어지고, 여기서 피리미딘 뉴클레오타이드의 스트레치는 바람직하게 사이토신 뉴클레오타이드와 함께 이의 5'말단에서 시작한다. TOP 유전자 및 TOP mRNA에서, TOP-모티프는 바람직하게 전사 시작부와 함께 이의 5'말단에서 시작하고 상기 유전자 또는 mRNA에 제 1 퓨린 잔기의 5'의 하나의 뉴클레오타이드로 종료된다. 본 발명의 의미에서 TOP 모티프는 바람직하게 5'UTR을 나타내는 서열의 5'말단에 위치하거나 5'UTR을 코딩하는 서열의 5'말단에 위치한다. 따라서, 바람직하게, 만약 이러한 스트레치가 각각의 서열의 5'말단, 예컨대 본 발명에 따른 mRNA, 본 발명에 따른 mRNA의 5'UTR 요소, 또는 본원에 설명된 바와 같은 TOP 유전자의 5'UTR로부터 유래된 핵산 서열에 위치한다면 3개 이상의 피리미딘 뉴클레오타이드의 스트레치는 본 발명의 의미에서 "TOP 모티프"로 불리운다. 다시 말해서, 5'UTR 또는 5'UTR 요소의 5'말단에 위치하지 않고, 5'UTR 또는 5'UTR 요소 내 어디든 위치한 3개 이상의 피리미딘 뉴클레오타이드의 스트레치는 바람직하게 "TOP 모티프"로서 언급되지 않는다.In the present invention, a TOP motif is a nucleic acid sequence corresponding to 5'TOP as defined above. Therefore, in the present invention, the TOP motif is preferably a stretch of pyrimidine nucleotides having a length of 3 to 30 nucleotides. Preferably, the TOP-motif is at least 3 pyrimidine nucleotides, preferably at least 4 pyrimidine nucleotides, preferably at least 5 pyrimidine nucleotides, more preferably at least 6 nucleotides, even more preferably at least 7 It consists of nucleotides, most preferably at least 8 pyrimidine nucleotides, wherein the stretch of pyrimidine nucleotides preferably starts at its 5' end with a cytosine nucleotide. In TOP genes and TOP mRNAs, the TOP-motif preferably starts at its 5' end with the start of transcription and ends with one nucleotide 5' of the first purine residue in said gene or mRNA. In the sense of the present invention, the TOP motif is preferably located at the 5' end of the sequence representing the 5'UTR or at the 5' end of the sequence encoding the 5'UTR. Thus, preferably, if this stretch is derived from the 5' end of the respective sequence, such as from the mRNA according to the invention, from the 5'UTR element of the mRNA according to the invention, or from the 5'UTR of the TOP gene as described herein. A stretch of three or more pyrimidine nucleotides is called a "TOP motif" in the sense of the present invention if it is located in a nucleic acid sequence. In other words, a stretch of 3 or more pyrimidine nucleotides that are not located at the 5' end of the 5'UTR or 5'UTR element and are located anywhere within the 5'UTR or 5'UTR element is preferably not referred to as a "TOP motif" .

TOP 유전자는 일반적으로 5' 말단 올리고피리미딘관의 존재를 특징으로 한다. 더욱이, 대부분의 TOP 유전자는 성장-연관 번역 조절을 특징으로 한다. 그러나, 조직 특이적 번역 조절을 갖는 TOP 유전자도 알려져 있다. TOP 유전자의 5'UTR은 TOP 유전자로부터 유래된 성숙 mRNA의 5'UTR의 서열에 상응하며, 5'캡(CAP)의 3'에 위치한 뉴클레오타이드로부터 시작 코돈의 5'에 위치한 뉴클레오타이드까지 이어진다. TOP 유전자의 5'UTR은 일반적으로 임의의 시작 코돈, 업스트림(upstream) AUGs(uAUGs) 또는 업스트림 오픈 리딩 프레임(uORFs)을 포함하지 않는다. 거기에서, 업스트림 AUGs 및 업스트림오픈 리딩 프레임은 일반적으로 번역되어야 할 오픈 리딩 프레임의 시작 코돈(AUG)의 5'에 나타나는 AUGs 및 오픈 리딩 프레임으로 이해된다. TOP 유전자의 5'UTR은 일반적으로 상대적으로 짧다. TOP 유전자의 5'UTR 길이는 20 뉴클레오타이드 ~ 500개 뉴클레오타이드까지 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 200개 뉴클레오타이드 미만이고, 약 150개 뉴클레오타이드 미만이며, 약 100개 뉴클레오타이드 미만이다. 본 발명의 의미에서, TOP 유전자의 5'UTR 예시는 위치 5의 뉴클레오타이드로부터 시작 코돈(예를 들어, ATG)의 5' 바로 옆에 위치한 뉴클레오타이드까지 이어지는 핵산 서열이다. 특히 바람직한 TOP 유전자의 5'UTR의 절편은 5'TOP 모티프가 결여된 TOP 유전자의 5'UTR이다. 'TOP 유전자의 5'UTR'은 바람직하게 자연적으로 발생하는 TOP 유전자의 5'UTR을 나타낸다.TOP genes are generally characterized by the presence of a 5' terminal oligopyrimidine tube. Moreover, most TOP genes are characterized by growth-associated translational regulation. However, TOP genes with tissue-specific translational regulation are also known. The 5'UTR of the TOP gene corresponds to the sequence of the 5'UTR of the mature mRNA derived from the TOP gene, and extends from the nucleotide located 3' of the 5'cap (CAP) to the nucleotide located 5' of the start codon. The 5'UTR of a TOP gene generally does not contain any start codons, upstream AUGs (uAUGs) or upstream open reading frames (uORFs). Therein, upstream AUGs and upstream open reading frames are generally understood as AUGs and open reading frames that appear 5' of the start codon (AUG) of the open reading frame to be translated. The 5'UTR of TOP genes is generally relatively short. The 5'UTR length of a TOP gene can vary from 20 nucleotides to 500 nucleotides, and is generally less than about 200 nucleotides, less than about 150 nucleotides, and less than about 100 nucleotides. In the sense of the present invention, an example of a 5'UTR of a TOP gene is a nucleic acid sequence extending from the nucleotide at position 5 to the nucleotide located immediately 5' of the start codon (eg, ATG). A particularly preferred fragment of the 5'UTR of the TOP gene is the 5'UTR of the TOP gene lacking the 5'TOP motif. The '5'UTR of the TOP gene' preferably refers to the 5'UTR of the naturally occurring TOP gene.

바람직하게, 본 발명의 mRNA는 적어도 하나의 화학적 변형된 5' 및/또는 3' UTR 서열을 갖는다. 이들 5' 및/또는 3' UTR 내 변형은 세포 기질 내 RNA의 반감기를 증가시키는 효과를 가질 수 있거나 번역 효율을 증가시킬 수 있고 따라서 코딩된 단백질 또는 펩타이드의 발현을 향상시킬 수 있다. 이들 UTR 서열은 바이러스, 박테리아 및 진핵생물에서 발생한 자연적으로 발생하는 서열과 100% 서열 상동성을 가질 수 있으나, 부분적이거나 전체적으로도 합성될 수 있다. Preferably, the mRNA of the invention has at least one chemically modified 5' and/or 3' UTR sequence. Modifications in these 5' and/or 3' UTRs may have the effect of increasing the half-life of the RNA in the cell matrix or may increase the translation efficiency and thus enhance the expression of the encoded protein or peptide. These UTR sequences may have 100% sequence homology to naturally occurring sequences occurring in viruses, bacteria and eukaryotes, but may also be partially or fully synthesized.

본 발명에 따른 mRNA는 바람직하게 5' 및/또는 3' UTR 요소, 특히 TOP 유전자의 5'UTR로부터 또는 이의 절편, 동족체 또는 변이체로부터 유래된 핵산을 포함하거나 이로 이루어진 5'UTR 요소, 또는 안정한 mRNA를 제공하는 유전자로부터, 또는 이의 동족체, 절편 또는 변이체로부터 유래할 수 있는 5' 및/또는 3'UTR 요소; 히스톤-스템-루프 구조, 바람직하게는 이의 3' 비번역 영역 내 히스톤-스템-루프; 5'캡(CAP) 구조; 폴리-A 꼬리; 또는 폴리(C) 서열을 포함하는 군에서 적어도 하나의 구조적 요소를 포함한다. The mRNA according to the invention is preferably a 5' and/or 3' UTR element, in particular a 5'UTR element comprising or consisting of a nucleic acid derived from the 5'UTR of the TOP gene or from a fragment, homologue or variant thereof, or a stable mRNA 5' and/or 3'UTR elements, which may be derived from a gene providing a histone-stem-loop structure, preferably a histone-stem-loop in its 3' untranslated region; 5' cap (CAP) structure; poly-A tail; or at least one structural element from the group comprising a poly(C) sequence.

본 발명에 따른 mRNA는 적어도 하나의 5' 또는 3'UTR 요소를 포함한다. UTR 요소는 임의의 자연적으로 발생하는 5' 또는 3'UTR로부터 유래되거나, 유전자의 5' 또는 3'UTR의 절편, 동족체 또는 변이체로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어진다. 바람직하게, 본 발명에 따라 사용된 5' 또는 3'UTR 요소는 본 발명에 따른 mRNA의 코딩 영역에 이종(heterologous)이다. 자연적으로 발생하는 유전자로부터 유래된 5' 또는 3'UTR 요소가 바람직하다 하더라도, 본 발명에서 합성적으로 조작된(engineered) UTR 요소도 사용될 수 있다.The mRNA according to the invention comprises at least one 5' or 3'UTR element. A UTR element comprises or consists of a nucleic acid sequence derived from any naturally occurring 5' or 3'UTR, or derived from a fragment, homologue or variant of a 5' or 3'UTR of a gene. Preferably, the 5' or 3'UTR element used according to the invention is heterologous to the coding region of the mRNA according to the invention. Although 5' or 3'UTR elements derived from naturally occurring genes are preferred, synthetically engineered UTR elements may also be used in the present invention.

본 발명에 따른 mRNA의 서열은 TOP 유전자의 5'UTR로부터 유래되거나 TOP 유전자의 5'UTR의 절편, 동족체 또는 변이체로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어지는 적어도 하나의 5'비번역 영역 요소(5'UTR 요소)를 포함할 수 있다.The sequence of the mRNA according to the present invention comprises at least one 5' untranslated region element (5 'UTR element).

TOP 유전자의 5'UTR로부터 유래된 5'UTR 요소의 핵산 서열은 유전자 또는 mRNA의 시작 코돈(예를 들어, A(U/T)G)의 업스트림 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 자리에 위치한 뉴클레오타이드와 함께 이의 3'말단에서 종결된다. 따라서, 5'UTR 요소는 단백질 코딩 영역의 임의의 부분을 포함하지 않는다. 따라서, 바람직하게, 오직 본 발명에 따른 mRNA의 단백질 코딩 부분은 코딩 영역에 의해 제공된다.The nucleic acid sequence of the 5'UTR element derived from the 5'UTR of the TOP gene is 1, 2, 3, 4, 5, 6, upstream of the start codon (eg, A(U/T)G) of the gene or mRNA. It terminates at its 3' end with a nucleotide located at position 7, 8, 9 or 10. Thus, the 5'UTR element does not include any portion of the protein coding region. Thus, preferably, only the protein coding portion of the mRNA according to the invention is provided by the coding region.

TOP 유전자의 5'UTR로부터 유래된 핵산 서열은 진핵생물 TOP 유전자로부터 유래되고, 바람직하게는 식물 또는 동물 TOP 유전자, 더욱 바람직하게는 척색동물 TOP 유전자, 더욱 더 바람직하게는 척추동물 TOP 유전자, 가장 바람직하게는 인간 TOP 유전자와 같은 포유동물 TOP 유전자로부터 유래된다.The nucleic acid sequence derived from the 5'UTR of the TOP gene is derived from a eukaryotic TOP gene, preferably a plant or animal TOP gene, more preferably a chordate TOP gene, even more preferably a vertebrate TOP gene, most preferably a It is preferably derived from a mammalian TOP gene, such as a human TOP gene.

본 발명에 따른 mRNA는 척색동물 유전자, 바람직하게는 척추동물 유전자, 더욱 바람직하게는 포유동물 유전자, 가장 바람직하게는 인간 유전자의 3'UTR로부터 유래되거나, 척색동물 유전자, 바람직하게는 척추동물 유전자, 더욱 바람직하게는 포유동물 유전자, 가장 바람직하게는 인간 유전자의 3'UTR의 변이체로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어진 적어도 하나의 3'UTR 요소를 추가로 포함한다.The mRNA according to the present invention is derived from the 3'UTR of a chordoid gene, preferably a vertebrate gene, more preferably a mammalian gene, most preferably a human gene, or a chordoid gene, preferably a vertebrate gene, More preferably it further comprises at least one 3'UTR element comprising or consisting of a nucleic acid sequence derived from a variant of the 3'UTR of a mammalian gene, most preferably a human gene.

용어 '3'UTR 요소'는 3'UTR로부터 유래되거나 3'UTR의 변이체로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어진 핵산 서열을 나타낸다. 본 발명의 의미에서, 3'UTR 요소는 mRNA의 3'UTR을 대표할 수 있다. 따라서, 본 발명의 의미에서, 바람직하게, 3'UTR 요소는 mRNA, 바람직하게는 인공 mRNA의 3'UTR 일 수 있고, 또한 이는 mRNA의 3'UTR을 위한 전자 주형일 수 있다. 따라서, 3'UTR 요소는 바람직하게 mRNA의 3'UTR, 바람직하게는 인공 mRNA, 예컨대 유전적으로 조작된 벡터 발현 카세트의 전사에 의해 수득된 mRNA의 3'UTR에 상응하는 핵산 서열이다. 바람직하게, 3'UTR 요소는 3'UTR의 기능을 실현하거나 3'UTR의 기능을 실현하는 서열을 코딩한다.The term '3'UTR element' refers to a nucleic acid sequence comprising or consisting of a nucleic acid sequence derived from a 3'UTR or derived from a variant of the 3'UTR. In the sense of the present invention, a 3'UTR element may represent the 3'UTR of an mRNA. Thus, in the sense of the present invention, preferably, the 3'UTR element may be the 3'UTR of an mRNA, preferably of an artificial mRNA, which may also be an electron template for the 3'UTR of an mRNA. Thus, the 3'UTR element is preferably a nucleic acid sequence corresponding to the 3'UTR of an mRNA, preferably an artificial mRNA, such as a 3'UTR of an mRNA obtained by transcription of a genetically engineered vector expression cassette. Preferably, the 3'UTR element realizes the function of the 3'UTR or encodes a sequence that realizes the function of the 3'UTR.

독창적인 mRNA는 (안정한 mRNA를 제공하는) 반감기가 향상된 RNA 발현 카세트와 관련된 유전자로부터 유래될 수 있는 3'UTR 요소를 포함하며, 예를 들어, 하기 정의 및 설명된 바와 같은 3'UTR 요소이다.A novel mRNA comprises a 3'UTR element that can be derived from a gene associated with an RNA expression cassette with enhanced half-life (providing a stable mRNA), for example a 3'UTR element as defined and described below.

3'UTR 요소는 알부민 유전자, α-글로빈 유전자, β-글로빈 유전자, 타이로신 하이드록실라아제 유전자, 리폭시게나아제 유전자, 및 콜라겐 알파 유전자, 예컨대 콜라겐 알파 1(I) 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 유전자의 3'UTR로부터 유래되거나, 알부민 유전자, α-글로빈 유전자, β-글로빈 유전자, 타이로신 하이드록실라아제 유전자, 리폭시게나아제 유전자, 및 콜라겐 알파 유전자, 예컨대 콜라겐 알파 1(I) 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 유전자의 3'UTR의 변이체로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어진다. 3'UTR 요소는 알부민 유전자, 바람직하게는 척추동물 알부민 유전자, 더욱 바람직하게는 포유동물 알부민 유전자일 수 있다, The 3'UTR element is a gene selected from the group consisting of an albumin gene, an α-globin gene, a β-globin gene, a tyrosine hydroxylase gene, a lipoxygenase gene, and a collagen alpha gene, such as a collagen alpha 1(I) gene. from the 3'UTR of or from the group consisting of albumin gene, α-globin gene, β-globin gene, tyrosine hydroxylase gene, lipoxygenase gene, and collagen alpha gene, such as collagen alpha 1 (I) gene. It comprises or consists of a nucleic acid sequence derived from a variant of the 3'UTR of the gene of choice. The 3'UTR element may be an albumin gene, preferably a vertebrate albumin gene, more preferably a mammalian albumin gene,

가장 바람직하게는 인간 알부민 유전자의 3'UTR로부터 유래된 핵산 서열을 포함하거나 이로 이루어진다.Most preferably it comprises or consists of a nucleic acid sequence derived from the 3'UTR of the human albumin gene.

본 발명에 따른 mRNA는 다른 핵산으로부터 유래된 상응하는 RNA 또는 이의 절편, 동족체 또는 변이체를 포함하는 3'UTR 요소를 포함하는 것이 특히 바람직하다.It is particularly preferred that the mRNA according to the invention comprises a 3'UTR element comprising a corresponding RNA derived from another nucleic acid or a fragment, homologue or variant thereof.

예를 들어, 3'UTR 요소는 바람직하게는 서열번호 7에 따른 인간 α-글로빈 유전자와 같은 α-글로빈 유전자의 3'UTR의 중심, α-복합-결합 부분을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다:For example, the 3'UTR element may preferably comprise or consist of a central, α-complex-binding portion of the 3'UTR of an α-globin gene, such as a human α-globin gene according to SEQ ID NO:7:

바람직하게, 적어도 하나의 5'UTR 요소 및 적어도 하나의 3'UTR 요소는 상기 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 mRNA 유래 단백질 생산을 증가시키는데 상승적인 역할을 한다. 더욱 바람직하게, 적어도 하나의 5'UTR 요소 및/또는 적어도 하나의 3'UTR 요소는 단백질 생산을 증가시키기 위해서 mRNA의 주입과 함께 상승적인 역할을 한다.Preferably, the at least one 5'UTR element and the at least one 3'UTR element play a synergistic role in increasing the production of the mRNA derived protein according to the invention as described above. More preferably, the at least one 5'UTR element and/or the at least one 3'UTR element plays a synergistic role with the injection of mRNA to increase protein production.

본 발명에 따른 mRNA는 - 적어도 하나의 변형을 첨가하여 - 내부 리보솜 유입점(internal ribosome entry site)(IRES) 서열 또는 IRES-모티프를 추가로 포함할 수 있고, 예를 들어, 만약 mRNA가 2 이상의 펩타이드 또는 단백질을 코딩하면 여러 오픈 리딩 프레임으로 분리될 수 있다. IRES-서열은 만약 mRNA가 바이- 또는 멀티시스트론 RNA라면 특히 도움이 될 수 있다.The mRNA according to the invention may further comprise - with the addition of at least one modification - an internal ribosome entry site (IRES) sequence or an IRES-motif, for example, if the mRNA contains two or more Encoding peptides or proteins can be separated into several open reading frames. The IRES-sequence can be particularly helpful if the mRNA is a bi- or multicistronic RNA.

본 발명에서 사용된 바와 같이, 용어 "RNA"는 한정되지 않고 임의의 리보 핵산을 나타낸다. 따라서, 용어 RNA는 예를 들어, 바이러스 RNA, (replicon) 또는 mRNA로서 코딩 RNA로서 기능하는 리보 핵산에, 또는 임의의 유형의 인공 표적단백질 RNA 발현 카세트에 동등하게 적용한다.As used herein, the term “RNA” is not limited and refers to any ribonucleic acid. Thus, the term RNA applies equally to ribonucleic acids that function as coding RNAs, for example as viral RNA, (replicon) or mRNA, or to any type of artificial target protein RNA expression cassette.

본 발명에 따르면, mRNA는 RNA의 코딩 영역에 의해 코딩된 펩타이드 또는 단백질의 발현을 증가시키는 적어도 하나의 변형을 포함한다. 본 발명에 따른 mRNA는 본원에 정의된 바와 같은 변형 중 적어도 하나의 유형을 포함한다. 대신에, 또는 다른 유형의 변형과 조합하여, 본원에 정의된 바와 같은 특정 변형, 예컨대 3'UTR, 히스톤 스템-루프 또는 폴리 C 서열은 또한 본 발명에 따른 mRNA에 하나 이상의 복제물(copy)로 존재할 수 있다. 이는 바이- 또는 멀티시스트론 RNA에 대해 특히 마찬가지이다. 본 발명에 따른 mRNA는 여러 별개의 변형의 조합을 포함할 수 있으며, 예컨대, 임의의, 예를 들어, 5'UTR, 폴리 C 서열, 폴리 A 서열, 3'UTR 또는 히스톤 스템-루프와 GC-풍부(GC-enrichment)를 조합한 변형, 여기서 각각 별개의 변형은 RNA 당 단일 복제물의 형태 또는 RNA 당 다수의 복제물 형태로 존재할 수 있다.According to the present invention, the mRNA comprises at least one modification that increases the expression of the peptide or protein encoded by the coding region of the RNA. The mRNA according to the invention comprises at least one type of modification as defined herein. Instead, or in combination with other types of modifications, certain modifications as defined herein, such as 3'UTR, histone stem-loop or poly C sequences, may also be present in one or more copies in the mRNA according to the invention. can This is especially true for bi- or multicistronic RNAs. The mRNA according to the invention may comprise a combination of several distinct modifications, eg any, eg 5'UTR, poly C sequence, poly A sequence, 3'UTR or histone stem-loop and GC- Modifications that combine GC-enrichment, wherein each distinct modification may exist in the form of a single copy per RNA or multiple copies per RNA.

폴리(A) 서열poly(A) sequence

본 발명의 표적단백질 mRNA 및 m표적단백질 RNA 발현 카세트는 3' 폴리(A) 서열을 포함한다.The target protein mRNA and m target protein RNA expression cassettes of the present invention include a 3' poly(A) sequence.

폴리(A) 서열은 본질적으로 적어도 20, 적어도 26, 적어도 40, 적어도 80, 적어도 100개이고, 500개 이하, 400개 이하, 300개 이하, 200개 이하, 특히 150개 이하의 A 뉴클레오타이드이고, 특히 약 120개의 A 뉴클레오타이드로 구성되거나 포함한다. The poly(A) sequence is essentially at least 20, at least 26, at least 40, at least 80, at least 100, no more than 500, no more than 400, no more than 300, no more than 200, in particular no more than 150 A nucleotides, in particular consists of or comprises about 120 A nucleotides.

폴리(A) 서열에서 뉴클레오타이드 수에 따라 전형적으로 적어도 50%, 적어도 75%의 폴리(A) 서열에서의 대부분의 뉴클레오타이드가 A 뉴클레오타이드이지만, 나머지 뉴클레오타이드는 A 뉴클레오타이드 이외의 뉴클레오타이드, 예컨대 U 뉴클레오타이드 (유리딜레이트), G 뉴클레오타이드 (구아닐레이트), C 뉴클레오타이드 (시티딜레이트)인 것을 허용한다. 폴리(A) 서열에서의 모든 뉴클레오타이드, 즉 폴리(A) 서열에서의 뉴클레오타이드의 수에 따라 100%가 A 뉴클레오타이드인 것을 의미한다. 용어 "A 뉴클레오타이드" 또는 "A"는 아데닐레이트를 지칭한다.Depending on the number of nucleotides in the poly(A) sequence, typically at least 50%, at least 75% of the majority of the nucleotides in the poly(A) sequence are A nucleotides, but the remaining nucleotides are nucleotides other than A nucleotides, such as U nucleotides (free delay). ), G nucleotides (guanylate), C nucleotides (cytidylates). All nucleotides in the poly(A) sequence, i.e. 100% according to the number of nucleotides in the poly(A) sequence, are A nucleotides. The term “A nucleotide” or “A” refers to adenylate.

본 발명은 코딩 가닥에 상보적인 가닥에서 반복된 dT 뉴클레오타이드 (데옥시티미딜레이트)를 포함하는 DNA 주형에 기반하여, RNA 전사 동안, 즉 시험관내 전사된 RNA의 제조 중에 부착되는 3' 폴리(A) 서열을 제공한다. 폴리(A) 서열을 코딩하는 DNA 서열(코딩 가닥)은 폴리(A) 카세트로 지칭된다.The present invention is based on a DNA template comprising repeated dT nucleotides (deoxythymidylate) in the strand complementary to the coding strand, a 3' poly(A) attached during RNA transcription, ie during the production of transcribed RNA in vitro. ) provides the sequence. The DNA sequence (coding strand) encoding the poly(A) sequence is referred to as the poly(A) cassette.

DNA의 코딩 가닥에 존재하는 3' 폴리(A) 카세트는 본질적으로 dA 뉴클레오타이드로 이루어지지만, 4개의 뉴클레오타이드(dA, dC, dG, dT)의 균등한 분포를 갖는 무작위 서열에 의해 중단된다. 이러한 무작위 서열은 길이가 5 ~ 50개, 바람직하게는 10 ~ 30개, 보다 바람직하게는 10 ~ 20개일 수 있다. The 3' poly(A) cassette present in the coding strand of DNA consists essentially of dA nucleotides, but is interrupted by a random sequence with an even distribution of 4 nucleotides (dA, dC, dG, dT). Such random sequences may be 5-50 in length, preferably 10-30, more preferably 10-20.

본질적으로 dA 뉴클레오타이드로 이루어지지만, 4개의 뉴클레오타이드(dA, dC, dG, dT)의 균등한 분포를 갖고 길이가 예를 들어 5 ~ 50개의 뉴클레오타이드인 무작위 서열에 의해 중단되는 폴리(A) 카세트는 DNA 수준에서 E.coli에서의 plaid DNA의 일정한 증식을 나타내며, RNA 수준에서 RNA 안정성 및 번역 효율을 지지하는 것과 관련하여 유익한 특성과 여전히 연관되어 있다.A poly(A) cassette consisting essentially of dA nucleotides, but having an even distribution of 4 nucleotides (dA, dC, dG, dT) and interrupted by a random sequence of e.g. 5-50 nucleotides in length, is a DNA It exhibits constant proliferation of plaid DNA in E. coli at the RNA level and is still associated with beneficial properties with respect to supporting RNA stability and translation efficiency at the RNA level.

결과적으로, 본원에 기술된 RNA 분자에 함유된 3' 폴리(A) 서열은 본질적으로 A 뉴클레오타이드로 구성되지만, 4개의 뉴클레오타이드(A, C, G, U)가 균등한 분포를 갖는 무작위 서열에 의해 중단된다. 이러한 무작위 서열은 길이가 5 ~ 50개, 10 ~ 30개, 10 ~ 20개일 수 있다.As a result, the 3' poly(A) sequence contained in the RNA molecules described herein consists essentially of A nucleotides, but by a random sequence with an even distribution of 4 nucleotides (A, C, G, U). is stopped Such random sequences may be 5-50, 10-30, 10-20 in length.

아데닐산중합반응(polyadenylation)은 일반적으로 RNA 분자, 예를 들어, 미성숙 RNA 발현 카세트와 같은 핵산 분자에 폴리(A) 서열이 첨가되는 것으로 이해된다. 아데닐산중합반응은 소위 아데닐산중합반응 신호에 의해 유도될 수 있다. 이 신호는 아데닐산중합반응될, RNA 분자와 같은 핵산 분자의 3'말단의 뉴클레오타이드의 스트레치(stretch) 내에 위치한다. 아데닐산중합반응 신호는 일반적으로 아데닌 및 우라실/티민 뉴클레오타이드로 이루어진 헥사머(hexamer), 헥사머 서열 AAUAAA 를 포함한다. 다른 서열, 헥사머 서열도 가능하다. 아데닐산중합반응은 프리-mRNA(미성숙-mRNA로도 불리우는)의 가공 중에 발생한다. RNA 성숙(프리-mRNA로부터 성숙 mRNA 까지)은 아데닐산중합반응의 단계를 포함한다.Polyadenylation is generally understood as the addition of a poly(A) sequence to an RNA molecule, eg, a nucleic acid molecule such as an immature RNA expression cassette. The adenylic acid polymerization reaction can be induced by a so-called adenylic acid polymerization reaction signal. This signal is located within a stretch of nucleotides at the 3' end of a nucleic acid molecule, such as an RNA molecule, to be subjected to adenylic acid polymerization. The adenylic acid polymerization signal generally includes a hexamer consisting of adenine and uracil/thymine nucleotides, and the hexamer sequence AAUAAA. Other sequences, hexamer sequences, are possible. Adenylic acid polymerization occurs during processing of pre-mRNA (also called immature-mRNA). RNA maturation (from pre-mRNA to mature mRNA) involves the step of adenylate polymerization.

더욱이, 투여될 적어도 하나의 오픈 리딩 프레임을 포함하는 mRNA에 있어서, 코딩 영역의 3'영역은 예를 들어, 아데닌 또는 사이토신 잔기의 다중 반복 스트레치의 삽입 또는 첨가에 의해 변형될 수 있다. RNA 분자의 3' 말단은 아데닌 뉴클레오타이드의 시리즈(serii)("폴리(A) 꼬리")의 첨가에 의해 화학적 변형된다.Moreover, for an mRNA comprising at least one open reading frame to be administered, the 3' region of the coding region may be modified, for example, by insertion or addition of multiple repeat stretches of adenine or cytosine residues. The 3' end of the RNA molecule is chemically modified by the addition of a serii of adenine nucleotides ("poly(A) tail").

폴리(A) 꼬리의 길이는 발현 카세트를 구성하는 각각의 번역 효율에 주요한 영향을 갖는다. 효율적으로 번역되기 위해, 외생적으로(exogenously) 전달되는 mRNA의 폴리(A) 꼬리는 적어도 20개 A 잔기로 이루어져야 한다. 게다가, mRNA 발현은 폴리(A) 꼬리의 길이와 긍정적 상관관계가 있다고 설명되어 있다(Tavernier et al., J Control Release. 2011 Mar 30;150(3):238-47). 120개 뉴클레오타이들로 측정된 폴리(A) 꼬리가 더 짧은 것에 비해 mRNA 안정성 및 번역 효율이 향상되는 것을 보여준다(Holtkamp et al., Blood. 2006 Dec 15;108(13):4009-17). 본 발명의 mRNA는 폴리(A) 꼬리를 (선택적으로 다른 변형과 조합하여) 포함하고, 여기서 폴리(A) 꼬리는 적어도 30개, 바람직하게는 50개를 초과하는, 더욱 바람직하게는 100개를 초과하는, 더욱 더 바람직하게는 200개를 초과하는 아데노신 뉴클레오타이드를 포함한다. 가장 바람직하게는, RNA는 64개 아데노신 뉴클레오타이드로 이루어진 폴리(A) 꼬리를 포함한다.The length of the poly(A) tail has a major influence on the translation efficiency of each constituting the expression cassette. To be efficiently translated, the poly(A) tail of an exogenously delivered mRNA must consist of at least 20 A residues. Furthermore, mRNA expression has been described to correlate positively with the length of the poly(A) tail (Tavernier et al., J Control Release. 2011 Mar 30;150(3):238-47). Shows improved mRNA stability and translation efficiency compared to shorter poly(A) tails measured with 120 nucleotides (Holtkamp et al., Blood. 2006 Dec 15;108(13):4009-17) . The mRNA of the present invention comprises (optionally in combination with other modifications) a poly(A) tail, wherein the poly(A) tail contains at least 30, preferably more than 50, more preferably 100 poly(A) tails. more than, even more preferably more than 200 adenosine nucleotides. Most preferably, the RNA comprises a poly(A) tail consisting of 64 adenosine nucleotides.

폴리(A) 꼬리가 30개 아데노신보다 길다면, 바람직하게는 50개 아데노신보다 길다면, 더욱 바람직하게는 100개 아데노신보다 길다면, 그리고 더욱 더 바람직하게는 200개 아데노신보다 길다면, 폴리(A) 꼬리는 단지 본 발명에 따른 mRNA에 포함된 적어도 하나의 변형으로서 고려된다.If the poly(A) tail is longer than 30 adenosines, preferably longer than 50 adenosines, more preferably longer than 100 adenosines, and even more preferably longer than 200 adenosines, the poly(A) tail is only It is contemplated as at least one modification comprised in the mRNA according to the invention.

폴리(A) 꼬리의 변형은 본 발명에 따른 mRNA의 적어도 하나의 변형으로 간주되지 않는다. 이는 본 발명에 따른 mRNA는 상기 정의된 바와 같은 폴리(A) 꼬리를 포함할 수 있지만, 본 발명의 적어도 하나의 추가적인 변형을 포함할 수 있는 것을 의미한다.Modification of the poly(A) tail is not considered to be at least one modification of the mRNA according to the present invention. This means that the mRNA according to the invention may comprise a poly(A) tail as defined above, but may comprise at least one further modification of the invention.

적어도 하나의 오픈 리딩 프레임을 포함하는 mRNA는 RNA의 코딩 영역의 영역 3'에 폴리(C) 서열을 (선택적으로 다른 변형과 조합하여) 포함한다. 폴리(C) 서열은 일반적으로 다수의 사이토신 뉴클레오타이드, 일반적으로 약 10 ~ 약 200개 사이티딘 뉴클레오타이드, 바람직하게는 약 10 ~ 약 100개 사이티딘 뉴클레오타이드, 더욱 바람직하게는 약 10 ~ 약 70개 사이티딘 뉴클레오타이드 또는 더욱 더 바람직하게는 약 20 ~ 약 50개 또는 심지어 약 20 ~ 약 30개 사이티딘 뉴클레오타이드의 스트레치(stretch)이다. 폴리(C) 서열은 바람직하게는 핵산에 의해 코딩 영역의 3'에 위치할 수 있다. 본 발명의 폴리(C) 서열은 폴리(A) 서열의 3'에 위치한다.An mRNA comprising at least one open reading frame comprises (optionally in combination with other modifications) a poly(C) sequence in region 3' of the coding region of the RNA. The poly(C) sequence generally comprises a plurality of cytosine nucleotides, generally between about 10 and about 200 cytidine nucleotides, preferably between about 10 and about 100 cytidine nucleotides, more preferably between about 10 and about 70 cytosine nucleotides. a stretch of tidine nucleotides or even more preferably from about 20 to about 50 or even from about 20 to about 30 cytidine nucleotides. The poly(C) sequence may preferably be located 3' of the coding region by the nucleic acid. The poly(C) sequence of the present invention is located 3' to the poly(A) sequence.

본 발명에 따른 mRNA는 적어도 하나의 변형으로서 이의 3' 말단에 히스톤 스템-루프를 포함하거나 코딩한다. The mRNA according to the invention comprises or encodes a histone stem-loop at its 3' end as at least one modification.

2. 자가증폭 mRNA (self-amplifying mRNA: SAM)2. Self-amplifying mRNA (SAM)

자가증폭 mRNA는 알파 바이러스 및 플라비 바이러스와 같은 양성 단일 가닥 RNA 바이러스로부터 조작된 RNA 바이러스 게놈을 인코딩하는 레플리콘 (replicon)이라고 불리는 RNA로, 일반적으로 RNA 캡핑 및 복제를 돕는 비구조 단백질을 인코딩하는 ORF 및 바이러스 구조 단백질을 대체하는 항원을 발현하는 ORF를 포함한다. Self-amplifying mRNA is an RNA called a replicon that encodes an RNA virus genome engineered from benign single-stranded RNA viruses such as alpha viruses and flaviviruses, usually encoding nonstructural proteins that aid in RNA capping and replication. ORFs that express antigens that replace viral structural proteins and ORFs that

SAM 백신은 비복제 대응물에 비해 지속 기간 (약 2 개월) 및 발현의 크기를 연장시키는 것과 같은 몇 가지 매력적인 특징을 갖는다. 그러나, 자기 증폭 활성을 유지하기 위해, 이들 RNA 레플리콘은 많은 합성 뉴클레오티드 변형 및 서열 변경을 해야 한다. SAM의 다른 제한은 (1) 잠재적 숙주 반응을 유도할 수 있는 관련없는 단백질의 포함; 및 (2) 셀 내부화 효율을 제한할 수 있는 큰 레플리콘 크기 (~ 10kb) 등이다.SAM vaccines have several attractive features, such as prolonged duration (about 2 months) and magnitude of expression compared to their non-replicating counterparts. However, to maintain self-amplifying activity, these RNA replicons must undergo many synthetic nucleotide modifications and sequence alterations. Other limitations of SAM include (1) inclusion of unrelated proteins that may elicit a potential host response; and (2) large replicon sizes (~10 kb), which may limit cell internalization efficiency.

일반적으로, 자가 증폭 mRNA는 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체 및 복제효소에 의해 트랜스로 복제될 수 있는 RNA 레플리콘을 포함하는 시스템을 제공하고, 두 종류의 구성요소가 동일한 한 개의 RNA에 있는 시스-레플리콘 및 상이한 두 개의 RNA에 있는 트렌스 레플리콘으로 나눌 수 있다.In general, self-amplifying mRNA provides a system comprising an RNA construct for expressing an alphavirus replicating enzyme and an RNA replicon capable of being trans-replicated by a replicating enzyme, and one RNA in which two types of components are identical It can be divided into a cis-replicon in the cis-replicon and a trans-replicon in two different RNAs.

트랜스-레플리콘 시스템에서, 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체, 복제효소에 의해 트랜스로 복제될 수 있는 RNA 레플리콘을 포함하는 시스템을 제공하고, 여기서 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 5'-캡을 포함한다. 5'-캡은 복제효소의 번역을 유도하는 목적을 제공한다. 5'-캡은 천연 5'-캡 또는 5'-캡 유사체를 포함한다. 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 복제효소의 번역을 유도하기 위한 내부 리보솜 진입 부위 (IRES) 요소를 포함하지 않는다.In a trans-replicon system, there is provided a system comprising an RNA construct for expressing an alphavirus replicating enzyme, an RNA replicon capable of being replicated in trans by a replicating enzyme, wherein the method for expressing an alphavirus replicating enzyme is provided. The RNA construct includes a 5'-cap. The 5'-cap serves the purpose of inducing translation of the replicating enzyme. 5'-caps include native 5'-caps or 5'-cap analogs. The RNA construct for expressing the alphaviral replicator does not include an internal ribosome entry site (IRES) element for directing translation of the replicator.

따라서, 트랜스-레플리콘은 2개의 핵산 분자인, 복제효소를 발현하기 위한(즉, 복제효소를 코딩하는) 제 1 RNA 분자; 및 제 2 RNA 분자 (레플리콘)를 포함하는 시스템을 제공한다. 복제효소를 발현하기 위한 RNA 구조체는 본 발명에서 동의어로 "복제효소 구성체"이라 지칭한다.Thus, a trans-replicon comprises two nucleic acid molecules: a first RNA molecule for expressing (ie, encoding for) a replicator; and a second RNA molecule (replicon). An RNA construct for expressing a replicator is referred to as a "replicate construct" synonymously in the present invention.

알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 (1) 5' UTR, (2) 복제효소를 코딩하는 오픈 리딩 프레임, 및 (3) 3' UTR를 포함할 수 있다. 5'UTR 및/또는 3' UTR은 복제효소를 유도하는 알파바이러스에 고유한 것이 아닌 것을 특징으로 한다. 알파바이러스 복제효소를 코딩하는 오픈 리딩 프레임은 RNA 복제에 필요한 비구조성 단백질에 대한 코딩영역(들)을 포함한다. 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 3' 폴리(A) 서열을 포함한다. 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 복제효소에 의해 복제될 수 없다.An RNA construct for expressing an alphavirus replicator may include (1) a 5' UTR, (2) an open reading frame encoding a replicator, and (3) a 3' UTR. The 5'UTR and/or the 3'UTR is characterized as not unique to the alphavirus inducing replication enzymes. The open reading frame encoding the alphaviral replication enzyme contains the coding region(s) for the nonstructural proteins necessary for RNA replication. The RNA construct for expressing an alphaviral replication enzyme comprises a 3' poly(A) sequence. The RNA construct for expressing the alphavirus replicator cannot be replicated by the replicator.

RNA 레플리콘은: (1) 알파바이러스 5' 복제인식서열, 및 (2) 알파바이러스 3' 복제인식서열을 포함한다. 알파바이러스 5' 복제인식서열 및 알파바이러스 3' 복제인식서열은 복제효소의 존재 하에서 RNA 레플리콘의 복제를 지시한다.The RNA replicon comprises: (1) an alphavirus 5' replication recognition sequence, and (2) an alphavirus 3' replication recognition sequence. The alphavirus 5' replication recognition sequence and the alphavirus 3' replication recognition sequence direct replication of the RNA replicon in the presence of a replication enzyme.

알파바이러스 5' 복제인식서열 및 알파바이러스 3' 복제인식서열은 복제효소를 유도하는 알파바이러스에 고유한 것이다. RNA 레플리콘은 이종 핵산을 포함한다. RNA 레플리콘은 관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 오픈 리딩 프레임을 포함한다. 관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 오픈 리딩 프레임은 복제효소가 유도된 알파바이러스에 고유한 것이 아니다. The alphavirus 5' replication recognition sequence and the alphavirus 3' replication recognition sequence are unique to the alphavirus inducing replication enzymes. RNA replicons include heterologous nucleic acids. An RNA replicon comprises an open reading frame encoding a polypeptide of interest. The open reading frame encoding the polypeptide of interest is not unique to the replication enzyme-derived alphavirus.

관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 오픈 리딩 프레임의 발현은 서브게놈 프로모터의 제어 하에 있다. 서브게놈 프로모터는 복제효소를 유도하는 알파바이러스에 고유한 것이다. 서브게놈 프로모터는 알파바이러스의 구조 단백질에 대한 프로모터이다.Expression of the open reading frame encoding the polypeptide of interest is under the control of a subgenomic promoter. The subgenomic promoter is unique to the alphavirus that drives the replication enzyme. Subgenomic promoters are promoters for structural proteins of alphaviruses.

RNA 레플리콘은 3' 폴리(A) 서열 및 5'-캡을 포함한다. The RNA replicon comprises a 3' poly(A) sequence and a 5'-cap.

복제효소의 번역을 유도하기 위한 5'-캡을 포함하는 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체이다. 알파바이러스 복제효소를 발현시키기 위한 RNA 구조체, RNA 레플리콘 또는 상기 시스템의 둘 모두를 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 DNA를 제조할 수 있다.It is an RNA construct for expressing an alphavirus replicating enzyme including a 5'-cap for inducing translation of the replicating enzyme. DNA comprising a nucleic acid sequence encoding an RNA construct for expression of an alphaviral replicator, an RNA replicon, or both of the above systems can be prepared.

트랜스-레플리콘 시스템에서, 복제효소의 역할은 레플리콘을 트랜스로 증폭시키는 것이다. 그러므로 상기 레플리콘은 트랜스-레플리콘으로 지칭될 수 있다. 상기 레플리콘이 발현을 위한 목적 유전자를 코딩하면, 목적 유전자의 발현 수준 및/또는 발현 지속 시간은 복제효소의 수준을 변경함으로써 트랜스로 조절될 수 있다.In the trans-replicon system, the role of the replicator is to amplify the replicon into trans. Therefore, the replicon may be referred to as a trans-replicon. If the replicon encodes a target gene for expression, the expression level and/or expression duration of the target gene can be regulated in trans by changing the level of the replicating enzyme.

트랜스-레플리콘 시스템은 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, RNA 분자는 DNA 주형에서 시험관내 전사될 수 있다.The trans-replicon system can be easily prepared. For example, RNA molecules can be transcribed in vitro from a DNA template.

트랜스-레플리콘 시스템의 RNA는 시험관내 전사된 RNA (IVT-RNA)이다. 따라서, 본 발명의 시스템은 IVT-RNA를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 시스템의 모든 RNA 분자는 IVT-RNA이다. 시험관내-전사된 RNA (IVT-RNA)는 특정 치료법에 특히 중요하다.The RNA of the trans-replicon system is in vitro transcribed RNA (IVT-RNA). Accordingly, the system of the present invention comprises an IVT-RNA. Preferably, all RNA molecules of the system of the invention are IVT-RNA. In vitro-transcribed RNA (IVT-RNA) is of particular importance for certain therapies.

트랜스-레플리콘 시스템은 적어도 2개의 핵산 분자를 포함한다. 따라서, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 6개 이상, 7개 이상, 8개 이상, 9개 이상 또는 10개 이상의 핵산 분자를 포함할 수 있다. 정확히 2개의 핵산 분자, 바람직하게는 RNA 분자, 레플리콘 및 복제효소 구성체를 함유한다. A trans-replicon system comprises at least two nucleic acid molecules. Thus, it may comprise 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, 8 or more, 9 or more, or 10 or more nucleic acid molecules. It contains exactly two nucleic acid molecules, preferably an RNA molecule, a replicon and a replicator construct.

시스템은 복제효소 구성체에 더하여, 각각 바람직하게는 적어도 하나의 관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 둘 이상의 레플리콘을 포함한다. 복제효소 구성체에 의해 코딩된 복제효소는 각각의 레플리콘에 작용하여 복제 및 서브게놈 전사체의 생산을 유도할 수 있다. 예를 들어, 각각의 레플리콘은 약학적 활성 펩티드 또는 단백질을 코딩할 수 있다. 이는 예를 들어 여러 다른 항원에 대해 대상체의 백신접종이 필요한 경우에 유리하다.The system comprises, in addition to the replicatase construct, two or more replicons, each preferably encoding at least one polypeptide of interest. The replicator encoded by the replicatase construct can act on each replicon to induce replication and production of subgenomic transcripts. For example, each replicon may encode a pharmaceutically active peptide or protein. This is advantageous, for example, when it is necessary to vaccinate a subject against several different antigens.

바람직하게는, 트랜스-레플리콘 시스템은 바이러스 입자, 특히 차세대 바이러스 입자를 형성할 수 없다.Preferably, the trans-replicon system is not capable of forming viral particles, in particular next-generation viral particles.

바람직하게는, 복제효소 구성체는 표적 세포 또는 표적 유기체에서 자체 복제가 불가능하다.Preferably, the replicatase construct is not capable of replicating itself in the target cell or target organism.

또는 RNA의 양상 및 이점이 본 발명에 기재되어 있지만, 트랜스-레플리콘 시스템은 하나 이상의 DNA 분자를 포함하는 것이 가능하다. 본 발명의 시스템의 임의의 하나 이상의 핵산 분자는, DNA 분자일 수 있다. 복제효소 구성체 및/또는 레플리콘이 DNA 분자인 것이 가능하다. DNA 분자의 경우, DNA 의존성 RNA 중합효소의 프로모터가 존재하는 것이 바람직하며, 이에 의해 감염되거나 백신 접종된 숙주세포 또는 숙주 유기체에서 전사가 가능해진다.Alternatively, although aspects and advantages of RNA are described herein, it is possible for a trans-replicon system to include more than one DNA molecule. Any one or more nucleic acid molecules of the system of the invention may be DNA molecules. It is possible that the replicator construct and/or the replicon is a DNA molecule. In the case of a DNA molecule, it is preferred that the promoter of a DNA dependent RNA polymerase be present, thereby enabling transcription in an infected or vaccinated host cell or host organism.

Ⅱ. 핵산 생분해성 복합입자II. Nucleic acid biodegradable multiparticulates

본 발명과 관련하여 생분해성 고분자 담체 복합입자의 핵산은, 어느 DNA든, 바람직하게 이들에 제한되지 않고 예를 들어, 유전체 DNA(genomic DNA), 단일가닥 DNA분자(single-stranded DNA molecules), 이중가닥 DNA분자(double-stranded DNA molecules), 코딩 DNA(coding DNA), DNA프라이머(DNA primers), DNA프로브(DNA probes), pDNA, 면역자극 DNA(immunostimulating DNA)로부터 선택된 적절한 핵산일 수 있으며, 어느 PNA(펩타이드 핵산)든 이들로부터 선택될 수 있으며, 어느 RNA든, 바람직하게 이들에 제한되지 않고, 코딩 RNA(coding RNA), 메신저 RNA(messenger RNA, mRNA), siRNA, shRNA, 안티센스 RNA(antisense RNA), 또는 or 리보스위치(riboswitches), 면역자극 RNA (immunostimulating RNA, isRNA), 리보자임(ribozymes) 또는 압타머(aptamer) 등으로부터 선택될 수 있다. In relation to the present invention, the nucleic acid of the biodegradable polymer carrier composite particle is any DNA, preferably, but not limited to, for example, genomic DNA, single-stranded DNA molecules, double It may be an appropriate nucleic acid selected from double-stranded DNA molecules, coding DNA, DNA primers, DNA probes, pDNA, and immunostimulating DNA, and any PNA (peptide nucleic acid) may be selected from these, and any RNA, preferably but not limited to, coding RNA, messenger RNA (mRNA), siRNA, shRNA, antisense RNA ), or riboswitches, immunostimulating RNA (isRNA), ribozymes, or aptamers.

또한, 상기 핵산은 리보솜 RNA(ribosomal RNA, rRNA), 트랜스퍼 RNA(transfer RNA, tRNA), 메신저 RNA(messenger RNA, mRNA), 또는 바이러스 RNA(viral RNA, vRNA)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 핵산은 RNA이고, 더욱 바람직하게는 코딩 RNA(coding RNA)이다. In addition, the nucleic acid may be ribosomal RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA), messenger RNA (mRNA), or viral RNA (viral RNA, vRNA). Preferably, the nucleic acid is RNA, more preferably coding RNA.

상기 핵산은 선형(linear) 단일가닥 RNA일 수 있고, mRNA일 수 있다. mRNA는 일반적으로 몇 가지 구조적 요소(structural elememt), 예를 들면, 코딩 지역에 뒤따르는 상부에 위치한 리보좀 바인딩 사이트, 선택적 5'-UTR, 폴리-A-꼬리(및/또는 폴리-C-꼬리) 뒤에 있을 수 있는 선택적 3'-UTR를 포함하는 RNA이다. mRNA는 모노(mono-), 다이(di-), 또는 심지어 멀티시스트로닉 RNA(multicistronic RNA)로 나타날 수 있으며, 즉 본원에서 정의된 바와 같이 하나, 둘 또는 더 많은(동일하거나 다른) 단백질 또는 펩타이드의 코딩 서열(coding sequence)을 운반하는 RNA이다. 다이(di-), 또는 심지어 멀티시스트로닉 mRNA(multicistronic mRNA)에서 그러한 코딩 서열은 적어도 하나의 내부 리보좀 유입점(internal ribosome entry site, IRES)서열에 의해 분리될 수 있다.The nucleic acid may be a linear single-stranded RNA or mRNA. mRNAs typically contain several structural elements, e.g., an upstream ribosome binding site followed by a coding region, an optional 5'-UTR, poly-A-tail (and/or poly-C-tail) RNA containing an optional 3'-UTR that may be followed by mRNA may appear as mono-, di-, or even multicistronic RNA, i.e. one, two or more (same or different) proteins or peptides as defined herein. RNA that carries the coding sequence of In di-, or even multicistronic mRNA, such coding sequences may be separated by at least one internal ribosome entry site (IRES) sequence.

게다가, 상기 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체의 핵산은 단일가닥 또는 이중가닥 핵산은 두개의 단일가닥 핵산들(분자들)의 비공유 결합 때문일 수 있다. In addition, the nucleic acid of the biodegradable polymer carrier carrier complex may be a single-stranded or double-stranded nucleic acid due to the non-covalent association of two single-stranded nucleic acids (molecules).

또는 부분적으로 이중가닥 또는 부분적으로 단일가닥 핵산일 수 있고, 적어도 부분적으로 상보적으로 이들 모두다 부분적으로 이중가닥이거나 부분적으로 단일가닥인 핵산은 일반적으로 더 길고 더 짧은 단일가닥 핵산에 의해 만들어지거나 길이가 같은 두개의 단일가닥 핵산에 의해 만들어지고, 하나의 단일가닥 핵산은 다른 단일가닥 핵산에 부분적으로 상보적이며 따라서 둘은 이 부분에서 이중가닥 핵산 분자를 형성한다. 즉, 부분적으로 이중가닥 또는 부분적으로 단일가닥 핵산 (분자)를 형성한다.or a partially double-stranded or partially single-stranded nucleic acid, at least partially complementary, all of which are partially double-stranded or partially single-stranded; is made by the same two single-stranded nucleic acids, one single-stranded nucleic acid is partially complementary to the other single-stranded nucleic acid, and thus both form a double-stranded nucleic acid molecule at this portion. That is, to form a partially double-stranded or partially single-stranded nucleic acid (molecule).

바람직하게는, 핵산(분자)는 단일가닥 핵산 분자일 수 있다. 게다가, 핵산(분자)는 원형(circular) 또는 선형(linear) 핵산 분자일 수 있고, 바람직하게는 선형 핵산 분자일 수 있다.Preferably, the nucleic acid (molecule) may be a single-stranded nucleic acid molecule. Furthermore, the nucleic acid (molecule) may be a circular or linear nucleic acid molecule, preferably a linear nucleic acid molecule.

RNA 전달체의 형질주입은 세포 외 및 세포 내 장벽에 직면한다. RNA 전달체는 혈청 핵산분해 효소 및 식세포 흡수에 노출되어 생물학적 반감기를 현저하게 감소시킨다. 또한, 세포외 기질(E) 뿐만 아니라 세포막의 음전하는 RNA 전달체가 표적에 도달하고 작용을 하는 것을 방해한다. Transfection of RNA carriers faces extracellular and intracellular barriers. RNA transporters are exposed to serum nucleases and phagocytic uptake, which significantly reduces their biological half-life. In addition, the negative charge of the cell membrane as well as the extracellular matrix (E) prevents the RNA transporter from reaching its target and acting.

기능에 대한 많은 장벽 중 RNA는 세포질에 도달하기 위해 세포막을 가로 질러야한다. 세포막은 세포 내 전달에 대한 역동적이고 강력한 장벽이다. 다양한 이온 펌프 및 이온 채널이 음전위를 유지하는 데 도움이 된다. 세포막을 가로 질러 -40 ~ -80 mV), 대부분의 필수 금속 이온(예 : K +, Na +, Ca2 + 및 Mg2 +)의 균형을 조절하여 세포질 공간에 음전하를 유지한다. Among the many barriers to function, RNA must cross the cell membrane to reach the cytoplasm. Cell membranes are dynamic and powerful barriers to intracellular transport. Various ion pumps and ion channels help to maintain the negative potential. It maintains a negative charge in the cytoplasmic space by regulating the balance of -40 to -80 mV across the cell membrane), most essential metal ions (eg K+, Na+, Ca2+ and Mg2+).

세포막은 매우 음으로 하전된 RNA 분자에 대한 강력한 장벽을 생성한다. 불포화 지질, 특히 시스-이중 결합된 지질은 막 구조에 결함을 도입함으로써 세포막 유동성을 증가시킨다. 이중층의 다른 주요 성분은 스테롤(총 지질의 ~ 30%)을 포함한다. 지질 이중층의 주요 스테롤인 콜레스테롤은 이중층 결함을 생성하여 지질 이중층의 유동화와 응축 사이의 균형을 유지하는 데 도움이 된다.The cell membrane creates a strong barrier to highly negatively charged RNA molecules. Unsaturated lipids, especially cis-double bonded lipids, increase cell membrane fluidity by introducing defects into the membrane structure. The other major component of the bilayer includes sterols (~ 30% of total lipids). Cholesterol, the major sterol in the lipid bilayer, helps to maintain a balance between fluidization and condensation of the lipid bilayer by creating bilayer defects.

핵산의 형질주입은 바이러스(viral) 또는 비바이러스(non-viral) 벡터를 사용하여 수행된다. 성공적인 운반을 위해서, 이러한 바이러스 또는 비바이러스 벡터들은 상기 언급된 장애들을 반드시 극복해야만 한다. 가장 성공적인 유전자 치료 전략은 오늘날 아데노바이러스 (adenoviruses), 아데노 관련 바이러스 (adeno-associated viruses), 레트로바이러스 (retroviruses) 및 헤르페스 바이러스 (herpes viruses)와 같은 바이러스 벡터의 사용에 의존한다. 바이러스 벡터는 높은 효율과 장기간(long-term) 유전자 발현의 가능성을 갖는 유전자 도입을 매개할 수 있고, 3개의 가설 중에서 2개를 충족한다. 그러나, 유전자 치료 임상 실험에서 드러나는 급성 면역 반응(the acute immune response), 면역원(immunogenicity), 그리고 삽입 돌연변이 유발(insertional mutagenesis)은 흔히 사용되는 몇몇 바이러스 벡터들에 대한 안정성에 대한 심각한 염려를 일으킨다.Transfection of nucleic acids is performed using viral or non-viral vectors. For successful delivery, these viral or non-viral vectors must overcome the obstacles mentioned above. The most successful gene therapy strategies today rely on the use of viral vectors such as adenoviruses, adeno-associated viruses, retroviruses and herpes viruses. Viral vectors can mediate gene transduction with high efficiency and the potential of long-term gene expression, satisfying two out of three hypotheses. However, the acute immune response, immunogenicity, and insertional mutagenesis revealed in gene therapy clinical trials raise serious concerns about the safety of some commonly used viral vectors.

이러한 문제점에 대한 해결책은 비바이러스 벡터들의 사용에서 발견될 수도 있다. 비록 비바이러스 벡터들은 바이러스 벡터들만큼 효율이 좋지 않지만, 많은 비바이러스 벡터들은 유전자 치료법에서 더 안정적인 대안을 제공하고 있다. A solution to this problem may be found in the use of non-viral vectors. Although non-viral vectors are not as efficient as viral vectors, many non-viral vectors offer a more stable alternative to gene therapy.

비바이러스 유전자 운반 방법은 물리적(담체(carrier)를 사용하지 않는 유전자 운반) 그리고 화학적(합성 벡터에 기초한 유전자 운반) 접근법을 사용하여 연구되고 있다. 물리적 접근법은 보통 주사침(needle injection), 전기천공법(electroporation), 유전자총(gene gun), 초음파(ultrasound) 그리고 유체역학적 운반(hydrodynamic delivery)을 포함하고, 세포막을 투과하는 물리적 힘을 이용하며, 그리고 세포 내로 유전자 도입을 촉진한다. 화학적 접근법은 일반적으로 대상유전자를 세포 안으로 이동하기 위해 담체로써 합성되거나 자연적으로 발생된 화합물(양이온 지질(cationic lipids), 양이온 폴리머(cationic polymers), 지질-폴리머 혼성체(lipid-polymer hybrid systems))를 담체로 사용한다. Non-viral gene delivery methods are being investigated using physical (carrier-free gene delivery) and chemical (gene delivery based on synthetic vector delivery) approaches. Physical approaches usually include needle injection, electroporation, gene gun, ultrasound and hydrodynamic delivery, using physical forces that penetrate cell membranes, and promotes gene introduction into cells. Chemical approaches generally use synthetic or naturally occurring compounds (cationic lipids, cationic polymers, lipid-polymer hybrid systems) as carriers to transport the gene of interest into cells. is used as a carrier.

비록 기초과학분야와 다양한 비바이러스 유전자 운반 시스템에서 중요한 발전이 있지만 비바이러스 접근법의 대다수는 여전히 바이러스 벡터들보다 덜 효율적이고, 특히나 생체내 유전자 운반에서 더욱 그러하다.Although significant advances have been made in basic science and in various non-viral gene delivery systems, the majority of non-viral approaches are still less efficient than viral vectors, particularly in in vivo gene delivery.

본 발명의 RNA의 입체적 안정성을 달성하고 담체의 BD/PK 특성을 향상시키기 위해 다른 약제에서 FDA가 인간에게 사용하도록 승인한 폴리에틸렌글리콜 접합(PEGylated) 지질을 사용할 수 있다. 가능한 모든 면역 반응과 보체 시스템의 활성화가 최소화되도록 입자 표면 전체가 PEG로 덮여 있을 수도 있다.In order to achieve steric stability of the RNA of the present invention and improve the BD/PK properties of the carrier, polyethylene glycol conjugated (PEGylated) lipids approved by the FDA for human use in other pharmaceuticals may be used. The entire particle surface may be covered with PEG to minimize any possible immune response and activation of the complement system.

고분자 전해질 복합체(Poly Electrolyte Complex, PEC)는 반대 전하의 두 중합체가 혼합될 때 자발적으로 형성되어 거대 분자가 주로 정전기적 상호작용에 의해 함께 결합되는 복합체를 형성한다. 또한, 용어 "나노 플렉스"는 양으로 하전된 나노 입자와 핵산, DNA 또는 RNA 사이에 형성된 복합체를 나타내기 위해 문헌에서 널리 사용된다. 양으로 하전된 성분이 키토산과 같은 양이온성 폴리펩타이드를 기반으로 하는 경우, 나노 플렉스는 폴리 플렉스로도 정의될 수 있다.Poly Electrolyte Complex (PEC) is formed spontaneously when two polymers of opposite charges are mixed to form a complex in which macromolecules are bound together mainly by electrostatic interaction. Also, the term “nanoplex” is widely used in the literature to denote a complex formed between a positively charged nanoparticle and a nucleic acid, DNA or RNA. When the positively charged component is based on a cationic polypeptide such as chitosan, a nanoplex can also be defined as a polyplex.

PEC는 주로 구형이며, 양이온 및 음이온성 중합체의 화학량론적 혼합물을 함유하고, 하전 안정화 쉘의 형성을 허용하는 과량의 고분자 전해질에 의해 둘러싸인 중성 코어로 구성된다는 것이 잘 알려져 있다.It is well known that PECs are predominantly spherical, contain a stoichiometric mixture of cationic and anionic polymers, and consist of a neutral core surrounded by an excess of polyelectrolyte that allows the formation of a charge stabilizing shell.

PEC의 자체 조립은 가역적인 과정이므로 PEC와 매체 사이의 정전기 차폐 및 폴리 이온 교환으로 인해 다른 하전된 종의 존재 하에서 무결성이 손상될 수 있다. 따라서, PEC의 안정성은 하전된 단백질 및 고농도의 작은 전해질이 존재하는 생물학적 매질에서 심각한 영향을 받을 수 있다. 이 문제를 극복하기 위한 전략은 복합 다가 전해질을 공유 가교 결합하여 PEC로부터 폴리머 사슬의 분리를 방지함으로써 PEC의 안정성을 향상시키는 것이다. PEC 기반 나노 입자는 제조가 쉽고 비용 효율적이기 때문에 매력적이며, 정전기 상호작용의 가역성은 적절한 조건하에서 복합체의 무결성을 유지하면서 담체의 거동에 특별한 조정성을 제공하기 때문에 매력적이다.Since the self-assembly of PEC is a reversible process, its integrity may be compromised in the presence of other charged species due to electrostatic shielding and polyion exchange between the PEC and the medium. Therefore, the stability of PEC can be severely affected in biological media in the presence of charged proteins and high concentrations of small electrolytes. A strategy to overcome this problem is to improve the stability of PECs by covalently crosslinking the complex polyelectrolyte to prevent separation of the polymer chains from the PEC. PEC-based nanoparticles are attractive because they are easy to fabricate and cost-effective, and the reversibility of electrostatic interactions is attractive because they provide special tunability to the behavior of the carrier while maintaining the integrity of the composite under appropriate conditions.

RNA 전달을 위해 가장 많이 개발된 방법 중 하나는 지질 나노 입자(LNP) 로의 복합제제이다. LNP 제제는 일반적으로 (1) 폴리 음이온성 RNA를 캡슐화하기 위해 이온화 가능 또는 양이온성 지질 또는 3 차 또는 4 차 아민을 보유하는 고분자 재료로 구성된다. (2) 세포막의 지질과 유사한 양 이온성 지질(예를 들어, 1,2- 디오레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올 아민 [DOPE]); (3) LNP의 지질 이중층을 안정화시키는 콜레스테롤; 및 (4) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)-지질로 나노 입자에 수화층을 형성하여 콜로이드 안정성을 개선하며 단백질 흡수를 감소시킨다.One of the most developed methods for RNA delivery is a combination formulation with lipid nanoparticles (LNP). LNP formulations generally consist of (1) a polymeric material carrying ionizable or cationic lipids or tertiary or quaternary amines to encapsulate polyanionic RNAs. (2) cationic lipids similar to those of cell membranes (eg, 1,2-dioreoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine [DOPE]); (3) cholesterol, which stabilizes the lipid bilayer of LNPs; and (4) polyethylene glycol (PEG)-lipids to form a hydration layer on nanoparticles to improve colloidal stability and reduce protein absorption.

상기 캡슐화하여 제조하는 가장 대표적인 입자는 지질 나노 입자로 인지질은 생체 적합성, 대규모 생산의 상대적 용이성 및 임상 시험에서 사용되는 최근 승인으로 인해 RNA의 가장 유망한 전달체 중 하나로 인식되고 있다. The most representative particle manufactured by encapsulation is lipid nanoparticles, and phospholipids are recognized as one of the most promising carriers of RNA due to their biocompatibility, relative ease of large-scale production, and recent approval for use in clinical trials.

인지질은 물에 분산되면 자발적인 이중층 구조를 형성하는 양친매성 분자이며 분산된 친수성 하중을 성형 구조물의 수성 코어 내에 포집한다. 따라서 양이온성 폴리펩타이드로 이들 분자의 헤드 그룹을 화학적으로 변형시키면 정전기적 상호 작용을 통한 음으로 하전된 본 발명에서 제조하는 RNA의 포획이 촉진되어 전달체의 유망한 구성 요소가 된다.Phospholipids are amphiphilic molecules that, when dispersed in water, form spontaneous bilayer structures and trap the dispersed hydrophilic load within the aqueous core of the molding structure. Therefore, chemical modification of the head groups of these molecules with cationic polypeptides facilitates the capture of the negatively charged RNA prepared in the present invention through electrostatic interaction, making it a promising component of a carrier.

본 발명의 RNA 전달체는 혈장 안정성 및 순환 시간 정도뿐 아니라 세포의 유입 측면에서 RNA 전달체의 약물 동태의 향상에 두고 있다. The RNA transporter of the present invention is directed to improving the pharmacokinetics of the RNA transporter in terms of plasma stability and circulation time, as well as in terms of cell influx.

본 발명의 RNA를 구성하는 핵산은 강력하게 음으로 하전된 폴리머로 입자를 제조하는 과정에서 양이온 폴리머가 매우 중요한 역할을 한다. 양이온성 폴리펩타이드는 정전기 상호작용, 세포 흡수, 양성자 스폰지 매개 엔도솜 탈출을 통해 음으로 하전된 RNA 발현 카세트와의 복잡한 형성을 촉진하는 능력을 포함하는 몇 가지 이점을 제공한다. 그러나 양이온 폴리머의 단점은 세포막의 무결성 변화와 높은 면역원성 때문에 높은 독성이 있다는 것이다.The nucleic acid constituting the RNA of the present invention is a strongly negatively charged polymer, and the cationic polymer plays a very important role in the process of preparing the particles. Cationic polypeptides offer several advantages, including the ability to promote complex formation with negatively charged RNA expression cassettes via electrostatic interactions, cellular uptake, and proton sponge-mediated endosomal escape. However, a disadvantage of cationic polymers is that they are highly toxic due to changes in cell membrane integrity and high immunogenicity.

더 나아가 유전자 치료에서 더 전도유망한 접근법은 양이온 폴리머(cationic polymers)를 사용하는 것이다. 양이온 폴리머는 단단히 복합체를 형성하고 음전하를 띈 핵산을 응축하기 때문에 핵산의 형질주입에서 효용성이 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 많은 양이온 폴리머가 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo) 유전자 운반을 위한 담체로써 연구되고 있다. A further promising approach in gene therapy is the use of cationic polymers. Cationic polymers have been found to be useful in transfection of nucleic acids because they form tight complexes and condense negatively charged nucleic acids. Therefore, many cationic polymers are being studied as carriers for gene delivery in vitro and in vivo.

이런 양이온 폴리머는 폴리에틸렌이민(polyethylenimine (PEI)), 폴리아미도아민 덴드리머(polyamidoamine dendrimers) 폴리프로필아민 덴드리머(polypropylamine dendrimers), 폴리아릴아민(polyallylamine), 양이온 덱스트란(cationic dextran), 키토산(chitosan), 양이온 단백질(cationic proteins) 및 양이온 펩타이드(cationic peptides)를 포함한다. Such cationic polymers include polyethyleneimine (polyethylenimine (PEI)), polyamidoamine dendrimers, polypropylamine dendrimers, polyallylamine, cationic dextran, chitosan, cationic proteins and cationic peptides.

비록 대부분의 양이온 폴리머는 작은 입자(particles) 안에 DNA를 응축하고 세포 표면의 음이온 위치와 전하-전하 반응을 통한 엔도시토시스(endocytosis)에 의해 세포 흡수를 촉진하는 기능을 갖지만, 형질주입 활성(transfection activity)과 독성(toxicity)은 현저히 차이가 난다.Although most cationic polymers have the function of condensing DNA into small particles and promoting cellular uptake by endocytosis through charge-charge reactions with anionic localization on the cell surface, transfection activity (transfection) There is a marked difference between activity and toxicity.

양이온 폴리머는 음전하를 띄는 핵산 전달물의 더 강력한 복합체화 때문에 분자량이 커질수록 더 나은 형질주입 능력을 보인다. 그러나, 분자량이 증가할수록 양이온 폴리머의 독성이 더욱 증가한다. 폴리에틸렌이민(PEI)는 아마 가장 활성이 좋고, 유전자 운반 분야에서 가장 많이 연구된 폴리머이지만, 형질주입 시약으로서 폴리에틸렌이민의 가장 큰 약점은 생물 분해성이 없는(non-biodegradable)성질 및 독성과 관련이 있다.Cationic polymers exhibit better transfection capacity at higher molecular weights due to stronger complexation of negatively charged nucleic acid carriers. However, the toxicity of the cationic polymer increases as the molecular weight increases. Polyethylenimine (PEI) is perhaps the most active and most studied polymer in the field of gene delivery, but its greatest weakness as a transfection reagent is related to its non-biodegradable properties and toxicity. .

유전자 치료법에서 한 가지 특이한 접근법은 양이온 지질(cationic lipids)을 사용한다는 것이다. 그러나, 비록 많은 양이온 지질들이 세포 배양에서 우수한 형질주입 활성을 나타내지만, 대부분은 혈청의 존재 하에서는 잘 수행되지 않고 몇몇만이 생체 내에서 활성을 가진다. 리포플렉스(lipoplexes)가 압도적으로 많은 양의 음전하 및 혈액, 점액 상피 라이닝 유체(mucus epithelial lining fluid) 또는 조직 매트릭스(tissue matrix)에 존재하는 양친매성 단백질과 다당류에 노출될 때 사이즈, 표면 전하 그리고 지질 구조에서 현저한 변화가 일어난다.One unusual approach in gene therapy is the use of cationic lipids. However, although many cationic lipids show excellent transfection activity in cell culture, most do not perform well in the presence of serum, and only a few have activity in vivo. When lipoplexes are exposed to overwhelming amounts of negative charge and amphiphilic proteins and polysaccharides present in blood, mucus epithelial lining fluid or tissue matrix, their size, surface charge and lipid Significant changes occur in structure.

생체 내로 일단 투여된 리포플렉스(lipoplexes)는 음전하로 하전된 혈액 성분과 반응하고, 큰 집합체(aggregates)를 형성하는 경향이 있으며, 이러한 큰 집합체는 순환하는 적혈구 세포의 표면에 흡착되거나, 두꺼운 점액층에 붙잡히게 되거나, 미소혈관계에 색전증(embolize)을 발생하게 하여, 리포플렉스가 먼 거리(distal location)에 있는 계획된 타겟 세포에 도달하는데 방해가 되게 한다. Once administered in vivo, lipoplexes react with negatively charged blood components and tend to form large aggregates, which are either adsorbed to the surface of circulating red blood cells or deposited in a thick mucus layer. It can become entrapped or embolize the microvasculature, preventing the lipoplex from reaching its intended target cells at a distal location.

게다가, 리포플렉스에 의한 유전자 도입(gene transfer)과 관련된 독성은 특히 염증성 사이토카인(inflammatory cytokines)의 유발을 포함한다. 사람에게서, 리포플렉스를 받은 환자들 사이에서 독감-유사 증상들을 포함한 다양한 정도의 부정적인 염증성 반응들이 보고되었다. 따라서, 리포플렉스가 모든 사람에게 안전하게 이용될 수 있는지는 여전히 의문이 남는다.In addition, toxicities associated with gene transfer by lipoplexes include, inter alia, the induction of inflammatory cytokines. In humans, adverse inflammatory reactions of varying degrees, including flu-like symptoms, have been reported among patients receiving lipoplex. Therefore, it remains a question whether Lipoplex can be safely used by everyone.

게다가, 비록 높은 분자량을 갖는 폴리머에 의해 만들어진 폴리플렉스는 생리학적 조건하에서 향상된 안정성을 나타내지만, 그러한 폴리머들은 벡터 언팩킹(vector unpacking)을 방해할 수 있다. 예를 들어, 19와 36 폴리 엘 라이신(poly L-lysine, PLL) 잔기는 명백히 향상된 숏텀 유전자 발현(short-term gene expression)의 결과로 180 잔기 폴리 엘 라이신(poly L-lysine, PLL)보다 더 빠르게 DNA로부터 해리된다. 수용체 매개 유전자 운반에 활성된 구조 안으로 DNA를 채워 넣기 위해서는 최소한 6에서 8의 양이온 아미노산 길이가 필요하다. 그러나, 짧은 다양이온으로 만들어진 폴리플렉스는 생리학적 조건하에서 안정하지 않고 일반적으로 생리 식염수 내에서 빠르게 응집체(aggregate)가 된다. Moreover, although polyplexes made by polymers with high molecular weight exhibit improved stability under physiological conditions, such polymers can interfere with vector unpacking. For example, 19 and 36 poly L-lysine (PLL) residues are significantly higher than 180 residue poly L-lysine (PLL) residues, resulting in improved short-term gene expression. rapidly dissociates from DNA. At least 6 to 8 cationic amino acids in length are required to pack DNA into structures that are active for receptor-mediated gene transport. However, polyplexes made of short polycations are not stable under physiological conditions and generally aggregate rapidly in physiological saline.

이러한 부정적인 면을 극복하기 위하여 핵산의 방출을 촉진하기 위하여 세포내 환경에 의해 절단될 수 있는 Cys-Lys10-Cys 펩타이드의 산화 중축합(oxidative polycondensation)에 의해 만들어진 선형의(linear) 환원성 다양이온(reducible polycation, RPC)에 기초를 둔 새로운 형태의 합성 벡터를 개발했다. 그들은 RPC에 의해 만들어지는 폴리플렉스들은 DNA와 mRNA의 효과적인 방출을 가능하게 하는 환원 상태에 의해 불안정해질 수 있다는 것을 보여주었다. To overcome this negative aspect, linear reducing polycondensation (reducible) produced by oxidative polycondensation of Cys-Lys10-Cys peptide that can be cleaved by the intracellular environment to promote the release of nucleic acids A novel type of synthetic vector based on polycation (RPC) has been developed. They showed that polyplexes made by RPC can be destabilized by a reducing state that allows for efficient release of DNA and mRNA.

양이온성 펩타이드 프로타민은 혈청 RNases에 의한 분해로부터 mRNA를 보호하는 것으로 나타났다. 그러나 프로타민과 복합체를 형성한 mRNA만으로는 프로타민과 mRNA 사이의 강력한 결합력 때문에 암 백신 모델에서 제한된 단백질 발현과 효능을 보여주었다. 이 문제는 프로타민 제형 RNA가 발현 벡터가 아닌 면역 활성제로만 작용하는 RmRNAtive 백신 플랫폼을 개발함으로써 해결되었다.The cationic peptide protamine has been shown to protect mRNA from degradation by serum RNases. However, only mRNA complexed with protamine showed limited protein expression and efficacy in cancer vaccine models due to the strong binding force between protamine and mRNA. This problem was addressed by developing an RmRNAtive vaccine platform in which protamine-formulated RNA acts only as an immune activator, not as an expression vector.

CureVac은 Th1 T 세포 반응을 유도하는 TLR 7/8 작용제 역할을 하는 프로타민-제조된 RNA 복합체에 기반한 RNActive 백신 플랫폼을 개발한 반면, 뉴클레오티드-개질된 mRNA는 항원 생산자로서 기능한다. 이 백신 플랫폼은 전임상 동물 모델과 환자 모두에서 암과 전염병에 대해 유리한 면역 활성화를 일으켰다.CureVac has developed an RNActive vaccine platform based on a protamine-made RNA complex that acts as a TLR 7/8 agonist to induce Th1 T cell responses, whereas nucleotide-modified mRNA functions as antigen producers. This vaccine platform has resulted in favorable immune activation against cancer and infectious diseases in both preclinical animal models and patients.

핵산의 세포 운반은 또한 단백질 형질전환 도메인(protein-transduction domains, PTDs)으로 표현하기도 하는 세포 투과 펩타이드(cell penetrating peptides, CPPs)의 물리적 조립(assembly) 또는 화학적 결합(ligation)에 기인한다는 흥미로운 전망이 발표되었다. CPP는 약 10에서 30개의 아미노산 서열을 가지고 있는 짧은 펩타이드에 해당하고 이것은 포유류 세포의 원형질막(plaa membrane)을 통과할 수 있고 따라서 세포의 약물 운반에 대해 전례가 없는 가능성을 제공할 수 있다. The interesting prospect that cellular transport of nucleic acids results from the physical assembly or chemical ligation of cell penetrating peptides (CPPs), also expressed as protein-transduction domains (PTDs). was announced CPP corresponds to a short peptide with a sequence of about 10 to 30 amino acids, which can cross the plasma membrane of mammalian cells and thus offer unprecedented possibilities for cell drug transport.

이러한 펩타이드들의 거의 대부분은 낮은 pH에서 알파-헬릭스(α-helix)형태인 서열들의 조합에서 양이온 아미노산 시리즈를 포함한다. pH가 생체 내(in vivo)에서 양성자 펌프로 인하여 계속적으로 더욱 낮아질 때, 펩타이드의 형태적 변화는 보통 빠르게 개시된다.Almost all of these peptides contain a series of cationic amino acids in a combination of sequences that are in the α-helix form at low pH. When the pH is continuously lowered in vivo due to the proton pump, the conformational change of the peptide is usually initiated rapidly.

이러한 헬릭스 모티브(helix motif)는 세포질(cytoplaa) 안으로 내용물의 방출을 유도하는 엔도좀의 막 안으로 삽입을 매개한다. *?**?*절단된 HIV-1 Tat 단백질(HIV-1 Tat protein) 기본 도메인은 원형질막을 통과하고 세포 핵에 축적된다*?**?*. 이러한 장점에도 불구하고, CPP로 매개된 약물 운반에 대한 주요 장애물은 종종 상피(epithelia)와 내피(endothelia)의 효소 장벽에 부딪히거나 통과할 때, 펩타이드의 빠른 대사 제거(metabolic clearance)를 포함하는 것으로 생각한다. This helix motif mediates the insertion into the membrane of the endosome leading to the release of the contents into the cytoplasm (cytoplaa). *?**?*The truncated HIV-1 Tat protein basic domain crosses the plasma membrane and accumulates in the cell nucleus*?**?*. Despite these advantages, major obstacles to CPP-mediated drug transport often involve rapid metabolic clearance of peptides when encountering or crossing the enzymatic barriers of epithelia and endothelia. think that

세포 전달 펩티드(CPP)는 핵산 전달의 세포내 전달을 위한 벡터로서의 잠재력에 대해 연구되었다. 그들의 내재화 메카니즘은 완전히 이해되지는 않지만, CPP는 세포 표면에서 음으로 하전된 글리코사미노 글리칸의 클러스터링을 촉진할 수 있다고 가정된다. 이는 거시 피노사이토시스 및 측면 확산을 유발하거나 지질 이중층을 직접 방해한다. 아르기닌이 풍부한 양친 매성 RALA 서열 반복을 갖는 CPP는 수지상 세포에 대한 mRNA 벡터로서 기능하고 T 세포 면역을 유발하는 것으로 보고되었다.Cellular delivery peptides (CPPs) have been studied for their potential as vectors for intracellular delivery of nucleic acid delivery. Although their internalization mechanism is not fully understood, it is hypothesized that CPPs may promote clustering of negatively charged glycosaminoglycans at the cell surface. This causes macropinocytosis and lateral diffusion or directly disrupts the lipid bilayer. CPPs with arginine-rich amphiphilic RALA sequence repeats have been reported to function as mRNA vectors for dendritic cells and induce T cell immunity.

결론적으로, CPPs의 대사 안정성(metabolic stability)은 그들의 세포 생물학적 이용가능성(bioavailability)을 위한 중요한 생물약제학(biopharmaceutical)의 요인을 나타낸다. 그러나, 한편으로는 그들이 대사적으로(metabolically) 절단되기 전에 그들의 전달물을 타깃으로 운반할 만큼 충분히 안정한 반면, 다른 한편으로는 그들이 독성수준을 축적하고 도달할 수 있기 전에 조직에서 완전히 없어질 수 있는 CPPs를 종래에는 이용할 수 없었다.In conclusion, the metabolic stability of CPPs represents an important biopharmaceutical factor for their cell bioavailability. However, on the one hand, they are stable enough to transport their transporters to the target before they are metabolically cleaved, while on the other hand, they can accumulate and be completely eliminated from the tissue before they can reach toxic levels. CPPs were not previously available.

세포막의 장벽 외에도, RNA는 피부 및 혈액에 풍부하게 존재하는 세포 외 리보뉴클레아제에 의해 분해에 직면한다. 뉴클레아제에 의한 분해로부터 mRNA를 보호하고 그것의 음전하를 보호하기 위해, 아민-함유 물질은 일반적으로 비바이러스성 벡터로서 사용된다. In addition to the barrier of cell membranes, RNA is subjected to degradation by extracellular ribonucleases, which are abundantly present in the skin and blood. To protect mRNA from degradation by nucleases and to protect its negative charge, amine-containing substances are commonly used as non-viral vectors.

RNA 복합입자는 RNA를 효소 분해로부터 완전히 보호할 수 있는 능력이 있어야 하며, 신장 제거를 방지하면서 표적 부위의 혈관 외 유출 및 체류를 허용하는 적절한 크기를 가져야 한다. 그것은 또한 혈청 단백질 상호 작용을 방지하고 phagolysosomes을 회피하면서 세포에 의해 효율적인 유입을 허용하는 적절한 표면 특성을 소유해야 한다. 임상 적용을 용이하게 하는 다른 바람직한 특성은 조직 특이성, 생체 적합성을 향상시키고 독성을 감소시키기 위해 리간드를 표적으로 하는 용이한 기능화이다. 또한 RNA의 전달체는 세포질에 위치한 단백질 합성 장소에 RNA를 전달하기 위해 적시에 엔도솜을 벗어나는 문제에 직면한다. RNA multiparticulates must have the ability to fully protect RNA from enzymatic degradation and have an appropriate size to allow extravasation and retention of the target site while preventing renal clearance. It should also possess appropriate surface properties that allow efficient entry by cells while preventing serum protein interactions and avoiding phagolysosomes. Another desirable property that facilitates clinical application is the easy functionalization of targeting ligands to improve tissue specificity, biocompatibility and reduce toxicity. In addition, the transporter of RNA faces the problem of leaving the endosome in a timely manner to deliver the RNA to the site of protein synthesis located in the cytoplasm.

본 발명의RNA 복합입자를 구성하는 mRNA의 골격은 핵산으로 핵산분해 효소들로부터 보호를 받아 혈액내에서 안정성이 확보되어야 하며, 본 발명의 이상적인 전달체는 상기 목적을 달성할 수 있어야 한다. The backbone of the mRNA constituting the RNA complex particle of the present invention is a nucleic acid and should be protected from nucleases to ensure stability in blood, and the ideal delivery system of the present invention should be able to achieve the above object.

본 발명에서는 핵산의 화학적 변형, 핵산 말단의 보호 등을 실시할 수 있으며, 상기 RNA를 고분자 물질로 캡슐화하여 입자를 제조하는 방법을 제공할 수 있다. In the present invention, chemical modification of nucleic acids, protection of nucleic acid ends, etc. can be performed, and a method for preparing particles by encapsulating the RNA with a polymer material can be provided.

RPC(reducible polycation)의 절단은 적은 분자량을 갖는 펩타이드와 비교할 수 있는 수준으로 다양이온의 독성을 감소시켰다. 이러한 접근법의 단점은 적절한 수준의 형질주입 효율을 향상시키기 위해 엔도좀 붕괴능(endosomolytic)약품 클로로퀸(chloroquine) 또는 양이온 지질 DOTAP가 추가적으로 필요하다는 것이었다. 결과적으로 환원성 다양이온(RPCs)에 엔도좀의(endosomal) 완충 능력이 있는 것으로 알려진 히시티딘 잔기를 포함할 수 있다. Cleavage of RPC (reducible polycation) reduced the toxicity of polycations to a level comparable to that of peptides with low molecular weight. A disadvantage of this approach was that it additionally required the endosomolytic drug chloroquine or the cationic lipid DOTAP to improve the transfection efficiency to an appropriate level. Consequently, reducing polycations (RPCs) may contain histidine residues, which are known to have endosomal buffering capacity.

그들은 히스티딘이 많은 환원성 다양이온은 엔도좀 붕괴능 약품 클로로퀸을 필요로 하지 않는 플라스미드 DNA, mRNA, 그리고 siRNA 분자를 포함하는 다양한 범위의 핵산의 충분한 세포질 운반이 가능하도록 하는 세포 내 환원 환경에 의해 절단될 수 있다는 것을 보일 수 있었다.They believe that histidine-rich reducing polycations can be cleaved by an intracellular reducing environment that allows for sufficient cytoplasmic transport of a diverse range of nucleic acids, including plasmid DNA, mRNA, and siRNA molecules, that do not require the endosomal disrupting agent chloroquine. could show that it could.

불행하게도, 히스티딘이 많은 환원성 다양이온을 바로 생체 내에 적용하는 것이 가능한 지에 대해 밝히지 못했다는 것이다. 형질주입은 세포 흡수를 제한하는 폴리플렉스에 혈청 단백질이 결합되어 유전자 도입을 향상시킬 수 있는 히스티딘 잔기의 능력이 가려지는 것을 피하기 위해 혈청이 없을 때 수행되었다. 히스티딘이 많은 환원성 다양이온 폴리플렉스의 형질주입 능력은 10% 우아혈청(FCS, fetal calf serum)에서 관찰된 GFP-양성 세포의 50% 감소된 혈청 단백질의 있을 때 영향을 받는다. Unfortunately, it has not been revealed whether it is possible to directly apply many reducing polyions to histidine in vivo. Transfection was performed in the absence of serum to avoid binding of serum proteins to polyplexes that restrict cellular uptake, obscuring the ability of histidine residues to enhance gene transduction. Transfection ability of histidine-rich reducing polycation polyplexes was affected in the presence of 50% reduced serum protein of GFP-positive cells observed in 10% fetal calf serum (FCS).

세포안으로 전달물 분자를 운반하는 기술에 대한 다른 접근법, 예를 들면, 유전자 치료법은 펩타이드 리간드(ligands)를 포함한다. 펩타이드 리간드는 타겟 암세포(target cancer cell)에 사용되는 EGF 펩타이드와 같은 수용체 인식에 필요한 필수아미노산을 대표하는 더 큰 단백질로부터 떨어져 나온 짧은 서열(sequences)일 수 있다. 다른 펩타이드 리간드는 렉틴 유사 산화 LDL 수용체(lectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1))를 타겟으로 하는데 사용되는 리간드를 포함하는 것으로 밝혀졌다. Other approaches to technology for delivering delivery molecules into cells, such as gene therapy, involve peptide ligands. Peptide ligands may be short sequences separated from larger proteins representing essential amino acids required for receptor recognition, such as EGF peptides used in target cancer cells. Other peptide ligands have been found to include ligands used to target the lectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1).

상피 세포에서 LOX-1의 상향조절(Up-regulation)은 고혈압(hypertension) 및 아테롬성 동맥 경화증(atherosclerosis)과 같은 장애상태와 관련이 있다. 그러나, 펩타이드 리간드들은 복합체화나 부착에 의해 그들의 전달물 분자에 연결될 수 없고 공유결합을 필요로 하기 때문에 많은 유전자 치료학적 접근법에 적합하지 않으며, 일반적으로 세포 내에서 세포독성효과를 갖는 가교제(crosslinkers)를 예로들 수 있다.Up-regulation of LOX-1 in epithelial cells is associated with disorders such as hypertension and atherosclerosis. However, peptide ligands cannot be linked to their carrier molecules by complexation or adhesion and require covalent bonding, making them unsuitable for many gene therapy approaches, and generally use crosslinkers with cytotoxic effects in cells. for example.

유전자 치료와 다른 치료학적 응용의 목적을 위하여 핵산을 응집화(condensation)하고 안정화할 수 있고, 특히 생체내에서 핵산 전달물의 효과적인 방출 및 낮거나 전혀 없는 독성의 조합 측면에서, 효과적인 형질주입 활성을 보일 수 있는 적절한 방법이나 담체가 오늘날까지 나타나고 있지 않다. It is capable of condensing and stabilizing nucleic acids for the purposes of gene therapy and other therapeutic applications and exhibiting effective transfection activity, particularly in terms of the combination of effective release of nucleic acid delivery and low or no toxicity in vivo. No suitable method or carrier has been found to this day.

유전자 운반의 목적을 위한 담체를 제공하기 위한 기술분야에서 여전히 강력한 요구가 있고, 이러한 강력한 요구는 그들이 대사적으로 절단되기 이전에 그들의 전달물을 타깃에 운반할 만큼 충분히 안정적이며, 다른 한편으로는 그들이 유독한 수준에까지 축적되거나 도달하기 이전에 조직으로부터 제거되어야 한다는 것이다.There is still a strong need in the art to provide carriers for the purpose of gene delivery, and this strong need is that they are stable enough to deliver their delivery to the target before they are metabolically cleaved, on the other hand, that they It must be removed from the tissue before it can accumulate or reach toxic levels.

RNA-기반 제제의 치료적 성공은 생체 내에서 RNA 전달과 관련된 많은 도전을 극복하는데 달려있다. 안전하고 효과적인 RNA 전달체의 개발은 RNA 기반 요법의 성공적인 적용을 위해 결정적이다. 나노 구조화된 전달체는 조기 분해로부터의 보호 및 생물학적 환경과의 개선된 상호 작용과 같은 고유한 장점을 제공한다. 또한 조직 흡수를 향상시키고 RNA 체류 시간을 연장하며 세포 내재화를 향상 시키며 RNA가 표적 세포의 세포질로 이동하는 것을 가능하게 한다.The therapeutic success of RNA-based agents depends on overcoming many challenges associated with RNA delivery in vivo. The development of safe and effective RNA delivery systems is crucial for the successful application of RNA-based therapies. Nanostructured carriers offer unique advantages such as protection from premature degradation and improved interaction with the biological environment. It also enhances tissue uptake, prolongs RNA retention time, enhances cellular internalization, and enables RNA to migrate into the cytoplasm of target cells.

RNA를 전달하는 전신적으로 전달된 LNP는 전달에 대한 다중 장벽에 직면한다. 특히 간과 비장에 있는 단핵식 포식작용 시스템 (MPS)은 나노 크기의 감염원에 대한 신체의 보호기능의 본래의 역할 때문에 주입된 나노 입자의 빈번한 목적지이다. 신장은 naked mRNA 또는 5.5 nm 미만의 유체 역학적 직경을 갖는 임의의 나노 입자를 걸러낸다. Systemically delivered LNPs that deliver RNA face multiple barriers to delivery. The mononuclear phagocytosis system (MPS), particularly in the liver and spleen, is a frequent destination for injected nanoparticles because of their intrinsic role in the body's protective function against nano-sized infectious agents. The kidneys filter out naked mRNA or any nanoparticles with a hydrodynamic diameter of less than 5.5 nm.

대부분의 LNP는 직경이 약 100nm이고 MPS를 빠져 나가서 다른 관심 기관에 도달하지 못할 만큼 충분히 크다. MPS의 주요 기관인 간은 작은 구멍이 있는 혈관 구조를 가지며 양이온성 LNP를 보유하는 쿠퍼 세포와 같은 식세포가 있다. 또한, 큰 양이온성 LNP는 폐에서 발견된 모세혈관에서 유출되지 않고 신장에 의해 혈류로 여과될 수 없다. Most LNPs are about 100 nm in diameter and are large enough not to exit the MPS and reach other organs of interest. The liver, the major organ of MPS, has a porous vasculature and contains phagocytes such as Kupffer cells that carry cationic LNPs. In addition, large cationic LNPs do not leak from the capillaries found in the lungs and cannot be filtered into the bloodstream by the kidneys.

이것은 간, 폐 또는 다른 기관에 전달 물질이 축적될 수 있다. 따라서, 전달체 구성 요소의 클리어런스 및 생분해성은 mRNA 전달 물질을 개발할 때 한 가지 고려 사항이다.This can lead to buildup of the transmitter in the liver, lungs or other organs. Therefore, clearance and biodegradability of the transporter components are one consideration when developing mRNA transporters.

에스테르 그룹은 생체 물질의 생분해성을 향상시키기 위해 가장 일반적으로 사용되는 기능 그룹이지만 다른 에스테르 결합의 생체내 분해는 분자 및 제형의 전체 화학에 따라 달라질 수 있다. LP-01 및 지질 5 (토론됨) DLin-MC3-DMA (t1/2> 50 h)와 비교하여 단백질 발현이 더 적지 않은 경우에 비해 간에서 빠르게 반감되는 것으로 보고되었다(반감기 [t1/2] ~ 6 h). Ester groups are the most commonly used functional groups to enhance the biodegradability of biomaterials, but the in vivo degradation of other ester bonds may depend on the overall chemistry of the molecule and formulation. It was reported to be rapidly halved in the liver compared to LP-01 and lipid 5 (discussed) compared to DLin-MC3-DMA (t 1/2 > 50 h) with no less protein expression (half-life [t 1 / 2 ] to 6 h).

특정 조직에서, 에스테르 작용기의 존재는 LNP의 분해를 가속화시켜 잠재적으로 단백질 발현을 제한할 수 있다. 예를 들어, OF-Deg-Lin은 간 세포에 도달할 수 있었지만 비장에서 단백질 발현을 선택적으로 유도했다. 간 효소에 의한 LNP의 급속한 분해 때문일 수 있다고 가정했다. 폴리 에스테르 또는 폴리 카보네이트에 기초한 분해성 지질 또는 중합체의 합리적인 설계는 전달체의 분해를 보다 잘 제어할 수 있다.In certain tissues, the presence of ester functional groups can accelerate degradation of LNPs, potentially limiting protein expression. For example, OF-Deg-Lin was able to reach liver cells but selectively induced protein expression in the spleen. It was hypothesized that this could be due to the rapid degradation of LNPs by liver enzymes. Rational design of degradable lipids or polymers based on polyester or polycarbonate can better control the degradation of the carrier.

LNP로 간 이외의 특정 장기 또는 조직을 표적으로 하는 것이 더 어려운 것으로 입증되었다. 일부 LNP는 아포지 단백질 E-의존적 방식을 통해 간에서 축적되거나 흡수된다. APE의 경우, 중합체의 3 차 아미노 알코올의 핵심 구조가 특정 장기를 표적으로 하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 것이 밝혀졌다. It has proven more difficult to target specific organs or tissues other than the liver with LNPs. Some LNPs accumulate or are absorbed in the liver in an apolipoprotein E-dependent manner. In the case of APE, it has been found that the core structure of the tertiary amino alcohol of the polymer may play an important role in targeting specific organs.

최근, Michael 첨가를 통해 CKKK 올리고 펩티드로 PBAE의 아크릴 레이트기를 엔드 캡핑하여 항원 제시 세포 (APC)를 표적으로하는 올리고 펩티드 변형 PBAE (OM-PBAE)를 얻었다. 이러한 표적화 전략에는 한계가 있으며 일반적으로 특정 조직에 대한 성공적인 표적 솔루션을 찾기 위한 처리량이 많은 스크리닝. 리간드를 조직-특이적 수용체에 포함시키는 것과 같이 합리적으로 설계된 표적화 접근법은 대안적인 전략이다. Recently, oligopeptide-modified PBAEs (OM-PBAE) targeting antigen-presenting cells (APCs) were obtained by end-capping the acrylate groups of PBAE with CKKK oligopeptides via Michael addition. These targeting strategies have their limitations and typically require high-throughput screening to find successful targeted solutions for specific tissues. A rationally designed targeting approach, such as incorporating a ligand into a tissue-specific receptor, is an alternative strategy.

최근 수지상 세포 표면에서 시알 산-말단 당 단백질의 시험 관내 활성 표적화를 보고했다. 글루탐산-알라닌-류신-알라닌 (GALA)을 갖는 30- 아미노산 합성 펩티드는 EGFP-mRNA를 운반하는 폴리 플렉스에 접합된 반복 물이다. 그러나, 단백질 코로나를 형성하는 LNP의 임의의 옵소닌화는 표적화 리간드의 마스킹으로 인해 활성 표적화 전략에 해로울 수 있다. 따라서, 특정 조직을 표적화하는 새로운 전략이 임상적 과제를 해결하기 위해 연구될 필요가 있다.We recently reported the in vitro active targeting of sialic acid-terminated glycoproteins on the surface of dendritic cells. A 30-amino acid synthetic peptide with glutamic acid-alanine-leucine-alanine (GALA) is a repeat conjugated to a polyplex carrying EGFP-mRNA. However, any opsonization of LNPs forming a protein corona may be detrimental to active targeting strategies due to masking of the targeting ligand. Therefore, new strategies targeting specific tissues need to be studied to solve clinical challenges.

RNA 기반 치료제를 세포에 전달하는 분야에서, 그 최종 종점에는 엔도좀 탈출이 자리하고 있다. 간으로의 ASO 및 siRNA 전달은 ASGPR 표적 GalNAc-siRNA 접합체에 의해 해결될 수 있고, LNP에 의한 mRNA 및 CRISPR 전달은 확실해 보이지만, 효과적이고 임상적으로 준비된 RNA 기반 치료제를 간 이외의 전신에 전달하기 위한 접근은 아직 최종 종점 단계에 머물러 있다. In the field of delivering RNA-based therapeutics to cells, the final endpoint is endosomal escape. ASO and siRNA delivery to the liver can be addressed by ASGPR-targeted GalNAc-siRNA conjugates, and mRNA and CRISPR delivery by LNPs appear to be promising, but for the delivery of effective and clinically prepared RNA-based therapeutics to the whole body other than the liver. The approach is still at the final endpoint.

정확한 이유는 알려져 있지 않지만, ASGPR은 거대 분자 약물이 간세포로 전달되는 데 매우 적합한 특성을 가지고 있다. ASGPR은 혈중 asialoglycoproteins에 결합하여 그들을 clathrin-coated endosome으로 끌어 들여 분해를 위해 리소좀에 유입시킨다. ASGPR 결합된 asi-aloglycoproteins은 세포질로 빠져 나가는 것으로는 생각되지 않는다. Although the exact reason is unknown, ASGPR has properties that are very suitable for the delivery of macromolecular drugs to hepatocytes. ASGPR binds to blood asialoglycoproteins and draws them to the clathrin-coated endosome, where they enter the lysosome for degradation. ASGPR-bound asi-aloglycoproteins are not thought to escape into the cytoplasm.

그러나 간세포는 수많은 ASGPR를 세포 표면에 발현하는데, 이것들은 매 10~15분의 속도로 놀랄만큼 빠르게 순환한다. 최대의 RNAi 반응을 위해서는 최소 5,000개의 siRNA가 필요하다. ASGPR의 GalNAc 결합은 아주 드물게 막의 불안정성을 유발하며, 이는 수백만의 siRNA 분자가 ASGPR 엔도좀으로 매 15분 마다 들어가고, 0.01%보다 낮은 탈출 효율을 가짐으로써, GalNAc 전달을 통해 하루 동안 5,000개가 넘는 분자를 전달할 수 있다. 불행히도, 이렇게 빠른 속도로 수용체를 발현시키거나 엔도좀으로 빠르게 순환시킬 수 있는 다른 리간드-수용체 시스템은 존재하지 않는다. However, hepatocytes express numerous ASGPRs on the cell surface, which cycle remarkably fast, at rates of every 10 to 15 minutes. A minimum of 5,000 siRNAs are required for a maximal RNAi response. GalNAc binding of ASGPR rarely causes membrane instability, which allows millions of siRNA molecules to enter ASGPR endosomes every 15 minutes, with escape efficiencies lower than 0.01%, resulting in over 5,000 molecules per day via GalNAc delivery. can transmit Unfortunately, no other ligand-receptor system exists that can express the receptor at such a rapid rate or that can rapidly cycle into the endosome.

사실, 대부분의 세포 표면 수용체는 10,000-100,000 범위(또는 그 이하)로 발현되며, 카베올린 및 클라트린 매개 세포막 포집은 일반적으로 90분 단위로 회전된다. 이론적으로, 수용체를 표적으로 하는 전달법은 매 2시간마다 세포의 엔도좀에 ~ 100,000개 이상의 siRNA를 가져올 수 있다. 그러나 엔도좀 탈출 효율이 0.01% 미만으로 추정되는 경우 최소 5,000개인 필요 임계점에 도달하기가 어렵게 된다. 현재 여러 연구 그룹이 엔도좀 탈출 문제에 대한 해결책을 연구하고 있다.In fact, most cell surface receptors are expressed in the 10,000-100,000 range (or less), and caveolin and clathrin-mediated cell membrane entrapment are typically rotated every 90 min. Theoretically, a receptor-targeted delivery method could bring more than ~100,000 siRNAs to the cell's endosomes every 2 hours. However, if the endosome escape efficiency is estimated to be less than 0.01%, it becomes difficult to reach the required threshold of at least 5,000. Currently, several research groups are working on solutions to the problem of endosomal escape.

고전적인 접근법은 저분자성 엔도좀 분해 인자인 클로로퀸을 사용하는 것이다. 클로로퀸(chloroquine)은 세포막을 통해 수동적으로 확산하여 pH가 떨어지면 양성자가 되어 엔도좀 내부에 갇히게 되어 엔도좀 내 농도가 급격히 증가한다. 클로로퀸은 소수성 모티프를 지질 이중층에 삽입하고 일정 농도에서 엔도좀을 용해시킨다. 그러나 효과를 나타내는 농도에서 이러한 엔도좀 분해 인자들은 비 특이적으로 siRNA 화합물을 포함하는 엔도좀 뿐만 아니라 다른 세포 내 엔도좀을 용해시켜 독성을 일으킨다. 결과적으로, 이러한 저분자 엔도좀 분해 인자들은 개발 단계에서 주목을 받았지만, 현재 임상 용도로 쓰기에는 잠재적 독성 위험이 있다.The classic approach is to use chloroquine, a low molecular weight endosomal degradation factor. Chloroquine (chloroquine) passively diffuses through the cell membrane and becomes a proton when the pH falls and is trapped inside the endosome, and the concentration in the endosome sharply increases. Chloroquine inserts a hydrophobic motif into the lipid bilayer and dissolves endosomes at a certain concentration. However, at the concentration showing the effect, these endosome degrading factors non-specifically dissolve endosomes containing siRNA compounds as well as endosomes in other cells, thereby causing toxicity. As a result, these small molecule endosome degrading factors have received attention in the development stage, but present a potential toxicity risk for clinical use.

대안적인 엔도좀 탈출 접근법은 RNA에 직접적으로 엔도좀 분해성 펩타이드 또는 분자를 접합시켜 RNA 치료제를 함유하는 엔도좀에 대해 분해 작용을 제한시키는 방법이다. Arrowhead Pharmaceu-ticals는 two-molecule dynamic polyconjugate (DPC) 시스템을 개발하였다. siRNA는 콜레스테롤과 결합하여 혈액으로 큰 골재구조(저밀도 지단백질)를 형성하여 간으로 이동하여 간세포로 세포막 포집에 의해 흡수된다. 두 번째 분자는 막을 용해하는 구멍형성 멜리틴 펩타이드 (벌독에서 유래)의 유도체이다. Arrowhead는 pH 민감성으로 멜리틴을 합성하고 이를 GalNAc에 접합시켰다. An alternative endosomal escape approach is to conjugate endosomal degrading peptides or molecules directly to RNA to limit degradation to endosomes containing RNA therapeutics. Arrowhead Pharmaceu-ticals has developed a two-molecule dynamic polyconjugate (DPC) system. siRNA binds to cholesterol to form a large aggregate structure (low-density lipoprotein) in the blood, moves to the liver, and is absorbed by hepatocytes by cell membrane entrapment. The second molecule is a derivative of the pore-forming melittin peptide (derived from bee venom) that dissolves the membrane. Arrowhead synthesized melittin with pH sensitivity and conjugated it to GalNAc.

간세포 엔도좀의 낮은 pH에서 멜리틴은 활성화되고 엔도좀을 분해하여 siRNA를 세포질로 방출하도록 한다. 하지만, 멜리틴으로 인한 독성으로 인해 Arrowhead는 FDA와 진행하던 멜리틴에 의존하는 세 가지 임상 프로그램을 모두 중단하기로 결정했다. 이런 점은 엔도좀 탈출 문제를 해결하는 것이 어려운 과제임을 보여준다.At low pH of hepatocyte endosomes, melittin is activated and degrades endosomes to release siRNA into the cytoplasm. However, due to melittin toxicity, Arrowhead has decided to discontinue all three melittin-dependent clinical programs with the FDA. This point shows that solving the endosome escape problem is a difficult task.

Ⅲ. RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자Ⅲ. Multiparticulate comprising an RNA expression cassette

본 발명에서, 상기 RNA 발현 카세트는 폴리펩타이드를 암호화하는 단리된 폴리뉴클레오타이드로서, 상기 단리된 폴리뉴클레오타이드는, Unmodified mRNA; Modified mRNA; Self-amplifying mRNA; 및 Trans-amplifying mRNA;를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 1종 이상이다.In the present invention, the RNA expression cassette is an isolated polynucleotide encoding a polypeptide, wherein the isolated polynucleotide comprises: Unmodified mRNA; Modified mRNA; self-amplifying mRNA; And Trans-amplifying mRNA; any one or more selected from the group comprising.

<도 1>은 본 발명에 의한 RNA 발현 카세트를 포함하는 기본 복합입자(10) 및 복합입자(20)를 포함하는 RNA 발현 카세트 복합입자의 개념도로, 기본 복합입자(10)는 음전하를 갖는 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머가 정전기적 상호작용으로 구성하는 복합체(a)이고 복합입자(20)는 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머를 포함하는 기본 복합입자(10)의 층(21)과 음이온 폴리머 외곽층(22)을 포함하는 복합입자(b)이다.<FIG. 1> is a conceptual diagram of a basic composite particle 10 including an RNA expression cassette according to the present invention and an RNA expression cassette composite particle including the composite particle 20. The basic composite particle 10 is an RNA having a negative charge. The complex (a) is composed of an expression cassette and a cationic polymer through electrostatic interaction, and the complex particle 20 is the layer 21 of the basic complex particle 10 containing an RNA expression cassette and a cationic polymer and the outer layer of the anionic polymer A composite particle (b) comprising a layer (22).

바람직하게, 본 발명의 RNA 발현 카세트 복합입자는 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머와 음이온성 폴리머의 혼합에 의한 복합입자일 수 있다.Preferably, the RNA expression cassette multiparticulate of the present invention may be an RNA expression cassette, a multiparticulate by mixing a cationic polymer and an anionic polymer.

양이온성 폴리머 대 RNA 발현 카세트의 비율, 즉 입자의 순 전하가 중요하다. 따라서, 본 발명에서 양이온성 폴리머와 음이온성 폴리머류를 이용한 RNA 발현 카세트 복합입자 기반 전달 플랫폼을 개발하였다, The ratio of cationic polymer to RNA expression cassette, ie the net charge of the particle, is important. Therefore, in the present invention, an RNA expression cassette multiparticulate-based delivery platform using cationic polymers and anionic polymers was developed.

본 발명에서 RNA 발현 카세트 전달을 촉진하고, 단백질 번역을 증가시키고 RNases으로부터 RNA 발현 카세트를 보호하기 위해 다수의 새로운 RNA 발현 카세트 복합입자를 개발하였다. 본 발명은 급속한 세포외 RNA 발현 카세트 분해 및 혈청 단백질과의 응집에 대한 우려를 극복하여 RNA 발현 카세트의 전신 투여를 위한 가능성을 제시하고자한다. In the present invention, a number of novel RNA expression cassette multiparticulates have been developed to facilitate RNA expression cassette delivery, increase protein translation and protect RNA expression cassettes from RNases. The present invention seeks to overcome concerns about rapid extracellular RNA expression cassette degradation and aggregation with serum proteins to present a possibility for systemic administration of RNA expression cassettes.

또 다른 중요한 문제는 전신 전달 후 RNA 발현 카세트 전달체의 생체 분포이다. 주로 수지상 세포 활성화에 이상적이지 않은 간(liver)으로 특정 양이온성 지방 나노입자 착화 제제는 정맥 내 주사를 통해 전달되었다. 즉, 양전하를 띤 입자가 주로 폐를 표적으로 하는 반면, 음전하를 띤 입자는 이차 림프 조직 및 골수를 표적으로 전달되어 면역반응을 활성화시킨다. Another important issue is the biodistribution of RNA expression cassette carriers after systemic delivery. Certain cationic fat nanoparticle complexing agents were delivered via intravenous injection, primarily to the liver, which is not ideal for dendritic cell activation. That is, while positively charged particles mainly target the lungs, negatively charged particles are delivered to secondary lymphoid tissues and bone marrow to activate an immune response.

본 발명의 복합입자는 영상소재 및 중성 또는 양이온성 폴리펩타이드로 이루어진 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또는 RNA 발현 카세트에 영상 소재와 중성 분자인 콜레스테롤이 부착될 수 있다. 복합입자는 단백질의 암호화와 내포한 약학적 유효성분에 의한 약학적 기능, 영상 소재에 의한 영상화 기능 그리고 콜레스테롤에 의한 핵산의약품의 보호 기능을 동시에 함께 보유할 수 있다.The composite particle of the present invention may include any one or more selected from the group consisting of an imaging material and a neutral or cationic polypeptide. Alternatively, an imaging material and a neutral molecule, cholesterol, may be attached to the RNA expression cassette. The multiparticulates can simultaneously possess the protein encoding and pharmaceutical function by the contained pharmaceutical active ingredient, the imaging function by the imaging material, and the protection function of the nucleic acid drug by cholesterol.

상기 RNA 발현 카세트는 그 자체로는 인체 내 뉴클레오티드로 구성된 핵산을 분해시키는 효소에 대해 무방비 상태이기 때문에 그 효능을 온전히 표적 조직 내부로 전달하기 힘들고 신장 여과 기능에 의해 배출되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 복합체를 우수한 약물로 개발하기 위해, 상기 문제점을 극복하는 방법을 하기와 같이 제공하고 있다.Since the RNA expression cassette itself is defenseless against an enzyme that degrades nucleic acids composed of nucleotides in the human body, it is difficult to transmit its efficacy completely into the target tissue, and there is a problem in that it is discharged by the renal filtration function. Therefore, the present invention provides a method for overcoming the above problems in order to develop the complex into an excellent drug as follows.

<도 2>는 본 발명에 의한 상기 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자를 제조하는 방법을 도시한 것이다. 본 발명에서는 RNA 발현 카세트 자체가 음이온을 띄고 있다는 특성에 착안하여 양전하를 띄는 분자로 상기 RNA 발현 카세트를 코팅하여 기본 복합입자(10)를 제조하고 추가적으로 음이온성 다당류를 2차 코팅하여 복합입자(20)를 제조하는 방법을 제공한다.<Figure 2> shows a method for preparing a multiparticulate comprising the RNA expression cassette according to the present invention. In the present invention, paying attention to the characteristic that the RNA expression cassette itself has an anion, the RNA expression cassette is coated with a positively charged molecule to prepare a basic composite particle (10), and additionally, an anionic polysaccharide is second coated to make the composite particle (20) ) to provide a method for preparing

바람직하게, 본 발명의 RNA 발현 카세트 복합입자는 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머와 음이온성 폴리머의 혼합에 의한 복합입자일 수 있다.Preferably, the RNA expression cassette multiparticulate of the present invention may be an RNA expression cassette, a multiparticulate by mixing a cationic polymer and an anionic polymer.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 양이온성 폴리머는 상기 RNA 발현 카세트와 정전기적 상호작용으로 응축된 기본 복합입자(10)를 형성한다.More specifically, the cationic polymer forms the basic composite particle 10 condensed by electrostatic interaction with the RNA expression cassette.

상기 RNA 발현 카세트가 n개의 뉴클레오티드로 구성되어 있으며 분자당 n-1개의 음전하이고 또는 1 몰당 1.8 × 1025 음전하이다.The RNA expression cassette consists of n nucleotides and has n-1 negative charges per molecule or 1.8×10 25 negative charges per mole.

상기 양이온성 폴리머에서 대표적인 물질인, 프로타민(PS) 분자량이 5.8 kDa이고 염기성 아미노산, 특히 아르기닌(70~80 %)이 풍부하므로 몰당 양이온이 1.26 ± 1025이다. 따라서 복합체와 복합체를 형성하면 PS는 복합체 인산염 그룹의 음전하를 중성화시킨다. 일반적으로 PEC(Poly-Electrolyte Complex)라고 불리는 이 물질은 물에서 해리될 수 있는 그룹을 포함하고 있는 생물학적 거대 분자의 고분자로 구성되어 상호 작용하여 전하를 띤 구성 요소를 만든다.Protamine (PS), a representative material in the cationic polymer, has a molecular weight of 5.8 kDa and is rich in basic amino acids, particularly arginine (70-80%), so that the cation per mole is 1.26 ± 10 25 . Therefore, when complexed with the complex, PS neutralizes the negative charge of the complex phosphate group. These substances, commonly called Poly-Electrolyte Complexes (PECs), are composed of polymers of biological macromolecules containing groups that can dissociate in water and interact to form charged components.

본 발명의 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머의 전하 비율(charge ratio)이 1:0.4 이상 즉 RNA는 1이고 PS는 0.4 이상으로 하는 방법을 제공할 수도 있다.It is also possible to provide a method in which the charge ratio between the RNA expression cassette and the cationic polymer of the present invention is 1:0.4 or more, that is, RNA is 1 and PS is 0.4 or more.

상기 RNA 발현 카세트와 PS의 정전기적 상호작용으로 응집하는 기본 복합입자의 상호간의 결합은 RNA 발현 카세트와 PS 각각의 전하(charge)에 따라 결정되며 본 발명의 입자에서는 상기 RNA 발현 카세트와 PS (㎍/mL)의 중량비는 30:15~150, 바람직하게는 30:15~90, 더욱 바람직하게는 30:75일 수 있다.The binding between the basic multiparticulate particles that aggregate due to the electrostatic interaction of the RNA expression cassette and PS is determined according to the charge of each of the RNA expression cassette and PS, and in the particle of the present invention, the RNA expression cassette and PS (μg /mL) may be 30:15 to 150, preferably 30:15 to 90, more preferably 30:75.

상기 기본 복합입자(10)와 복합입자(20)를 구성하는 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리펩타이드의 정전기적 상호작용으로 RNA 발현 카세트의 원만한 방출을 위해 인간혈청알부민(HSA), 양치매성 생체 고분자, 음전하를 띤 나노입자 또는 RNA 발현 카세트및 CaCl2을 포함하는 염에서 선택된 어느 하나를 사용할 수도 있다.Human serum albumin (HSA), amniotic biopolymer, Any one selected from a salt containing negatively charged nanoparticles or an RNA expression cassette and CaCl 2 may be used.

본 발명에서 제시하는 기본 복합입자(10)에 있어서, RNA 발현 카세트는 이온 복합체를 형성하기 위하여 반드시 양이온성 폴리머를 더 포함한다. 즉 양이온성 폴리머와 정전기적 상호작용으로 인해 양이온성 폴리머 내부에 봉입된 음전하의 RNA는 형성된 이온 복합체는 입자의 코어 부분에 위치한다. 상기 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머의 접촉으로 형성되는 기본 복합입자(10)의 층(21)은 강한 양전하를 띠고 있어 세포에 부착력이 증가하고 조직 장벽을 통과하기 힘들다는 문제가 있다. In the basic composite particle 10 presented in the present invention, the RNA expression cassette necessarily further contains a cationic polymer to form an ionic complex. That is, the ionic complex formed by the negatively charged RNA encapsulated in the cationic polymer due to the electrostatic interaction with the cationic polymer is located in the core part of the particle. The layer 21 of the basic composite particle 10 formed by the contact of the RNA expression cassette with the cationic polymer has a strong positive charge, so there is a problem in that adhesion to cells is increased and it is difficult to pass through the tissue barrier.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하고자 생체적합성이 좋으며 음전하를 띄고 있는 음이온성 폴리머를 사용하여 2차로 상기 양이온성 폴리머층(21) 외면에 코팅하여 음이온성 폴리머 층(22)을 형성하여 복합입자(20)를 제조할 수 있다.In the present invention, in order to solve this problem, the anionic polymer having good biocompatibility and having a negative charge is used to coat the outer surface of the cationic polymer layer 21 secondarily to form the anionic polymer layer 22 to form the composite particles 20 ) can be prepared.

상기 음이온성 폴리머 층 코팅단계는 음이온성 폴리머를 넣어 상기 양이온 분자층(21) 외면에 상기 음이온성 폴리머 층(22)을 정전기적 인력으로 코팅하는 단계이다.The anionic polymer layer coating step is a step of adding an anionic polymer and coating the anionic polymer layer 22 on the outer surface of the cationic molecular layer 21 by electrostatic attraction.

상기 기본 복합입자(10)와 복합입자(20)의 조성물 및 제조방법을 자세히 살펴보면 하기와 같다.The composition and manufacturing method of the basic composite particle 10 and the composite particle 20 will be described in detail as follows.

상기 RNA 발현 카세트는 혈중 안정성을 증가시키거나 면역 반응을 약화시키는 등의 목적을 위해 백본(backbone), 당 또는 염기가 화학적으로 변형되거나 말단이 수식될 수 있다. 구체적으로는, RNA의 포스포다이에스테르(phosphodiester) 결합의 일부를 포스포로티오에이트(phosphorothioate) 또는 보라노포스페이트(boranophosphate) 결합으로 대체하거나, 일부 리보오스 염기의 2'-OH 위치에 메틸기, 메톡시에틸기, 불소 등의 다양한 작용기가 도입된 수식된 뉴클레오티드를 1종 이상 포함할 수 있다.The RNA expression cassette may have a backbone, sugar, or base chemically modified or terminally modified for the purpose of increasing blood stability or weakening an immune response. Specifically, a part of the phosphodiester bond of RNA is replaced with a phosphorothioate or boranophosphate bond, or a methyl group, methoxyl group at the 2'-OH position of some ribose bases It may include one or more modified nucleotides into which various functional groups such as an ethyl group and fluorine are introduced.

또한, 상기 RNA 발현 카세트의 하나 이상의 말단은 콜레스테롤, 토코페롤 및 탄소수 10 내지 24개의 지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 수식될 수 있다. 상기 콜레스테롤, 토코페롤 및 탄소수 10 내지 24개의 지방산에는 콜레스테롤, 토코페롤 및 지방산의 각 유사체, 유도체, 및 대사체가 포함된다.In addition, one or more ends of the RNA expression cassette may be modified with one or more selected from the group consisting of cholesterol, tocopherol and fatty acids having 10 to 24 carbon atoms. The cholesterol, tocopherol and fatty acids having 10 to 24 carbon atoms include cholesterol, tocopherols and their respective analogs, derivatives, and metabolites.

본 발명에서, RNA 발현 카세트는 전체 조성물의 중량을 기준으로, 0.05 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 보다 구체적으로는 0.1 내지 5중량%, 보다 더 구체적으로는 0.5 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 RNA 발현 카세트의 함량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 0.05 중량% 미만이면 약물에 비하여 사용되는 전달체의 양이 너무 많아서 전달체에 의한 부작용이 있을 수 있고, 10 중량%를 초과하면, 나노입자의 크기가 너무 커져 나노입자의 안정성이 저하되고 필터 멸균시 손실율이 커질 우려가 있다.In the present invention, the RNA expression cassette may be included in an amount of 0.05 to 10% by weight, more specifically 0.1 to 5% by weight, even more specifically 0.5 to 3% by weight, based on the weight of the total composition. . If the content of the RNA expression cassette is less than 0.05% by weight based on the weight of the total composition, there may be side effects due to the carrier because the amount of the carrier used compared to the drug is too large, and if it exceeds 10% by weight, the size of the nanoparticles becomes too large, the stability of nanoparticles is reduced, and there is a fear that the loss rate during filter sterilization may increase.

구체적인 실시례에서, 상기 양이온성 폴리머는, RNA 발현 카세트와 정전기적 상호작용에 의해 결합되어 복합체를 형성하고, 상기 복합체는 음이온성 폴리머의 나노입자 구조 내부에 봉입된다. 따라서, 상기 양이온성 폴리머는, RNA 발현 카세트와 정전기적 상호작용에 의해 복합체를 형성할 수 있는 모든 형태의 화합물을 포함하며, 예를 들어, 양이온성 지질 또는 양이온성 고분자 종류일 수 있다.In a specific embodiment, the cationic polymer is bound to the RNA expression cassette by electrostatic interaction to form a complex, and the complex is encapsulated within the nanoparticle structure of the anionic polymer. Accordingly, the cationic polymer includes all types of compounds capable of forming a complex by electrostatic interaction with the RNA expression cassette, and may be, for example, cationic lipids or cationic polymers.

양이온성 폴리머cationic polymer

본 발명의 기본 복합입자(10)는 상기 RNA 발현 카세트와 상기 양이온성 폴리머는 정전기적 상호 작용에 의해 응축되는 복합체이다. (-) 전하를 띄는 상기 RNA 발현 카세트와 (+) 전하를 띄는 양이온성 폴리머가 서로 혼합되면 응축될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 강한 양전하를 가지는 분자는 이 음전하의 RNA 발현 카세트를 둘러싸면서 응축 또는 압축하여 입자 크기를 줄일 수 있다. The basic composite particle 10 of the present invention is a complex in which the RNA expression cassette and the cationic polymer are condensed by electrostatic interaction. When the RNA expression cassette having a (-) charge and a cationic polymer having a (+) charge are mixed with each other, they may be condensed. More specifically, molecules having a strong positive charge surround the negatively charged RNA expression cassette and condense or compress to reduce the particle size.

본 발명에 있어서, 표현 "양이온성 폴리머" 는 적어도 수중에서의 양이온성을 나타내는 폴리머를 나타내고, 전체로서 양이온성을 나타내는 양쪽성 폴리머를 또한 포함한다.In the present invention, the expression "cationic polymer" denotes a polymer exhibiting cationicity at least in water, and also includes amphoteric polymers exhibiting cationicity as a whole.

본 발명에 있어서, 양이온화도가 0.2 이상인 폴리머를 사용한다. 상기 양이온성 폴리머를 사용함으로써, 음이온성 폴리머와 복합입자를 용이하게 형성할 수 있다.In the present invention, a polymer having a cationization degree of 0.2 or more is used. By using the cationic polymer, it is possible to easily form the anionic polymer and the composite particles.

다른 한편으로는, 음이온성 폴리머와 복합입자를 형성하는 관점에서, 양이온성 폴리머의 양이온화도에 대한 특정한 상한은 없다. 기준으로서, 양이온화도가 2 이하인 양이온성 폴리머를 사용할 수 있다.On the other hand, there is no specific upper limit on the degree of cationization of the cationic polymer from the viewpoint of forming multiparticulates with the anionic polymer. As a reference, cationic polymers having a cationization degree of 2 or less can be used.

이와 관련하여, 표현 "양이온화도" 는 이하의 식에 따른 계산에 의해 얻을 수 있는 값을 나타낸다.In this regard, the expression "cationization degree" denotes a value obtainable by calculation according to the following formula.

{(폴리머에 함유되는 양이온성 관능기의 수) - (폴리머에 함유되는 음이온성 관능기의 수)}/ 폴리머를 구성하는 모노머의 총량{ (the number of cationic functional groups contained in the polymer) - (the number of anionic functional groups contained in the polymer) }/ total amount of monomers constituting the polymer

본 발명에서 사용되는 양이온성 폴리머는, 이것이 양이온성 관능기를 갖는 한, 천연물 또는 합성물일 수 있다.The cationic polymer used in the present invention may be a natural product or a synthetic product as long as it has a cationic functional group.

양이온성 폴리머에 함유되는 양이온성 관능기의 예는, 아미노 기, 구아니디노 기 및 이미노 기를 포함한다. 본 발명의 양이온성 폴리머는, 이들 기를 폴리머의 측쇄 또는 주쇄에 함유한다.Examples of the cationic functional group contained in the cationic polymer include an amino group, a guanidino group and an imino group. The cationic polymer of the present invention contains these groups in the side chain or main chain of the polymer.

상기 양이온성 폴리머는 양이온성 폴리펩티드, 양이온성 다당류, 양이온성 지질, 양이온성 표면활성제, 답즙산 또는 답즙산 유도체가 공유결합한 양이온성 분자 및 합성 중합체 등을 포함하며, 상기 양이온성 폴리머는 키토산(chitosan), 글라이콜 키토산(glycol chitosan), 프로타민(protamine), 폴리라이신(polylysine), 폴리아르기닌(polyarinine), 폴리아미도아민(PAMAM), 폴리에틸렌이민(polyethylenimine), 덱스트란(dextran), 히알루론산(hyaluronic acid), 알부민(albumin), 고분자폴리에틸렌이민(PEI), 폴리아민 및 폴리비닐아민(PVAm) 등이다.The cationic polymer includes cationic polypeptides, cationic polysaccharides, cationic lipids, cationic surfactants, cationic molecules and synthetic polymers covalently bound to bile acid or bile acid derivatives, and the cationic polymer is chitosan (chitosan). ), glycol chitosan, protamine, polylysine, polyarginine, polyamidoamine (PAMAM), polyethylenimine, dextran, hyaluronic acid ( hyaluronic acid), albumin, high molecular weight polyethyleneimine (PEI), polyamine, and polyvinylamine (PVAm).

본 발명에서 양이온성 폴리펩타이드의 종류는 특별히 한정되지는 않고, 전체 아미노산 잔기에 대한 염기성 아미노산 잔기의 비율이, 바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 99% 이상인 염기성 RNA가 바람직하게는 사용된다.In the present invention, the type of cationic polypeptide is not particularly limited, and the ratio of basic amino acid residues to all amino acid residues is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more. , more preferably 99% or more of basic RNA is preferably used.

특히, 염기성 아미노산 잔기만으로 구성되는 염기성 양이온성 폴리펩타이드가 바람직하게는 언급될 수 있다.In particular, a basic cationic polypeptide composed only of basic amino acid residues can be preferably mentioned.

염기성 양이온성 폴리펩타이드로서, 아르기닌 및 라이신으로 구성되는 RNA가 특히 적합하게 언급될 수 있다.As the basic cationic polypeptide, RNA composed of arginine and lysine can be mentioned particularly suitably.

구체적으로는, 폴리라이신, 또는 폴리아르기닌이 바람직하게는 사용된다.Specifically, polylysine or polyarginine is preferably used.

또한, 양이온성 폴리펩타이드로서, 단일 아미노산 잔기로 구성되는 양이온성 폴리펩타이드, 또는 2종 이상의 아미노산 잔기로 구성된 양이온성 폴리펩타이드를 사용할 수 있다.In addition, as the cationic polypeptide, a cationic polypeptide composed of a single amino acid residue, or a cationic polypeptide composed of two or more amino acid residues can be used.

본 발명의 양이온성 폴리펩타이드는 중량 평균 분자량은 100 내지 100,000인 분자로, 예를 들면 양이온성 폴리펩티드, 양이온성 다당류, 양이온성 지질, 양이온성 표면활성제 및 합성 중합체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The cationic polypeptide of the present invention is a molecule having a weight average molecular weight of 100 to 100,000, and may be, for example, selected from the group consisting of cationic polypeptides, cationic polysaccharides, cationic lipids, cationic surfactants, and synthetic polymers.

상기 양이온성 폴리펩티드는 프로타민(Protamine, PS), 세포 침투성 펩티드(CPP), 폴리-L-라이신(PLL: poly-L-lysine) 및 폴리아미도아민 (PAMAM: polyamidoamine)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 PS일 수 있다.The cationic polypeptide may be selected from the group consisting of protamine (PS), cell penetrating peptide (CPP), poly-L-lysine (PLL: poly-L-lysine) and polyamidoamine (PAMAM: polyamidoamine), and , preferably PS.

상기 양이온성 폴리펩타이드에 대한 후보자는 다양한 응용을 갖는 폴리 양이온성 펩티드인 프로타민(protamine)이다. 특히 약물 전달에 사용되며 주입된 인슐린 현탁액의 흡수를 지연시키는 효과가 보고되었다. 프로타민은 분자량이 5.8 kDa이고 염기성 아미노산, 특히 아르기닌 (70~80 %)이 풍부하므로 몰당 양이온이 1.26 ± 1025이다. 따라서 DNA와 복합체를 형성하면 프로타민은 DNA 인산염 그룹의 음전하를 중성화시킨다. 일반적으로 PEC(Poly-Electrolyte Complex)라고 불리는 이 물질은 물에서 해리될 수 있는 그룹을 포함하고 있는 생물학적 거대 분자의 고분자로 구성되어 상호 작용하여 전하를 띤 구성 요소를 만든다. PS는 동물의 정소 중에서 특히 연어를 포함한 어류의 정자 핵에 많이 존재하며, 히스톤과 같이 DNA와 회합 또는 해리를 통하여 유전정보 발현에 관여하는 단백질로 알려져 있다. 통상, 어류의 정자핵으로부터 추출되는 PS의 분자량은 약 4,000 내지 10,000이며, 구성 아미노산의 70% 이상이 아르기닌으로 존재하나 본 발명이 여기에 제한되는 것은 아니다. A candidate for the cationic polypeptide is protamine, a polycationic peptide with various applications. In particular, it is used for drug delivery and has been reported to have the effect of delaying the absorption of an injected insulin suspension. Protamine has a molecular weight of 5.8 kDa and is rich in basic amino acids, especially arginine (70-80%), so it has 1.26 ± 10 25 cations per mole. Thus, upon forming a complex with DNA, protamine neutralizes the negative charge of the DNA phosphate group. These substances, commonly called Poly-Electrolyte Complexes (PECs), are composed of polymers of biological macromolecules containing groups that can dissociate in water and interact to form charged components. PS is abundantly present in the sperm nucleus of fish, especially salmon, among testis of animals. Like histones, PS is known as a protein involved in the expression of genetic information through association or dissociation with DNA. Usually, the molecular weight of PS extracted from the sperm nucleus of fish is about 4,000 to 10,000, and 70% or more of the constituent amino acids are arginine, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따르면, 본 발명의 PS는 프로타민 P1(Protamine P1), 프로타민 1(Protamine 1) 및 프로타민 2(Protamine 2)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 두 가지 이상의 단백질일 수 있다.According to the present invention, the PS of the present invention may be one or two or more proteins selected from the group consisting of Protamine P1, Protamine 1, and Protamine 2).

본 발명의 PS는 PS 자체 및 그의 약제학적으로 허용 가능한 염을 모두 포함한다. 구체적으로 본 발명의 PS의 염은 염산염 또는 황산염을 포함한 산성 물질에 의한 염 형태를 포괄한다. PS은 염 형성 없이도 물에 용해가 가능하며 염 형태 또한 물에 용해가 가능하므로 어떤 형태로든 사용 가능하다. The PS of the present invention includes both PS itself and a pharmaceutically acceptable salt thereof. Specifically, the salt of PS of the present invention encompasses a salt form with an acidic substance including hydrochloride or sulfate. PS is soluble in water without salt formation, and since the salt form is also soluble in water, it can be used in any form.

더 치밀한 '입자' 구조를 얻기 위해, PS에 acrylamide를 처리하여 변형된 형태(mPS로 표시)과 HA에 acrylate 그룹을 처리하여 변형된 형태(mHA로 표시)를 사용할 수도 있으며, 이 경우 최종 겔은 UV 조사를 통해 광 가교 결합에 의해 구축할 수도 있다.In order to obtain a denser 'particle' structure, it is also possible to use a form modified by treating PS with acrylamide (expressed as mPS) and a form modified by treatment with an acrylate group on HA (denoted as mHA), in which case the final gel is It can also be constructed by photocrosslinking through UV irradiation.

폴리-L-라이신(PLL: poly-L-lysine)은 생분해설인 펩티드 결합으로 연결되어 있어 복합체와 이온복합체를 형성해서 세포 내로 전달될 수 있으나, 다소 독성을 나타내므로 단독으로 높은 전달효율을 나타내는 데에는 한계가 있어 CPP와 pH 의존성 CPP를 포함하는 엔도좀 파괴 물질이나 엔도좀 융합 펩티드 등을 부착시켜 사용할 수 있다.Poly-L-lysine (PLL: poly-L-lysine) is linked by a biodegradable peptide bond, so it can form a complex and an ionic complex and can be delivered into the cell. Because there is a limit, it can be used by attaching an endosome-destroying material or an endosome fusion peptide, including CPP and pH-dependent CPP.

현재 가장 흔히 사용되는 RNA 발현 카세트의 안정화 물질은 양전하를 띠는 폴리에틸렌이민(polyethylenimine, PEI)이나 체내 독성이 있어 사용에 제한이 있는 단점이 있다. 이에 반하여 PS는 세포독성이 없으며 음전하를 띠는 세포막(엔도솜의 막)으로의 투과와 RNA 발현 카세트의 엔도솜 탈출(endosomal escape)을 증진시켜 RNA 발현 카세트가 안전하게 세포질로 방출될 수 있도록 하는 장점이 있다.Currently, the most commonly used stabilizing material for RNA expression cassettes is polyethylenimine (PEI), which has a positive charge, but has a limitation in its use due to toxicity in the body. In contrast, PS has no cytotoxicity and promotes penetration into negatively charged cell membranes (membrane of endosomes) and endosomal escape of RNA expression cassettes, so that RNA expression cassettes can be safely released into the cytoplasm. There is this.

세포 침투성 펩티드(CPP)는 RNA 발현 카세트를 세포로 운반하는 데 광범위하게 사용된다. CPP는 세포 내에서 RNA 발현 카세트의 안정성과 생체 이용률을 증가시킨다. 따라서, RNA 발현 카세트를 전달하기 위한 CPP의 사용은 상당한 치료 이점을 가질 수 있다. 음으로 하전된 RNA 발현 카세트를 양전하를 띤 펩티드에 결합시키는 일반적인 방법은 비공유 정전기 상호 작용이다. Cell penetrating peptides (CPPs) are widely used to deliver RNA expression cassettes into cells. CPP increases the stability and bioavailability of RNA expression cassettes in cells. Thus, the use of CPPs to deliver RNA expression cassettes can have significant therapeutic advantages. A common method for binding negatively charged RNA expression cassettes to positively charged peptides is non-covalent electrostatic interaction.

상기 세포투과성 펩타이드(Cell Penetrating Peptides, CPP)에서 pH에 의해 세포투과성을 활성화하는 펩타이드는 (a) 유효농도(EC)이상의 높은 펩타이드 농도와 생리학적 pH 범위(pH 7.0)에서 막 투과성이 거의 없으며, (b) 엔도좀의 산성 pH 범위(pH5.5)와 유효농도(EC)이하 낮은 펩타이드 농도에서 막에 거대 분자 크기의 결함을 효율적으로 형성할 수 있으며 는 세포막투과를 증가시키는 도메인과 pH 의존성 막활성 도메인으로 구성된 펩타이드이다.In the cell-penetrating peptide (Cell Penetrating Peptides, CPP), the peptide that activates cell permeability by pH (a) has almost no membrane permeability at a high peptide concentration above the effective concentration (EC) and a physiological pH range (pH 7.0), (b) In the acidic pH range (pH5.5) of endosomes and low peptide concentrations below the effective concentration (EC), macromolecular-sized defects can be efficiently formed in the membrane, and a domain that increases cell membrane permeability and a pH-dependent membrane It is a peptide composed of an active domain.

pH에 의해 세포투과성을 활성화하는 세포투과성 펩타이드(Cell Penetrating Peptides, CPP)Cell Penetrating Peptides (CPP) that activates cell permeability by pH 종류type 아미노산서열amino acid sequence 비고note MelittinMelittin GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ (서열번호 1)GIGAVLKVLTGLPALISWIKRKRQQ (SEQ ID NO: 1) 넓은 pH 범위에서 막 활성화Membrane activation over a wide pH range LPLP GWWLALALALALALALASWIKRKRQQ (서열번호 2)GWWLALALALALALALALASWIKRKRQQ (SEQ ID NO: 2) Hylin a1Hylin a1 IFGAILPLALGALKNLIK (서열번호 3)IFGAILPLALGALKNLIK (SEQ ID NO: 3) LPE3-1LPE3-1 GWWLALAEAEAEALALASWIKRKRQQ (서열번호 4)GWWLALAEAEAEALALASWIKRKRQQ (SEQ ID NO: 4) 산성 pH에서
막 활성
at acidic pH
membrane active
pHD24pHD24 GIGAVLKVLATGLPALISWIKAAQQL (서열번호 5)GIGAVLKVLATGLPALISWIKAAQQL (SEQ ID NO: 5)

본 발명에 따르면, 본 발명은 Unmodified mRNA; Modified mRNA; Self-amplifying mRNA; 및 Trans-amplifying mRNA;를 포함하는 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자(10)를 제공한다.According to the present invention, Unmodified mRNA; Modified mRNA; self-amplifying mRNA; and Trans-amplifying mRNA; provides an RNA expression cassette/PS basic multiparticulate (10) containing.

본 발명에 따르면, 상기 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자(10)는 RNA 발현 카세트와 PS이 1:0.4~1:5 범위의 질량비로 혼합되어 제조되며 200 nm이하의 크기를 가지고 있고 양전하 특성을 보이는 특징이 있다.According to the present invention, the RNA expression cassette/PS basic composite particle 10 is prepared by mixing the RNA expression cassette and PS in a mass ratio in the range of 1:0.4 to 1:5, has a size of 200 nm or less, and has a positive charge characteristic. There are visible features.

상기 RNA 발현 카세트 및 PS의 중량비는 1:0.2~5, 바람직하게는 1:0.4~3.0일 수 있다. w/w의 비가 1:2.5 이하의 환경에서는 더욱 응축되다가 1:5 이상으로 PS가 추가될 경우 입자가 마이크로 이상의 크기가 될 수 있다.The weight ratio of the RNA expression cassette and PS may be 1:0.2-5, preferably 1:0.4-3.0. In an environment with a w/w ratio of 1:2.5 or less, it is further condensed, and when PS is added at a ratio of 1:5 or more, the particles may have a size of micro or larger.

본 발명의 입자는 물리 화학적 안정성으로 고순도의 물에서 안정적으로 유지되지만, 콜로이드 시스템에 염을 첨가하면 입자는 빠르게 응집될 수 있다. 소위 '입자'라고 불리는 이들 1세대 RNA 발현 카세트/PS 입자의 또 다른 단점은 입자에서부터 RNA 발현 카세트의 낮은 방출일 수도 있다.Although the particles of the present invention remain stable in high-purity water due to their physicochemical stability, the particles can rapidly aggregate when salt is added to the colloidal system. Another disadvantage of these first generation RNA expression cassettes/PS particles, so-called 'particles', may be the low release of the RNA expression cassette from the particle.

두 가지 문제를 극복하기 위해, 기본 복합입자의 응집을 방지하기 위해 생분해성, 무독성 거대 분자, 음전하를 띤 나노입자 또는 염을 조사했다. 또한, RNA 발현 카세트와 PS 사이의 세포 내 해리(dissociation)는 양친매성 생체 고분자, 음전하를 띤 나노입자 및 염으로 강화될 수 있다. To overcome the two problems, biodegradable, non-toxic macromolecules, negatively charged nanoparticles or salts were investigated to prevent aggregation of basic composite particles. In addition, intracellular dissociation between the RNA expression cassette and PS can be enhanced with amphiphilic biopolymers, negatively charged nanoparticles and salts.

상기 음전하를 띤 나노입자는 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 타이타늄 (Ti), 탄탈럼(Ta), 니오비움(Nb), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성 금속원소 또는 이들의 금속산화물이 하나 또는 그 이상의 배합으로 합성된 그룹으로부터 선택되는 나노입자일 수 있다.The negatively charged nanoparticles are silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), copper (Cu), tin (Sn), iron (Fe), nickel (Ni), ruthenium (Ru), titanium (Ti) ), tantalum (Ta), niobium (Nb), zirconium (Zr), a conductive metal element such as aluminum (Al), or a metal oxide thereof is a nanoparticle selected from the group synthesized by one or more combinations. have.

사람 혈청 알부민 (HSA)은 이러한 문제들을 해결할 수 있는 유망한 후보자일 수 있다. 약 65,000Da의 분자량과 생리 조건에서 약간 음의 표면 전하를 갖는 HSA는 및 미립자 제제 및 다른 의약품에서 널리 사용되는 무독성 거대 분자로 HSA는 보호 콜로이드이다. 이 콜로이드는 입자 매트릭스에만 작은 양으로 포획된다. 대부분의 거대 분자는 주변 매질에 남겨져 입자의 2차 응집을 억제한다. 높은 HSA 농도 (1000 ㎍/ml)에서 입자가 완전히 HSA로 코팅되어 이 보호 콜로이드에 의해 기본 복합입자의 안정성이 연장될 수 있다. Human serum albumin (HSA) may be a promising candidate to solve these problems. HSA, with a molecular weight of about 65,000 Da and a slightly negative surface charge under physiological conditions, is a non-toxic macromolecule widely used in particulate formulations and other pharmaceuticals. HSA is a protective colloid. These colloids are trapped only in small amounts in the particle matrix. Most of the macromolecules are left in the surrounding medium to inhibit secondary aggregation of the particles. At a high HSA concentration (1000 μg/ml), the particles can be completely coated with HSA so that the stability of the basic multiparticulate can be extended by this protective colloid.

양이온성 다당류의 예는 키토산(chitosan), 글리코키토산, 양이온성 셀룰로오스, 양이온화 구아 검 및 양이온화 전분을 포함한다.Examples of cationic polysaccharides include chitosan, glycochitosan, cationic cellulose, cationized guar gum and cationized starch.

본 발명은 양이온성 폴리머로 RNA 발현 카세트 기반 요법에 사용된 모든 다당류 중에서, RNA 발현 카세트 전달에 매우 적합한 적용 가능한 특성 및 특징적인 특징을 강조하기 위해 키토산을 구체적으로 선택하였다. 키토산의 글루코사민 단량체에서 양으로 하전된 아미노 그룹 또는 히알루론산의 글루쿠론산 단위에서 음으로 하전된 카복실 그룹을 제공한다. Among all polysaccharides used for RNA expression cassette-based therapy with cationic polymers, the present invention specifically selected chitosan to highlight applicable properties and characteristic features that are well suited for RNA expression cassette delivery. It provides a positively charged amino group in the glucosamine monomer of chitosan or a negatively charged carboxyl group in the glucuronic acid unit of hyaluronic acid.

키토산과 같은 양이온성 다당류는 RNA 발현 카세트와 정전기적으로 상호 작용하여 안정적으로 양으로 하전된 폴리플렉스를 형성할 수 있으며, RNA 발현 카세트의 가장 효율적인 세포내 전달은 양으로 하전된 나노 담체에 의해 명백히 달성된다. 이것은 두 가지 요소로 설명할 수 있다. 첫째, 음으로 하전된 핵산과의 효율적인 물리적 상호 작용은 뉴클레아제 분해로부터 이들을 보호한다. 둘째, 이들은 순 양전하를 제공하여 복합체의 세포의 음이온 표면과의 상호 작용을 향상시킨다.Cationic polysaccharides such as chitosan can electrostatically interact with RNA expression cassettes to form stably positively charged polyplexes, and the most efficient intracellular delivery of RNA expression cassettes is evident by positively charged nanocarriers. is achieved This can be explained by two factors. First, efficient physical interaction with negatively charged nucleic acids protects them from nuclease degradation. Second, they provide a net positive charge, enhancing the interaction of the complex with the anionic surface of the cell.

발명에서 사용되는 양이온성 폴리머는, 전체 조성물의 중량을 기준으로, 1 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 보다 구체적으로는 2 내지 40중량% , 보다 더 구체적으로는 3 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 양이온성 지질의 함량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 1중량% 미만이면 RNA 발현 카세트와 복합체를 형성할 수 있는 충분한 양이 되지 못하고, 50중량%를 초과하면, 나노입자의 크기가 너무 커져 나노입자의 안정성이 저하되고 필터 멸균시 손실율이 커질 우려가 있다.Cationic polymer used in the present invention, based on the weight of the total composition, may be included in 1 to 50% by weight, more specifically 2 to 40% by weight, even more specifically 3 to 30% by weight may be included. have. If the content of the cationic lipid is less than 1% by weight based on the weight of the total composition, it is not a sufficient amount to form a complex with the RNA expression cassette, and if it exceeds 50% by weight, the size of the nanoparticles is too large There is a risk that the stability of the particles may be reduced and the loss rate may increase during filter sterilization.

상기 양이온성 폴리머와 RNA 발현 카세트는, 정전기적 상호작용을 통해 결합하여, 복합체를 형성한다. 구체적인 실시례으로서, 상기 RNA 발현 카세트(P)과 양이온성 폴리머(N)의 전하량의 비율(N/P; RNA 발현 카세트의 음이온 전하에 대한 양이온성 화합물의 양이온 전하 비율)은, 0.5 내지 100일 수 있고, 보다 구체적으로는 1 내지 50, 보다 더 구체적으로는 2 내지 20일 수 있다. 상기 비율(N/P)이 0.5 미만인 경우에는 충분한 양의 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합체를 형성하기 어렵기 때문에, 0.5 이상이어야 충분한 양의 음이온 약물을 포함하는 복합체를 형성할 수 있어서 유리하다. 반면, 비율(N/P)이 100을 초과할 시에는 독성을 유발할 우려가 있으므로, 100 이하로 하는 것이 좋다.The cationic polymer and the RNA expression cassette bind to each other through electrostatic interaction to form a complex. As a specific example, the ratio of the charge amount of the RNA expression cassette (P) and the cationic polymer (N) (N/P; ratio of the cationic charge of the cationic compound to the anionic charge of the RNA expression cassette) is 0.5 to 100 days may be, more specifically 1 to 50, even more specifically 2 to 20. When the ratio (N/P) is less than 0.5, it is difficult to form a complex including a sufficient amount of the RNA expression cassette, so it is advantageous to be able to form a complex including a sufficient amount of an anionic drug when it is 0.5 or more. On the other hand, when the ratio (N/P) exceeds 100, there is a risk of causing toxicity, so it is preferable to set it to 100 or less.

음이온성 폴리머anionic polymer

본 발명의 복합입자(20)는 상기 양이온성 폴리머층(21) 외면에 코팅된 음이온성 폴리머 층(22)을 포함한다.The composite particle 20 of the present invention includes an anionic polymer layer 22 coated on the outer surface of the cationic polymer layer 21 .

상기 RNA 발현 카세트로 이루어진 기본 복합입자(10) 입자 외면을 코팅하고 있는 양이온성 폴리머 층(21)은 강한 양전하를 띠고 있어 조직 장벽을 통과하기 힘들다는 문제가 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하고자 생체 적합성이 좋으며 음전하를 띄고 있는 음이온성 폴리머를 사용하여 2차로 상기 양이온성 폴리머층 외면에 코팅하였다.The cationic polymer layer 21 coating the outer surface of the basic composite particle 10 made of the RNA expression cassette has a strong positive charge, so there is a problem in that it is difficult to pass through the tissue barrier. In the present invention, in order to solve this problem, an anionic polymer having good biocompatibility and a negative charge was used and coated on the outer surface of the cationic polymer layer.

본 발명은 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머와 음이온성 폴리머를 혼합하여 입자를 제조할 수도 있다.In the present invention, particles may be prepared by mixing an RNA expression cassette, a cationic polymer and an anionic polymer.

본 발명에 있어서, RNA 발현 카세트와 이온 복합체를 형성하기 위하여 반드시 양이온성 폴리머를 더 포함한다. 즉 음전하의 RNA 발현 카세트는 양이온성 폴리머와 정전기적 상호작용으로 인해 양이온성 폴리머 내부에 봉입된 이온 복합체를 형성하고, 형성된 이온 복합체는 음이온성 폴리머가 코팅하여 음이온성 폴리머층(22)이 형성된 복합입자의 코어 부분에 위치한다. In the present invention, a cationic polymer is necessarily further included in order to form an ionic complex with the RNA expression cassette. That is, the negatively charged RNA expression cassette forms an ionic complex enclosed in the cationic polymer due to electrostatic interaction with the cationic polymer, and the formed ionic complex is coated with an anionic polymer to form the anionic polymer layer 22 It is located in the core part of the particle.

상기 음이온성 폴리머 층(22) 코팅단계는 음이온성 폴리머를 넣어 상기 입자 외면에 상기 음이온성 폴리머 층을 정전기적 인력으로 코팅하는 단계이다.The coating step of the anionic polymer layer 22 is a step of adding an anionic polymer and coating the anionic polymer layer on the outer surface of the particle by electrostatic attraction.

본 발명에 따른 복합입자는 필수 요소로서 음이온성 폴리머를 함유한다. 음이온성 폴리머는 인체에 대해 해가 없는 한 제한되지는 않고, 음이온성 폴리머의 예는 적합하게는 실크 단백질 피브로인, 혈청알부민을 포함하는 음이온성 단백질, 폴리글루타민산 및 폴리아스파르트산을 포함하는 음이온성 폴리아미노산, 한천, 히알루로난, 콘드로이틴 설페이트, 덱스트란 설페이트, 헤파란 설페이트, 데르마탄 설페이트, 푸코이단, 케라탄 설페이트, 헤파린, 카라기난, 석시노글루칸, 아라비아 고무, 잔탄 검, 알긴산, 펙틴 및 카르복시메틸 셀룰로오스 등의 음이온성 다당류, 폴리아크릴산 및 이의 염을 포함한다. 특히, 히알루로난, 폴리글루타민산 및 이의 염이 적합하게는 언급될 수 있다.The multiparticulate according to the present invention contains an anionic polymer as an essential element. The anionic polymer is not limited as long as there is no harm to the human body, and examples of the anionic polymer are suitably silk protein fibroin, anionic protein including serum albumin, polyglutamic acid and polyaspartic acid anionic poly Amino acids, agar, hyaluronan, chondroitin sulfate, dextran sulfate, heparan sulfate, dermatan sulfate, fucoidan, keratan sulfate, heparin, carrageenan, succinoglucan, gum arabic, xanthan gum, alginic acid, pectin and carboxymethyl cellulose and anionic polysaccharides such as polyacrylic acid and salts thereof. In particular, hyaluronan, polyglutamic acid and salts thereof may be mentioned suitably.

음이온성 폴리머로서, 시판 제품을 사용할 수 있다.As the anionic polymer, a commercially available product can be used.

본 발명에서 사용되는 음이온성 폴리머의 분자량은 제한되지 않고, 바람직하게는 100~100000 kDa, 보다 바람직하게는 200~50000 kDa 이다.The molecular weight of the anionic polymer used in the present invention is not limited, preferably 100 to 100000 kDa, more preferably 200 to 50000 kDa.

구체적으로, 음이온성 폴리펩타이드로서 실크 단백질 피브로인 (Silk protein fibroin), 글라이아딘 (Gliadin), 알부민를 포함하는 단백질은(체내에서 발견되는 pH 7.4의 물에서 이온화되었을 때)은 음전하를 띤다.Specifically, as anionic polypeptides, proteins including silk protein fibroin, gliadin, and albumin (when ionized in water of pH 7.4 found in the body) are negatively charged.

알부민은 Abraxane과 다른 유형의 나노 의학의 향후 개발에서 성공을 보장하는 몇 가지 이점을 제공한다. 1) 알부민은 인간 혈액의 구성 요소이다. 내인성 단백질 (인간 혈청 35-50g / L)로 면역 원성이 없으며 알부민 기반 나노 입자에 대한 생체 적합성을 보장한다. 2) 인간 혈액에서 알부민의 반감기는 평균 약 19 일이다. 유리 약물과 달리 알부민은 혈장 곡선하 면적 (AUC) 값을 개선하는 데 도움이 되는 긴 반감기를 제공하여 상대적으로 긴 시간에 약물 농도를 유지한다. 3) 알부민은 고체 형태의 나노 의약품에 대한 우수한 동결 보호제이며 건조된 나노 입자를 주사 용액에 즉시 재분산할 수 있다. 이러한 장점은 임상 번역 가능한 나노 의약 개발에서 일반적인 문제인 약물 방출 및 침전물 형성을 피함으로써 상온 안정성 나노 의약 개발에 유리하다.Albumin offers several advantages that ensure success in future developments of Abraxane and other types of nanomedicine. 1) Albumin is a component of human blood. It is an endogenous protein (35-50 g/L of human serum), which is not immunogenic and ensures biocompatibility for albumin-based nanoparticles. 2) The half-life of albumin in human blood averages about 19 days. Unlike free drugs, albumin provides a long half-life that helps to improve plasma area under the curve (AUC) values, thus maintaining drug concentration over a relatively long time. 3) Albumin is an excellent cryoprotectant for nanopharmaceuticals in solid form, and the dried nanoparticles can be immediately redispersed in the injection solution. These advantages are advantageous for the development of room-temperature-stable nano-medicines by avoiding drug release and deposit formation, which are common problems in the development of clinically translatable nano-medicines.

일반적으로 나노 입자를 구성하는 데 사용되는 알부민에는 인간 혈청 알부민 (HSA)과 소 혈청 알부민 (BSA)의 두 가지 유형이 있다. 두 종류의 알부민 모두 혈청 알부민 단백질 (각각 사람 혈청 및 소 혈청)이며 물에 대한 높은 용해도, 혈액 내 긴 반감기, 유사한 분자량 (65-70 kDa), 유사한 수 등 많은 특성을 공유한다. 아미노산 잔기의 수 (HSA의 경우 585 개 아미노산, BSA의 경우 583 개 아미노산). 나노 의약을 구성하는 데있어 눈에 띄는 특성 차이는 없다. 따라서 두 종류의 알부민은 다기능 나노 입자를 설계하는 데 널리 사용되었다. 대체 알부민으로 개발된 기술은 쉽게 대체 될 수 있다. There are two types of albumin commonly used to construct nanoparticles: human serum albumin (HSA) and bovine serum albumin (BSA). Both types of albumin are serum albumin proteins (human serum and bovine serum, respectively) and share many properties, including high solubility in water, long half-life in blood, similar molecular weight (65-70 kDa), and similar number. Number of amino acid residues (585 amino acids for HSA, 583 amino acids for BSA). There is no noticeable difference in properties in what constitutes a nanomedicine. Therefore, both types of albumin have been widely used to design multifunctional nanoparticles. Technologies developed with alternative albumin can be easily replaced.

생체내 고분자 물질중 하나인 혈청 알부민은 생체 적합성이 우수할 뿐 아니라, 혈액 내에서 반감기가 19일에 이르는 매우 안정한 단백질로서 암조직과의 친화성이 우수하여 효과적인 암 축적능을 보인다. 따라서, 혈청 알부민은 다양한 저분자량 화학 약물, 단백질, 항체 등과 화학적으로 결합되어, 여러 약물의 생체 내에서의 안정성을 향상시키고 표적 암부위로 그 약물을 효과적으로 전달하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 대표적 소수성 항암제인 독소루비신(doxorubicin; Drug Delivery 6 (1999) 1-7)이나 메토트렉세이트 (methotrexate, MTX; Anticancer Drugs 8 (1997) 835-844) 등을 화학적으로 알부민에 결합시켜 암 표적성을 향상시키고, 약물의 혈액내 안정성을 향상시킨 연구가 보고된 바 있다. 또한, 알부민의 약물 전달체로서의 이용에 관하여는, 알부민의 암 조직에 대한 높은 표적성에 기초하여 암이 이식된 소동물에 알부민에 형광체를 붙이거나 방사선 동위원소로 표지하여 주입한 뒤 이를 영상화했을 때 많은 양의 알부민이 암 조직에 선택적으로 축적되는 것이 보고되었으며 (Cancer Research 46 (1986) 6387-6392), 이는 암 조직 주변의 느슨한 혈관에서 발생하는 증가된 침투 지연 (The Enhanced Permeability and Retention; EPR) 효과에 의해서 나타나는 것임을 알 수가 있다. 이와 같이 항암제 전달체로서의 알부민의 우수함은 알려진 바 있으나, 알부민 자체만으로는 강한 음전하를 띠는 siRNA 전달체로서 사용하기에는 결합력이 부족하다. 따라서 알부민의 고유한 특성은 유지하되 결합력을 증가시킬 수 있도록 변형이 필요하다.Serum albumin, one of the high molecular substances in the living body, has excellent biocompatibility and is a very stable protein with a half-life of 19 days in the blood. Therefore, serum albumin is chemically bound to various low molecular weight chemical drugs, proteins, antibodies, etc., and can be used to improve the in vivo stability of various drugs and effectively deliver the drugs to target cancer sites. For example, representative hydrophobic anticancer drugs such as doxorubicin (Drug Delivery 6 (1999) 1-7) or methotrexate (MTX; Anticancer Drugs 8 (1997) 835-844) are chemically bound to albumin to target cancer Studies have been reported to improve the drug and improve the stability of the drug in blood. In addition, with respect to the use of albumin as a drug carrier, based on the high targetability of albumin to cancer tissues, fluorescent or radioactive isotope-labeled albumin was injected into small animals transplanted with cancer. It has been reported that positive albumin selectively accumulates in cancer tissues (Cancer Research 46 (1986) 6387-6392), which results in the enhanced permeability and retention (EPR) effect occurring in loose blood vessels around cancer tissues. It can be seen that this is indicated by As such, the superiority of albumin as an anticancer drug carrier has been known, but albumin itself lacks binding force to be used as an siRNA carrier having a strong negative charge. Therefore, while maintaining the unique properties of albumin, modifications are required to increase the binding force.

히알루로난 염 및 폴리글루타메이트 염을 형성하는 염으로서, 소듐, 포타슘, 칼슘, 암모늄, 마그네슘, 염기성 아미노산 염 등이 언급될 수 있다.As salts forming hyaluronan salts and polyglutamate salts, sodium, potassium, calcium, ammonium, magnesium, basic amino acid salts and the like can be mentioned.

보다 구체적으로는, 음이온성 다당류로서 히알루로난 또는 이의 염을 사용하는 경우, 분자량이 바람직하게는 100~2000 kDa, 더욱 바람직하게는 200~1500 kDa인 히알루로난 또는 이의 염을 사용할 수 있다.More specifically, when hyaluronan or a salt thereof is used as the anionic polysaccharide, hyaluronan or a salt thereof having a molecular weight of preferably 100 to 2000 kDa, more preferably 200 to 1500 kDa may be used.

또한, 음이온성 폴리머로서 폴리글루타민산 또는 이의 염을 사용하는 경우, 분자량이 바람직하게는 500~30000kDa, 보다 바람직하게는 1000~20000 kDa, 더욱 바람직하게는 1500~15000 kDa 인 폴리글루탐산 또는 이의 염을 사용할 수 있다.In addition, when polyglutamic acid or a salt thereof is used as the anionic polymer, polyglutamic acid or a salt thereof having a molecular weight of preferably 500 to 30000 kDa, more preferably 1000 to 20000 kDa, still more preferably 1500 to 15000 kDa is used. can

음이온성 폴리머의 음이온화도는 특별히 한정되지는 않고, 양이온성 폴리펩타이드와의 복합입자의 형성을 촉진하는 관점에서, 하한은 바람직하게는 0.1 이상, 보다 바람직하게는 0.2 이상이다.The degree of anionization of the anionic polymer is not particularly limited, and the lower limit is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, from the viewpoint of promoting the formation of multiparticulates with the cationic polypeptide.

다른 한편으로, 양이온성 폴리펩타이드와 복합입자를 형성하는 관점에서, 음이온성 다당류의 음이온화도에 대한 특별한 상한은 없다. 기준으로서, 음이온화도가 2 이하인 음이온성 다당류를 사용할 수 있다.On the other hand, from the viewpoint of forming multiparticulates with the cationic polypeptide, there is no particular upper limit on the degree of anionization of the anionic polysaccharide. As a standard, anionic polysaccharides having an anionization degree of 2 or less can be used.

이와 관련하여, 표현 "음이온화도" 는 이하의 식에 따른 계산에 의해 얻어질 수 있는 값을 나타낸다.In this regard, the expression "anionization degree" denotes a value obtainable by calculation according to the following formula.

{(폴리머에 함유되는 음이온성 관능기의 수) - (폴리머에 함유되는 양이온성 관능기의 수)}/ 폴리머를 구성하는 모노머의 총량{(Number of anionic functional groups contained in polymer) - (Number of cationic functional groups contained in polymer) }/ Total amount of monomers constituting the polymer

본 발명의 음이온성 다당류는 헤파린(heparin), 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이틴황산(chondroitin sulfate), 카복시 메틸 셀룰로스(Carboxy methyl cellulose), 펙틴(Pectin), 카보폴스(Carbopols), 폴리아크릴레이츠(Polyacrylates) 및 음이온성 지질에서 선택될 수 있다.The anionic polysaccharide of the present invention is heparin, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, carboxy methyl cellulose, pectin, carbopols, polyacrylates (Polyacrylates) and anionic lipids.

상기 음이온성 지질은 포스파티딜세린, 포스파티드산, 포스파티딜콜린 및 포스파티딜 글리세롤로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.The anionic lipid may be selected from the group consisting of phosphatidylserine, phosphatidic acid, phosphatidylcholine and phosphatidylglycerol.

상기 음이온성 다당류는 음전하를 띄며 생체적 합성이 있는 분자를 제한없이 사용할 수 있다. The anionic polysaccharide has a negative charge and a molecule having biosynthesis can be used without limitation.

헤파린은 히드록시기, 카복실기 및 아미노기를 포함하는 구조로, 비분획 헤파린, 분자량 헤파린, 저분자량 헤파린, 헤파린 단편, 재조합 헤파린, 헤파린 유사체, 헤파란 설페이트, 헤파린 활성을 갖는 설폰화된 다당류 등을 사용할 수 있다.Heparin has a structure including a hydroxyl group, a carboxyl group and an amino group. Unfractionated heparin, molecular weight heparin, low molecular weight heparin, heparin fragment, recombinant heparin, heparin analog, heparan sulfate, sulfonated polysaccharide having heparin activity, etc. can be used. have.

상기 히알루론산(HA)은 기본단위로 디사카라이드 글루쿠로닌산-β(1-3) N-아세틸글루코즈-아민β(1-4)이 최고 50,000쌍으로 구성된 큰 복합 올리고사카라이드이다. 이는 세포외 매트릭스의 주요 성분으로써 생체내에서 발견된다. 이의 3차 구조는 직경이 약 50㎚인 무작위(random) 코일 형태이다.The hyaluronic acid (HA) is a large complex oligosaccharide composed of up to 50,000 pairs of disaccharide glucuronic acid-β(1-3) N-acetylglucose-amine β(1-4) as basic units. It is found in vivo as a major component of the extracellular matrix. Its tertiary structure is in the form of a random coil with a diameter of about 50 nm.

히알루론산(HA)은 전신 또는 국소적으로 인체의 질병과 질환을 치료하는데 사용되어 왔는 데 그 이유는 질병 또는 질환이 있는 부위로 활성물질을 표적 제공하는 능력이 있기 때문이다. 실험동물에서 손상된 경동맥(손상이 안 된 대측 동맥에 대해)과 대장암에서 HA가 형성됨을 볼 수 있고 이와 같은 실험동물의 피부에 유지된다는 것이 알려져 있다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 음이온성 다당류로의 중량 평균 분자량은 5 ~ 90 K 범위일 수 있다.Hyaluronic acid (HA) has been used to treat diseases and disorders in the human body, either systemically or locally, because of its ability to target active substances to diseased or diseased sites. It is known that HA can be seen in the damaged carotid artery (for the intact contralateral artery) and colorectal cancer in experimental animals and is maintained in the skin of these animals. The weight average molecular weight of the anionic polysaccharide usable in the present invention may be in the range of 5 to 90 K.

히알루론산 등의 상기 음이온성 다당류층은 상기 양이온성 폴리펩타이드층 외면에 정전기적 인력으로 코팅된다. 상기 기본 복합입자와 상기 히알루론산의 중량비가 1:0.5~2(기본 복합입자:HA) 범위일 수 있다.The anionic polysaccharide layer such as hyaluronic acid is coated on the outer surface of the cationic polypeptide layer by electrostatic attraction. The weight ratio of the basic composite particles to the hyaluronic acid may be in the range of 1:0.5 to 2 (basic composite particles: HA).

본 발명의 히알루론산(hyaluronic acid)은 아미노산과 우론산으로 이루어지는 복잡한 다당류의 하나로 세포독성이 없는 천연 분자 물질이며 체내 안정성이 뛰어나고 상기 히알루론산을 흡수할 수 있는 다양한 수용체가 존재하는 장점이 있다. 체내에 존재하는 히알루론산 수용체 중 CD44 수용체는 대부분의 암세포에 과발현되는 수용체로서 암을 선택적으로 표적하는 치료제의 타겟으로 사용될 수 있다.Hyaluronic acid of the present invention is a complex polysaccharide composed of amino acids and uronic acid, a natural molecular substance without cytotoxicity, has excellent stability in the body, and has various receptors capable of absorbing the hyaluronic acid. Among the hyaluronic acid receptors present in the body, the CD44 receptor is overexpressed in most cancer cells and can be used as a target for therapeutic agents that selectively target cancer.

상기 음이온성 폴리머 층은 최외곽층을 형성하고, 따라서, 상기 복합입자도 그 외부가 (-)전하를 나타낸다. 정상 피부의 경우에는 입자 표면의 정전기적 성질이 피부의 투과에 영향을 약간 미치긴 하는데, 양이온성 성질이 이를 더 높인다고 알려져 있다. 하지만, 피부 같은 경우에는 피지 지질(sebaceous lipid)과 상피 인지질(epidermal phospholipid)에서의 지방산의 구조가 손상되며, 이러한 결과로 인한 피부의 산성도(acidity)의 감소는 본 발명과 같이 (-) 성질을 띤 음이온성 복합입자의 침투를 용이하게 만든다.The anionic polymer layer forms the outermost layer, and thus, the composite particle also exhibits a negative charge on the outside thereof. In the case of normal skin, it is known that the electrostatic property of the particle surface slightly affects the skin permeation, but the cationic property enhances this. However, in the case of skin, the structure of fatty acids in sebaceous lipids and epidermal phospholipids is damaged, and as a result of this, the decrease in acidity of the skin is (-) property as in the present invention. It facilitates the penetration of strong anionic composite particles.

본 발명의 약물 조성물은 약학적 유효성분인 RNA 발현 카세트(코어), 양이온성 폴리머층(중간층) 및 음이온성 폴리머층(최외각층)로 구성되며, 입자 크기는 50~500nm, 바람직하게는 100~400nm, 더욱 바람직하게는 150~300nm 일 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 코어로 제공되는 약학적 유효성분으로 복합체 하이드로겔보다 입자 사이즈가 감소되었다.The drug composition of the present invention is composed of an RNA expression cassette (core), a cationic polymer layer (middle layer) and an anionic polymer layer (outermost layer), which are pharmaceutically active ingredients, and the particle size is 50 to 500 nm, preferably 100 to 400 nm, more preferably 150 to 300 nm. The pharmaceutical composition of the present invention has a reduced particle size than the composite hydrogel as a pharmaceutically active ingredient provided as a core.

본 발명은 상기 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리펩타이드로 이루어진 기본 복합입자의 외면층과 히알루론산 층을 더 포함하므로 생체 내 RNA 발현 카세트를 분해시키는 효소로부터 RNA 발현 카세트를 보호할 수 있다.The present invention can protect the RNA expression cassette from enzymes that degrade the RNA expression cassette in vivo because it further includes an outer layer and a hyaluronic acid layer of the basic composite particle composed of the RNA expression cassette and the cationic polypeptide.

또한, 본 발명은 마이크로 사이즈 또는 이에 준하는 나노 사이즈의 크기를 갖는 약학적 유효성분으로 하는 RNA 발현 카세트를 응축시켜 나노 사이즈로 입자 크기를 줄이고, 또한, 최외곽층을 (-) 전하를 띄는 히알루론산으로 코팅함에 따라 피부 장벽 통과가 용이한 입자를 제공할 수 있다.In addition, the present invention reduces the particle size to a nano size by condensing an RNA expression cassette containing a pharmaceutical active ingredient having a micro size or a nano size equivalent thereto, and also hyaluronic acid having a negative charge in the outermost layer It is possible to provide particles that can easily pass through the skin barrier by coating with .

천연 다당류natural polysaccharides

천연 다당류는 동물 (예: 키토산, 히알루론산), 식물 (예 : 전분, 셀룰로오스, 시클로 덱스트린, 펙틴), 조류 (예 : 알기네이트) 또는 박테리아 (예 : 덱스트란)에서 얻을 수 있다. 농업 및 식품 산업에서 화장품, 제약 및 생의학 분야에 이르기까지 광범위한 응용 분야가 있다. 다당류는 중성 또는 하전, 선형 또는 분지형 및 다양한 정도의 친수성을 갖는 탄수화물 구조를 형성하는 단당류에 의해 형성된다.Natural polysaccharides can be obtained from animals (eg chitosan, hyaluronic acid), plants (eg starch, cellulose, cyclodextrin, pectin), algae (eg alginates) or bacteria (eg dextran). It has a wide range of applications, from the agricultural and food industries to the cosmetic, pharmaceutical and biomedical sectors. Polysaccharides are formed by monosaccharides forming neutral or charged, linear or branched and carbohydrate structures with varying degrees of hydrophilicity.

약물 전달을 위한 의약품에 천연 다당류가 널리 사용되는 것은 생체 적합성, 생분해 성 및 저독성이다. 또한 후자의 독성을 완화하기 위한 전략으로서 합성 재료와 조합하여 사용되어왔다. 이들의 구조적 다양성은 최종 적용의 필요에 따라 각 경우에 가장 적합한 다당류를 선택할 수 있게 하며, 더욱 중요한 것은 그들의 기능적 그룹에 대한 화학적 변형에 의해 기능적 특성이 조정되고 최적화 될 수 있다는 점이다.The widespread use of natural polysaccharides in pharmaceuticals for drug delivery is their biocompatibility, biodegradability and low toxicity. It has also been used in combination with synthetic materials as a strategy to mitigate the latter toxicity. Their structural diversity makes it possible to select the most suitable polysaccharides in each case according to the needs of the final application, and more importantly, their functional properties can be tuned and optimized by chemical modifications to their functional groups.

많은 천연 다당류는 특정 작용기의 존재로 인해 생물학적 접착 특성을 가지므로 체류 시간이 개선된 나노 캐리어 디자인, 특히 장 및 폐 응용 분야에 유용한 출발 물질이 된다. 이러한 기의 존재는 또한 그의 전달 또는 표적화 능력을 향상시키기 위한 중합체 구조의 특정 변형을 허용한다. 또한, 천연 다당류는 중성 (예를 들어, 셀룰로오스, 풀루란, 전분, 덱스트란), 음으로 (예를 들어, 히알루론산, 알기네이트, 콘드로이틴 설페이트), 또는 양으로 하전된 (예를 들어, 키토산) 일 수 있다.Many natural polysaccharides have biological adhesion properties due to the presence of specific functional groups, making them useful starting materials for nanocarrier designs with improved retention times, especially for intestinal and lung applications. The presence of such groups also allows for certain modifications of the polymer structure to enhance its delivery or targeting ability. In addition, natural polysaccharides are neutral (eg, cellulose, pullulan, starch, dextran), negatively (eg, hyaluronic acid, alginate, chondroitin sulfate), or positively charged (eg, chitosan). ) can be

다당류의 종류Types of polysaccharides Animal PolysaccharidesAnimal Polysaccharides Chitin
Chitosan
Glycosamminoglycans
Chitin
Chitosan
Glycosamminoglycans
Vegetal PolysaccharidesVegetal Polysaccharides Land VegetalLand Vegetal Marine VegetalMarine Vegetal Cellulose
Pectins
Galactomannans
Acacia gum
Starch
Cellulose
Pectins
Galactomannans
Acacia gum
Starch
Alginate (Phaeophyceae brown seaweed)
Agar (Rhodophyceae red seaweed)
Carragenans (Rhodophyceae red seaweed)
-
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Alginate (Phaeophyceae brown seaweed)
Agar (Rhodophyceae red seaweed)
Carragenans (Rhodophyceae red seaweed)
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Microorganis/FungiMicroorganis/Fungi Alginate (Pseudomonas aeruginosa and Azotobacter vinelandii)
Dextran (Leuconostoc spp. and Lactobacillus spp.)
Gellan (Pseudomonas elodea)
Pullulan (Aureobasidium pullulans)
Scleroglucan (Sclerotium glucanicum) Xanthomonas campestris
Xanthan (Xanthomonas campestris)
Alginate (Pseudomonas aeruginosa and Azotobacter vinelandii)
Dextran (Leuconostoc spp. and Lactobacillus spp.)
Gellan (Pseudomonas elodea)
Pullulan (Aureobasidium pullulans)
Scleroglucan (Sclerotium glucanicum) Xanthomonas campestris
Xanthan (Xanthomonas campestris)

RNA 발현 카세트 기반 요법에 사용된 모든 다당류 중에서, 본 발명자들은 RNA 발현 카세트 전달에 매우 적합한 적용 가능한 특성 및 특징적인 특징을 강조하기 위해 히알루론산을 구체적으로 선택하였다. 히알루론산은 점막 점착성 폴리머이지만, 반대 전하를 가지고 있어 핵산 전달에 그 사용에 크게 영향을 미친다. 이러한 중요한 차이는 화학적 구조로부터 유래하는데, 이는 히알루론산의 글루쿠론산 단위에서 음으로 하전된 카복실 그룹을 제공한다. Among all polysaccharides used in RNA expression cassette-based therapy, we specifically selected hyaluronic acid to highlight applicable properties and characteristic features that are well suited for RNA expression cassette delivery. Although hyaluronic acid is a mucoadhesive polymer, it has an opposite charge, greatly affecting its use in nucleic acid delivery. This important difference stems from the chemical structure, which provides a negatively charged carboxyl group in the glucuronic acid unit of hyaluronic acid.

한편, RNA 발현 카세트 발현 카세트와 히알루론산과 같은 음이온성 다당류와의 회합은 사구체 모세관 벽을 통한 RNA 발현 카세트 배출을 피함으로써 생체 이용률을 향상시킬 수 있다. 실제로, 음으로 하전된 종은 사구체 막의 음전하로 확립된 반발력으로 인해 "필터링이 불가능하다". On the other hand, association of the RNA expression cassette expression cassette with anionic polysaccharides such as hyaluronic acid can improve bioavailability by avoiding RNA expression cassette release through the glomerular capillary wall. Indeed, negatively charged species are "unfilterable" due to the repulsive forces established by the negative charge of the glomerular membrane.

변형된 이온성 분자Modified Ionic Molecules

<변형된 양이온 분자> <Modified cation molecule>

본 발명에 따르면, 상기 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리펩타이드는 정전기적 상호작용으로 결합되어 있으며, 상기 양이온성 폴리펩타이드에 공유결합된 담즙산 또는 그의 유도체는 친수성의 이온성 기를 가진 형태로 입자의 표면에 위치하게 할 수도 있다.According to the present invention, the RNA expression cassette and the cationic polypeptide are coupled by electrostatic interaction, and the bile acid or a derivative thereof covalently bound to the cationic polypeptide has a hydrophilic ionic group on the surface of the particle. can also be positioned.

담즙산 또는 담즙산 유도체가 공유결합된 1종 이상의 양이온성 폴리펩타이드 및 복합체를 포함하고, 상기 공유결합된 담즙산 또는 담즙산 유도체는 이온성 기를 가지고 있는 입자를 제공한다.A bile acid or bile acid derivative comprises one or more cationic polypeptides and complexes covalently bound, wherein the covalently bound bile acid or bile acid derivative has an ionic group.

본 발명의 입자는 담즙산 또는 이의 유도체가 공유결합된 양이온성 폴리펩타이드 및 복합체 간의 정전기적 상호작용으로 형성되거나, 담즙산 또는 이의 유도체가 공유결합된 음이온성 다당류, 양이온성 폴리펩타이드 및 RNA 발현 카세트 간의 정전기적 상호작용으로 형성된 것으로, 보다 안전하게 RNA 발현 카세트의 세포 내재화를 유도할 수 있다.The particles of the present invention are formed by an electrostatic interaction between a cationic polypeptide and a complex to which a bile acid or a derivative thereof is covalently bound, or an anionic polysaccharide to which a bile acid or a derivative thereof is covalently bound, an electrostatic charge between a cationic polypeptide and an RNA expression cassette Formed by miraculous interactions, it can induce cellular internalization of RNA expression cassettes more safely.

즉, 본 발명의 기본 복합입자는 양이온성 폴리펩타이드와 RNA 발현 카세트가 입자의 코어에 존재하며, 친수성의 이온성 기를 가지는 담즙산이 입자의 표면에 위치하는, 담즙산이 표면 수식된 형태의 입자이다.That is, in the basic multiparticulate of the present invention, a cationic polypeptide and an RNA expression cassette are present in the core of the particle, and a bile acid having a hydrophilic ionic group is located on the surface of the particle, and the bile acid is a surface-modified particle.

상기 RNA 발현 카세트를 표적 세포로 전달하기 위하여 본 발명의 담즙산이 표면 위치하는 입자를 사용하는 경우 장 점막을 통해 복합체를 잘 전달함과 동시에 입자의 코어에 존재하는 이온 복합체로 인하여 위장관에서 매우 안전하였다. 이로부터 본 발명에 따른 복합체 전달용 입자는 경구 투여용으로 매우 적합함을 알 수 있다.In order to deliver the RNA expression cassette to a target cell, when the particles on the surface of the bile acid of the present invention are used, the complex is well delivered through the intestinal mucosa, and at the same time, it is very safe in the gastrointestinal tract due to the ionic complex present in the core of the particle. . From this, it can be seen that the particles for delivery of the complex according to the present invention are very suitable for oral administration.

본 발명에서 상기 담즙산 또는 이의 유도체는 이온성 분자와 공유결합될 수 있는 작용기 이외에 친수성의 이온성 기를 가지고 있다. 상기 이온성 분자는 디옥시콜린산 (DCA: deoxycholic acid), 우로디옥시콜린산 (taurodeoxycholic acid), 타우로콜린산 (TCA: taurocholic acid), 글리코콜린산(glycocholic acid) 및 글리코케노디옥시콜린산(glycochenodeoxycholic acid)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In the present invention, the bile acid or its derivative has a hydrophilic ionic group in addition to a functional group capable of covalently bonding with an ionic molecule. The ionic molecule is deoxycholic acid (DCA), urodeoxycholic acid (taurodeoxycholic acid), taurocholic acid (TCA: taurocholic acid), glycocholic acid (glycocholic acid) and glycochenodeoxycholine acid (glycochenodeoxycholic acid).

상기 담즙산은 소장의 회장 부분을 통해 95%이상의 높은 효율로 흡수가 되어 간으로 흡수되는데 이를 '장간 순환(enterohepatic circulation)'이라 하며, 이러한 장간 순환으로 지질 이동에 중요한 역할을 하는 생물학적 계면활성제로, 말단 장 부분에 존재하는 ASBT(apical sodium-dependent bile acid transporter)에 의해 특이적으로 인식되므로, 경구 전달에 있어서 표적 리간드로 작용할 수 있다.The bile acid is absorbed into the liver with a high efficiency of more than 95% through the ileum of the small intestine, which is called 'enterohepatic circulation'. Since it is specifically recognized by ASBT (apical sodium-dependent bile acid transporter) present in the distal intestinal region, it can act as a targeting ligand in oral delivery.

즉, 회장 부분을 통해 흡수가 이루어지는 답즙산은 상기 RNA 발현 카세트 전달용 입자의 표면에 위치함으로써 ASBT를 통하여 기존의 경구 투여 방식의 가장 큰 문제점인 장 내벽을 통한 상기 RNA 발현 카세트 전달용 입자의 타겟 세포내 흡수를 증대시키는 역할을 한다. 이로 인하여 본 발명의 RNA 발현 카세트 전달용 입자는 담즙산을 흡수하는 회장 부분을 통해 흡수가 용이하므로 경구용으로 사용될 수 있으며, 이로 인하여 약물의 생체내 이용률을 증대시킬 수 있다.That is, the bile acid, which is absorbed through the ileum, is located on the surface of the particle for delivery of the RNA expression cassette through ASBT, so that the target cell of the particle for delivery of the RNA expression cassette through the intestinal lining, which is the biggest problem of the existing oral administration method through ASBT It acts to increase my absorption. Due to this, the particles for delivery of the RNA expression cassette of the present invention are easily absorbed through the ileum for absorbing bile acid, so they can be used orally, thereby increasing the bioavailability of the drug.

본 발명에 있어서, 상기 담즙산 또는 이의 유도체는 이온성 분자의 작용기 수에 따라 공유결합되는 정도가 달라질 수 있다. 바람직하게 상기 담즙산 또는 이의 유도체 및 이온성 분자는 1:1 내지 1:300의 몰비로 공유결합될 수 있다.In the present invention, the degree of covalent bonding of the bile acid or its derivative may vary depending on the number of functional groups of the ionic molecule. Preferably, the bile acid or its derivative and the ionic molecule may be covalently bonded in a molar ratio of 1:1 to 1:300.

바람직하게, 상기 담즙산 또는 이의 유도체 및 키토산의 경우 1:1 내지 1:100의 몰비로 공유결합될 수 있다.Preferably, the bile acid or its derivative and chitosan may be covalently bonded in a molar ratio of 1:1 to 1:100.

바람직하게, 상기 담즙산 또는 이의 유도체 및 헤파린의 경우 1:1 내지 1:30의 몰비로 공유결합될 수 있다.Preferably, the bile acid or its derivative and heparin may be covalently bonded in a molar ratio of 1:1 to 1:30.

바람직하게, 상기 담즙산 또는 이의 유도체 및 히알루론산의 경우에는 1:1 내지 1:200의 몰비로 공유결합될 수 있다.Preferably, the bile acid or its derivative and hyaluronic acid may be covalently bonded in a molar ratio of 1:1 to 1:200.

본 발명에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트 입자는 입자 크기에 관계없이 흡수가 가능하나, 바람직하게는 500 nm 이하일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100 내지 300 nm이다.In the present invention, the RNA expression cassette particles can be absorbed regardless of the particle size, preferably 500 nm or less, more preferably 100 to 300 nm.

본 발명에 있어서, RNA 발현 카세트와 상기 담즙산 또는 담즙산 유도체가 이온결합된 이온성 분자는 1:0.5 내지 1:70의 질량비, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:5의 질량비로 결합될 수 있다. In the present invention, the RNA expression cassette and the ionic molecule to which the bile acid or the bile acid derivative is ionically bound may be bound in a mass ratio of 1:0.5 to 1:70, preferably 1:0.5 to 1:5.

본 발명에 있어서, 상기 담즙산 또는 담즙산 유도체가 이온결합된 복합체 및 양이온성 폴리펩타이드는 1:0.5 내지 1:10, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:5 질량비로 혼합될 수 있다. 양이온성 폴리펩타이드가 결합할 수 있는 한계가 있고 최적의 강한 결합능력을 가질 수 있는 범위에서만 전달이 가능하기 때문에 상기 범위 내에서 양이온성 폴리펩타이드와 RNA 발현 카세트의 정전기적 상호작용에 따른 이온복합체의 형성이 잘 이루어진다.In the present invention, the bile acid or the bile acid derivative ion-coupled complex and the cationic polypeptide may be mixed in a mass ratio of 1:0.5 to 1:10, preferably 1:0.5 to 1:5. Because there is a limit to the binding of the cationic polypeptide and delivery is possible only in a range that can have an optimal strong binding ability, the ionic complex according to the electrostatic interaction of the cationic polypeptide and the RNA expression cassette within the above range Formation is well done.

<변형된 음이온 분자><Modified Anion Molecules>

또한, 본 발명은 담즙산 또는 담즙산 유도체가 공유결합된 1종 이상의 음이온성 다당류, RNA 발현 카세트를 포함하는 RNA 발현 카세트/양이온성 폴리펩타이드 입자를 포함하고, 상기 공유결합된 담즙산 또는 담즙산 유도체는 이온성 기를 가지고 있는 RNA 발현 카세트 입자를 유효성분으로 포함하는 약학 조성물을 제공한다.In addition, the present invention includes an RNA expression cassette/cationic polypeptide particle comprising one or more anionic polysaccharides and an RNA expression cassette covalently bound to a bile acid or bile acid derivative, wherein the covalently bound bile acid or bile acid derivative is ionic It provides a pharmaceutical composition comprising an RNA expression cassette particle having a group as an active ingredient.

본 발명의 타우로콜린산은 담즙산의 일종으로 체내에서 분비되어 소화과정 중 지질 또는 비타민의 흡수를 돕는 물질로 알려져 있으며 장간 순환을 통해 90%이상 재흡수되는 특징이 있다. 상기 타우로콜린산은 소화과정에서 소장 말단에서 ASBT(Apical Sodium dependent Bile acid Transporter)에 의하여 대부분이 흡수된다. 따라서 타우로콜린산을 히알루론산에 결합하여 입자를 제조하면 소장에서의 경구 흡수율을 향상시킬 수 있으며 장간 순환을 통한 전달성이 향상되는 장점이 있다.Taurocholic acid of the present invention is a kind of bile acid, secreted in the body and known as a substance that helps the absorption of lipids or vitamins during the digestive process, and is characterized by being reabsorbed by more than 90% through the intestinal circulation. Most of the taurocholic acid is absorbed by ASBT (Apical Sodium Dependent Bile Acid Transporter) at the end of the small intestine during digestion. Therefore, if taurocholic acid is combined with hyaluronic acid to prepare particles, the oral absorption rate in the small intestine can be improved, and delivery through enteric circulation is improved.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 히알루론산(hyaluronic acid)-타우로콜린산(taurocholic acid) 결합체를 제공한다.According to one embodiment of the present invention, the present invention provides a hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 히알루론산-타우로콜린산 결합체는 히알루론산과 타우로콜린산이 1:1~1:100 범위의 첨가몰비(feed mole ratio, 히알루론산:타우로콜린산)로 혼합되어 제조되며 음전하를 띠는 특징이 있다.According to another embodiment of the present invention, in the hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate of the present invention, hyaluronic acid and taurocholic acid are added in a molar ratio of 1:1 to 1:100 (feed mole ratio, hyaluronic acid: taurocholine) acid), and has the characteristic of having a negative charge.

상기 히알루론산-타우로콜린산 결합체가 양전하의 특성을 띠면 양전하의 특성을 가지는 RNA 발현 카세트/PS 결합체와 결합할 수 없는 단점이 있다.If the hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate has a positive charge, there is a disadvantage in that it cannot bind to an RNA expression cassette/PS conjugate having a positive charge.

본 발명에 따르면, 상기 히알루론산-타우로콜린산 결합체는 히알루론산과 타우로콜린산이 1:1~1:100 범위의 첨가몰비(feed mole ratio, 히알루론산:타우로콜린산)로 혼합하여 제조할 수 있다. 바람직하게는 상기 히알루론산-타우로콜린산 결합체는 히알루론산과 타우로콜린산이 1:1∽1:50 범위의 첨가몰비로 혼합하여 제조할 수 있으며 보다 바람직하게는 1:10 범위의 첨가몰비로 혼합하여 제조할 수 있다.According to the present invention, the hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate is prepared by mixing hyaluronic acid and taurocholic acid in a feed mole ratio in the range of 1:1 to 1:100 (feed mole ratio, hyaluronic acid: taurocholic acid). can do. Preferably, the hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate can be prepared by mixing hyaluronic acid and taurocholic acid in an addition molar ratio of 1:1∽1:50, and more preferably in an addition molar ratio of 1:10. It can be prepared by mixing.

상기 히알루론산과 타우로콜린산을 1:1 범위 미만의 첨가몰비로 혼합하여 제조하면 복합체/PS를 코팅하는데 효율적이지 않으며 상기 히알루론산과 타우로콜린산을 1:100 범위를 초과한 첨가몰비로 혼합하여 제조하면 결합비율이 유사한 히알루론산-타우로콜린산 결합체만이 만들어지므로 경제적으로 효율적이지 않다.If it is prepared by mixing the hyaluronic acid and taurocholic acid in an addition molar ratio of less than 1:1, it is not efficient to coat the complex/PS, and the hyaluronic acid and taurocholic acid are added in a molar ratio exceeding 1:100. When prepared by mixing, it is not economically efficient because only a hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate having a similar binding ratio is made.

본 발명의 경구투여용 복합체 입자는 상기 RNA 발현 카세트/PS가 히알루론산-타우로콜린산 결합체에 의해 코팅된 형태를 가진다.The complex particle for oral administration of the present invention has a form in which the RNA expression cassette/PS is coated with a hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate.

상세하게는 본 발명의 경구투여용 복합체 입자는 내부에 상기 RNA 발현 카세트/PS가 위치하고 상기 RNA 발현 카세트/PS의 표면에 상기 히알루론산-타우로콜린산 결합체가 코팅된 형태를 가지며 음전하의 특성을 가지고 입자의 직경이 250nm 이하이며 상기 RNA 발현 카세트/PS 단백질의 봉입률이 90% 이상인 특징이 있다.In detail, the complex particle for oral administration of the present invention has a form in which the RNA expression cassette / PS is located and the hyaluronic acid-taurocholic acid conjugate is coated on the surface of the RNA expression cassette / PS, and the characteristic of negative charge It has a particle diameter of 250 nm or less, and the RNA expression cassette/PS protein encapsulation rate is 90% or more.

상기 RNA 발현 카세트/PS 입자의 직경이 100nm를 초과하면 하기 HA-TCA 결합체의 코팅으로 제조된 RNA 발현 카세트/PS/HA-TCA 복합입자의 크기가 250nm를 초과하여 입자로서의 장점이 사라질 수 있으므로 이를 고려하여 상기 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자의 직경이 100nm 이하가 되도록 제조하는 것이 바람직하다. 또한 상기 RNA 발현 카세트PS 기본 복합입자의 전하특성이 음전하를 띠게 되면 음전하를 띠는 HA-TCA 결합체와의 결합(코팅)이 어려운 단점이 있으므로 상기 RNA 발현 카세트PS 기본 복합입자가 양전하를 띠도록 제조하는 것이 바람직하다.When the diameter of the RNA expression cassette / PS particle exceeds 100 nm, the size of the RNA expression cassette / PS / HA-TCA composite particle prepared by the coating of the following HA-TCA conjugate exceeds 250 nm. In consideration of the above, it is preferable to prepare the RNA expression cassette/PS basic composite particle to have a diameter of 100 nm or less. In addition, when the charge characteristic of the RNA expression cassette PS basic composite particle is negatively charged, binding (coating) with the negatively charged HA-TCA conjugate is difficult, so the RNA expression cassette PS basic composite particle has a positive charge. It is preferable to do

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 RNA 발현 카세트PS/HA-TCA 복합입자의 약제학적 유효량을 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically effective amount of the RNA expression cassette PS / HA-TCA multiparticulate.

또한, 상기 음이온 분자에 표적화 분자를 공유결합으로 연결할 수도 있다. 상기 복합체 입자를 능동적 운반체로 사용할 수 있다. 상기 표적화 분자는 세포표면에 결합하는 화합물, 항체 또는 펩티드, 압타머 또는 이들의 조합일 수 있다.In addition, the targeting molecule may be covalently linked to the anionic molecule. The composite particles can be used as an active carrier. The targeting molecule may be a cell surface-binding compound, antibody or peptide, aptamer, or a combination thereof.

2. RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자의 제조2. Preparation of multiparticulates containing RNA expression cassettes

본 발명에서, RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머를 포함하는 기본 복합입자의 수용액 및 음이온성 폴리머는 별도로 제조되고, 이러한 수용액을 서로 혼합하여 RNA 발현 카세트 전달용 복합입자를 제조할 수 있으며, 이를 제1 방법이라고 지칭하였다.In the present invention, the aqueous solution and the anionic polymer of the basic composite particle including the RNA expression cassette and the cationic polymer are separately prepared, and the aqueous solution is mixed with each other to prepare the composite particle for RNA expression cassette delivery, and the first called the method.

본 발명은 먼저, 유효성분으로 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머로 핵, 기본 복합입자를 제조하였다. In the present invention, first, nuclear and basic composite particles were prepared using an RNA expression cassette as an active ingredient and a cationic polymer.

본 발명에서, 양이온성 폴리머는 폴리펩티드, 펩티드. 알릴계 아민 폴리머 및/또는 양이온성 다당류이다. 이들 양이온성 폴리펩타이드를 사용하는 것에 의해, 복합입자의 안정성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the cationic polymer is a polypeptide, a peptide. allyl-based amine polymers and/or cationic polysaccharides. By using these cationic polypeptides, the stability of the multiparticulate can be improved.

본 발명은 양이온성 폴리머는 RNA 발현 카세트와 기본 복합입자를 형성한다. 본 발명은 또한 상기 서술한 복합입자의 제조 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 제조 방법은, 수성 용매중에서, RNA 발현 카세트, 및 양이온화도가 0.2이상인 양이온성 폴리머를 혼합하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 상기 서술한 기본복합입자를 용이하게 제조할 수 있다.In the present invention, the cationic polymer forms a basic multiparticulate with the RNA expression cassette. The present invention also relates to a method for producing the above-mentioned composite particles. That is, the production method of the present invention is characterized in that the RNA expression cassette and the cationic polymer having a cationization degree of 0.2 or more are mixed in an aqueous solvent. According to the present invention, the basic composite particles described above can be easily prepared.

본 발명은 RNA 발현 카세트 수용액 (A), 및 양이온성 폴리머의 수용액 (B)를 별도로 제조하고, 이들 수용액을 서로와 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이로써, (A) 및 (B)의 수용액을 별도로 제조하여 기본복합입자의 응집을 방지할 수 있다.The present invention is characterized in that an aqueous RNA expression cassette (A) and an aqueous solution of a cationic polymer (B) are separately prepared, and these aqueous solutions are mixed with each other. Accordingly, it is possible to prevent aggregation of the basic composite particles by separately preparing aqueous solutions of (A) and (B).

또한, 상기 기재된 수용액 (A)에 있어서의 RNA 발현 카세트의 농도는 바람직하게는 1.7 mM 이하이다. 또한, 상기 기재된 수용액 (B)에 있어서의 전체 양이온성 폴리머의 농도는 바람직하게는 1.7 mM 이하이다. 수용액 (A) 및 (B)에 있어서의 폴리머의 농도를 상기 기재된 범위로 설정함으로써, 응집하기 어려운 기본복합입자를 제조할 수 있다. In addition, the concentration of the RNA expression cassette in the aqueous solution (A) described above is preferably 1.7 mM or less. In addition, the concentration of the total cationic polymer in the aqueous solution (B) described above is preferably 1.7 mM or less. By setting the concentration of the polymer in the aqueous solutions (A) and (B) in the ranges described above, basic composite particles that are difficult to aggregate can be produced.

본 발명은 상기 서술한 제조 방법에 의해 제조된 기본복합입자에 관한 것이다. 본 발명의 기본복합입자는 안정성이 우수하다. The present invention relates to a basic composite particle prepared by the above-described manufacturing method. The basic composite particles of the present invention have excellent stability.

프로타민, 세포투과성 펩타이드, 키토산과 같은 양이온성 폴리펩타이드는 RNA 발현 카세트와 정전기적으로 상호 작용하여 안정적으로 양으로 하전된 폴리플렉스, 기본복합입자를 형성할 수 있다.Cationic polypeptides such as protamine, cell-penetrating peptides, and chitosan can electrostatically interact with RNA expression cassettes to form stably positively charged polyplexes, basic complex particles.

키틴은 셀룰로오스 다음으로 두 번째로 풍부한 천연 다당류이며 N-아세틸 글루코사민으로 구성된다. 키틴은 갑각류 외골격로부터 탄산 칼슘의 용해와 단백질 제거로 제조할 수 있다. 키토산은 키틴에 있는 N-아세틸 글루코사민 잔기의 전체 또는 부분 탈아세틸화로 제조된다. 키토산은 β (1 → 4) 글리코시드 결합으로 연결된 글루코사민과 N-아세틸 글루코사민의 공중 합체로 구성되며, 키틴의 부분적 알칼리 탈아세틸화로 제조된다. 키틴과 키토산은 생체 조직과 생체 적합성이 있으며 독성이 없다. "키토산"은 일반적으로 50 % 미만의 N-아세틸 글루코사민 잔기를 포함하는 천연 양이온성 바이오 폴리머를 의미한다. 키토산의 용해도, 소수성 및 정전기적 특성은 탈아세틸화 정도와 분자량에 따라 결정된다. 키토산은 리소자임에 의해 가수 분해되므로 생분해성 고분자이다. 키토산의 분해산물은 생체 적합성, 비발암성, 비면역성이며 항균 활성, 저콜레스테롤 혈증 기능, 항종양 활성 상처 치유의 기능 및 자극과 같은 생물학적 활성이 있다. Chitin is the second most abundant natural polysaccharide after cellulose and consists of N-acetyl glucosamine. Chitin can be prepared from the crustacean exoskeleton by dissolution of calcium carbonate and protein removal. Chitosan is prepared by full or partial deacetylation of N-acetyl glucosamine residues in chitin. Chitosan consists of a copolymer of glucosamine and N-acetyl glucosamine linked by β (1 → 4) glycosidic bonds and is prepared by partial alkaline deacetylation of chitin. Chitin and chitosan are biocompatible and non-toxic. By “chitosan” is meant a natural cationic biopolymer that generally contains less than 50% N-acetyl glucosamine residues. The solubility, hydrophobicity and electrostatic properties of chitosan depend on the degree of deacetylation and molecular weight. Chitosan is a biodegradable polymer because it is hydrolyzed by lysozyme. The degradation products of chitosan are biocompatible, non-carcinogenic, non-immunogenic, and have biological activities such as antibacterial activity, hypocholesterolemic function, antitumor activity, function of wound healing and stimulation.

본 발명에 따라 양이온성 키토산과 음이온성 RNA 발현 카세트는 정전기적인 상호작용으로 PEC(기본 복합입자)를 제조할 수 있어 키토산은 본 발명의 음이온성 RNA 발현 카세트의 운반체로 사용할 수 있다.According to the present invention, cationic chitosan and anionic RNA expression cassette can produce PEC (basic multiparticulate) by electrostatic interaction, so chitosan can be used as a carrier of the anionic RNA expression cassette of the present invention.

키토산은 희석된 염산, 아세트산, 프로피온산, 아스코르브 산과 같은 산성 용매에만 용해되므로 이 시약은 상처 드레싱 및 생물학적 접착 치료에서 생체 물질로 취급하기 어렵다. 폴리머에 고급 기능성을 제공하기 위해 광범위한 pH 범위에서 키토산의 수용성을 변형을 통해 개선할 수 있다. 상기 변형에는 유당, 말토오스 및 셀로비오스를 포함한 다양한 유형의 이당류를 사용하여 탄수화물 분지화 및 유도체화에 대한 변경이 포함되었다. 반대로 하전된 바이오폴리머 사이의 정전기적 상호 작용에 의해 형성된 다목적 제형으로서 PEC에 대한 정의에 따르면 키토산 (및 유도체) 기반 하이드로 겔은 PEC를 형성할 수 있다. 키토산 기반 PEC 하이드로 겔은 가교 및 수화 키토산의 네트워크로 정의된다. 키토산 하이드로 겔은 이 정의에 따라 비가역적 공유 결합에 의해 형성된 화학적 키토산 하이드로 겔과 다양한 가역적 결합에 의해 형성된 물리적 키토산 하이드로 겔의 두 그룹으로 분류된다. 물리적 키토산 하이드로 겔에는 이온 가교 콜로이드, PEC 및 알기네이트, 키토산 및 후코이단을 포함하는 ACF-HS가 포함된다. 대조적으로, 화학적 키토산 하이드로 겔에서 키토산과 그 유도체는 저 분자량 가교제에 의해 공유적으로 상호 연결되어 3 차원 (3D) 수화 네트워크를 형성한다. 키토산 및 그 유도체의 반복 단위에 대한 가교제의 몰비에 의해 결정되는 가교 밀도는 화학적으로 가교된 키토산 하이드로 겔의 특성에 영향을 미친다. 본 발명에 따라 이런 키토산 기반 PEG 하이드로 겔은 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다.Since chitosan is only soluble in acidic solvents such as diluted hydrochloric acid, acetic acid, propionic acid and ascorbic acid, this reagent is difficult to handle as a biomaterial in wound dressings and bioadhesion therapy. The water solubility of chitosan can be improved through modification over a wide pH range to provide advanced functionality to the polymer. These modifications included modifications to carbohydrate branching and derivatization using various types of disaccharides including lactose, maltose and cellobiose. According to the definition of PEC as a versatile formulation formed by electrostatic interactions between oppositely charged biopolymers, chitosan (and derivatives)-based hydrogels can form PEC. A chitosan-based PEC hydrogel is defined as a network of crosslinked and hydrated chitosan. Chitosan hydrogels are classified into two groups according to this definition: chemical chitosan hydrogels formed by irreversible covalent bonds and physical chitosan hydrogels formed by various reversible bonds. Physical chitosan hydrogels include ionic cross-linked colloids, PEC and ACF-HS with alginate, chitosan and fucoidan. In contrast, in chemical chitosan hydrogels, chitosan and its derivatives are covalently interconnected by low molecular weight crosslinkers to form a three-dimensional (3D) hydration network. The crosslinking density determined by the molar ratio of the crosslinking agent to the repeating units of chitosan and its derivatives affects the properties of the chemically crosslinked chitosan hydrogel. According to the present invention, such a chitosan-based PEG hydrogel can be fully utilized for the RNA expression cassette of the present invention.

공유 가교된 키토산 하이드로 겔의 제조는 디알데히드로서의 글루타르알데히드와 같은 키토산 사슬을 가교하기 위해 2개 이상의 반응성 기를 갖는 가교제의 사용을 필요로 한다. 그러나 하이드로 겔에서 자유 미반응 디알데히드를 완전히 제거하는 것은 어렵기 때문에 독성 효과를 유발할 수 있다. 그림 1B는 광 가교제의 존재하에 가시광선 또는 자외선에 노출될 때 형성되는 광가교된 키토산 하이드로 겔을 제조할 수 있다.The preparation of covalently crosslinked chitosan hydrogels requires the use of a crosslinking agent having two or more reactive groups to crosslink the chitosan chains, such as glutaraldehyde as a dialdehyde. However, it is difficult to completely remove free unreacted dialdehydes from hydrogels, which can lead to toxic effects. Figure 1B shows the preparation of photocrosslinked chitosan hydrogels that form when exposed to visible or ultraviolet light in the presence of a photocrosslinker.

37℃에서 형태 변화로 인해 졸-겔 전이를 나타내는 온도에 민감한 키토산 하이드로 겔을 제조할 수 있다. 키토산은 고유한 열에 민감한 특성이 없기 때문에 온도에 민감한 키토산 하이드로 겔을 만들기 위해서는 온도에 민감한 물질의 도입이 필요하다. 예를 들어, 키토산과 β-글리세로포스페이트 (β-glycerophosphate) 또는 폴리에틸렌글리콜 (PEG)로 구성된 온도에 민감한 하이드로 겔이 열 및 pH 변화에 대한 졸-겔 전이를 제조할 수 있다. 이 하이드로 겔은 세포와 기능성 단백질의 운반체로 평가되었다. 본 발명에 따라 이런 키토산 기반 PEG 하이드로 겔은 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다.A temperature-sensitive chitosan hydrogel that exhibits a sol-gel transition due to a morphological change at 37 °C can be prepared. Since chitosan does not have inherent heat-sensitive properties, it is necessary to introduce a temperature-sensitive material to make a temperature-sensitive chitosan hydrogel. For example, a temperature-sensitive hydrogel composed of chitosan and β-glycerophosphate or polyethylene glycol (PEG) can produce a sol-gel transition to heat and pH changes. This hydrogel was evaluated as a carrier for cells and functional proteins. According to the present invention, such a chitosan-based PEG hydrogel can be fully utilized for the RNA expression cassette of the present invention.

락토비온 산(lactobionic acid)과 광 반응성 p-아지도벤조 산(p-azidobenzoic acid)을 모두 포함하는 광가교성 키토산 유도체(Az-CH-LA)는 광가교제로 사용된다. 사용된 키토산의 분자량은 300 ~ 500kDa이고 탈아세틸화 정도는 80%이다. 유당 모이어티는 키토산의 아미노기와 축합 반응을 통해 도입되었다. 2% 락토비온 산이 도입된 키토산(CH-LA)은 심지어 중성 pH에서도 3w%까지 우수한 수용성을 나타냈다. 또한, 2cm의 램프 거리 (guide fiber unit(SF-101BQ)가 있는 Spot Cure ML-251C / A) 및 250W 램프 (240-380nm, 주요 피크가 340 nm 있는 Usio Electrics Co., Ltd., Tokyo, Japan)에서 자외선 (UV) 조사를 적용하여 2.5% p-azidebenzoic acid를 도입한 Az-CH-LA는 30 초 이내에 불용성 하이드로 겔을 제조할 수 있다. 3 % 이하의 Az-CH-LA 용액을 조직에 주입할 수 있으며 UV 광선으로 외부 조사 후 불용성 하이드로 겔이 형성된다. 또한 가교 폴리 도파민/나노 셀룰로오스 하이드로 겔, 온도에 민감한 키토산 기반 주사 가능한 하이드로 겔, PEG 폴리 (L- 알라닌) 써모 겔, chitosan-alginate hybrid hydrogels, 히알루로네이트/알지네이트를 포함한 다른 유형의 키토산 하이드로 겔이 생체 재료로 제조할 수 있다. 하이드로 겔, pH- 반응성 탄닌산-카르복실화 아가로스 복합 하이드로 겔, 카테콜 기능화된 키토산/플루로닉 하이드로 겔, UV 가교 생분해성 젤라틴을 포함하는 이 모든 하이드로 겔은 조직 접착제 및 조직 공학에서 상처 치유를 위한 잠재적인 응용 프로그램을 가지고 있다. A photocrosslinkable chitosan derivative (Az-CH-LA) containing both lactobionic acid and photoreactive p-azidobenzoic acid is used as a photocrosslinking agent. The molecular weight of chitosan used is 300 ~ 500 kDa, and the degree of deacetylation is 80%. The lactose moiety was introduced via a condensation reaction with the amino group of chitosan. Chitosan (CH-LA) introduced with 2% lactobionic acid showed excellent water solubility up to 3w% even at neutral pH. In addition, a lamp distance of 2 cm (Spot Cure ML-251C/A with guide fiber unit (SF-101BQ)) and a 250 W lamp (240-380 nm, with a main peak of 340 nm, Usio Electrics Co., Ltd., Tokyo, Japan) ), Az-CH-LA introduced with 2.5% p-azidebenzoic acid by applying ultraviolet (UV) irradiation can prepare an insoluble hydrogel within 30 seconds. 3% or less of Az-CH-LA solution can be injected into the tissue, and an insoluble hydrogel is formed after external irradiation with UV light. In addition, other types of chitosan hydrogels including cross-linked polydopamine/nanocellulose hydrogels, temperature-sensitive chitosan-based injectable hydrogels, PEG poly(L-alanine) thermogels, chitosan-alginate hybrid hydrogels, and hyaluronate/alginate have been developed. It can be made from biomaterials. All these hydrogels, including hydrogels, pH-responsive tannic acid-carboxylated agarose complex hydrogels, catechol functionalized chitosan/pluronic hydrogels, and UV cross-linked biodegradable gelatin, are used in tissue adhesives and wound healing in tissue engineering. It has potential applications for

상기 키토산 기반 PEG 하이드로 겔은 본 발명의 RNA 발현 카세트와 함께 제조되어 정전기적인 상호작용에 의해 자기 조립으로 제조할 수 있어 본 발명의 RNA 발현 카세트에 대한 운반체로 충분히 활용할 수 있다.The chitosan-based PEG hydrogel can be prepared together with the RNA expression cassette of the present invention and self-assembled by electrostatic interaction, so it can be fully utilized as a carrier for the RNA expression cassette of the present invention.

키토산은 빠른 진피 재생을 촉진하고 대식세포를 자극하고 상처 치유에 필수적인 초기 사건인 호중구의 화학 유인제로 작용하여 상처 치유를 가속화한다. 호중구는 미생물을 죽이고 죽은 세포를 제거하며 다른 면역계 세포를 자극하여 감염 기회를 줄임으로써 전반적인 치유를 향상시킨다. 키토산과 그 유도체는 상처 치유를 위한 드레싱으로 적용되었다. 수용성 키틴/키토산 (WSC) 용액은 더 높은 인장 강도를 나타내며 불용성 키틴 및 키토산 분말보다 빠른 치유를 촉진한다. 분말에 비해 WSC 용액의 높은 생분해성과 친수성은 생체 적합성과 상처 치유 자극 활성을 증가시킬 수 있다. 또한 키토산은 사이토카인, GF 및 세포 외 기질 성분과 같은 여러 기능 분자와 결합되어 치유 과정을 개선한다. 키토산은 욕창 궤양과 상처 입은 반월판 조직의 치유를 향상시키고 치유 중 흉터 형성과 수축을 억제한다. Chitosan accelerates wound healing by promoting rapid dermal regeneration, stimulating macrophages and acting as a chemoattractant for neutrophils, an early event essential for wound healing. Neutrophils improve overall healing by killing microbes, removing dead cells, and stimulating other immune system cells, reducing the chance of infection. Chitosan and its derivatives have been applied as dressings for wound healing. Aqueous chitin/chitosan (WSC) solutions exhibit higher tensile strength and promote faster healing than insoluble chitin and chitosan powders. The high biodegradability and hydrophilicity of the WSC solution compared to the powder can increase the biocompatibility and wound healing stimulating activity. Chitosan also improves the healing process by binding with several functional molecules such as cytokines, GFs and extracellular matrix components. Chitosan improves the healing of pressure ulcer ulcers and wounded meniscus tissue and inhibits scar formation and shrinkage during healing.

본 발명에 따라 상처 치유를 위해서 GP RNA 발현 카세트를 포함하는 키토산 기반 PEC 하이드로 겔(PCH)은 구성성분간 정정기적인 상호작용에 의해 자기조립으로 제조할 수 있어 PCH는 본 발명의 RNA 발현 카세트의 운반체로 충분히 활용할 수 있다.According to the present invention, a chitosan-based PEC hydrogel (PCH) containing a GP RNA expression cassette for wound healing can be prepared by self-assembly by regular interaction between components, so PCH is a carrier of the RNA expression cassette of the present invention can be used sufficiently.

정상 마우스와 쥐의 상처를 치료를 위한 PCH(photo-crosslinked chitosan hydrogel)의 적용은 현저한 상처 수축을 유도하여 상처 봉합 및 치유 과정을 가속화한다. 또한 PCH는 혈관 신생 GF의 지속적인 방출을 나타내어 생체 내에서 담체로 작용하고 혈관 형성을 촉진한다. 예를 들어, 섬유 아세포 성장인자 2 (FGF-2)는 PCH에서 키토산 분자와 상호 작용하며 생체내 생분해 동안 PCH에서 점차적으로 방출된다. Application of photo-crosslinked chitosan hydrogel (PCH) for wound healing in normal mice and rats induces marked wound contraction, accelerating the wound closure and healing process. In addition, PCH exhibits sustained release of angiogenic GFs, acting as a carrier in vivo and promoting angiogenesis. For example, fibroblast growth factor 2 (FGF-2) interacts with chitosan molecules in PCH and is gradually released from PCH during in vivo biodegradation.

FGF-2-incorporated PCH (FGF-2 & PCH)는 상당한 혈관화와 육아 조직 형성을 유도하고 치유 장애가 있는 당뇨병 db/db 마우스에서 상처 치유를 개선한다. 흥미롭게도 FGF-2 & PCH는 정상적인 db/+ 한배 생쥐의 치유에 약간의 영향을 미친다. 이 사소한 영향의 원인은 완전히 이해되지는 않았지만 충분한 대식세포의 존재가 db/+ 마우스의 상처 육아 조직 형성에 중요한 영향을 미칠 가능성이 높다. 또한 db/db 마우스의 상처 치유 불량은 VEGF 발현의 결함으로 설명될 수 있다. 즉, db/+ 마우스는 혈관 신생 및 상처 복구에 충분한 VEGF를 가질 수 있다.FGF-2-incorporated PCH (FGF-2 & PCH) induces significant vascularization and granulation tissue formation and improves wound healing in diabetic db/db mice with impaired healing. Interestingly, FGF-2 & PCH had some effect on the healing of normal db/+ littermates. The cause of this minor effect is not fully understood, but it is likely that the presence of sufficient macrophages has a significant effect on wound granulation tissue formation in db/+ mice. Also, poor wound healing in db/db mice can be explained by a defect in VEGF expression. That is, db/+ mice may have sufficient VEGF for angiogenesis and wound repair.

한편, RNA 발현 카세트의 가장 효율적인 세포내 전달은 양으로 하전된 기본복합입자에 의해 두 가지 요소를 확인할 수 있다. 첫째, 음으로 하전된 RNA 발현 카세트와의 효율적인 물리적 상호 작용은 뉴클레아제 분해로부터 이들을 보호한다. 둘째, 이들은 순 양전하를 제공하여 복합체의 세포의 음이온 표면과의 상호 작용을 향상시킨다. On the other hand, the most efficient intracellular delivery of RNA expression cassettes can be identified by two factors by positively charged basic complex particles. First, efficient physical interaction with negatively charged RNA expression cassettes protects them from nuclease degradation. Second, they provide a net positive charge, enhancing the interaction of the complex with the anionic surface of the cell.

상기 기본복합입자 및 음이온성 다당류를 pH 6.5 전후의 중성 영역의 수성 용매 중에서 혼합함으로써, 복합입자를 제조할 수 있다.By mixing the basic composite particles and the anionic polysaccharide in an aqueous solvent of a neutral region at a pH of about 6.5, composite particles can be prepared.

본 발명에서 프로타민, 세포투과성 펩타이드, 키토산과 같은 양이온성 폴리머 및 이들의 유도체로 구성된 기본복합입자의 특징을 유지하며, RNA 발현 카세트, 프로타민, 세포투과성 펩타이드 또는 키토산과 같은 양이온성 폴리머 및 히알루론산 또는 이들 다당류의 유도체와 같은 음이온성 폴리머의 상호 작용에 의존하는 RNA 발현 카세트 전달체, 복합입자를 개발하였다. In the present invention, it maintains the characteristics of the basic complex particles composed of cationic polymers such as protamine, cell-permeable peptide, chitosan, and derivatives thereof, and a cationic polymer such as RNA expression cassette, protamine, cell-permeable peptide or chitosan and hyaluronic acid or An RNA expression cassette carrier and multiparticulate that depend on the interaction of anionic polymers such as derivatives of these polysaccharides have been developed.

본 발명의 복합입자는, pH 가 6.5 전후인 수성 용매 중에서 기본 복합입자 및 음이온성 폴리머를 혼합하는 것을 특징으로 하는, RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머를 함유하는 복합입자의 제조할 수 있다. 중성 및 음이온성 폴리머는 종종 RNA 발현 카세트와 보다 효율적인 상호 작용을 하여 복합입자를 제조하기 위해 다른 성분의 존재를 필요로 한다. The multiparticulates of the present invention can be prepared by mixing the basic multiparticulates and the anionic polymer in an aqueous solvent having a pH of around 6.5, comprising an RNA expression cassette, a cationic polymer and an anionic polymer have. Neutral and anionic polymers often require the presence of other components to interact more efficiently with the RNA expression cassette to produce multiparticulates.

본 발명에서 개발한 복합입자에서 RNA 발현 카세트와 히알루론산과 같은 음이온성 폴리머의 회합은 사구체 모세관 벽을 통한 RNA 발현 카세트 배출을 피함으로써 생체 이용률을 향상시킬 수 있다. 실제로, 음으로 하전된 물질은 사구체 막의 음전하로 발생하는 반발력으로 인해 "필터링이 불가능하다".The association of the RNA expression cassette with an anionic polymer such as hyaluronic acid in the multiparticulates developed in the present invention can improve bioavailability by avoiding the RNA expression cassette excretion through the glomerular capillary wall. In fact, negatively charged material is "unfilterable" due to the repulsive force generated by the negative charge of the glomerular membrane.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 비교적 입자 직경이 작고 음이온성 폴리머 및 RNA 발현 카세트를 함유하는 복합입자를 제조할 수 있다. According to the production method of the present invention, it is possible to prepare multiparticulates having a relatively small particle diameter and containing an anionic polymer and an RNA expression cassette.

바람직하게, 본 발명의 음이온성 폴리머는 히알루로난이다. Preferably, the anionic polymer of the present invention is hyaluronan.

본 발명의 복합입자는 음이온성 폴리머 및 RNA 발현 카세트를 피부 내부에 침투시킬 목적으로 사용할 수 있다. The multiparticulate particles of the present invention can be used for the purpose of penetrating the anionic polymer and the RNA expression cassette into the skin.

본 발명은 바람직하게는 인체에 유용한 작용을 갖는 RNA 발현 카세트를 함유하는 복합입자의 제조에 적용된다. The present invention is preferably applied to the production of multiparticulates containing an RNA expression cassette having a useful action on the human body.

본 발명의 바람직한 구현예에서, RNA 발현 카세트의 수용액, 양이온 폴리머의 수용액 및 음이온성 폴리머의 수용액은 별도로 제조되고, 이러한 수용액은 서로 혼합하여 RNA 발현 카세트 전달용 복합입자를 제조할 수도 있으며, 이를 제2 방법이라 지칭하였다.In a preferred embodiment of the present invention, an aqueous solution of the RNA expression cassette, an aqueous solution of a cationic polymer, and an aqueous solution of an anionic polymer are separately prepared, and these aqueous solutions may be mixed with each other to prepare a multiparticulate for RNA expression cassette delivery, It was referred to as method 2.

이로써, RNA 발현 카세트의 수용액, 양이온 폴리머의 수용액 및 음이온성 폴리머의 수용액을 별도로 제조하는 상기 구현 예를 취함으로써, 복합입자의 응집을 방지할 수 있다.Accordingly, by taking the above embodiment in which the aqueous solution of the RNA expression cassette, the aqueous solution of the cationic polymer, and the aqueous solution of the anionic polymer are separately prepared, aggregation of the multiparticulates can be prevented.

상기 복합입자 제조는 RNA 발현 카세트를 포함하는 수용액, 양이온성 폴리머를 포함하는 수용액 및 음이온성 폴리머를 포함하는 수용액을 별도로 제조하고 이들 수용액을 서로와 혼합하는 것을 특징으로 하며 상기 혼합물을 초음파분쇄기(ultrasonicator)로 분산시키는 것을 포함할 수 있다.The composite particle preparation is characterized in that an aqueous solution containing an RNA expression cassette, an aqueous solution containing a cationic polymer, and an aqueous solution containing an anionic polymer are separately prepared, and these aqueous solutions are mixed with each other, and the mixture is subjected to an ultrasonicator ) may include dispersing.

상기 초음파분쇄기로는 배쓰 타입 초음파분쇄기(bath type ultrasonicator)를 사용하는 것이 바람직하다. 배쓰타입 초음파분쇄기는 20 내지 40 W/L(Watt/Liter)의 약한 초음파분쇄를 제공하고 매우 불균일한 분포를 제공하는 것으로 알려져 있는 반면, 프로브 타입 초음파분쇄기(probe type ultrasonicator)는 대략 20,000 W/L을 가할 수 있다. 프로브 타입의 초음파분쇄기가 집중되고 균일한 초음파 강도 투입으로 인해 배쓰형 타입 초음파분쇄기 보다 약 1,000배 우수함을 의미하는 것이다. It is preferable to use a bath type ultrasonicator as the ultrasonic crusher. Bath type sonicators are known to provide mild sonicating of 20 to 40 Watts/Liter and are known to provide very non-uniform distributions, whereas probe type ultrasonicators provide approximately 20,000 W/L. can be added This means that the probe-type ultrasonic grinder is about 1,000 times superior to the bath-type ultrasonic grinder due to the concentrated and uniform ultrasonic intensity input.

일반적으로, RNA 발현 카세트는 그 불안정성으로 인해, 초음파 분쇄가 불가능하거나 곤란한 것으로 알려져 있었으나, 본 발명과 같이 RNA 발현 카세트를 고분자 나노입자 내에 봉입시킴으로써 비로소 초음파분쇄기를 사용하는 것이 가능해져 전달체 제조 시 보다 편리하고 효율적인 제조가 가능하다.In general, RNA expression cassettes have been known to be impossible or difficult to sonicate due to their instability, but as in the present invention, it is possible to use a sonicator only by encapsulating the RNA expression cassette in polymer nanoparticles as in the present invention. and efficient manufacturing.

다른 실시례에서, 글리코사미노글리칸 (glycosaminoglycans, GAG)은 헤파리노이드 heparinoids[헤파린(heparin/헤파린 설페이트(heparin sulfate, HS) 및 기타 헤파린 유사 분자(heparin-like molecules)], 콘드로이틴 설페이트 (chondroitin sulfate), 더마탄 설페이트(dermatan sulfate) 및 케라탄 설페이트(keratan sulfate)와 같은 다당류 사슬이다. 모두 밀도와 위치가 다른 음전하를 띤다. 헤파리노이드는 헤파린 결합 성장인자(GF), 사이토카인, 세포외 기질 성분 및 접착 분자를 포함한 다양한 기능성 단백질과 상호 작용한다. 헤파리노이드의 대부분의 생물학적 기능은 이러한 기능성 단백질이 특정 도메인에 의해 매개되는 다당류 사슬에 결합하는 데 달려 있으며, 이는 서로 다른 당류 서열을 가지고 있다. 예를 들어, 헤파리노이드와 섬유 아세포 성장인자 (FGF)-1 및 FGF-2의 상호 작용은 서로 다른 설페이트 그룹 조합을 필요로 하므로 서로 다른 사카라이드 서열이 필요하다. 또한 특정 헤파리노이드 구조는 간세포 성장인자 및 혈관 내피 성장인자 (VEGF)와 상호 작용한다. 반대로 하전된 고분자 전해질 사이의 정전기적 상호 작용은 고분자 전해질 복합체(Polyelectrolyte Complexes, PECs)를 생성한다. 합성 및 천연 PEC 모두 단백질과 상호작용할 수 있다. PECs와 본 발명의 RNA 발현 카세트의 정전기적인 상호 작용은 분산, 용해성 복합체, 유화 및/또는 무정형 침전물의 형성을 초래한다. In another embodiment, glycosaminoglycans (GAGs) include the heparinoids heparinoids (heparin/heparin sulfate (HS) and other heparin-like molecules), chondroitin Polysaccharide chains such as sulfate, dermatan sulfate, and keratan sulfate, all of which have different densities and different positions and negatively charged Heparinoids are heparin-binding growth factor (GF), cytokines, and cells Interact with a variety of functional proteins, including extracellular matrix components and adhesion molecules.Most biological functions of heparinoids depend on the binding of these functional proteins to polysaccharide chains mediated by specific domains, which bind to different saccharide sequences. For example, the interaction of heparinoids with fibroblast growth factor (FGF)-1 and FGF-2 requires different combinations of sulfate groups and therefore different saccharide sequences. Noid structure interacts with hepatocyte growth factor and vascular endothelial growth factor (VEGF) Electrostatic interactions between oppositely charged polyelectrolytes generate Polyelectrolyte Complexes (PECs).Both synthetic and native PEC proteins Electrostatic interaction of PECs with the RNA expression cassette of the present invention results in the formation of dispersion, soluble complexes, emulsification and/or amorphous precipitates.

본 발명에 따라 음이온성 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머 및 음이온성 Glycosaminoglycan (GAG)의 정전기적인 상호작용에 의한 자기조립으로 GAG 기반 PEC(복합입자)를 자기조립으로 제조할 수 있어 GAG 기반 PEC는 본 발명의 RNA 발현 카세트의 운반체로 사용할 수 있다.According to the present invention, GAG-based PEC (composite particles) can be prepared by self-assembly by self-assembly by electrostatic interaction of anionic RNA expression cassette, cationic polymer, and anionic glycosaminoglycan (GAG). It can be used as a carrier for the RNA expression cassette of the present invention.

광 가교제 photocrosslinker, 이온가교 키토산 히드로 겔의 첨가에 의해 형성된 광가교 키토산 히드로겔 (photo-crosslinked chitosan hydrogel, PCH)과 같은 키토산과 가교제의 화학적 상호 작용에 의해 형성된 PEC 히드로 겔에 초점을 맞추고 있다. 온도에 민감한 키토산 하이드로 겔, 하이드로 콜로이드]는 가교제를 추가하지 않고 고분자 사슬 사이의 직접적인 상호 작용에 의해 형성된다. 또한 PCH 및 alginate/chitosan/fucoidan 복합 하이드로 콜로이드 시트(alginate/chitosan/fucoidan complexed hydrocolloid sheets, ACF-HSs) 및 PEC와 같은 키토산 기반 생체 재료의 잠재적인 의료 응용에 대해 많이 알려지고 있다. The focus is on PEC hydrogels formed by chemical interaction of chitosan and crosslinking agents, such as photo-crosslinked chitosan hydrogels (PCH) formed by the addition of photo-crosslinked chitosan hydrogels, photocrosslinkers. Temperature-sensitive chitosan hydrogel, hydrocolloid] is formed by direct interaction between polymer chains without the addition of cross-linking agents. In addition, the potential medical applications of chitosan-based biomaterials such as PCH and alginate/chitosan/fucoidan complexed hydrocolloid sheets (ACF-HSs) and PEC are well known.

본 발명에 따라 이런 ACF-HS 및 PEC는 본 발명의 RNA 발현 카세트을 첨가하여 정전기적 상호작용에 의한 자기조립으로 복합입자로 제조할 수 있어 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다.According to the present invention, such ACF-HS and PEC can be prepared as multiparticulates by self-assembly by electrostatic interaction by adding the RNA expression cassette of the present invention, and thus can be fully utilized in the RNA expression cassette of the present invention.

프로타민과 키토산과 같은 염기성 고분자와 복합된 GAG와 같은 산성 고분자는 정전기적 상호 작용을 통해 PEC를 형성한다. PEC의 산성 및 염기성 폴리머는 단백질의 등전점 위와 아래에서 사이토카인 및 GF와 같은 다양한 단백질에 결합한다. 이러한 상호 작용은 나노 입자, 콜로이드 입자, 용해성 복합체 및 무정형 침전물과 같은 다양한 형태를 생성한다(그림 3). 하전 폴리머 사이의 정전기적 상호 작용은 생물학적 상호 작용과 유사하기 때문에 매우 흥미롭다. 예를 들어, 핵산과 단백질 간의 상호 작용은 전사 과정에서 중요한 역할을 한다. Acidic polymers such as GAG complexed with basic polymers such as protamine and chitosan form PECs through electrostatic interactions. The acidic and basic polymers of PEC bind to various proteins such as cytokines and GFs above and below the protein's isoelectric point. These interactions produce various morphologies such as nanoparticles, colloidal particles, soluble complexes, and amorphous precipitates (Fig. 3). Electrostatic interactions between charged polymers are very interesting because they resemble biological interactions. For example, interactions between nucleic acids and proteins play an important role in transcriptional processes.

본 발명에 따라 RNA 발현 카세트 함유 Glycosaminoglycan (GAG) 기반 PEC로부터 RNA 발현 카세트를 안정화, 활성화 및 점진적으로 방출함으로써 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다. According to the present invention, by stabilizing, activating, and gradually releasing the RNA expression cassette from the Glycosaminoglycan (GAG)-based PEC containing the RNA expression cassette, it can be fully utilized for the RNA expression cassette of the present invention.

키토산 PEC, 키토산/히알루로네이트 PEC, 키토산/콘드로이틴 설페이트 PEC은 제조과정에 RNA 발현 카세트를 첨가하여 정전기적인 상호작용으로 복합입자를 자기조립으로 제조할 수 있어 본 발명의 RNA 발현 카세트의 운반체로 기능하다. 또한, 불용성 PEC는 조직 재생을 위한 하이드로 겔, 시트, 마이크로 캡슐 및 스캔폴드와 같은 잠재적인 응용 분야를 가지고 있다.Chitosan PEC, chitosan/hyaluronate PEC, and chitosan/chondroitin sulfate PEC can be self-assembled through electrostatic interaction by adding an RNA expression cassette during the manufacturing process, so it functions as a carrier for the RNA expression cassette of the present invention do. In addition, insoluble PECs have potential applications such as hydrogels, sheets, microcapsules and scanfolds for tissue regeneration.

중성 pH에서 수용성인 CH-LA는 산성 중합체의 수용액에 락토비온 산 lactobionic acid을 도입하여 제조되었다. CH-LA의 2 wt % 수용액은 GAG와 같은 산성 중합체 용액과 혼합할 때, 특히 헤파린 (헤파린 및 헤파린 유사 분자)과 혼합할 때 점성이 높고 쉽게 겔화된다. 이 제품은 비항응고제 (NAC)-헤파린, 6-O- 탈황 화 헤파린, 후코이단. FGF-2를 포함하는 NAC-heparin/CH-LA 하이드로 겔을 쥐나 생쥐의 등에 피하 주사했을 때 주사 부위 주변의 섬유 조직 형성과 혈관 신생이 현저하게 향상되었다. 더욱이, 하이드로 겔에서 FGF-2의 점진적인 방출은 부수적인 순환과 혈관 신생을 자극한다. 반대로, 혈관 신생 억제제이자 항암제인 파클리탁셀을 함유한 PCH는 쥐의 혈관 신생과 종양 성장을 효과적으로 억제한다. CH-LA, which is water-soluble at neutral pH, was prepared by introducing lactobionic acid into an aqueous solution of an acidic polymer. A 2 wt % aqueous solution of CH-LA is highly viscous and gels easily when mixed with acidic polymer solutions such as GAG, especially with heparin (heparin and heparin-like molecules). This product contains non-anticoagulant (NAC)-heparin, 6-O-desulfurized heparin, fucoidan. When NAC-heparin/CH-LA hydrogel containing FGF-2 was subcutaneously injected into the back of rats or mice, fibrous tissue formation and angiogenesis around the injection site were significantly improved. Moreover, the gradual release of FGF-2 from the hydrogel stimulates concomitant circulation and angiogenesis. Conversely, PCH containing paclitaxel, an angiogenesis inhibitor and anticancer drug, effectively inhibits angiogenesis and tumor growth in mice.

GAG 기반 물질의 생물학적 특성과 응용이 조사되었다. 헤파리노이드를 포함하는 GAG는 자석, 금속, 합성 고분자 및 천연 바이오 폴리머]로 만들어진 마이크로/나노 입자의 표면에 증착되었다. 단백질 (예 : GF) 및 DNA와 같은 기능적 분자와 이러한 마이크로/나노 입자의 조합은 다양한 생물 의학 분야에서 잠재적으로 응용할 수 있는 입자를 제공할 수 있다. 마이크로/나노 입자는 GAG와 결합하여 표면성질의 변화로 반응성이 감소하여 생체 적합성을 개선할 수 있다. 모든 진핵 세포의 표면에서 발견되는 다당류는 이물질 코팅을 위한 또 다른 흥미로운 분자 군이다. The biological properties and applications of GAG-based materials were investigated. GAGs containing heparinoids were deposited on the surface of micro/nanoparticles made of magnets, metals, synthetic polymers and natural biopolymers]. The combination of these micro/nanoparticles with functional molecules such as proteins (eg GF) and DNA could provide particles with potential applications in various biomedical fields. The micro/nano particles bind to GAG to reduce reactivity due to a change in surface properties, thereby improving biocompatibility. Polysaccharides found on the surface of all eukaryotic cells are another interesting class of molecules for foreign coatings.

본 발명에 따라 RNA 발현 카세트 함유 Glycosaminoglycan (GAG) 기반 PEC로부터 RNA 발현 카세트를 안정화, 활성화 및 점진적으로 방출함으로써 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다.According to the present invention, by stabilizing, activating, and gradually releasing the RNA expression cassette from the Glycosaminoglycan (GAG)-based PEC containing the RNA expression cassette, it can be fully utilized for the RNA expression cassette of the present invention.

반대로 하전된 고분자 전해질 사이의 정전기적 상호 작용은 저분자량 헤파린 (LH) (Fragmin) 및 프로타민(P)과 같은 고분자 전해질 복합체를 생성한다. 비화학 양론적 PEC Non-stoichiometric PEC는 이러한 상호 작용이 동등하지 않게 발생할 때 초과 전하를 전달한다. 이런 PEC는 다양한 기능성 단백질과 상호 작용하고 흡착할 수 있다. LH(MW : 약 5000 Da)와 같은 헤파리노이드는 사이토카인, GF, 세포외 기질, 접착 분자와 같은 다양한 단백질에 특이적으로 결합한다. 이러한 방식으로 헤파리노이드는 다양한 병리학적 상태를 치료하기 위한 의약품으로 유용할 수 있다. 그러나 고용량 헤파린의 사용은 과도한 출혈 위험을 수반한다. 대조적으로 LH는 헤파린에 비해 실용적이고 약리학적 이점을 제공한다. Electrostatic interactions between oppositely charged polyelectrolytes produce polyelectrolyte complexes such as low molecular weight heparin (LH) (Fragmin) and protamine (P). Non-stoichiometric PEC Non-stoichiometric PEC transfer excess charge when these interactions occur unequal. These PECs can interact with and adsorb various functional proteins. Heparinoids such as LH (MW: about 5000 Da) specifically bind to various proteins such as cytokines, GFs, extracellular matrix, and adhesion molecules. In this way, heparinoids may be useful as pharmaceuticals to treat various pathological conditions. However, the use of high-dose heparin carries the risk of excessive bleeding. In contrast, LH offers practical and pharmacological advantages over heparin.

본 발명에 따라 RNA 발현 카세트 함유 Glycosaminoglycan (GAG) 기반 PEC로부터 RNA 발현 카세트를 안정화, 활성화 및 점진적으로 방출함으로써 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 충분히 활용할 수 있다. According to the present invention, by stabilizing, activating, and gradually releasing the RNA expression cassette from the Glycosaminoglycan (GAG)-based PEC containing the RNA expression cassette, it can be fully utilized for the RNA expression cassette of the present invention.

헤파린 결합 응고 인자에 대한 LH의 낮은 결합 친화성은 낮고 예측 가능한 항응고 반응을 유발하므로 약물 농도를 실험실에서 모니터링하여 복용량을 조정할 필요가 없다. 또한 LH의 혈장 반감기가 길기 때문에 하루에 한두 번의 피하 주사는 치료 농도를 유지하기에 충분하다. 반면 어류 정자에서 생성되는 염기성 단백질의 혼합물인 프로타민은 항응고 작용이 없는 안정한 복합체를 형성하여 헤파린과 LH의 혈액 항응고 작용을 중화시킨다. 프로타민(P)은 헤파린에 의한 출혈을 치료하기 위해 헤파린의 항응고 활성에 대한 길항제로 임상적으로 사용된다. The low binding affinity of LH to heparin-binding coagulation factors results in a low and predictable anticoagulant response, eliminating the need to monitor drug concentrations in the laboratory and adjust dosages. Also, because of the long plasma half-life of LH, one or two subcutaneous injections per day are sufficient to maintain therapeutic concentrations. On the other hand, protamine, a mixture of basic proteins produced in fish sperm, forms a stable complex without anticoagulant action to neutralize the blood anticoagulant action of heparin and LH. Protamine (P) is used clinically as an antagonist to the anticoagulant activity of heparin to treat heparin-induced bleeding.

저분자량 헤파린/프로타민 나노/마이크로 입자 (LH/P N/MPs)를 포함하는 PEC는 LH와 P를 6:4의 비율로 혼합하여 제조할 수 있다. LH/P N/MP는 직경이 0.1-3 μm이며 혈소판에서 분비되는 FGF-2, HGF 및 기타 GF에 특이적으로 결합하며 다양한 GF를 보호하고 활성화 할 수 있다. 또한 LH/P N/MPs는 다양한 조직에서 세포 표면과 ECM에 흡착된다. GF RNA 발현 카세트 함유 LH/P N/MPs는 GF 함유 LH/P N/MPs로부터 GF를 안정화, 활성화 및 점진적으로 방출함으로써 섬유 조직 형성 및 혈관화를 상당히 유도할 수 있다.PEC containing low molecular weight heparin/protamine nano/micro particles (LH/P N/MPs) can be prepared by mixing LH and P in a ratio of 6:4. LH/P N/MP has a diameter of 0.1-3 μm and specifically binds to FGF-2, HGF and other GFs secreted from platelets, and can protect and activate various GFs. In addition, LH/P N/MPs are adsorbed to the cell surface and ECM in various tissues. LH/P N/MPs containing GF RNA expression cassettes can significantly induce fibrous tissue formation and vascularization by stabilizing, activating and progressively releasing GFs from GF containing LH/P N/MPs.

지방 유래 간질 세포 adipose-derived stromal cells (ADSC)의 다능 특성과 인체내 풍부함으로 인해 상처 복구 및 조직 공학을 위한 매력적인 잠재적 자원이 된다. ADSC 이식은 세포 시트, 하이드로 겔 및 3D 스캐폴드를 포함한 생체 재료와 함께 사용되어 ADSC의 사용이 재생 의학의 대안이다. ADSC는 1 ~ 6 % 인간 혈청과 LH/P N/MP가 보충된 겔과 혼합된 덜베코의 변형된 이글 배지(DMEM)로 구성된 3D 배양 배지에서 효율적으로 증식한다. 많은 LH/P N/MP는 인테그린과 같은 세포 표면 헤파린 결합 단백질과의 상호 작용을 통해 ADSC 및 종양 세포를 포함한 접착 세포의 표면에 결합한다. LH/P N/MPs와 세포 표면의 상호 작용은 2 시간 이내에 ADSC-LH/P N/MP-응집체의 형성으로 이어진다. 이러한 시험관내 ADSC-LH/P N/MP-응집체에서 세포 생존력이 크게 증가한다. ADSC-GF RNA 발현 카세트 함유 LH/P N/MP-응집체의 주입은 생체 내에서 섬유 조직 형성 및 혈관화를 유도할 수 있다. 따라서 GF RNA 발현 카세트 함유 LH/P N/MP는 세포 생존력을 증가시키는 세포 운반체로 기능할 수 있다. Adipose-derived stromal cells (ADSCs) are an attractive potential resource for wound repair and tissue engineering due to their pluripotent properties and their abundance in the human body. ADSC transplantation is used with biomaterials including cell sheets, hydrogels and 3D scaffolds, making the use of ADSCs an alternative to regenerative medicine. ADSCs proliferate efficiently in 3D culture medium consisting of Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) mixed with gels supplemented with 1-6% human serum and LH/P N/MP. Many LH/P N/MPs bind to the surface of adhesive cells, including ADSCs and tumor cells, through interactions with cell surface heparin binding proteins such as integrins. Cell surface interaction with LH/P N/MPs leads to the formation of ADSC-LH/P N/MP-aggregates within 2 h. Cell viability is greatly increased in these in vitro ADSC-LH/P N/MP-aggregates. Injection of LH/P N/MP-aggregates containing ADSC-GF RNA expression cassettes can induce fibrous tissue formation and vascularization in vivo. Therefore, LH/P N/MP containing a GF RNA expression cassette can function as a cell carrier to increase cell viability.

본 발명에 따라 FGF-2 RNA 발현 카세트 함유 LH/P N/MPs로부터 RNA 발현 카세트를 안정화, 활성화 및 점진적으로 방출할 수 있어 본 발명의 RNA 발현 카세트에도 지방 유래 기질 세포 (ADSC) 응집체에 충분히 활용할 수 있다.According to the present invention, the RNA expression cassette can be stabilized, activated, and gradually released from LH/P N/MPs containing the FGF-2 RNA expression cassette, so that the RNA expression cassette of the present invention can be fully utilized for adipose-derived stromal cell (ADSC) aggregates. have.

ADSC는 LH/P N/MP를 포함하는 2 % 인간 혈장 -DMEM 겔을 사용하여 3D 배양에서 효율적으로 증식한다. 근친 랫트 (IR-) ADSC를 근친 랫트 혈장 (IRP) (6 %)-DMEM 겔로 구성된 혈장 겔에서 FGF-2-함유 LH/P N/MPs와 함께 배양한 다음, 뒤의 전체 두께 피부 상처에 적용했다. 스트렙토조토신 유도 당뇨병 쥐(그림 5C). IRP-DMEM 겔에서 ADSC로 치료한 상처는 FGF-2-함유 LH/P N/MPs로 치료되지 않은 상처보다 훨씬 빠르게 닫히고 치유된다. IR-ADSC로 치료한 상처의 조직학적 검사는 육아 조직 형성, 상피화 및 모세 혈관 형성을 유의하게 향상시켰다. 이러한 결과는 이식된 IR-ADSC의 일부가 피부 조직에 흡수되어 상처 치유를 촉진했으며 IRP-DMEM 겔에서 성장한 IR-ADSC가 당뇨병 쥐의 치유 장애 상처를 복구하는 데 효과적이라는 것을 시사한다.ADSCs are efficiently propagated in 3D culture using a 2% human plasma-DMEM gel containing LH/P N/MP. Inbred rat (IR-) ADSCs were incubated with FGF-2-containing LH/P N/MPs in a plasma gel consisting of inbred rat plasma (IRP) (6%)-DMEM gel, then applied to full-thickness skin wounds on the back . streptozotocin-induced diabetic rats (Figure 5C). Wounds treated with ADSC in IRP-DMEM gel close and heal much faster than wounds not treated with FGF-2-containing LH/P N/MPs. Histological examination of wounds treated with IR-ADSC significantly improved granulation tissue formation, epithelialization and capillary formation. These results suggest that some of the transplanted IR-ADSCs were absorbed into the skin tissue and promoted wound healing, and that IR-ADSCs grown on IRP-DMEM gels were effective in repairing wounds with impaired healing in diabetic mice.

키토산과 GAG로 구성된 고분자 전해질 복합 하이드로 겔은 호환성과 상처 치유, 항균 및 항종양 활성, 저콜레스테롤 혈증 기능과 같은 생물학적 활성이 있다. 양전하 키토산과 같은 다당류와 헤파리노이드 및 그 유도체와 같은 음전하 GAG를 사용하여 유용한 PEC 하이드로 겔을 제조할 수 있다. 광가교된 키토산 하이드로 겔 (PCH)은 광 가교제의 존재 하에 가시광선 또는 자외선에 노출될 때 형성되며 음전하를 띤 헤파리노이드 및 다양한 GF, 사이토카인 및 접착 분자와 상호 작용한다. 복합물은 기능성 지혈 및 상처 드레싱으로서의 가능성이 있다.Polyelectrolyte composite hydrogel composed of chitosan and GAG has biological activities such as compatibility and wound healing, antibacterial and antitumor activity, and hypocholesterolemic function. Useful PEC hydrogels can be prepared using positively charged polysaccharides such as chitosan and negatively charged GAGs such as heparinoids and their derivatives. Photocrosslinked chitosan hydrogel (PCH) is formed when exposed to visible or ultraviolet light in the presence of a photocrosslinker and interacts with negatively charged heparinoids and various GFs, cytokines and adhesion molecules. The complex has potential as a functional hemostatic and wound dressing.

GAG, 특히 헤파리노이드의 유익한 효과는 본 발명의 RNA 발현 카세트 전달 시스템에 통합하여 이용할 수 있다. 항응고 작용 외에도 헤파리노이드는 다양한 사이토카인 및 GF 생물학적 과정과 관련이 있다. 헤파리노이드는 수용성이 높고 물에 분산되기 때문에 종종 복합체를 흡착하거나 유지하기 위해 하이드로 겔 또는 PEC과 같은 적절한 매체가 필요할 수 있다. 헤파리노이드와 키토산으로 구성된 LH/P N/MP와 혼합된 프로타민으로 구성된 PEC는 본 발명의 RNA 발현 카세트 전달 운반체와 같은 생의학 응용 분야에 많이 사용할 수 있다. 따라서 다당류 기반 복합 PEC 하이드로 겔 및 N/MP를 포함하는 생체 재료는 본 발명의 RNA 발현 카세트 응용 분야에 잠재력을 가지고 있다.The beneficial effects of GAGs, particularly heparinoids, can be utilized by integrating them into the RNA expression cassette delivery system of the present invention. In addition to their anticoagulant action, heparinoids have been implicated in a variety of cytokines and GF biological processes. Because heparinoids are highly water-soluble and disperse in water, an appropriate medium, such as a hydrogel or PEC, may often be required to adsorb or retain the complex. PEC composed of protamine mixed with LH/P N/MP composed of heparinoid and chitosan can be widely used in biomedical applications such as the RNA expression cassette delivery vehicle of the present invention. Therefore, biomaterials containing polysaccharide-based complex PEC hydrogels and N/MPs have potential for RNA expression cassette applications of the present invention.

본 발명은 또한 상기 서술한 제조 방법에 의해 제조한 RNA 발현 카세트 복합입자를 함유하는 복합입자-함유 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 복합입자 함유 조성물의 제조 방법은, 제1 또는 제2 방법의 혼합 단계를 포함하고, 혼합 이후 조성물의 pH가 수성 용매의 pH와 상이할 수 있음을 특징으로 한다.The present invention also relates to a method for preparing a multiparticulate-containing composition containing the RNA expression cassette multiparticulate prepared by the above-described production method. That is, the method for preparing the multiparticulate-containing composition of the present invention includes the mixing step of the first or second method, and the pH of the composition after mixing may be different from the pH of the aqueous solvent.

상기 서술한 제조 방법에 의해 제조된 복합입자는, 이후 pH가 변화되는 경우에도 사라지지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 복합입자 함유 조성물을 용이하게 제조할 수 있다.The composite particles prepared by the above-described manufacturing method do not disappear even when the pH is changed thereafter. Therefore, according to the present invention, a composition containing multi-particles can be easily prepared.

또한, 본 발명은 또한 양이온성 폴리머 및 RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자에 관한 것이며, 복합입자는 RNA 발현 카세트가 비증폭 RNA, 자가 증폭 mRNA(Self-amplifying mRNA) 및 트렌스 증폭 mRNA(Trans-amplifying mRNA)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 제조할 수도 있다.In addition, the present invention also relates to a multiparticulate comprising a cationic polymer and an RNA expression cassette, wherein the multiparticulate comprises an RNA expression cassette comprising non-amplifying RNA, self-amplifying mRNA and trans-amplifying mRNA. mRNA) may be prepared from one or two or more selected from the group consisting of.

본 발명의 복합입자의 입자 직경이 500 nm 이하임을 특징으로 한다. It is characterized in that the particle diameter of the composite particle of the present invention is 500 nm or less.

상기 수혼화성 유기용매를 제거하는 단계 이후에, 동결건조 보조제를 가하여 동결건조 하는 공정을 더 포함할 수 있다.After the step of removing the water-miscible organic solvent, it may further include a step of freeze-drying by adding a freeze-drying aid.

상기 제조방법은, 상기 동결 건조 전에 고분자 나노입자 수용액을 멸균필터로 멸균하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include a step of sterilizing the polymer nanoparticle aqueous solution with a sterilizing filter before the freeze-drying.

본 발명에서 사용되는 동결건조 보조제는 동결건조된 조성물이 케이크 형태를 유지할 수 있도록 하거나, 음이온성 폴리머 조성물을 동결건조 후, 재건(reconstitution)하는 과정에서 빠른 시간 내에 균일하게 녹는 것을 도와주기 위해 첨가하는 것으로, 구체적으로, 락토스, 만니톨, 솔비톨 및 슈크로스로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 동결건조 보조제의 함량은, 동결건조 조성물 전체 건조중량을 기준으로, 1 내지 90 중량%일 수 있고, 더 구체적으로는 10 내지 60 중량%일 수 있다.The freeze-drying adjuvant used in the present invention is added to help the freeze-dried composition maintain a cake shape, or to help the anionic polymer composition melt uniformly within a fast time in the process of reconstitution after freeze-drying. Specifically, it may be at least one selected from the group consisting of lactose, mannitol, sorbitol and sucrose. The content of the freeze-drying adjuvant may be 1 to 90 wt%, more specifically 10 to 60 wt%, based on the total dry weight of the freeze-dried composition.

이러한 본 발명에 따른 제조방법을 통해 제조된, RNA 발현 카세트와 양이온성 화합물 복합체가 음이온성 폴리머 나노입자 구조체에 봉입된 형태의 조성물 내의 나노입자는 혈중에서 안정하며, 그 크기는 구체적으로 10 내지 200 nm일수 있고, 더욱 구체적으로는 10 내지 150 nm일 수 있다.The nanoparticles in the composition in which the RNA expression cassette and the cationic compound complex are encapsulated in the anionic polymer nanoparticle structure, prepared through the production method according to the present invention, are stable in blood, and their size is specifically 10 to 200 It may be nm, and more specifically, it may be 10 to 150 nm.

다른 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 약학적 조성물을 제공하며, 상기 약학 조성물은 본원에 정의된 핵산 전달물 및 일반식 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체와 선택적으로 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 비히클(vehicle)을 포함한다.According to another embodiment, the present invention also provides a pharmaceutical composition, wherein the pharmaceutical composition comprises a nucleic acid delivery agent as defined herein and a general formula biodegradable polymer carrier delivery complex, optionally with a pharmaceutically acceptable carrier and/or vehicle (vehicle).

첫 번째 중요한 요소로서, 생분해성 약학적 조성물은 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 고분자 담체 전달물 복합체를 포함한다.As a first important element, the biodegradable pharmaceutical composition comprises a nucleic acid delivery agent and a polymer carrier delivery complex made of biodegradable polymer carrier molecules.

두번째 중요한 요소로서, 생분해성 약학적 조성물은 적어도 하나의 추가적인 약학적 활성 구성요소를 포함할 수 있다. 이와 관련하여 약학적 활성 구성요소는 특정한 증상을 낫게(heal)하거나 개선(ameliorate)하거나 예방(prevent)하는데 치료상 효과가 있는 화합물이며, 바람직하게는 암질환, 자가면역 질환, 알러지 또는 전염병에 효과가 있는 화합물이다. As a second important element, the biodegradable pharmaceutical composition may comprise at least one additional pharmaceutically active ingredient. In this regard, the pharmaceutically active component is a compound that has a therapeutic effect in healing, ameliorate, or prevent a specific symptom, preferably in cancer disease, autoimmune disease, allergy or infectious disease. is a compound with

상기 생분해성 약학적 조성물은 인간을 위해 그리고 또한 수의학적인 목적을 위해 사용될 수 있고, 바람직하게는 인간을 위해 사용할 수 있고, 일반적인 약학적 조성물로서 또는 백신으로서 사용될 수 있다.The biodegradable pharmaceutical composition can be used for humans and also for veterinary purposes, preferably for humans, and can be used as a general pharmaceutical composition or as a vaccine.

상기 정의된 것처럼, 상기 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체는 그 자체로 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체가 (다른 약학적으로 활성인 구성요소를 추가하지 않고) 면역자극 약품으로 사용되도록 하는 비특이적 선천성 면역 반응을 유발한다. 만약 다른 약학적으로 활성인 구성요소, 바람직하게는 특히 면역성 구성요소, 바람직하게는 항원과 함께 처리되면, 상기 본 발명의 핵산은 다른 약학적 활성 구성요소에 의해 유발되는 특이적 후천성 면역 반응을 도와주는 애쥬번트로서 역할을 한다.As defined above, the biodegradable polymer carrier carrier complex itself is a non-specific innate immune response that allows the biodegradable polymer carrier carrier complex to be used as an immunostimulatory agent (without the addition of other pharmaceutically active components). causes If treated with other pharmaceutically active components, preferably in particular immunogenic components, preferably antigens, the nucleic acids of the present invention may aid in the specific adaptive immune response elicited by the other pharmaceutically active components. The giver acts as an adjuvant.

다른 특히 바람직한 실시예에 따르면, 생분해성 약학적 조성물(또는 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체)은 백신으로 제공되거나 사용될 수 있다.According to another particularly preferred embodiment, the biodegradable pharmaceutical composition (or biodegradable polymer carrier complex) may be provided or used as a vaccine.

만약 RNA 발현 카세트나 mRNA가 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체의 핵산분자로 사용된다면, 생분해성 백신은 일반적으로 생분해성 약학적 조성물처럼 구성되고 바람직하게는 치료할 환자의 면역계의 면역 반응, 예를 들면, 선천성 면역 반응을 돕거나 이끌어낸다. 더구나 또는 대체적으로, 바람직하게는 만약 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체의 핵산이 후천성 면역 반응을 이끌어내는 상기 언급된 항원이나 단백질 중 어떤 것을 암호화한다면, 상기 생분해성 백신은 후천성 면역반응을 유발할 수 있다.If an RNA expression cassette or mRNA is used as a nucleic acid molecule in a nucleic acid delivery system and a biodegradable polymer carrier delivery complex, the biodegradable vaccine is generally constructed as a biodegradable pharmaceutical composition, preferably the immune response of the immune system of the patient to be treated; For example, it aids or elicits an innate immune response. Furthermore or alternatively, preferably, if the nucleic acid of the nucleic acid carrier and the biodegradable polymer carrier carrier complex encodes any of the above-mentioned antigens or proteins that elicit an adaptive immune response, the biodegradable vaccine is capable of generating an adaptive immune response. can cause

상기 생분해성 백신에 포함될 수 있는 다른 첨가물들은 유화제(emulsifiers), 가령, 트윈 Tween ; 습윤제(wetting agents), 가령, 라우릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate); 착색제(colouring agents); 풍미제(taste-imparting agents), 약학적 담체(pharmaceutical carriers); 정제형성제(tablet-forming agents); 안정제(stabilizers); 산화 방지제(antioxidants); 방부제(preservatives)를 포함할 수 있다.Other additives that may be included in the biodegradable vaccine include emulsifiers, such as Tween; wetting agents, such as sodium lauryl sulfate; coloring agents; taste-imparting agents, pharmaceutical carriers; tablet-forming agents; stabilizers; antioxidants; It may contain preservatives.

게다가 본 발명은 생분해성 고분자 담체 분자의 몇가지 응용 및 용도를 제공하고, 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들 어진 생분해성 담체 전달물 복합체, 이들을 포함하는 약학적 조성물 또는 이들을 포함하는 키트(kits)를 제공한다.Furthermore, the present invention provides several applications and uses of biodegradable polymer carrier molecules, including nucleic acid delivery and biodegradable carrier delivery complexes made of biodegradable polymer carrier molecules, pharmaceutical compositions comprising them, or kits comprising them ( kits) are provided.

한 가지 실시예에 따르면, 본 발명은 바람직하게는 유전자 치료법이나 본원에서 정의된 질환의 치료를 위한 의약품(medicament)로서, 생분해성 고분자 담체분자, 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 생분해성 고분자 담체 운반물 복합체의, 또는 이들을 포함하는 키트의 첫번째 의학적 용도에 관한 것이다. According to one embodiment, the present invention is preferably a gene therapy or a medicament for the treatment of a disease as defined herein, a biodegradable polymer carrier molecule, a nucleic acid delivery agent and a biodegradable polymer made by the biodegradable polymer carrier molecule. It relates to a first medical use of a sex polymer carrier carrier complex, or a kit comprising the same.

상기 의약품은 약학적 조성물의 형태로 또는 약학적 조성물의 구체적인 형태인 애쥬번트나 백신의 형태로 존재할 수 있다. 본 발명과 관련하여 약학적 조성물은 일반적으로 생분해성 고분자 담체 분자 또는 핵산 전달물 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 생분해성 고분자 담체 전달물 복합체를 포함하며, 선택적으로 다른 성분들(ingredients) 예를 들어, 바람직하게는 본원에 정의된 바와 같은 생분해성 핵산 및 선택적으로 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 비히클을 포함한다.The drug may be present in the form of a pharmaceutical composition or in the form of an adjuvant or vaccine, which is a specific form of the pharmaceutical composition. In the context of the present invention, a pharmaceutical composition generally comprises a biodegradable polymer carrier molecule or a nucleic acid delivery agent and a biodegradable polymer carrier delivery complex made of a biodegradable polymer carrier molecule, optionally including other ingredients, for example For example, it preferably comprises a biodegradable nucleic acid as defined herein and optionally a pharmaceutically acceptable carrier and/or vehicle.

Ⅲ. 표적단백질Ⅲ. target protein

본 발명의 발현하고자하는 표적단백질은 항원, 항체, 치료용 단백질, 펩타이드 및 융합 단백질로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. mRNA는 치료 단백질 또는 펩타이드를 암화화하는 적어도 하나의 오픈 리딩 프레임을 포함한다. 병원성 항원, 종양성 항원, 알러지성 항원 또는 자가 면역성 항원과 같은 항원은 적어도 하나의 오픈 리딩 프레임에 의해 코딩된다. 거기에, 항원을 코딩하는 mRNA의 투여는 상기 항원을 포함하는 질환에 대한 유전적 백신 접종 접근에 사용된다. 항체는 본 발명에 따른 SM_mRNA의 적어도 하나의 오픈 리딩 프레임에 의해 코딩된다.The target protein to be expressed of the present invention may be any one selected from the group consisting of antigens, antibodies, therapeutic proteins, peptides and fusion proteins. The mRNA comprises at least one open reading frame encoding a therapeutic protein or peptide. Antigens such as pathogenic antigens, tumor antigens, allergens or autoimmune antigens are encoded by at least one open reading frame. Therein, administration of mRNA encoding an antigen is used in a genetic vaccination approach against a disease comprising the antigen. The antibody is encoded by at least one open reading frame of the SM_mRNA according to the invention.

본 발명에 따른 mRNA는 보고 유전자(reporter gene) 또는 표지 유전자(marker gene)를 포함하지 않는다. 바람직하게, 본 발명에 따른 SM_mRNA는 예를 들어, 루시퍼라아제(luciferase); 녹색 형광 단백질(green fluoricent protein)(GFP) 및 이의 변이체(예컨대, eGFP, mRNA 또는 BFP); α-글로빈; 하이포잔틴-구아닌 포스포리보실트랜스퍼라아제(HGPRT); β-갈락토시다아제; 갈락토키나아제; 알카라인 포스파타아제; 분비 배아 알카라인 포스파타아제(secreted embryonic alkaline phosphatase)(SEAP)) 또는 저항성 유전자(예컨대, 네오마이신, 퓨로마이신, 하이그로마이신 및 제오신(zeocin))을 코딩하지 않는다. 본 발명에 따른 mRNA는 루시퍼라아제를 코딩하지 않는다. 본 발명에 따른 mRNA는 GFP 또는 이의 변이체를 코딩하지 않는다.The mRNA according to the present invention does not include a reporter gene or a marker gene. Preferably, SM_mRNA according to the present invention is, for example, luciferase; green fluorescent protein (GFP) and variants thereof (eg, eGFP, mRNA or BFP); α-globin; hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT); β-galactosidase; galactokinase; alkaline phosphatase; It does not encode secreted embryonic alkaline phosphatase (SEAP) or resistance genes (eg, neomycin, puromycin, hygromycin and zeocin). The mRNA according to the invention does not encode luciferase. The mRNA according to the present invention does not encode GFP or a variant thereof.

융합 단백질fusion protein

융합 단백질은 단일 단위로 전사되고 번역되어 단일 폴리 펩타이드를 생성하도록 결합된 별도의 유전자에 의해 코딩된 적어도 두 개의 도메인 이상으로 구성된 단백질이다. 기본적으로 두 가지 유형의 융합 단백질이 있다. 첫 번째는 종단 간 융합되고 일반적으로 링커에 의해 연결된 두 개의 단백질 또는 단백질 서브 유닛으로 구성되고 두 번째는 두 공여자의 아미노산이 융합 단백질에 산재되어 있다. A fusion protein is a protein composed of at least two domains or more encoded by separate genes that are transcribed and translated as a single unit and joined to produce a single polypeptide. There are basically two types of fusion proteins. The first consists of two proteins or protein subunits that are fused end-to-end and are usually linked by a linker and the second have the amino acids of the two donors interspersed in the fusion protein.

전자는 링커 펩타이드로 융합된 이종 단백질 폴리펩타이드; 및 특수목적 펩타이드와 단백질이 결합한 폴리펩타이드;를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나일 수 있다.The former is a heterologous protein polypeptide fused with a linker peptide; And it may be any one selected from the group comprising; and a special-purpose peptide and a polypeptide bound to a protein.

융합 단백질은 통합된 단백질 도메인에 따라 분류될 수 있다. 종종 하나의 융합 파트너는 분자 인식 기능을 가지고 있는 반면 다른 파트너는 안정성 및 반감기 개선, 세포 독성 효과 또는 새로운 표적화 및 전달 경로와 같은 특정 기능이 있을 수 있다. 치료용 융합 단백질은 면역 독소, 사이토카인 융합, 단편 결정화 가능 (Fc) 융합, 알부민 융합 및 이들 부류에 속하지 않는 기타 일 수 있다. 현재 진행중인 대부분의 재조합 단백질 임상 시험은 단클론 항체를 포함하지만, 융합 단백질은 앞으로도 중요한 치료 분자가 될 것으로 예상된다.Fusion proteins can be classified according to the protein domain into which they are integrated. Often one fusion partner has a molecular recognition function while the other may have specific functions such as improved stability and half-life, cytotoxic effects or novel targeting and delivery pathways. Therapeutic fusion proteins can be immunotoxins, cytokine fusions, fragment crystallizable (Fc) fusions, albumin fusions and others not belonging to these classes. Although most ongoing clinical trials for recombinant proteins involve monoclonal antibodies, fusion proteins are expected to become important therapeutic molecules in the future.

병원성 항원(Pathogenic antigens):Pathogenic antigens:

본 발명에 따른 mRNA는 병원성 항원 또는 이의 절편, 변이체 또는 유도체를 포함하는 단백질 또는 펩타이드를 코딩할 수 있다. 이와 같은 병원성 항원은 개체, 특히 포유동물 개체, 더욱 특히 인간에서 면역적 반응을 일으키는 병원성 유기체, 특히 박테리아, 바이러스 또는 원생동물(다세포(multicellular)) 병원성 유기체로부터 유래된다. 더욱 구체적으로, 바람직하게 병원성 항원은 표면 항원, 예를 들어, 바이러스 또는 박테리아 또는 원생동물 유기체의 표면에 위치한 단백질(또는 단백질의 절편, 예를 들어, 표면 항원의 외부 부분)이다.The mRNA according to the present invention may encode a protein or peptide comprising a pathogenic antigen or a fragment, variant or derivative thereof. Such pathogenic antigens are derived from pathogenic organisms, in particular bacteria, viruses or protozoan (multicellular) pathogenic organisms, which elicit an immune response in a subject, in particular a mammalian subject, more particularly a human. More specifically, preferably the pathogenic antigen is a surface antigen, eg a protein (or a fragment of a protein, eg an external portion of a surface antigen) located on the surface of a virus or bacterial or protozoan organism.

병원성 항원은 바람직하게 감염성 질환과 관련된 병원체로부터 유래된 항원으로부터 선택된다. 특히 바람직한 항원은 인플루엔자 바이러스, 호흡기 합포체 바이러스(RSV), 단순 포진 바이러스(HSV), 인유두종바이러스(HPV), 인간 면역결핍 바이러스(HIV), 플라스모디움(Plsmodium), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 댕기 바이러스(Dengue virus), 클라미디아 트라코마티스(Chlamydia trachomatis), 사이토메갈로바이러스(CMV), B형 간염 바이러스, 마이코박테리움 투버쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 광견병 바이러스 및 황열병 바이러스로부터 선택된 병원체이다.Pathogenic antigens are preferably selected from antigens derived from pathogens associated with infectious diseases. Particularly preferred antigens are influenza virus, respiratory syncytial virus (RSV), herpes simplex virus (HSV), human papillomavirus (HPV), human immunodeficiency virus (HIV), Plasmodium, Staphylococcus aureus), Dengue virus, Chlamydia trachomatis, cytomegalovirus (CMV), hepatitis B virus, Mycobacterium tuberculosis, rabies virus and yellow fever virus. to be.

본 발명에 따른 mRNA는 광견병 바이러스 단백질 또는 펩타이드 또는 이의 항원성 절편을 코딩한다. 바람직하게, 본 발명에 따른 mRNA는 광견병 바이러스의 당단백질 G(RAV-G), 핵단백질 N(RAV-N), 인단백질 P(RAV-P), 매트릭스 단백질 M(RAV-M) 또는 RNA 폴리머라아제 L(RAV-L), 또는 이의 절편, 변이체 또는 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 항원성 단백질 또는 펩타이드를 코딩한다.The mRNA according to the present invention encodes a rabies virus protein or peptide or antigenic fragment thereof. Preferably, the mRNA according to the present invention is a rabies virus glycoprotein G (RAV-G), nucleoprotein N (RAV-N), phosphoprotein P (RAV-P), matrix protein M (RAV-M) or RNA polymer It encodes an antigenic protein or peptide selected from the group consisting of Rase L (RAV-L), or a fragment, variant or derivative thereof.

본 발명에 따른 mRNA는 호흡기 합포체 바이러스(ripiratory syncytial virus)(RSV) 단백질 또는 펩타이드 또는 이의 항원성 절편을 코딩한다. 바람직하게, 본 발명에 따른 SM_mRNA는 호흡기 합포체 바이러스(RSV)의 융합 단백질 F, 당단백질 G, 짧은 소수성 단백질 SH, 매트릭스 단백질 M, 핵단백질 N, 라지 폴리머라아제 L, M2-1 단백질, M2-2 단백질, 인단백질 P, 비-구조 단백질 NS1 또는 비-구조 단백질 NS2, 또는 이의 절편, 변이체 또는 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 항원성 단백질 또는 펩타이드를 코딩한다.The mRNA according to the present invention encodes a respiratory syncytial virus (RSV) protein or peptide or antigenic fragment thereof. Preferably, SM_mRNA according to the present invention is a respiratory syncytial virus (RSV) fusion protein F, glycoprotein G, short hydrophobic protein SH, matrix protein M, nucleoprotein N, large polymerase L, M2-1 protein, M2 -2 encodes an antigenic protein or peptide selected from the group consisting of protein, phosphoprotein P, non-structural protein NS1 or non-structural protein NS2, or a fragment, variant or derivative thereof.

종양 항원:Tumor antigens:

본 발명에 따른 mRNA는 종양 항원, 상기 종양 항원의 절편, 변이체 또는 유도체를 포함하는 펩타이드 또는 단백질을 포함하는 단백질 또는 펩타이드를 코딩할 수 있으며, 항원 또는 상기 종양 항원의 절편, 변이체 또는 유도체이다.The mRNA according to the present invention may encode a tumor antigen, a peptide containing a fragment, variant or derivative of the tumor antigen, or a protein or peptide containing the protein, and is an antigen or a fragment, variant or derivative of the tumor antigen.

종양유전자(KRAS, p53 등) 돌연변이체의 암항원, 종양 항원 NY-iO-1, 5T4, MAGE-C1, MAGE-C2, 서바이빈(Survivin), Muc-1, PSA, PSMA, PSCA, STEAP 및 PAP는 특히 바람직하다. 투여되는 mRNA는 치료 단백질 또는 이의 절편, 변이체 또는 유도체를 포함하는 단백질 또는 펩타이드를 코딩한다.Oncogene (KRAS, p53, etc.) mutant cancer antigen, tumor antigen NY-iO-1, 5T4, MAGE-C1, MAGE-C2, Survivin, Muc-1, PSA, PSMA, PSCA, STEAP and PAP are particularly preferred. The administered mRNA encodes a protein or peptide comprising a therapeutic protein or a fragment, variant or derivative thereof.

본 발명의 치료 단백질은 임의의 유전성(inherited) 또는 후천성(acquired) 질환의 치료에 유익하거나, 개인(individual)의 상태를 향상시키는 펩타이드 또는 단백질이다. 특히, 치료 단백질은 치료제의 생성에 큰 역할을 하며, 다른 기능 중 유전적 오류를 변형 및 수리, 암세포 또는 병원체 감염된 세포를 파괴, 면역계 장애를 치료, 대사 또는 내분비 장애를 치료할 수 있다. 예를 들어, 에리스로포이에틴(EPO), 단백질 호르몬은 신장 합병증의 일반적인 원인인 적혈구 결핍 환자를 치료하는데 이용될 수 있다. 또한, 어쥬번트 단백질, 치료 항체는 치료 단백질 및 예를 들어, 폐경기 여성의 치료에 이용될 수 있는 호르몬 대체 요법(hormone replacement therapy)에 의해서도 포함된다. 더욱 최근 접근에서, 환자의 체세포는 분쟁(disputed) 줄기세포 요법을 대체하는 다능성 줄기세포로 역분화하는데 사용된다. 또한, 체세포의 역분화에 사용되거나 줄기세포의 분화에 사용되는 이들 단백질은 치료 단백질로서 본원에 정의된다. 또한, 치료 단백질은 예를 들어, 상처 치료, 조직 재생, 신생 혈관 생성 등 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.The therapeutic protein of the present invention is a peptide or protein that is beneficial for the treatment of any inherited or acquired disease or improves the condition of an individual. In particular, therapeutic proteins play a large role in the creation of therapeutics, and can modify and repair genetic errors, destroy cancer cells or pathogen-infected cells, treat immune system disorders, and treat metabolic or endocrine disorders, among other functions. For example, erythropoietin (EPO), a protein hormone, may be used to treat patients with red blood cell deficiency, a common cause of kidney complications. Adjuvant proteins, therapeutic antibodies, are also encompassed by therapeutic proteins and hormone replacement therapy, which can be used, for example, in the treatment of postmenopausal women. In a more recent approach, a patient's somatic cells are used to dedifferentiate into pluripotent stem cells to replace disputed stem cell therapies. Also, those proteins used in the retrodifferentiation of somatic cells or used in the differentiation of stem cells are defined herein as therapeutic proteins. In addition, the therapeutic protein may be used for other purposes such as, for example, wound healing, tissue regeneration, angiogenesis, and the like.

따라서, 치료 단백질은 예를 들어, 감염성 질환, 신생물(neoplasm)(예를 들어, 암 또는 종양 질환), 혈액 및 혈액-형성 기관 질환, 내분비, 영양성 및 대사 질환, 신경계 질환, 순환계 질환, 호흡계 질환, 소화계 질환, 피부 및 피하 조직 질환, 근골격계 및 결합 조직 질환 및 비뇨생식계(genitourinary system) 질환과 같은 다양한 질환(독립적으로 유전성 또는 후천성인 경우)의 치료를 포함하는 다양한 목적에 사용될 수 있다.Thus, therapeutic proteins can be, for example, infectious diseases, neoplasms (eg cancer or tumor diseases), blood and blood-forming organ diseases, endocrine, nutritional and metabolic diseases, neurological diseases, circulatory system diseases, respiratory system diseases. It can be used for a variety of purposes, including the treatment of a variety of disorders (independently hereditary or acquired) such as diseases of the digestive system, diseases of the skin and subcutaneous tissue, diseases of the musculoskeletal system and connective tissue, and diseases of the genitourinary system.

그 중에서도 대사 또는 내분비 장애의 치료에 사용될 수 있는 특히 바람직한 치료 단백질은 기능성 단백질의 이의 부족한 내부 생산량을 충분한 양으로 교체하여 개체를 치료하기 위한 것이므로 치료 단백질로 이해된다. 따라서, 이와 같은 치료 단백질은 일반적으로 포유동물, 특히 인간 단백질이다. 혈액 장애, 순환계 질환, 호흡계 질환, 암 또는 종양 질환, 감염성 질환 또는 면역 결핍증의 치료를 위해서는 치료 단백질이 사용될 수 있다: Among them, a particularly preferred therapeutic protein that can be used in the treatment of metabolic or endocrine disorders is understood to be a therapeutic protein since it is intended to treat a subject by replacing its insufficient internal production of a functional protein with a sufficient amount. Accordingly, such therapeutic proteins are generally mammalian, in particular human proteins. Therapeutic proteins can be used for the treatment of blood disorders, circulatory disorders, respiratory disorders, cancer or tumor disorders, infectious disorders or immunodeficiency disorders:

더욱이, 어쥬번트(adjuvant) 또는 면역 자극 단백질도 치료 단백질이란 용어에 포함된다. 어쥬번트 또는 면역 자극 단백질은 개체 내 면역 반응을 유도, 변형 또는 개선하여 특정 질환을 치료하거나 개체의 상태를 완화하는데 사용될 수 있다. 어쥬번트 단백질은 예를 들어, TLR에 대한 외부 TLR 리간드의 결합 반응으로서(포유동물에서) 선천적 면역 반응을 유도할 수 있는 임의의 인간 단백질 또는 펩티드를 일반적으로 포함하는 포유동물, 특히 인간 어쥬번트 단백질로부터 선택될 수 있다. 와 같은 단백질들로 이루어진 군으로부터 선택된다. 포유동물, 특히 인간 어쥬번트 단백질은 또한 열 충격 단백질, 또는 이와 같은 인간 어쥬번트 단백질 중 임의의 것의 임의의 종 동족체로 이루어진 군으로부터 선택될 수도 있다. 포유동물, 특히 인간 어쥬번트 단백질은 또한 선천적 면역 반응을 유도 또는 강화하는 단백질, 를 포함할 수 있다.Furthermore, adjuvants or immune stimulating proteins are also encompassed by the term therapeutic protein. An adjuvant or immune stimulating protein can be used to treat a specific disease or alleviate a condition of a subject by inducing, modifying, or improving an immune response in a subject. Adjuvant proteins are mammalian, in particular human adjuvant proteins, generally including any human protein or peptide capable of inducing an innate immune response (in mammals), for example, in response to the binding of an exogenous TLR ligand to a TLR. can be selected from is selected from the group consisting of proteins such as The mammalian, particularly human adjuvant protein may also be selected from the group consisting of a heat shock protein, or any species homologue of any of such human adjuvant proteins. Mammalian, particularly human adjuvant proteins may also include proteins that induce or enhance an innate immune response.

치료 단백질therapeutic protein

혈액 장애, 순환계 질환, 호흡계 질환, 암 또는 종양 질환, 감염성 질환 또는 면역 결핍증 치료를 위한 치료 단백질 또는 어쥬번트 단백질은 일반적으로 치료되어야 할 동물에 따라서 포유동물 기원, 바람직하게는 인간 기원의 단백질이다. 인간 개체는, 예를 들어, 인간 기원의 치료 단백질에 의해 치료되는 것이 바람직하다.Therapeutic proteins or adjuvant proteins for the treatment of blood disorders, diseases of the circulatory system, diseases of the respiratory system, cancer or tumor diseases, infectious diseases or immunodeficiency are generally proteins of mammalian origin, preferably of human origin, depending on the animal to be treated. The human subject is preferably treated, for example, with a therapeutic protein of human origin.

병원성 어쥬번트 단백질은, 일반적으로 (포유동물에서) 선천적 면역 반응을 유도할 수 있는 병원성 어쥬번트 단백질을 포함하며, 더욱 바람직하게는 박테리아, 원생동물, 바이러스 또는 곰팡이 등으로부터 유래된 병원성 어쥬번트 단백질, 예를 들어, 박테리아 (어쥬번트) 단백질, 원생동물 (어쥬번트) 단백질(예를 들어, 톡소플라즈마곤디(Toxoplasma gondii)의 프로필린 유사 단백질), 바이러스 (어쥬번트) 단백질, 또는 곰팡이 (어쥬번트) 단백질 등으로부터 선택되는 병원성 어쥬번트 단백질을 포함한다.Pathogenic adjuvant proteins generally include pathogenic adjuvant proteins capable of inducing an innate immune response (in mammals), more preferably pathogenic adjuvant proteins derived from bacteria, protozoa, viruses or fungi, etc.; For example, a bacterial (adjuvant) protein, a protozoan (adjuvant) protein (eg, a propylin-like protein of Toxoplasma gondii), a viral (adjuvant) protein, or a fungal (adjuvant) and pathogenic adjuvant proteins selected from proteins and the like.

박테리아 (어쥬번트) 단백질은 또한 박테리아 플라젤린(flagellin)을 포함할 수 있다. 원생동물 (어쥬번트) 단백질은 병원성 어쥬번트 단백질의 추가 예이다. 원생동물 (어쥬번트) 단백질은 어쥬번트 특성을 나타내는 임의의 원생동물 단백질로부터 선택될 수 있으며, 바이러스 (어쥬번트) 단백질은 병원성 어쥬번트 단백질의 또 다른 예이다. 바이러스 (어쥬번트) 단백질은 어쥬번트 특성을 나타내는 임의의 바이러스 단백질로부터 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 호흡기 합포체 바이러스(Ripiratory Syncytial Virus) 융합 당단백질(F-단백질), MMT 바이러스 유래 외피 단백질(envelope protein), 마우스 백혈병 바이러스 단백질, 야생형 홍역 바이러스의 헤마글루티닌(Hemagglutinin) 단백질 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 곰팡이 (어쥬번트) 단백질도 병원성 어쥬번트 단백질의 추가의 예이다. 본 발명에서, 곰팡이 (어쥬번트) 단백질은 어쥬번트 특성을 나타내는 임의의 곰팡이 단백질로부터 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 곰팡이 면역 조절 단백질(fungal immunomodulatory protein)(FIP; LZ-8) 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 마지막으로, 어쥬번트 단백질은 추가로 키홀-림펫 헤모시아닌(keyhole-limpet hemocyanin)(KLH), OspA 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수도 있다.Bacterial (adjuvant) proteins may also include bacterial flagellin. Protozoan (adjuvant) proteins are further examples of pathogenic adjuvant proteins. The protozoan (adjuvant) protein may be selected from any protozoan protein exhibiting adjuvant properties, and the viral (adjuvant) protein is another example of a pathogenic adjuvant protein. The viral (adjuvant) protein may be selected from any viral protein exhibiting adjuvant properties, and more preferably, but not limited to, a Respiratory Syncytial Virus fusion glycoprotein (F-protein). , MMT virus-derived envelope protein, mouse leukemia virus protein, wild-type measles virus hemagglutinin protein, and the like may be selected from the group consisting of. Fungal (adjuvant) proteins are further examples of pathogenic adjuvant proteins. In the present invention, the fungal (adjuvant) protein may be selected from any fungal protein exhibiting adjuvant properties, more preferably, fungal immunomodulatory protein (FIP; LZ-8), etc. may be selected from the group. Finally, the adjuvant protein may further be selected from the group consisting of keyhole-limpet hemocyanin (KLH), OspA, and the like.

치료 단백질은 호르몬 대체 치료법, 특히 폐경기 여성의 치료에 사용될 수 있다. 이들 치료 단백질은 오에스테로겐(oitrogens), 프로게스테론 또는 프로게스틴(progitins), 및 종종 테스토스테론으로부터 선택되는 것이 바람직하다.Therapeutic proteins may be used in hormone replacement therapy, particularly in the treatment of postmenopausal women. These therapeutic proteins are preferably selected from oitrogens, progesterones or progitins, and often testosterone.

더욱이, 치료 단백질은 체세포를 다능성(pluripotent) 또는 전능성(omnipotent) 줄기세포로 역분화하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 여러 인자 특히, Oct-3/4, Sox 유전자 군(Sox1, Sox2, Sox3 및 Sox15), Klf 군(Klf1, Klf2, Klf4 및 Klf5), Myc 군(c-myc, L-myc 및 N-myc), Nanog 및 LIN28이 설명되어 있다.Moreover, therapeutic proteins can be used to reverse differentiate somatic cells into pluripotent or omnipotent stem cells. For this purpose, several factors, inter alia, Oct-3/4, the Sox gene family (Sox1, Sox2, Sox3 and Sox15), the Klf family (Klf1, Klf2, Klf4 and Klf5), the Myc family (c-myc, L-myc) and N-myc), Nanog and LIN28.

치료 항체도 치료 단백질로서 본원에 정의되어 있다. 이들 치료 항체는 그 중에서도 암 또는 종양 질환의 치료에 사용되는 항체, 그 중에서도 혈액 장애의 치료에 사용되는 항체, 그 중에서도 면역 조절에 사용되는 항체, 당뇨병 치료에 사용되는 항체, 알츠하이머 질환 치료에 사용되는 항체, 천식 치료에 사용되는 항체를 포함할 수 있다, A therapeutic antibody is also defined herein as a therapeutic protein. These therapeutic antibodies are inter alia antibodies used for the treatment of cancer or oncological diseases, inter alia antibodies used for the treatment of blood disorders, inter alia antibodies used for immunomodulation, antibodies used for the treatment of diabetes, antibodies used for the treatment of Alzheimer's disease Antibodies, may include antibodies used to treat asthma,

본 발명에 따른 RNA 발현 카세트의 코딩 영역은 모노-, 디-, 또는 심지어 멀티시스트론 RNA, 즉, 1, 2 또는 그 이상의 단백질 또는 펩타이드의 코딩 서열을 운반하는 RNA로서 발생할 수 있다. 이와 같은 디-, 또는 심지어 멀티시스트론 RNA 내 코딩 서열은 예를 들어, 본원에 설명된 바와 같은 적어도 하나의 내부 리보솜 도입 위치(IRES) 또는 여러 단백질 또는 펩타이드를 포함하는 폴리펩타이드의 절단을 유도하는 신호 펩타이드에 의해 분리될 수 있다.The coding region of the RNA expression cassette according to the invention may occur as mono-, di-, or even multicistronic RNA, ie RNA carrying the coding sequence of one, two or more proteins or peptides. Coding sequences in such di-, or even multicistronic RNAs can induce cleavage of a polypeptide comprising, for example, at least one internal ribosome entry site (IRES) or several proteins or peptides as described herein. can be separated by a signal peptide.

본 발명의 표적단백질은 대상 세포, 조직 및 개체에서 발현시키고자하는 단백질을 의미하며 특정 자연상 존재하거나 인위적인 폴리펩타이드에 적용할 수 있으며 특정단백질로 하는 제한은 없다. 본 발명에서 편의상 ECM 분해효소 및 분해효소 저해물질을 예시적으로 사용하였다.The target protein of the present invention refers to a protein to be expressed in target cells, tissues, and individuals, and can be applied to specific naturally occurring or artificial polypeptides, and there is no limitation to the specific protein. In the present invention, for convenience, ECM degrading enzymes and degrading enzyme inhibitors were exemplarily used.

종양 세포의 화학요법제 내성에 있어 ECM의 작용을 확인하였다(BP Toole et al., "Hyaluronan: a constitutive regulator of chemoresistance and malignancy in cancer cells ", Seminars in Cancer Biology 2008, vol. 18, pp. 244-50). 종양 및 기질 세포는 콜라겐, 프로테오글리칸과, 종양 내부로 마크로분자의 이동을 어렵게 하는 그외 분자로 구성된 ECM을 만들어내고, 이를 조밀하게 조립한다. The effect of ECM on chemotherapeutic resistance of tumor cells was confirmed (BP Toole et al., "Hyaluronan: a constitutive regulator of chemoresistance and malignancy in cancer cells ", Seminars in Cancer Biology 2008, vol. 18, pp. 244 -50). Tumor and stromal cells make ECMs composed of collagen, proteoglycans, and other molecules that make it difficult to move macromolecules into the tumor, and assemble them densely.

개체의 모든 장기에 거대하게 조직화된 ECM은 전부는 아니지만 세포 내 사건을 초래하는 대부분의 기본 매개자로서의 독특한 역할을 수행한다. 따라서 알려진 거의 모든 질병의 메커니즘이 특정 ECM 구성 요소의 비정상적인 양 또는 활동 수준의 형태로 E의 일부로 거슬러 올라갈 수 있다. 이러한 결함은 하류 신호 축에 상당한 영향을 미쳐 명백한 세포 기능 장애, 장기 부전 및 사망을 초래한다. 피부에서 뼈로, 혈관에서 뇌로, 눈에서 모든 내부 장기에 이르기까지 E은 질병을 되돌리는 원인이자 잠재적인 수단으로서 놀라운 역할을 한다. 결합 조직 장애, 근이영양증, 섬유증 및 암을 포함한 인간의 만성질병은 모두 ECM과 관녈된 질병이다. ECM은 주로 개체의 구조적 기능을 담당하며, 세포와의 긴밀한 상호작용을 통해 노화와 질병으로 퇴행화, 손상된 조직의 재생 과정(근골격, 간 및 폐) 그리고 종양에 중요한 역할을 담당한다.The massively organized ECM in all organs of an individual plays a unique role as most, if not all, primary mediators of intracellular events. Thus, almost all known disease mechanisms can be traced back to some of E, in the form of abnormal amounts or activity levels of specific ECM components. These defects significantly affect the downstream signaling axis, resulting in overt cellular dysfunction, organ failure, and death. From skin to bones, blood vessels to brain, eyes to all internal organs, E plays a surprising role as both a cause and a potential means of reversing disease. Chronic human diseases including connective tissue disorders, muscular dystrophy, fibrosis and cancer are all ECM-related diseases. The ECM is mainly responsible for the structural functions of the organism, and through close interaction with cells, it plays an important role in degeneration due to aging and disease, in the regeneration process of damaged tissues (musculoskeletal, liver and lung), and in tumors.

지난 25년 동안 고형 종양의 생물학을 이해하기 위한 접근 방식이 크게 바뀌 었다. 연구가 거의 오랫동안 개별 종양 세포에만 집중되어 있었지만, 변형으로 이어지는 과정이나 악성 종양을 전달하는 과정이 종양 전체와 완전한 복잡성으로 인해 점점 더 암 연구의 초점이 되었다. 종양을 복잡한 기관으로 보는 개념에서 시작하여 종양 미세 환경 (TME)이라는 용어를 사용하여 그 자체로 악성이 아닌 종양 성분 전체를 설명한다. 따라서 TME는 종양의 혈관계, 결합 조직, 침윤성 면역 세포 및 세포 외 기질 (ECM)로 구성되어 있으며, TME의 이러한 모든 개별 구성 요소는 빠르게 성장하는 암 분야에서 새로운 연구 커뮤니티의 초점이 되었다. 이러한 연구 노력은 이미 항 혈관 신생 제와 잠재적으로 게임을 바꿀 수있는 면역 치료제의 도입을 시작으로 TME 표적 약물의 개발과 성공적인 임상 구현으로 이어졌다Over the past 25 years, approaches to understanding the biology of solid tumors have changed significantly. Although research has been focused on individual tumor cells for almost a long time, the processes that lead to transformation or transmit malignancies have become increasingly the focus of cancer research due to the total complexity and sheer complexity of tumors. Starting with the concept of seeing a tumor as a complex organ, we use the term tumor microenvironment (TME) to describe the entirety of a tumor component that is not itself malignant. Thus, TME consists of tumor vasculature, connective tissue, infiltrating immune cells, and extracellular matrix (ECM), and all these individual components of TME have become the focus of emerging research communities in the fast-growing field of cancer. These research efforts have already led to the development and successful clinical implementation of TME-targeted drugs, starting with the introduction of anti-angiogenic agents and potentially game-changing immunotherapeutics.

ECM은 암을 치료하려는 우리의 노력에 영향을 미칠 뿐만 아니라 종양 형성 및 질병 진행에도 직접적으로 관여한다. 항 종양 요법의 효능에 대한 E 표적 접근법의 효과는 종종 종양 행동 또는 진행에 대한 직접적인 효과와 구별할 수 없다. 따라서 악성 종양에서 E의 즉각적인 관여와 그 변형이 질병의 진행에 어떻게 영향을 미치는지 논의해야 한다.ECM not only influences our efforts to treat cancer, but is also directly involved in tumorigenesis and disease progression. The effect of E-targeted approaches on the efficacy of anti-tumor therapy is often indistinguishable from direct effects on tumor behavior or progression. Therefore, the immediate involvement of E in malignancies and how its transformation affects disease progression should be discussed.

ECM은 종양 세포로의 약물 침투를 제한하는 고형 종양 내의 핵심 요소 중 하나이다. 종양 생물학의 이러한 측면은 수십 년 동안 인식되었으며 효소 또는 콜라겐/히알루로난 합성 억제제를 사용하여 E을 제거하려는 노력으로 광범위하게 검토되었다. 항체 및 나노 입자와 같은 거대 분자 종양 요법의 움직임은 저 분자량 약물보다 E에 더 민감하므로 E을 수정하려는 노력이 이러한 제제의 치료 활성에 가장 유익 할 것이다.ECM is one of the key factors within solid tumors that limit drug penetration into tumor cells. This aspect of tumor biology has been recognized for decades and has been extensively reviewed in efforts to eliminate E using enzymes or inhibitors of collagen/hyaluronan synthesis. The movement of macromolecular tumor therapies, such as antibodies and nanoparticles, is more sensitive to E than low molecular weight drugs, so efforts to modify E would be most beneficial for the therapeutic activity of these agents.

유방, 췌장, 결장 직장, 난소 및 폐를 포함한 여러 종양은 높은 콜라겐 또는 히알루로난 함량이 불량한 예후와 관련이 있는 고밀도 E을 나타냈다. 암 관련 섬유 아세포는 혈관 신생, 세포 증식, 전이성 세포의 유출 또는 전 종양 면역 세포의 혈관 내 침투를 위한 '고속도로' 생성 등 종양 촉진 활동과 관련된 다량의 ECM 구성 요소를 생성한다. 주로 콜라겐과 히알루론산(HA)으로 구성된 종양 E은 다음을 포함하여 약물 전달을 방해하는 종양 미세 환경의 여러 측면에 기여한다. 1. 혈관 압박, 혈액 관류 감소 및 혈관의 일부에 대한 적절한 혈관 접근 제한 종양; 2. 약물이 세포 표적에 도달하는 것을 방지하는 종양 기질 간질을 통한 약물 밀매를 제한한다. 그리고 3. 혈액으로부터의 혈장 누출, 종양 내 기계적 스트레스 및 적절한 림프 배액 부족에 의해 생성 된 높은 간질 유체 압력(IFP)의 유지. 제한된 미세 환경 내에서 종양 세포의 증식은 종양 미세 환경 내에서 기계적 스트레스에 더욱 기여한다. 이들 모두는 혈액에서 종양 세포로의 약물 이동을 제한한다.Several tumors, including breast, pancreas, colorectal, ovarian, and lung, exhibited high-density E with high collagen or hyaluronan content associated with poor prognosis. Cancer-associated fibroblasts produce a large number of ECM components involved in tumor-promoting activities, including angiogenesis, cell proliferation, efflux of metastatic cells, or generation of 'highways' for intravascular invasion of pre-tumor immune cells. Tumor E, composed primarily of collagen and hyaluronic acid (HA), contributes to several aspects of the tumor microenvironment that impede drug delivery, including: 1. Tumors that compress blood vessels, reduce blood perfusion, and restrict adequate vascular access to portions of blood vessels; 2. Limit drug trafficking through the tumor stroma stroma, which prevents the drug from reaching cellular targets. and 3. Maintenance of high interstitial fluid pressure (IFP) generated by plasma leakage from blood, intratumoral mechanical stress, and lack of adequate lymphatic drainage. The proliferation of tumor cells within the confined microenvironment further contributes to mechanical stress within the tumor microenvironment. All of these restrict the movement of drugs from the blood to tumor cells.

이론적으로 종양 ECM을 감소시키는 접근법은 약물 침투를 증가시키고 종양 세포 내에서 더 높은 약물 농도를 가능하게 해야 한다. 이 접근 방식에는 미묘한 측면이 있다. 종양 간질 공간에서 모든 바이오 폴리머를 완전히 제거하면 종양이 붕괴되고 약물 침투가 감소할 수 있다. 따라서 E의 정상화 개념이 이러한 치료의 목표로 제안되었다. 이 리뷰에서 우리는 E 분해에 대한 주요 접근 방식을 강조하지만 이러한 효소는 덜 널리 사용되지만 히알루론산 (HA)의 감소를 통해 달성된 가장 진보된 형태의 기질 분해와 기계적으로 구별될 수 있기 때문에 콜라게나제의 활성에 중점을 두었다.In theory, approaches that reduce tumor ECM should increase drug penetration and enable higher drug concentrations within tumor cells. There are subtleties to this approach. Complete removal of all biopolymers from the tumor interstitial space could result in tumor collapse and reduced drug penetration. Therefore, the concept of normalization of E has been proposed as the goal of this treatment. In this review, we highlight the main approaches to E degradation, although these enzymes are less widely used, but because they can be mechanically distinguished from the most advanced form of substrate degradation achieved through the reduction of hyaluronic acid (HA) collagenase. The focus was on ceremonial activity.

1. 히알루로니다아제1. Hyaluronidase

히알루론산(hyaluronic acid, HA)은 음이온성 뮤코다당류로서, 동물 유래의 유리체, 관절액, 연골, 피부 등에 존재하는 생체 유래 물질이며, (C14H21NO11)n의 화학식을 가지는 물질이며, 히알루론산의 분자량에는 제한이 없으나, 중량평균분자량 범위가 10,000 내지 1,000,000일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예컨대, 중량평균자량은 10,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000, 60,000, 70,000, 80,000, 90,000, 100,000, 200,000, 300,000, 400,000, 500,000, 600,000, 700,000, 800,000, 900,000 및 1,000,000 중 어느 두 값 사이의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.Hyaluronic acid (HA) is an anionic mucopolysaccharide, a bio-derived material that exists in the vitreous body, joint fluid, cartilage, skin, etc. derived from animals, and has a chemical formula of (C14H21NO11)n, and the molecular weight of hyaluronic acid is limited However, the weight average molecular weight may be in the range of 10,000 to 1,000,000, but may not be limited thereto. For example, the weight average weight is a range between any two values of 10,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000, 60,000, 70,000, 80,000, 90,000, 100,000, 200,000, 300,000, 400,000, 500,000, 600,000, 700,000, 800,000, 900,000, and 1,000,000. may have, but may not be limited thereto.

천연 고분자인 히알루론산(HA)은 넌설페이티드 (nonsulfated) 글라이코사미노글리칸(glycosaminoglycan;GAG)로서 N-acetyl-D-glucosamine 과 D-glucuronic acid로 구성되어 있으며, 세포 밖 구조체의 주요 성분으로서 높은 생체 적합성을 가지고 있다. 또한 피하조직과 연골조직 같은 연결조직의 세포 외측기질뿐 아니라 안구의 유리체 및 관절 동동의 활액에 존재하며, 히알루론산과 히알루론산 수용체인 CD44/RHAMM의 상호작용은 세포 이동성 및 세포증식과 특정 생리학적 과정들을 제어하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특징으로 히알루론산은 치료적 용도를 가지며, 미국식품의약품(FDA)에서 정맥주사, 구강투여, 피부투여 등으로 인간에게 사용하는 것을 승인받은 천연 고분자이다 (P. Bulpitt, et al., J. Biomed. Mater. Res. 47, 152(1999)).Hyaluronic acid (HA), a natural polymer, is a nonsulfated glycosaminoglycan (GAG) composed of N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid, and is a major component of the extracellular structure. It has high biocompatibility. In addition, it is present in the synovial fluid of the vitreous and joint sinus of the eyeball as well as the extracellular matrix of connective tissues such as subcutaneous tissue and cartilage tissue. known to control processes. With these characteristics, hyaluronic acid has therapeutic uses, and is a natural polymer approved by the US Food and Drug Administration (FDA) for use in humans by intravenous injection, oral administration, and skin administration (P. Bulpitt, et al., J. Biomed. Mater. Res. 47, 152 (1999)).

현재로는 조직공학용 지지체와 약물전달용 하이드로젤로서 그 사용 범위가 증대되고 있다. 또한 활성산소에 의해 히알루론산이 분해되는 것이 최근 밝혀짐으로서 히알루론산 분해를 통한 활성산소 측정이 가능하게 되었다.Currently, the scope of its use is increasing as a scaffold for tissue engineering and a hydrogel for drug delivery. In addition, as it was recently revealed that hyaluronic acid is decomposed by active oxygen, it became possible to measure active oxygen through the decomposition of hyaluronic acid.

히알루론산을 분해하는 효소인 히알루로니다아제는 60 년 이상 의료용으로 사용되어 왔다. 미국 식품의 약국 (FDA)은 (1) 피하 수액 주입 (hypodermoclysis), (2) 피하 조직에서 약물의 흡수 및 분산을 가속화하거나 유출을 관리하기 위한 보조제로 히알루로니다아제를 승인했다. (3) 요로 혈관 조영술 (피하 요로 조영술)에서 조영제의 흡수를 촉진하는 보조제로 사용하고 있다. 또한 유럽에서 혈종 흡수를 증가시킬 목적으로 승인 및 사용되었다. Hyaluronidase는 승인된 적응증 외에도 다양한 용도로 사용된다. 현재 오프 라벨 용도로는 히알루론산 필러 용해, 육아 종성 이물질 반응 치료, 필러 주사와 관련된 피부 괴사 치료 등이 있다. 이러한 오프 라벨 적응증에 대한 히알루로니다아제의 사용이 크게 증가하고 있다.Hyaluronidase, an enzyme that breaks down hyaluronic acid, has been used for medical purposes for over 60 years. The U.S. Food and Drug Administration (FDA) has approved hyaluronidase as an adjuvant for (1) subcutaneous infusion (hypodermoclysis), (2) accelerating absorption and dispersion of a drug in the subcutaneous tissue, or managing leakage. (3) It is used as an adjuvant to promote absorption of contrast agents in urinary tract angiography (subcutaneous urogiography). It has also been approved and used in Europe to increase hematoma resorption. Hyaluronidase has a variety of uses beyond the approved indications. Current off-label uses include dissolving hyaluronic acid fillers, treating granulomatous foreign body reactions, and treating skin necrosis associated with filler injections. The use of hyaluronidases for these off-label indications is growing significantly.

인간 히알루로니다아제는 장기 (고환, 비장, 피부, 눈, 간, 신장, 자궁, 태반)와 체액 (눈물, 혈액, 정액) 모두에 존재한다. 6 가지 알려진 유형 (hyaluronidase 1~4, PH-20 및 HYALP1)이 있다. HYAL1 유전자에 의해 암호화되는 Hyaluronidase 1은 간, 신장, 비장 및 심장과 같은 주요 기관뿐만 아니라 혈청 및 소변에도 존재한다. 그것은 혈장에서 주요 히알루로니다아제로 작용하며 산성 pH에서 활성화된다. 히알루로니다제 2는 히알루로니다제 1보다 약한 효소 활성을 발휘하며 고 분자량 히알루론산만 분해한다. Hyaluronidase 3는 고환과 골수에서만 발견되며 그 역할은 알려져 있지 않다. 고환 PH20 히알루로니다제는 인간의 정자 표면과 첨체 내막에서 발견되며 수정 과정에서 난자의 히알루론산을 분해하는 역할을 한다.Human hyaluronidase is present in both organs (testis, spleen, skin, eyes, liver, kidneys, uterus, placenta) and body fluids (tears, blood, semen). There are six known types (hyaluronidase 1-4, PH-20 and HYALP1). Hyaluronidase 1, encoded by the HYAL1 gene, is present in major organs such as the liver, kidney, spleen and heart, as well as in serum and urine. It acts as a major hyaluronidase in plasma and is activated at acidic pH. Hyaluronidase 2 exerts a weaker enzymatic activity than Hyaluronidase 1 and degrades only high molecular weight hyaluronic acid. Hyaluronidase 3 is only found in the testis and bone marrow, and its role is unknown. Testicular PH20 hyaluronidase is found on the surface of human sperm and the acrosome lining and is responsible for breaking down hyaluronic acid in eggs during fertilization.

히알루로니다아제를 작용 기전에 따라 세 가지 범주로 분류할 수 있다. 첫째, 포유류 히알루로니다제는 β-1,4 글리코시드 결합을 분해하여 사당류를 형성하는 엔도 -β-N- 아세틸 헥소사미니다제이다. 둘째, 거머리/구충 히알루로니다아제는 β-1,3 글리코시드 결합을 분해하여 5 당류와 6 당류를 형성하는 엔도 -β-D- 글루쿠로니다아제입니다. 마지막으로 미생물 히알루로니다아제는 히알루로네이트 분해효소로 분류된다. 다른 히알루로니다아제와는 달리 가수 분해 반응을 촉매하지 않는다. 대신, 그들은 β-1,4 글리코시드 결합에서 β- 제거 반응을 통해 불포화된 이당류를 생성한다.Hyaluronidases can be classified into three categories according to their mechanism of action. First, mammalian hyaluronidase is an endo-β-N-acetyl hexosaminidase that cleaves β-1,4 glycosidic bonds to form tetrasaccharides. Second, leech/hookworm hyaluronidase is an endo-β-D-glucuronidase that cleaves β-1,3 glycosidic bonds to form pentasaccharides and hexasaccharides. Finally, microbial hyaluronidases are classified as hyaluronate degrading enzymes. Unlike other hyaluronidases, it does not catalyze hydrolysis reactions. Instead, they produce unsaturated disaccharides via a β-elimination reaction at the β-1,4 glycosidic bond.

히알루로니다아제는 또한 가장 활동적인 pH에 따라 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 산성 활성 히알루로니다아제는 pH 3 ~ 4에서 활성화된다. 뱀과 벌독에서 발견되는 히알루로니다아제 효소를 포함하는 중성 활성 히알루로니다아제는 pH 5 ~ 8에서 활성화된다.Hyaluronidases can also be classified into two types according to the pH at which they are most active. Acidic active hyaluronidase is activated at pH 3-4. Neutral active hyaluronidase, including the hyaluronidase enzyme found in snake and bee venom, is activated at pH 5-8.

과거에는 소 또는 양 고환에서 의료용 히알루로니다아제를 추출하여 정제하지 않고 사용했다. 그러나 이렇게 얻은 포유류의 히알루로니다아제는 순도가 낮고 면역 반응을 일으킬 수 있는 성분을 함유하고 있다. 그 후, 처리 단계로 포유류 히알루로니다아제의 정제를 수행하고, 부작용을 줄이기 위해 Streptococcus agalactiae 박테리아에서 얻은 미생물 히알루로니다아제도 사용했다.In the past, medical hyaluronidase was extracted from bovine or sheep testes and used without purification. However, the mammalian hyaluronidase thus obtained is of low purity and contains components that can induce an immune response. After that, purification of mammalian hyaluronidase was performed as a processing step, and microbial hyaluronidase obtained from Streptococcus agalactiae bacteria was also used to reduce side effects.

히알루로니다아제를 체내에 주입하면 희석, 확산 및 비활성화로 인해 시간이 지남에 따라 활성이 점차 감소한다. 비활성화는 피하 조직과 혈장에서 다른 속도로 진행되는 항-히알루로니다아제 활성에 의해 발생한다. 설치류를 이용한 실험에서 히알루로니다아제의 피하 조직 반감기는 30 분 미만이었고 실험에 따라 1 시간까지 활성이 부분적으로 유지되었다. 혈장에서 히알루로니다아제를 사람에게 정맥 주사했을 때 반감기는 2 ~ 3 분이었으며, 반복 주입으로도 혈청 히알루로니다아제 수치가 지속적으로 상승하지는 않았다. 인간 혈장에서 히알루로니다아제의 짧은 반감기의 이유는 혈장에 수많은 히알루로니다아제 억제제가 존재하고 신장과 간에서 히알루로니다아제의 대사 때문이다.When hyaluronidase is injected into the body, its activity gradually decreases over time due to dilution, diffusion and inactivation. Inactivation occurs by anti-hyaluronidase activity that proceeds at different rates in subcutaneous tissue and plasma. In experiments using rodents, the subcutaneous tissue half-life of hyaluronidase was less than 30 minutes, and the activity was partially maintained up to 1 hour depending on the experiment. The half-life of intravenous injections of hyaluronidase from plasma into humans was 2 to 3 minutes, and repeated infusions did not result in sustained elevation of serum hyaluronidase levels. The reason for the short half-life of hyaluronidase in human plasma is the presence of numerous hyaluronidase inhibitors in plasma and the metabolism of hyaluronidase in the kidneys and liver.

신체의 Hyaluronidase는 다양한 약물의 영향을 받는다. 히알루로니다제 길항제는 항염증제 (예 : 인도 메타신, 덱사메타손 및 살리실레이트), 수많은 식물 기반 화합물 (예 : 플라보노이드 및 항산화제), 항히스타민제, 비만 세포 안정제, 헤파린, 비타민 C, 디 쿠마 렌 및 방사선 조영제를 포함한다.Hyaluronidase in the body is affected by various drugs. Hyaluronidase antagonists include anti-inflammatory drugs (such as indomethacin, dexamethasone, and salicylates), numerous plant-based compounds (such as flavonoids and antioxidants), antihistamines, mast cell stabilizers, heparin, vitamin C, dicoumaren and Contains radiographic contrast agents.

히알루로니다제 억제제의 수치는 개인의 신체 상태에 따라 증가할 수 있다. 화상, 패혈증, 쇼크와 같은 급성기 반응에서 히알루로니다제 억제제 수치가 증가하여 히알루론산의 회전율을 감소시켜 순환 붕괴를 예방한다.Levels of hyaluronidase inhibitors may increase depending on the individual's physical condition. In acute phase reactions such as burns, sepsis, and shock, hyaluronidase inhibitor levels are increased to decrease the turnover of hyaluronic acid, preventing circulatory disruption.

히알루로니다아제의 국소 주사는 국소 소양증 및 알레르기 반응과 같은 부작용을 일으킬 수 있다. 알레르기 반응의 발생률은 0.05 ~ 0.69 %로 보고되었으며 두드러기 및 혈관 부종도 낮은 빈도 (0.1 % 미만)에서 발생하는 것으로 보고되었다. 알레르기 반응은 히알루로니다아제 용량이 정맥 주사를 통해 100,000 IU 이상일 때 발생할 가능성이 더 높고, 용량이 200,000 IU로 증가하면 알레르기 합병증 발생이 31.3 %까지 증가한다.Local injections of hyaluronidase can cause side effects such as local pruritus and allergic reactions. The incidence of allergic reactions was reported to be 0.05 to 0.69%, and urticaria and angioedema were also reported to occur at a low frequency (less than 0.1%). Allergic reactions are more likely to occur when hyaluronidase doses are greater than 100,000 IU via intravenous injection, and when the dose is increased to 200,000 IU, the incidence of allergic complications increases by 31.3%.

대부분의 히알루로니다제의 알레르기 반응은 즉각적인 과민 반응 (I 형, 면역 글로불린 ECM 매개)이지만 지연된 과민 반응 (IV 형, T 세포 매개)도 발생할 수 있다. 히알루로니다아제에 의한 즉각적인 과민 반응은 1 ~ 2 시간 후에 홍 반성 부종으로 나타나며 항생제 치료에 대한 반응은 없다. 이러한 경우 전신 스테로이드, 항히스타민 제, 스테로이드 크림 도포가 도움이 된다. 히알루로니다아제에 의한 지연성 과민 반응은 24 시간 후에도 발생할 수 있으며,이 경우 피부 검사에서 20 분 이내에 양성 반응이 나오지 않아 음성으로 진단된다.Most allergic reactions to hyaluronidases are immediate hypersensitivity reactions (type I, immunoglobulin ECM mediated), but delayed hypersensitivity reactions (type IV, T cell mediated) may also occur. Immediate hypersensitivity reaction by hyaluronidase appears as erythematous edema after 1 to 2 hours, and there is no response to antibiotic treatment. In these cases, systemic steroids, antihistamines, and steroid creams may help. Delayed hypersensitivity reactions caused by hyaluronidase can occur even after 24 hours, in which case the skin test does not show a positive reaction within 20 minutes, resulting in a negative diagnosis.

피부 테스트는 3 IU의 히알루로니다아제로 수행된다. 히알루로니다제를 사용하기 전에 피부 테스트를 수행하는 것이 권장되지만, 일반 클리닉에서는 종종 어려울 수 있다. 일반적으로 환자의 알레르기 병력과 히알루로니다아제에 대한 반응 사이에는 연관성이 없다. 그러나 히알루로니다아제의 기원에 따라 히알루로니다아제의 주사는 소 콜라겐과 벌침에 알레르기가 있는 환자에서 교차 반응이 발생할 수 있으므로 피해야 한다.The skin test is performed with 3 IU of hyaluronidase. It is recommended to perform a skin test prior to using hyaluronidase, but this can often be difficult in the general clinic. In general, there is no association between a patient's allergy history and response to hyaluronidase. However, depending on the origin of the hyaluronidase, injections of hyaluronidase should be avoided as cross-reactivity may occur in patients allergic to bovine collagen and bee stings.

2. 기질 메탈로프로테이나제 (MMP)2. Substrate metalloproteinase (MMP)

기질 메탈로프로테이나제(MMP)는 세포외 기질(E)에서 펩타이드 결합을 절단하는 능력을 가진 아연 엔도펩티다제 그룹으로 구성되었다. 펩티다아제 효소는 엔도펩티다아제와 엑소펩티다아제의 두 그룹으로 나눌 수 있다. 엔도펩티다아제는 메탈 로프로테이나아제, 아스파르트 산, 세린, 시스테인, 글루탐산, 트레오닌 펩티다아제 등 6 개의 주요 계열로 구분한다. 메탈로프로테아제의 대부분의 분자 구조는 아연을 사용하나 일부는 코발트를 필요로 한다. 디신테그린 및 메탈로프로테이나제 단백질 및 MMP를 포함하는 메탈로프로테이나제, 메탈로엑소펩티다제 또는 메탈 카복시펩티다제 및 메탈로엔도펩티다제의 두 하위 그룹이 있다. MMP는 <표 1>과 같이 분류할 수 있는데, 콜라게나제 (MMP-1, MMP-8, MMP-13 및 MMP-18) 젤라티나제 (MMP-2 및 MMP-9), 스트로멜리신 (MMP-3, MMP-10, MMP-11 및 MMP-17), matrilysins (MMP-7 및 MMP-26), 멤브레인 유형 (MMP-14, MMP-15, MMP-16, MMP-24 및 MMP-25) 및 기타 유형 (MMP -12, MMP-19, MMP-20, MMP-21, MMP-22, MMP-28, MMP-29) 등이다.Matrix metalloproteinases (MMPs) consist of a group of zinc endopeptidases with the ability to cleave peptide bonds in the extracellular matrix (E). Peptidase enzymes can be divided into two groups: endopeptidases and exopeptidases. Endopeptidases are divided into six major classes: metalloproteinases, aspartic acid, serine, cysteine, glutamic acid, and threonine peptidases. Most molecular structures of metalloproteases use zinc, but some require cobalt. There are two subgroups of metalloproteinases, metalloexopeptidases or metal carboxypeptidases and metalloendopeptidases, including disintegrin and metalloproteinase proteins and MMPs. MMP can be classified as shown in <Table 1>, collagenase (MMP-1, MMP-8, MMP-13 and MMP-18) gelatinase (MMP-2 and MMP-9), stromelysin ( MMP-3, MMP-10, MMP-11 and MMP-17), matrilysins (MMP-7 and MMP-26), membrane types (MMP-14, MMP-15, MMP-16, MMP-24 and MMP-25) ) and other types (MMP-12, MMP-19, MMP-20, MMP-21, MMP-22, MMP-28, MMP-29), etc.

MMP는 거의 40 년 동안 광범위하게 연구되어 왔으며 원래는 ECM을 분해하는 역할을 한다. 구조적으로 MMP는 유사한 촉매 억제 도메인을 포함한다. 촉매 도메인은 각 MMP의 분해를 위해 표적에 특이성이 있다. MMP의 전통적인 분류는 처음으로 확인된 분해 대상을 기반으로 하였다. 수년에 걸쳐 MMP는 세포 자멸사, 면역, 세포 이동 및 혈관 신생과 같은 경로에서 세포 수준에서 현저한 수의 조절 역할을 한다. MMP 기능은 종종 침입, 면역계 회피 및 전이로 이어지는 고전적인 종양 특성과 연관이 있다. 이러한 특성을 감안할 때 MMP는 발암에 중요한 역할을 한다. <표 1>은 암에서 각 MMP의 특정 역할에 대한 개요이다.MMPs have been extensively studied for nearly 40 years and are originally responsible for degrading the ECM. Structurally, MMPs contain similar catalytic inhibition domains. The catalytic domain is specific to a target for degradation of each MMP. The traditional classification of MMPs was based on the first identified degradation targets. Over the years, MMPs have played a significant number of regulatory roles at the cellular level in pathways such as apoptosis, immunity, cell migration and angiogenesis. MMP function is often associated with classical tumor characteristics leading to invasion, immune system evasion and metastasis. Given these properties, MMPs play an important role in carcinogenesis. <Table 1> is an overview of the specific role of each MMP in cancer.

MMP 발현의 조절 장애는 많은 암 유형의 단백질 및 RNA 수준에 대한 수많은 연구가 있다(표 3). 종종 MMP 조절 장애는 유방암, 난소 암, 결장암에서 나타나는 경향인 예후 차이와 관련이 있다. Dysregulation of MMP expression has resulted in numerous studies of protein and RNA levels in many cancer types (Table 3). Often, MMP dysregulation is associated with prognostic differences, a trend that is seen in breast, ovarian, and colon cancers.

MMP의 종류 및 역할Types of MMPs and their roles MMPMMP Role in CancerRole in Cancer CollagenasesCollagenases 1One Initial invasion, promotes metastasisInitial invasion, promotes metastasis 88 1313 Growth, invasion, and angiogenesis of skin squamous cell carcinomaGrowth, invasion, and angiogenesis of skin squamous cell carcinoma MatrilysinsMatrilysins 77 Contributes to invasive potential, proliferation, anti-apoptotic, immune surveillance Contributes to invasive potential, proliferation, anti-apoptotic, immune surveillance 2626 Activates MMP-9 in prostate cancer, role in early skin carcinogenesis Activates MMP-9 in prostate cancer, role in early skin carcinogenesis MetalloelastaseMetalloelastase 1212 Protective inhibition of tumor growth, anti-angiogenic Protective inhibition of tumor growth, anti-angiogenic StromelysinsStromelysins 33 Invasion, metastasis, and epithelial to mesenchymal transitionInvasion, metastasis, and epithelial to mesenchymal transition 1010 Invasion, migration, and growth; prevents tumor cell apoptosis; produces angiogenic and metastatic factors Invasion, migration, and growth; prevents tumor cell apoptosis; produces angiogenic and metastatic factors 1111 Produced by peritumoral stromal fibroblasts; regulates early tumor invasion, implantation, and expansion; prevents apoptosis of early cancer cells Produced by peritumoral stromal fibroblasts; regulates early tumor invasion, implantation, and expansion; prevents apoptosis of early cancer cells GelatinasesGelatinases 22 Proteolytic degradation of extracellular proteins in tumor invasion, collagenolytic pathway driver for lymphatic vessel formation, tumor angiogenesis Proteolytic degradation of extracellular proteins in tumor invasion, collagenolytic pathway driver for lymphatic vessel formation, tumor angiogenesis 99 Proteolytic degradation of extracellular proteins during tumor invasion Proteolytic degradation of extracellular proteins during tumor invasion EnamelysinEnamelysin 2020 Synthesized in odontogenic tumors Synthesized in odontogenic tumors Membrane-TypeMembrane-Type 1414 Cleaves other pro MMPs (mainly MMP2) to activate them, role in invasive blood vessel growth, and promoting metastasis. In vitro has been shown to promote invasion Cleaves other pro MMPs (mainly MMP2) to activate them, role in invasive blood vessel growth, and promoting metastasis. In vitro has been shown to promote invasion 1515 In vitro shown to play role in epithelial to mesenchymal transition, promotes angiogenesis In vitro shown to play role in epithelial to mesenchymal transition, promotes angiogenesis 1616 In vitro promotes invasion and metastasis In vitro promotes invasion and metastasis 1717 Induce angiogenesis promote growth and metastasis Induce angiogenesis, promote growth and metastasis 2424 Progression in brain tumors, aides in migration and metastasis Progression in brain tumors, aids in migration and metastasis 2525 In vitro tumor growth promoter in vitro tumor growth promoter OtherOther 1919 In vitro modulates proliferation, adhesion, and metastasisIn vitro modulates proliferation, adhesion, and metastasis 2121 Expression changes associated with cancer prognosis.Expression changes associated with cancer prognosis. 23A23A Expression levels altered in multiple cancers. Urinary levels decreased in renal cell carcinoma. Expression levels altered in multiple cancers. Urinary levels decreased in renal cell carcinoma. 23B23B 2727 2828 Promotes epithelial to mesenchymal transition, promotes invasion and metastasisPromotes epithelial to mesenchymal transition, promotes invasion and metastasis

Collagenase는 1962년에 처음으로 확인되었다. 콜라게나아제와 MMP-13, MMP-18은 네 가지 유형의 콜라겐 (I, II, III, IV)을 분해하는 효소이며, 프로테아제 효소만이 다양한 생리학적 조건에서 콜라겐의 삼중 나선 도메인을 가수분해할 수 있다. 간질 콜라겐 섬유는 대부분의 단백질 분해효소에 의한 분해에 저항한다. MMP-1, MMP-2 및 MMP-3만이 손상되지 않은 삼중 나선 콜라겐과 I, II 및 III 유형의 콜라겐을 1/4 및 3/4 섹션으로 분해를 시작할 수 있다. MMP-1과 MMP-13은 각각 콜라겐 유형 II와 III를 우선적으로 분해하는 반면, 콜라게나아제는 기질 특이성의 일부인 덮개를 가지고 있다. 그러나 MMP-8은 MMP-1 또는 MMP-13보다 3 배 더 강력하게 I 형 콜라겐을 분해한다. 초기 분해 후, 원 섬유 콜라겐 단편은 MMP-2, MMP-3 및 MMP-9와 같은 다양한 MMP에 의해 추가로 분해되기 쉽다. 콜라겐이 작은 조각으로 분해되는 순간 내인성 효소가 섬유질 물질을 분해하는 데 도움을 준다. 콜라게나아제는 세포막에 해를 끼치지 않기 때문에 수년간 실험실에서 세포 분산, 조직 분리 및 세포 배양에 크게 사용되었다. 예를 들어, Clostridium histolyticum (C. histolyticum)은 미국 식품의 약국 (FDA)의 승인을 받아 Dupuytren의 뻣뻣한 코드를 분해하는 약물로 인간 세포 분리, 상처 치유 및 상처에 널리 사용된다. Collagenase was first identified in 1962. Collagenase and MMP-13 and MMP-18 are enzymes that degrade four types of collagen (I, II, III, IV), and only protease enzymes can hydrolyze the triple helical domain of collagen under various physiological conditions. can Interstitial collagen fibers are resistant to degradation by most proteases. Only MMP-1, MMP-2 and MMP-3 can initiate degradation of intact triple-helix collagen and collagen types I, II and III into quarter and three-quarter sections. MMP-1 and MMP-13 preferentially degrade collagen types II and III, respectively, whereas collagenase has a cap that is part of matrix specificity. However, MMP-8 degrades type I collagen three times more potently than either MMP-1 or MMP-13. After initial degradation, fibrillar collagen fragments are susceptible to further degradation by various MMPs such as MMP-2, MMP-3 and MMP-9. The moment collagen breaks down into smaller pieces, endogenous enzymes help break down the fibrous material. Because collagenase does not harm cell membranes, it has been widely used for cell dispersion, tissue isolation, and cell culture in the laboratory for many years. For example, Clostridium histolyticum (C. histolyticum) is an FDA-approved drug that breaks down Dupuytren's stiff cord, widely used in human cell isolation, wound healing, and wound healing.

미생물 세포와 동물 조직 모두에서 세 가지 유형의 콜라게나아제 효소를 분리하고 특성화할 수 있다. 주로 C. histolyticum과 같은 병원성 미생물은 미생물 콜라게나아제를 제공한다. 이러한 콜라게나제는 콜라겐의 각 폴리 펩타이드 사슬을 여러 부위로 분할할 수 있다. 이들은 외독소로 기능하고 숙주 세포에서 콜라겐의 가수 분해로 인해 결합 조직 대사를 방해하는 것으로 알려져 있다. 재조합 박테리아 콜라게나제는 난용성 천연 콜라겐과 수용성 변성 콜라겐 모두를 가수 분해할 수 있다. 단일 종에 초점을 맞추어 연구된 미생물 콜라게나아제와 달리, 조직 콜라게나아제는 다른 동물의 다양한 조직에서 분리되고 특성화되었다. 조직 콜라게나아제는 소화 효소이기 때문에 일반적으로 다양한 어류와 무척추 동물의 소화관에서 분리된다. Three types of collagenase enzymes can be isolated and characterized from both microbial cells and animal tissues. Pathogenic microorganisms, primarily C. histolyticum, provide microbial collagenases. These collagenases can split each polypeptide chain of collagen into multiple sites. They function as exotoxins and are known to interfere with connective tissue metabolism due to hydrolysis of collagen in host cells. Recombinant bacterial collagenase can hydrolyze both poorly soluble natural collagen and water-soluble denatured collagen. Unlike microbial collagenases, which have been studied focusing on a single species, tissue collagenases have been isolated and characterized from various tissues of different animals. Because tissue collagenase is a digestive enzyme, it is commonly isolated from the digestive tract of various fish and invertebrates.

콜라게나제는 특정 질환의 치료에 사용되는 고유한 효소이며 과도한 콜라겐 응집은 세포 기관의 병인에 장애를 유발할 수 있다. 콜라겐은 힘줄, 피부, 연골 및 혈관과 같은 세포 외 섬유 조직의 주요 단백질은 물론 치아, 뼈 및 각막의 유기 성분입이다. 최근에는 두 가지 유형의 콜라게나아제가 확인되었다. 첫 번째 유형의 콜라게나아제는 일부 미생물에 의해 합성된다. 예를 들어, C. histolyticum은 가스 괴저를 일으키는 박테리아로 200개 이상의 상태에서 콜라겐의 폴리펩티드 사슬을 분해할 수 있는 콜라게나아제를 생성하고 c- 말단 결합에서 콜라겐을 가수 분해한다. 또한 유기체의 결합 조직 장벽을 변성시킬 수 있다. 따라서 결합 조직의 생물학적 과정은 콜라게나아제에 의존한다. 두 번째 유형의 콜라게나아제는 포유류에 의해 합성된다. 그것은 특정 지점에서 콜라겐 삼중 나선을 분해하고 각각 3/4 및 1/4의 트로포 콜라겐 분자를 포함하는 트로포 콜라겐 A와 B를 만들 수 있다. 이 분해 조각은 젤라틴 사슬로 변환된다. 콜라게나아제 외에도 온도와 같은 물리적 요인은 트로포 콜라겐 폴리펩티드 사슬을 분리하고 젤라틴 사슬을 생성할 수 있으며, 이는 다른 프로테아제에 의해 분해될 수 있다. 콜라겐 아미노산의 1/3은 글리신, 프롤린 및 하이드록시 프롤린으로 구성된다. 포유류의 콜라게나아제와 달리 박테리아 독성 요인 중 하나인 박테리아 콜라게나아제는 콜라겐 나선의 여러 부분을 공격하여 분해한다. 또한 C. histolyticum 및 Pseudomonas aeruginosa의 침습성 균주에는 콜라게나제가 있다. Collagenase is a unique enzyme used in the treatment of certain diseases, and excessive collagen aggregation can lead to disorders in the pathogenesis of organelles. Collagen is a major protein of extracellular fibrous tissues such as tendons, skin, cartilage and blood vessels, as well as an organic component of teeth, bones and corneas. Recently, two types of collagenases have been identified. The first type of collagenase is synthesized by some microorganisms. For example, C. histolyticum, a bacterium that causes gas gangrene, produces collagenase that can break down the polypeptide chains of collagen in more than 200 states and hydrolyzes collagen at c-terminal bonds. It can also denature the connective tissue barrier of an organism. Thus, the biological processes of connective tissue depend on collagenase. The second type of collagenase is synthesized by mammals. It can break down the collagen triple helix at specific points and make trophocollagen A and B containing 3/4 and 1/4 trophocollagen molecules, respectively. These broken pieces are converted into gelatin chains. In addition to collagenase, physical factors such as temperature can separate trophocollagen polypeptide chains and produce gelatinous chains, which can be degraded by other proteases. One third of collagen amino acids are composed of glycine, proline and hydroxyproline. Unlike mammalian collagenase, bacterial collagenase, one of the factors of bacterial virulence, attacks and breaks down different parts of the collagen helix. In addition, invasive strains of C. histolyticum and Pseudomonas aeruginosa contain collagenase.

콜라게나제는 의학 조사에서 조직 세포 분리에 더 자주 사용된다. 이러한 효소는 인슐린 분비선 세포를 제거하고 재배치하는 데 성공적으로 적용된다 (당뇨병 환자용). 콜라게나아제를 사용하여 손상되지 않은 간 실질 세포, 지방 세포 및 부신을 분리할 수도 있다. 분리된 후, 이들 세포는 세포 성장에 사용될 수 있다. Collagenase는 인간 염색체를 연구하기 위해 G-banding 기술에도 적용되었다. 오늘날, 콜라게나아제는 치료법으로 사용되고 있으며 과도한 콜라겐 침착이 신체 시스템의 일부 생리적 기능에 장애를 일으키는 질병에 대한 침습적 치료를 대체 할 수도 있다.Collagenase is more often used for tissue cell isolation in medical research. These enzymes have been successfully applied to remove and relocate insulin-secreting gland cells (for diabetic patients). Collagenase can also be used to isolate intact liver parenchymal cells, adipocytes and adrenal glands. After isolation, these cells can be used for cell growth. Collagenase has also been applied to G-banding technology to study human chromosomes. Today, collagenase is used as a treatment and may replace invasive treatment for diseases in which excessive collagen deposition disrupts some physiological functions of the body's systems.

핵산의 염기 서열과 단백질의 기능에 관해서는 세균과 척추 동물 콜라게나아제에 차이가 있다. 의료 제품에서 가장 일반적으로 사용되는 미생물 콜라게나제는 C. histolyticum이다. 콜라겐은 인체 단백질의 1/3을 형성한다. 그러나 생산 또는 저하의 변화는 문제의 원인이 될 수 있다. 콜라겐은 부적합한 장소에서 필요하거나 생산되는 양보다 더 많이 생성되거나 적절한 시간 후에 분해되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 주사 가능한 형태의 콜라게나아제 또는 그 연고의 사용은 폐쇄성 콜라겐의 분해에 도움이 될 수 있다. There is a difference between bacterial and vertebrate collagenases with respect to the nucleotide sequence of nucleic acids and the function of proteins. The most commonly used microbial collagenase in medical products is C. histolyticum. Collagen makes up one-third of the body's protein. However, changes in production or degradation can cause problems. Collagen may be produced in excess of what is needed or produced in the wrong place, or it may not break down after an appropriate amount of time. In this case, the use of injectable form of collagenase or its ointment may help the breakdown of obstructive collagen.

3. 금속 단백 분해효소(MP)의 조직 억제제 (TIMP)3. Tissue inhibitors of metalloproteinases (MPs) (TIMPs)

결합 조직 및 관절 연골은 세포외 기질 합성 및 분해의 반대 효과에 의해 동적 평형상태로 유지된다. 기질의 분해는 주로 기질 메탈로프로테이나제(MMP) 및 트롬보스폰딘 모티프(ADAMTS)와 디스인테그린(disintegrin)-메탈로프로테이나제를 포함한 메탈로프로테이나제의 효소 작용에 의해 일어난다. 이러한 효소는 많은 자연 과정(예를 들어 발달, 형태형성, 골 재형성, 상처 치유 및 혈관 신생)에서 중요하지만, 이러한 효소의 비정상적인 증가는 류마티스 관절염 및 골관절염뿐만 아니라 암 및 심혈관 질환을 비롯한 결합 조직의 분해 질환에 해로운 역할을 하는 것으로 여겨진다.Connective tissue and articular cartilage are maintained in dynamic equilibrium by opposing effects of extracellular matrix synthesis and degradation. Degradation of the substrate occurs mainly by the enzymatic action of metalloproteinases, including matrix metalloproteinases (MMP) and thrombospondin motifs (ADAMTS) and disintegrin-metalloproteinases. Although these enzymes are important in many natural processes (eg, development, morphogenesis, bone remodeling, wound healing, and angiogenesis), abnormal increases in these enzymes are linked to cancer and cardiovascular disease, as well as rheumatoid arthritis and osteoarthritis. It is believed to play a detrimental role in decomposing diseases.

메탈로프로테이나제의 내인성 저해제는 혈장 알파 2-매크로글로불린 및 메탈로프로테이나제의 조직 저해제(TIMP)를 포함하며, 그 중 4개가 인간 게놈에 암호화되는 것으로 알려져 있다. Endogenous inhibitors of metalloproteinases include plasma alpha 2-macroglobulin and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), four of which are known to be encoded in the human genome.

금속 단백 분해효소(MP)의 조직 억제제 (TIMP), TIMP-1, 2, 3 및 4 계열의 네 가지 구성원은 원래 분비된 금속 단백 분해효소 (MP)의 내인성 억제제로 설명되었으며, 대부분의 조직을 분해 억제할 수 있다. 세포외 기질의 단백질 분해 활성은 조직 전환 동안 일시적으로 발생할 수 있으며 TIMP의 표준 항 단백질 분해 기능에 의해 엄격하게 조절된다. 많은 질병에서 MP의 상향 조절과 활성화는 중요한 질병 유발 메커니즘으로 관찰된다. TIMP의 증가된 발현은 이러한 ECM 저하 활동의 균형을 시도하지만 실패하여 질병이 생긴다. 암에서 단백질 분해 활성은 침입과 전이를 지원하는 반면, 이러한 악성 종양의 공격적인 특징을 방지하기 위해 프로테아제 억제를 고려할 수 있다. The tissue inhibitors (TIMPs) of metalloproteinases (MPs), the four members of the TIMP-1, 2, 3 and 4 family, were originally described as endogenous inhibitors of secreted metalloproteinases (MPs) and inhibit most tissues decomposition can be inhibited. The proteolytic activity of the extracellular matrix can occur transiently during tissue transformation and is tightly regulated by the standard anti-proteolytic function of TIMPs. In many diseases, MP upregulation and activation is observed as an important disease-inducing mechanism. Increased expression of TIMPs attempts to balance these ECM degrading activities but fails and disease results. While proteolytic activity in cancer supports invasion and metastasis, protease inhibition may be considered to prevent the aggressive features of these malignancies.

Ⅳ. RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자의 용도IV. Use of multiparticulates comprising RNA expression cassettes

1. mRNA 치료제1. mRNA Therapeutic

사람을 포함하는 진핵세포는 유전정보를 담고 있는 핵을 둘러싼 막이 있어, 크게 핵과 세포질로 구별된다. 핵 속에 있는 DNA는 직접 단백질로 만들어지지 않고, 필요한 유전정보만 DNA에서 RNA로 전달하는 *?**?*전사(transcription)*?**?*의 과정을 거친다.Eukaryotic cells, including humans, have a membrane surrounding the nucleus containing genetic information, and are largely divided into a nucleus and a cytoplasm. DNA in the nucleus is not directly made into protein, but goes through a process of *?**?*transcription*?**?* that transfers only necessary genetic information from DNA to RNA.

이때, 관여하는 RNA가 바로 mRNA(messenger RNA)이다. 핵 속에서 만들어진 mRNA는 세포질로 나와 단백질을 합성하는데, 이 단계를 *?**?*번역(translation)*?**?*이라 한다. 즉, DNA와 단백질의 중간매개의 역할을 하는 것이 mRNA이다.In this case, the RNA involved is mRNA (messenger RNA). The mRNA made in the nucleus comes out to the cytoplasm to synthesize proteins, and this step is called *?**?*translation*?**?*. In other words, mRNA is an intermediate between DNA and protein.

사람의 생명현상을 조절하는 것은 마지막 결과물인 단백질이다. 단백질이 변형되어 제 기능을 못하거나, 생성되지 못하면 우리는 병에 걸리게 된다.It is the protein that is the final product that regulates human life phenomena. If the protein is modified so that it does not function properly or is not produced, we become ill.

그렇다면, 질병을 치료하기 위해, DNA, RNA, 단백질 중 어떤 것을 타깃하는 것이 효과적일까? 우리가 알고 있는 대부분의 기존 의약품들은 단백질을 표적으로 한 치료제이다. 최근에는 생명공학 기술의 발달로, 질병의 치료를 너머 예방 차원에서 근본적인 원인을 해결할 수 있을 치료법들이 개발되고 있다. mRNA 기반 치료법이 그 중 하나이다.If so, is it effective to target DNA, RNA, or protein to treat diseases? Most of the existing drugs we know of are therapeutics that target proteins. Recently, with the development of biotechnology, treatments that can solve the root cause in terms of prevention beyond the treatment of diseases are being developed. One of them is mRNA-based therapy.

특정 질병을 유발하는 단백질이 망가지거나 결핍되었다면, 환자의 세포에 정상 단백질을 코딩하는 mRNA를 주입하여, 번역된 정상 단백질이 제 역할을 하도록 하는 것이다.If the protein that causes a specific disease is broken or missing, mRNA encoding the normal protein is injected into the patient's cells so that the translated normal protein functions properly.

DNA와 달리 mRNA는 핵 안까지 전달할 필요도 없으며, 외부 유전자가 DNA사이에 통합되는 *?**?*Genome Integration*?**?*이 일어날 가능성이 없어 리스크도 적다. 또한, 전달된 mRNA는 일시적으로 단백질을 만들고, 빠르게 분해되기 때문에 안전하다. 또한, 제조하기 쉬우며 비용마저 적게 든다.Unlike DNA, mRNA does not need to be delivered to the nucleus, and there is no risk of *?**?*Genome Integration*?**?* in which foreign genes are integrated between DNA, so there is little risk. In addition, the delivered mRNA is safe because it temporarily makes a protein and is rapidly degraded. In addition, it is easy to manufacture and the cost is also low.

이러한 많은 장점에도 불구하고, mRNA는 사람의 체액(눈물, 침, 점액, 땀 등)에서 발견되는 RNA 분해효소인 리보뉴클레아제(Ribonucleases)에 의해 쉽게 분해되는 불안정한 형태이기 때문에, 치료제로서 개발이 어려웠다. 하지만, mRNA의 구조 연구가 진행된 이후, 단백질 번역 효율과 mRNA의 반감기가 모두 높아진 변형된 형태의 mRNA가 제조되면서 mRNA 기반 치료법 개발이 시작되었다.Despite these many advantages, mRNA is an unstable form that is easily degraded by ribonucleases, an RNA degrading enzyme found in human body fluids (tears, saliva, mucus, sweat, etc.) It was difficult. However, after the study of the structure of mRNA was carried out, the development of mRNA-based therapeutics began as a modified form of mRNA with increased protein translation efficiency and mRNA half-life was prepared.

기본적으로 모든 mRNA 기반 치료제는 DNA에서부터 시작한다. 결핍된 단백질이나 (박테리아나, 바이러스에 의한) 감염을 일으키는 항원, 그리고 암의 경우, 종양을 일으키는 단백질에 대한 DNA 시퀀스에서 상보적으로 결합하는 mRNA를 쉽게 제조할 수 있다. 비용도 물론 적게 든다.Basically, all mRNA-based therapeutics start with DNA. mRNAs can be prepared that complementarily bind to the DNA sequence for the deficient protein or antigen that causes infection (by bacteria or viruses) and, in the case of cancer, the protein that causes tumors. Of course, the cost is also less.

제조된 mRNA는 환자의 몸에 직접 주입하거나(in vivo transfection), 면역세포나 수지상세포 등과 같은 세포를 환자의 몸에서 추출하여 mRNA를 주입한 후, 변형된 세포를 다시 환자의 몸에 집어넣는 방법(ex vivo transfection)이 있다.The prepared mRNA is directly injected into the patient's body (in vivo transfection), or cells such as immune cells or dendritic cells are extracted from the patient's body and mRNA is injected, and then the transformed cells are put back into the patient's body. (ex vivo transfection).

암 면역 백신(Cancer-immunotherapies)이 대표적인 예이다. 암은 종양특이적 항원을 가지고 있으며, 암의 종류별로, 개인별로 매우 다양하다. mRNA 기반 암 백신 치료제는 수지상 세포나 T세포에 특정 항원을 발현시켜 개인 맞춤형 항암백신으로 사용될 수 있다. 또한, 전염병 백신(Infectious disease vaccines), 면역치료제로서 몸에서 항체를 생산하게 만들어 직접 병을 치료할 수 있게 한다. 결핍된 단백질을 생산하여 내 몸 속에서 치료제를 직접 제조할 수도 있다.Cancer-immunotherapies are a typical example. Cancer has tumor-specific antigens, and it varies greatly by cancer type and individual. An mRNA-based cancer vaccine treatment can be used as a personalized anticancer vaccine by expressing specific antigens on dendritic cells or T cells. In addition, as infectious disease vaccines and immunotherapeutic agents, the body can produce antibodies to directly treat diseases. It is also possible to produce a protein that is deficient in my body and directly manufacture a therapeutic agent in my body.

뿐만 아니라, 기존의 단백질 기반 치료법으로는 할 수 없었던, 세포내(intracellular space) 단백질과, 막관통(tranembrane) 단백질을 타겟으로 하는 많은 질병들에 대해서도 새로운 치료제 시장을 열 것으로 기대된다.In addition, it is expected to open a new therapeutic market for many diseases that target intracellular space and transmembrane proteins, which could not be achieved with conventional protein-based therapies.

단백질 요법protein therapy

본 발명은 치료용 단백질의 발현을 위한 mRNA 전달용 복합입자의 사용은 광범위한 질병을 치료할 가능성을 보유한다. 치료적 적용은 (1) 희귀한 단발성 질환에 대한 단일 단백질의 기능을 회복시키기 위한 단백질 대체; (2) 전사 또는 성장 인자를 발현함으로써 mRNA가 세포 거동을 조절하기 위해 사용될 수있는 세포 리프로그래밍; 및 (3) mRNA- 코딩된 전사체가 표적 세포, 예를 들어 치료 항체에 대해 특이적인 면역 반응을 유발하는 면역 요법. 일반적으로, 치료 단백질을 발현하도록 설계된 mRNA는 낮은 면역원성, 연장된 안정성 및 강력한 번역을 나타내도록 조작된다. mRNA의 세포내 전달은 숙주 세포 및 조직 내부에서 사실상 임의의 원하는 단백질의 발현을 가능하게하고, 이는 숙주 세포에 선천적으로 암호화된 단백질의 번역 후 변형의 보존을 허용한다. 접근법은 또한 제형화 및 전달을 다룰 수 있다 단백질 기반 약물, 특히 세포 내 및 막 횡단 단백질의 복원을 목표로 하는 약물과 관련된 어려움. mRNA 기반 치료제의 다른 중요한 특징은 삽입 돌연변이 유발 위험이 낮고, 암호화된 단백질의 일시적 생성, 및 세포 장벽을 낮추는 mRNA의 세포질 활성을 포함한다. According to the present invention, the use of multiparticulates for mRNA delivery for the expression of therapeutic proteins holds the potential to treat a wide range of diseases. Therapeutic applications include (1) protein replacement to restore the function of a single protein for rare solitary diseases; (2) cellular reprogramming in which mRNA can be used to modulate cell behavior by expressing transcriptional or growth factors; and (3) immunotherapy wherein the mRNA-encoded transcript elicits an immune response specific to a target cell, eg, a therapeutic antibody. In general, mRNAs designed to express therapeutic proteins are engineered to exhibit low immunogenicity, extended stability, and robust translation. Intracellular delivery of mRNA enables the expression of virtually any desired protein inside host cells and tissues, which allows for preservation of post-translational modifications of the protein natively encoded in the host cell. The approach may also address the formulation and delivery difficulties associated with protein-based drugs, particularly those targeting the restoration of intracellular and transmembrane proteins. Other important features of mRNA-based therapeutics include a low risk of insertional mutagenesis, transient production of the encoded protein, and cytoplasmic activity of the mRNA that lowers the cellular barrier.

치료 수준의 단백질을 유지하기 위해서는 mRNA 치료제의 반복 투여가 필요하다. 투여 빈도는 단백질의 반감기, 그의 활성 및 표적 세포의 전환율에 따라 달라질 수있다. 형질 감염된 변형 된 mRNA로부터의 평균 단백질 생산 반감기는 투여 경로에 따라 시험관내에서 50 시간 내지 생체 내 7 내지 30 시간의 범위에 있다. 최근에 합성적으로 설계된 외인성 원형 RNA가 3 배까지 제공하는 것으로 나타났다. 선형 변형된 RNA 발현 카세트와 비교하여, 시험관내 단백질 생산의 반감기 및 강력한 발현의 증가. mRNA-기반 단백질 대체 요법의 대부분은 이들 조직으로의 mRNA 전달을 위한 비교적 효율적인 방법으로 인해 현재 간, 폐 및 심장을 향하고 있다. 다른 장기 및 세포 유형에 접근하려면 새로운 생체 *?**?*물질, 능동적 표적화 또는 다른 투여 방법을 포함한 새로운 전달 전략의 지속적인 개발이 필요할 수 있다. Repeated administration of mRNA therapeutics is necessary to maintain therapeutic levels of protein. The dosing frequency may vary depending on the half-life of the protein, its activity and the conversion rate of the target cells. The average protein production half-life from the transfected modified mRNA ranges from 50 hours in vitro to 7 to 30 hours in vivo, depending on the route of administration. It has recently been shown that synthetically engineered exogenous circular RNA provides up to threefold. Increased half-life and potent expression of protein production in vitro compared to linearly modified RNA expression cassettes. Most of the mRNA-based protein replacement therapies are currently directed to the liver, lung and heart due to relatively efficient methods for mRNA delivery to these tissues. Access to other organs and cell types may require continued development of new delivery strategies, including novel biomaterials, active targeting, or other methods of administration.

특히, 본 발명의 특정 실시형태에서 ECM과 관련된 질병은 암, 간 섬유증, 간경변증, 허파 섬유증(ILF를 포함)을 포함하는 폐 섬유증, 신장 섬유증을 야기하는 임의의 질환(예를 들어, ESRD를 포함하는 CKD), 복막 섬유증, 만성 간 손상, 원섬유형성, 다른 기관에서 섬유성 질병, 우연성 및 의원성(수술) 피부 손상의 모든 가능한 유형과 관련된 비정상적 흉터(켈로이드); 경피증; 심장섬유증, 뇌의 섬유증; 녹내장 여과수술의 실패; 및 장 점착으로 이루어진 군으로부터 선택된 질병이다. In particular, in certain embodiments of the invention the disease associated with ECM includes cancer, liver fibrosis, cirrhosis, lung fibrosis including lung fibrosis (including ILF), any disease that causes renal fibrosis (eg, ESRD) CKD), peritoneal fibrosis, chronic liver injury, fibrillation, fibrotic disease in other organs, abnormal scarring (keloid) associated with all possible types of accidental and iatrogenic (surgical) skin injury; scleroderma; cardiac fibrosis, fibrosis of the brain; failure of glaucoma filtration surgery; and intestinal adhesions.

일부 실시형태에서, 바람직한 적응증은 간 이식 후 C형 간염에 기인하는 간경변증; 비알코올성 지방간염(NASH)에 기인하는 간경변증; 특발성 폐 섬유증(IPF); 폐 섬유증을 유발하는 방사선 폐렴; 당뇨성 신증;지속석 복막 투석(CAPD)과 관련된 경화증 및 안반흔성유천포창을 포함한다.In some embodiments, preferred indications include: cirrhosis due to hepatitis C after liver transplantation; cirrhosis due to nonalcoholic steatohepatitis (NASH); idiopathic pulmonary fibrosis (IPF); radiation pneumonia causing lung fibrosis; diabetic nephropathy; includes sclerosis associated with persistent stone peritoneal dialysis (CAPD) and ophthalmoplegia pemphigoid.

섬유성 간 적응증은 알코올성 간경변증, B형 간염 간경변증, C형 간염 간경변증, 정위적 간 이식(orthotopic liver transplant, OLTX) 후 C형 간염(Hep C) 간경변증, NASH/NAFLD(NASH는 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)의 극단적 형태임), 원발성 담즙성 간경변증(PBC), 원발 경화성 담관염(Primary sclerosing cholangitis, PSC), 담도폐쇄증, 알파1 항트립신 결핍증(alpha1 항트립신 결핍증, A1AD), 쿠퍼 저장병(윌슨병), 프럭토스혈증(Fructosemia), 갈락토스혈증, 당원 저장증(특히 III형, IV형, VI형, IX형 및 X형), 철분과다 증후군(Ironoverload syndrome)(혈색소침착증), 지질이상(예를 들어, 고셰병), 페록시좀병(예를 들어, 젤웨거증후군), 타이로신혈증, 선천성 간 섬유증, 박테리아 감염(예를 들어, 부루셀라증), 기생충(예를 들어, 포낭충증), 버드-키아리 증후군(간정맥 폐쇄 질환)을 포함한다.Indications for fibrotic liver include alcoholic cirrhosis, hepatitis B cirrhosis, hepatitis C cirrhosis, hepatitis C cirrhosis after orthotopic liver transplant (OLTX), NASH/NAFLD (NASH is non-alcoholic fatty liver disease ( NAFLD), primary biliary cirrhosis (PBC), primary sclerosing cholangitis (PSC), biliary atresia, alpha1 antitrypsin deficiency (alpha1 antitrypsin deficiency, A1AD), Cooper's storage disease (Wilson's disease) ), fructosemia, galactosemia, glycogen hypotonia (especially types III, IV, VI, IX and X), iron overload syndrome (hemochromatosis), lipid abnormalities (e.g. Gaucher disease), peroxisomal disease (eg Zellweger syndrome), tyrosineemia, congenital liver fibrosis, bacterial infection (eg brucellosis), parasites (eg cysticercosis), Budd- Chiari syndrome (hepatic vein occlusive disease).

폐 적응증은 특발성 폐 섬유증, 규폐증, 진폐증, 신생아 호흡곤란 증후군 후 기관지폐 이형성증, 블레오마이신/화학요법 유발 폐 손상, 폐 이식 후 기관지 폐색증(Brochiolitis Obliterans, BOS), 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic obstructive pulmonary disorder, COPD), 낭포성 섬유증, 천식을 포함한다.Pulmonary indications include idiopathic pulmonary fibrosis, silicosis, pneumoconiosis, bronchopulmonary dysplasia after neonatal respiratory distress syndrome, bleomycin/chemotherapy-induced lung injury, brochiolitis obliterans (BOS) after lung transplantation, chronic obstructive pulmonary disease (COPD). , COPD), cystic fibrosis, and asthma.

심장 적응증은 심근병증, 아테롬성 동맥경화증(버거스씨병 등), 심내막 심장 섬유증, 심방세동, 심근경색증(심근 Infarction, MI) 후 흉터를 포함한다.Cardiac indications include cardiomyopathy, atherosclerosis (such as Burgers' disease), endocardial cardiac fibrosis, atrial fibrillation, and scarring after myocardial infarction (myocardial infarction, MI).

다른 흉부 적응증은 텍스처드표면(textured) 유방 이식물 주변의 방사선-유발 캡슐 조직 반응 및 경구 점막하섬유증을 포함한다.Other thoracic indications include radiation-induced capsule tissue reactions around textured breast implants and oral submucosal fibrosis.

신장 적응증은 상염색체 우성 다낭성 신종(Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), 당뇨성 신증(당뇨성 사구체경화증), FSGS(다른 조직적 변이체에 대한 붕괴), IgA 신증(버거씨병), 루푸스 신염, 베게너, 경피증, 굿페스쳐증후군, 세뇨관 간질성 섬유증: 약물 유발(보호적) 페니실린, 세팔로스포린, 진통제성 신증, 막증식성 사구체신염(Membranoproliferative glomerulonephritis, MPGN), 헤노호 쉰라인 자반증, 선천성 신증: 수질낭포병, 조슬개증후군 및 알포트 증후군을 포함한다.Renal indications include Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), diabetic nephropathy (diabetic glomerulosclerosis), FSGS (disruption to other histologic variants), IgA nephropathy (Berger's disease), lupus nephritis, Wegener, Scleroderma, Goodpescher's syndrome, tubulointerstitial fibrosis: drug-induced (protective) penicillins, cephalosporins, analgesic nephropathy, membranoproliferative glomerulonephritis (MPGN), Henoho-Schinlein purpura, congenital nephropathy: medullary cysts disease, patellar syndrome and Alport's syndrome.

골수 적응증은 림프관평활근종증(lymphangioleiomyomatosis, LAM), 이식편대숙주병, 진성다혈구증, 진성혈소판 증가증, 골수섬유증을 포함한다.Bone marrow indications include lymphangioleiomyomatosis (LAM), graft-versus-host disease, polycythemia vera, thrombocythemia vera, and myelofibrosis.

안구 적응증은 미숙아망막증(Retinopathy of Prematurity, RoP), 안반흔성유천포창, 눈물샘 섬유증, 망막 부착수술, 각막 혼탁, 헤르페스성 각막염, 익상편, 녹내장, 노인성 황반변성(Age-related 황반변성, AMD/ARMD), 망막 섬유증 관련 진성당뇨병(DM) 망막병증을 포함한다.Ocular indications include Retinopathy of Prematurity (RoP), ophthalmoplegia, lacrimal gland fibrosis, retinal adhesion surgery, corneal opacity, herpetic keratitis, pterygium, glaucoma, age-related macular degeneration (AMD/ARMD). , retinal fibrosis associated diabetes mellitus (DM) retinopathy.

뇌 적응증은 뇌 경색과 관련된 섬유증을 포함한다.Brain indications include fibrosis associated with cerebral infarction.

부인과 적응증은 STD 섬유증/난관염 후 흉터 예방을 위한 호르몬 치료에 더해진 자궁내막증을 포함한다.Gynecological indications include endometriosis in addition to hormonal therapy for the prevention of scarring after STD fibrosis/salpingitis.

전신 적응증은 듀프트렌 구축증, 손바바닥 근막 섬유종증, 페이로니병, 레더호스병, 켈로이드, 다발성 섬유경화증, 신원성전신섬유증, 신성 골수섬유증(빈혈)을 포함한다.Systemic indications include Duftren's contracture, palmar fascia fibromatosis, Peyronie's disease, Lederhorse disease, keloids, multiple fibrosclerosis, systemic nephrotic fibrosis, renal myelofibrosis (anemia).

손상 관련 섬유성 질병은 화상(화학적 화상을 포함) 유발 피부 및 연조직 흉터 및 수축, 암 치료 방사선 처치후 방사선 유발 피부 및 기관 흉터, 켈로이드(피부)를 포함한다.Injury related fibrotic diseases include burns (including chemical burns) induced skin and soft tissue scars and shrinkage, radiation induced skin and organ scars after cancer treatment radiation treatment, and keloids (skin).

수술 적응증은 복막 투석 카테터 후 복막 섬유증, 각막 이식, 달팽이관 이식, 다른 이식, 유방 내 실리콘 이식, 만성 부비동염; 점착, 투석 이식편의 가내막 비대증을 포함한다.Indications for surgery include peritoneal fibrosis after peritoneal dialysis catheterization, corneal transplantation, cochlear implantation, other implants, intramammary silicone implantation, chronic sinusitis; Adhesive, including intimal hypertrophy of dialysis grafts.

다른 적응증은 만성 췌장염을 포함한다. 본 발명에 의해 영향을 받을 수 있는 어떤 질병이든지 이것들로부터 선택된다.Other indications include chronic pancreatitis. Any disease that may be affected by the present invention is selected from these.

국소 형질 감염local transfection

본 발명의 mRNA 복합입자의 직접 주사는 심장 조직으로의 전달을 위해 사용할 수 있으며, 여기서 변형된 mRNA는 성장 인자 (예를 들어, 혈관 내피 성장 인자-A [VEGF-A], 인슐린-유사 성장 인자 1 [IGF1], 표피 성장 인자 [EGF], 간세포 성장 인자 [HGF], 변형 성장 인자 [TGF] b1, TGFb2, 기질 세포 유래 인자 1 [SDF-1], 섬유 아세포 성장 인자 1 [FGF-1], 성장 호르몬 [GH] 및 줄기 세포 인자 [SCF]), RNAiMAX와 복합된 인간 VEGF-A를 코딩하는 변형된 RNA의 심근내 주사를 할 수 있다. Direct injection of the mRNA multiparticulates of the present invention can be used for delivery to cardiac tissue, wherein the modified mRNA is a growth factor (eg, vascular endothelial growth factor-A [VEGF-A], insulin-like growth factor) 1 [IGF1], epidermal growth factor [EGF], hepatocyte growth factor [HGF], transforming growth factor [TGF] b1, TGFb2, stromal cell-derived factor 1 [SDF-1], fibroblast growth factor 1 [FGF-1] , growth hormone [GH] and stem cell factor [SCF]), an intramyocardial injection of a modified RNA encoding human VEGF-A in complex with RNAiMAX.

본 발명의 mRNA 복합체의 직접 형질도입의 치료 효과는 다른 조직에서도 할 수도 있다. 본 발명의 계면 활성 단백질 B(SP-B) mRNA 복합체를 동결건조하여 기관내 고압 분무 보호 마우스를 통해 폐 전달하여 국소화된 단백질 합성을 할 수도 있다. The therapeutic effect of direct transduction of the mRNA complex of the present invention can also be achieved in other tissues. The surfactant protein B (SP-B) mRNA complex of the present invention may be lyophilized and delivered to the lungs through intratracheal high-pressure spray-protected mice for localized protein synthesis.

2. 백신접종2. Vaccination

"면역조치" 또는 "백신접종"은 일반적으로 치료적 또는 예방적 이유로 대상체를 치료하는 방법을 지칭한다. 치료, 특히 예방적 처치는 바람직하게는 예를 들어 하나 이상의 항원에 대해 대상체의 면역 반응을 유도하거나 증강시키는 것을 목표로 하는 처치이거나 이를 포함한다. “Immunification” or “vaccination” refers to a method of treating a subject, generally for therapeutic or prophylactic reasons. Treatment, in particular prophylactic treatment, is preferably or comprises a treatment aimed at inducing or enhancing an immune response of a subject, for example against one or more antigens.

본 발명에 따르면, 본 발명에 기재된 바와 같은 RNA를 사용함으로써 면역 반응을 유도하거나 증진시키는 것이 바람직하다면, 면역 반응은 RNA에 의해 촉발되거나 강화될 수 있다. According to the present invention, if it is desired to induce or enhance an immune response by using the RNA as described herein, the immune response can be triggered or enhanced by the RNA.

본 발명은 바람직하게는 대상체의 백신접종인 것이거나 이를 포함하는 예방적 처치를 제공한다. 레플리콘이 면역학적 활성 화합물 또는 항원인 약학적 활성 펩티드 또는 단백질을 관심 대상 폴리펩타이드로서 코딩하는 본 발명은 백신접종에 특히 유용하다.The present invention preferably provides a prophylactic treatment that is or comprises a vaccination of a subject. The invention wherein the replicon encodes as a polypeptide of interest a pharmaceutically active peptide or protein that is an immunologically active compound or antigen is particularly useful for vaccination.

RNA 발현 카세트는 병원균이나 암을 포함한 외래 물질에 대한 백신접종에 대해 종래에 기술되어 왔다. 종래 기술의 통상적인 접근법과는 대조적으로, 본 발명에 따른 RNA 발현 카세트는 본 발명의 복제효소 구성체에 의해 코딩된 복제효소에 의해 트랜스로 복제될 수 있는 능력 때문에 효율적인 백신접종에 특히 적합한 요소이다. RNA expression cassettes have been previously described for vaccination against foreign agents, including pathogens and cancer. In contrast to the conventional approaches of the prior art, the RNA expression cassette according to the present invention is a particularly suitable element for efficient vaccination because of its ability to be replicated in trans by the replicator encoded by the replicatase construct of the invention.

본 발명의 RNA 발현 카세트 복합입자 기반 암백신 및 기타 면역요법은 악성 종양을 치료하기 위한 유망한 대안 전략이다. 암 백신은 암세포에서 특이적으로 발현되는 종양 관련 항원 또는 체세포 돌연변이로 인해 발현되는 악성 세포의 항원을 표적으로 하도록 만들 수 있다. 대부분의 암 백신은 예방보다는 암의 치료에 목적을 두고 있으며, 종양을 제거하거나 줄일 수 있는 세포 독성 면역반응과 같은 세포 매개 반응을 유도한다.The RNA expression cassette multiparticulate-based cancer vaccine and other immunotherapy of the present invention are promising alternative strategies for treating malignant tumors. Cancer vaccines can be made to target tumor-associated antigens that are specifically expressed on cancer cells or antigens of malignant cells that are expressed due to somatic mutations. Most cancer vaccines are aimed at treating cancer rather than prevention, and induce cell-mediated responses such as cytotoxic immune responses that can eliminate or reduce tumors.

본 발명의 mRNA 복합입자 백신의 투여 경로 및 전달 방법은 백신의 효과에 큰 영향을 줄 수 있다. 공통적인 전달 경로(피내, 근육 내, 피하 또는 비내 투여) 및 예방 접종 경로의 일부(관절 내, 정맥 내, 내장 내 또는 종양 내)를 사용하여 다양한 mRNA 암 백신 형식이 개발되었다.The administration route and delivery method of the mRNA multiparticulate vaccine of the present invention can have a significant effect on the effectiveness of the vaccine. A variety of mRNA cancer vaccine formats have been developed using common routes of delivery (intradermal, intramuscular, subcutaneous or intranasal administration) and parts of the vaccination route (intraarticular, intravenous, intravisceral or intratumoral).

본 발명의 mRNA 복합입자의 림프절내 투여는 비전통적이지만 효과적인 백신 전달 수단이다. 2차 림프 조직으로의 직접적인 본 발명의 mRNA 복합입자은 T 세포 활성화를 위한 항원 제시 세포를 표적으로 효과적인 항원을 전달할 수 있다. 몇몇 연구들은 림프절 내 주입된 본 발명의 mRNA 복합입자가 수지상 세포에 선택적으로 흡수될 수 있고 강력한 예방적 또는 치료적인 항종양 T 세포 반응을 유도할 수 있다. Intra-lymphatic administration of the mRNA multiparticulates of the present invention is an unconventional but effective means of vaccine delivery. The mRNA multiparticulates of the present invention directly to secondary lymphoid tissues can effectively deliver antigens to antigen-presenting cells for T cell activation. Several studies have shown that the mRNA multiparticulates of the present invention injected into lymph nodes can be selectively taken up by dendritic cells and induce a potent prophylactic or therapeutic anti-tumor T cell response.

종양 내 본 발명의 mRNA 복합입자 백신 접종은 종양 상주 T 세포의 신속하고 특이적인 활성화를 일으킨다. 초기 연구에서 알부민 mRNA 또는 프로타민-비종양 관련 유전자(GLB1)를 암호화하는 본 발명의 mRNA 복합입자의 종양내 투여는 종양 성장을 저해할 것이다. Intratumoral vaccination of the inventive mRNA multiparticulate results in rapid and specific activation of tumor-resident T cells. In an initial study, intratumoral administration of an mRNA multiparticulate of the present invention encoding albumin mRNA or protamine-non-tumor-associated gene (GLB1) would inhibit tumor growth.

피부는 다양한 항원 제시 세포가 존재하며 면역원 전달을 위한 백신 접종의 이상적인 부위가 된다. 따라서, 피내 경로(intradermal)를 통한 본 발명의 mRNA 복합입자 백신의 전달은 암 백신에 널리 이용될 수 있다. The skin is home to a variety of antigen-presenting cells and is an ideal site for vaccination for immunogen delivery. Therefore, delivery of the mRNA multiparticulate vaccine of the present invention via the intradermal route can be widely used in cancer vaccines.

전통적인 화학 요법, 방사선 요법 및 면역 체크포인트 억제제와 같은 보조 요법과 함께 본 발명의 RNA 발현 카세트 복합입자 백신 접종의 조합은 일부 전임상 연구에서 백신 접종의 유효한 결과를 증가시킬 것이다. Combining the RNA expression cassette multiparticulate vaccination of the present invention with adjuvant therapies such as traditional chemotherapy, radiation therapy and immune checkpoint inhibitors will increase the effective outcome of vaccination in some preclinical studies.

재조합 단백질의 매우 강한 발현으로부터 입증된 바와 같이, 대상유전자-함유 레플리콘이 백신접종된 동물에서 높은 사본 수에 도달한다는 것을 가능하게 한다. 레플리콘이 치료용 단백질을 코딩하는 본 발명에 따른 백신접종이 매우 효율적이라는 것을 입증한다. 따라서, 본 발명은 알파바이러스-기반된 트랜스-복제 RNA 시스템을 이용한 효과적인 백신접종을 가능하게 한다.As evidenced by the very strong expression of the recombinant protein, it is possible for the gene of interest-bearing replicon to reach a high copy number in vaccinated animals. The vaccination according to the invention, in which the replicon encodes a therapeutic protein, proves to be very effective. Thus, the present invention enables effective vaccination using an alphavirus-based trans-replicating RNA system.

본 발명에 따른 백신접종을 포함하는 방법에서, 본 발명의 의약품은 특히 항원을 포함하는 질환을 갖거나 항원을 포함하는 질환에 걸릴 위험이 있는 대상체를 치료하는 것을 원하는 경우, 대상체에 투여된다.In a method comprising vaccination according to the present invention, the medicament of the present invention is administered to a subject, particularly if it is desired to treat a subject having a disease comprising an antigen or at risk of contracting a disease comprising an antigen.

본 발명에 따른 백신접종을 포함하는 방법에서, 본 발명에서 사용하는 레플리콘에 의해 코딩된 관심 대상 폴리펩타이드는 예를 들어, 면역 반응이 유도되는 박테리아 항원 또는 면역 반응이 유도되는 바이러스 항원, 또는 면역 반응이 유도되는 암 항원 또는 면역 반응이 유도되는 단세포 생물의 항원에 대해 암호화한다. In a method comprising vaccination according to the present invention, the polypeptide of interest encoded by the replicon for use in the present invention is, for example, a bacterial antigen from which an immune response is induced or a viral antigen from which an immune response is induced, or It encodes for a cancer antigen from which an immune response is elicited or an antigen of a unicellular organism against which an immune response is elicited.

백신접종의 효능은 유기체로부터의 항원-특이적 IgG 항체의 측정과 같은 공지된 표준 방법에 의해 평가될 수 있다. 본 발명에 따른 알러젠 특이적 면역요법을 포함하는 방법에서, 본 발명에 따른 레플리콘에 의해 코딩된 관심 대상 폴리펩타이드는 알레르기 관련 항원을 암호화한다. The efficacy of vaccination can be assessed by standard known methods, such as measurement of antigen-specific IgG antibodies from an organism. In a method comprising allergen-specific immunotherapy according to the present invention, the polypeptide of interest encoded by the replicon according to the present invention encodes an allergy-associated antigen.

알러젠-특이 면역요법 (탈감작요법으로도 알려짐)은 바람직하게는 원인 알러젠에 대한 후속 노출과 관련된 증상이 경감되는 상태를 달성하기 위해, 알러젠 백신의 증가된 투여량을 하나 이상의 알레르기를 가진 유기체에 투여하는 것으로 정의된다. 알러젠 특이적 면역요법의 효능은 유기체로부터 알러젠 특이적 IgG 및 IgE 항체의 측정과 같은 공지된 표준 방법으로 평가할 수 있다.Allergen-specific immunotherapy (also known as desensitization therapy) preferably involves administering an increased dose of an allergen vaccine to an organism having one or more allergies to achieve a condition in which symptoms associated with subsequent exposure to the causative allergen are alleviated. defined as doing The efficacy of allergen-specific immunotherapy can be assessed by standard known methods, such as measurement of allergen-specific IgG and IgE antibodies from the organism.

본 발명의 의약품은 예를 들어 대상체의 백신접종을 포함한 대상체의 치료를 위해 대상체에게 투여될 수 있다.A medicament of the invention may be administered to a subject for treatment of a subject, including, for example, vaccinating the subject.

본 발명은 생분해성 고분자 담체 분자, 또는 RNA 발현 카세트 복합입자 및 본원에 정의된 질병의 치료를 위한 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 RNA 발현 카세트 복합입자의 두번째 의학적 용도에 관한 것이며, 바람직하게는 본원에 정의된 다양한 질환들의 예방, 치료 및/또는 개선을 위한 의약품의 제조를 위한 RNA 발현 카세트의, 또는 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자의, 또는 이들을 포함하는 약학적 조성물의, 또는 이들을 포함하는 키트의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a second medical use of a biodegradable polymeric carrier molecule, or an RNA expression cassette multiparticulate and an RNA expression cassette multiparticulate made by a biodegradable polymeric carrier molecule for the treatment of a disease as defined herein, preferably herein Of the RNA expression cassette for the manufacture of pharmaceuticals for the prevention, treatment and/or improvement of various diseases defined in, or of a biodegradable RNA expression cassette multiparticulate made by a biodegradable polymer carrier molecule, or a pharmaceutical composition comprising them or to the use of a kit comprising them.

본 발명은 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자의 용도에 관한 것이며, 바람직하게는 본원에 정의된 RNA 발현 카세트 복합입자의 용도에 관한 것이고, 면역요법(immunotherapy), 유전자 치료법(gene therapy), 백신 접종(vaccination)을 위한 RNA 발현 카세트 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자의 용도에 관한 것이거나, 애쥬번트로서 이들의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to the use of a biodegradable RNA expression cassette multiparticulate, preferably to the use of an RNA expression cassette multiparticulate as defined herein, for immunotherapy, gene therapy, vaccination ( It relates to the use of an RNA expression cassette for vaccination) and biodegradable RNA expression cassette multiparticulates made by a biodegradable polymeric carrier molecule, or to their use as an adjuvant.

본 발명은 본원에 정의된 질병들의 치료에 관한 것이고, 바람직하게는 본원에 정의된 다양한 질병들의 예방, 치료 및/또는 개선에 관한 것이며, 바람직하게는 핵산 전달물 및 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자를 필요로 하는 환자들에 사용하거나 투여하여 치료하는 것에 관한 것이거나 본원에 정의된 생분해성 약학적 조성물 또는 백신에 관한 것이다.The present invention relates to the treatment of diseases as defined herein, preferably to the prevention, treatment and/or amelioration of various diseases as defined herein, preferably comprising a nucleic acid delivery and biodegradable RNA expression cassette multiparticulate. To a biodegradable pharmaceutical composition or vaccine as defined herein or to the use or administration to treat patients in need thereof.

또한 본 발명은 유전되지 않는 질병의 치료나 상기 카테고리에 요약되지 않은 질병도 치료한다. 그러한 질병은 예를 들어 상기 언급된 치료학적 활성 단백질과 같은 특정 단백질 요소를 필요로 하는 환자의 치료를 포함할 수 있다. 이것은 예를 들어 투석 환자를 포함할 수 있고, 이러한 환자들은 (정기적인) 콩팥(kidney)이나 신장(renal) 투석을 하거나, 본원에 정의된 특정 치료학적 활성 단백질, 예를 들어, ECM 분해효소 또는 분해효소 저해물질 등을 필요로하는 환자들을 포함할 수 있다.The present invention also treats non-heritable diseases or diseases not summarized in the above categories. Such diseases may include, for example, the treatment of patients in need of certain protein components, such as the therapeutically active proteins mentioned above. This may include, for example, dialysis patients, who are on (regular) kidney or renal dialysis, or a particular therapeutically active protein as defined herein, for example an ECM degrading enzyme or It may include patients in need of enzyme inhibitors and the like.

본 발명은 키트를 제공하며, 특히 구성요소만을 포함하거나, 다른 성분들과 조합된, 적어도 하나의 RNA 발현 카세트 및 생분해성 고분자 담체 분자에 의해 만들어진 적어도 하나의 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자, 본원에서 정의된 적어도 하나의 핵산, 적어도 하나의 약학적 조성물 및/또는 이들을 포함하는 적어도 하나의 키트, 그리고 선택적으로 RNA 발현 카세트, 핵산, 생분해성 RNA 발현 카세트 복합입자 및/또는 생분해성 약학적 조성물의 처치 및 주사에 대한 정보를 가진 기술 지시(technical instructions)를 포함하는 키트, 특히 구성 부분들(parts)의 키트를 제공한다. 그러한 키트, 바람직하게는 일부 구성요소로 된 키트는 예를 들어 상기 언급된 응용 또는 용도들 중 어떤 것에 적용될 수 있다. The present invention provides a kit, in particular at least one biodegradable RNA expression cassette multiparticulate made by at least one RNA expression cassette and a biodegradable polymeric carrier molecule, comprising only components or in combination with other components, herein At least one nucleic acid as defined, at least one pharmaceutical composition and/or at least one kit comprising them, and optionally treatment of an RNA expression cassette, a nucleic acid, a biodegradable RNA expression cassette multiparticulate and/or a biodegradable pharmaceutical composition and a kit, in particular a kit of parts, comprising technical instructions with information on injection. Such a kit, preferably a kit of several components, can be applied, for example, to any of the above-mentioned applications or uses.

Ⅴ. 치료 고려 사항Ⅴ. Treatment considerations

Good manufacturing practice 생산Good manufacturing practice production

RNA 발현 카세트는 재조합효소, 리보뉴클레오티드, 트리 포스페이트(triphosphates) 및 DNA 주형과의 시험관내 반응에 의해 생성된다. 따라서 전통적인 아형 단백질 및 생바이러스 백신 생산 플랫폼과 비교할 때 RNA 발현 카세트의 생산이 빠르고 간단하다. RNA 발현 카세트 생산의 반응 수율 및 단순성은 작은 GMP 시설에서 신속한 mRNA 생산을 가능하게 한다. 제조 공정은 서열과 무관하며 주로 RNA 발현 카세트의 길이, 뉴클레오티드 및 캐핑(capping) 화학 및 제품의 정제에 의해 결정된다. 현재의 경험에 따르면, 이 과정은 거의 모든 암호화 단백질 면역원을 생산하도록 표준화될 수 있어 신출현 감염병에 대한 신속한 대응에 특히 적합하다. RNA 발현 카세트의 GMP 생산에 필요한 모든 효소와 반응 성분은 합성 화학 물질 또는 박테리아로 발현된 동물성 성분이 없는 시약으로 상업 공급 업체에서 얻을 수 있으므로 세포 배양에 기초한 백신 제조에 역효과를 주는 안전성 문제를 피할 수 있다.RNA expression cassettes are produced by in vitro reactions with recombinases, ribonucleotides, triphosphates and DNA templates. Therefore, the production of RNA expression cassettes is fast and simple when compared to traditional subtype protein and live virus vaccine production platforms. The reaction yield and simplicity of RNA expression cassette production enables rapid mRNA production in a small GMP facility. The manufacturing process is independent of sequence and is mainly determined by the length, nucleotide and capping chemistry of the RNA expression cassette and purification of the product. Current experience shows that this process can be standardized to produce almost any coding protein immunogen, making it particularly suitable for rapid response to emerging infectious diseases. All enzymes and reaction components required for GMP production of RNA expression cassettes can be obtained from commercial suppliers as reagents free of synthetic chemicals or bacterially expressed animal components, avoiding safety concerns that adversely affect cell culture-based vaccine manufacturing. have.

RNA 발현 카세트가 합성되면, 효소, 잔여 뉴클레오타이드, 잔여 DNA 및 절단된 RNA 단편을 포함하는 반응 성분을 제거하기 위한 여러 정제 단계를 거쳐 가공된다. 임상 규모에서의 정제는 유도체화 된 마이크로 비드를 배치 또는 칼럼 형식으로 진행한다. 일부 RNA 발현 카세트 플랫폼의 경우 dsRNA 및 기타 오염 물질을 제거하는 것이 최종 제품의 효능에 중요하다. mRNA를 정제한 후, 최종 저장 완충액으로 교환하고 이후 임상 이용을 위한 튜브에 보관하기 위해 멸균 여과한다. 제제 버퍼는 오염된 RNase가 없도록 하고, 반응성 활성산소와 RNA 발현 카세트 불안정성을 유도하는 2가 금속 이온의 영향을 최소화하는 항산화제 및 킬레이트제와 같은 완충 성분을 포함할 수 있는지 시험해 봐야 한다.Once the RNA expression cassette is synthesized, it is processed through several purification steps to remove reaction components including enzymes, residual nucleotides, residual DNA, and cleaved RNA fragments. Purification on a clinical scale is carried out in a batch or column format with derivatized microbeads. For some RNA expression cassette platforms, removal of dsRNA and other contaminants is critical to the efficacy of the final product. After purification of the mRNA, it is exchanged for a final storage buffer and then filtered sterile for storage in tubes for clinical use. Formulation buffers should be tested to ensure that they are free of contaminating RNase and can contain buffering components such as antioxidants and chelating agents that minimize the effects of reactive free radicals and divalent metal ions inducing RNA expression cassette instability.

RNA 발현 카세트의 약제학적 제형은 개발이 활발하게 되고 있는 영역이다. 초기 단계 연구에서는 대부분의 제품이 냉동(-70°C)으로 저장되었지만 백신 배포에 보다 적합한 고온에서 안정한 제형을 개발하려는 노력은 계속되고 있다. RmRNAtive 플랫폼은 동결 건조 후 5~25°C에서 3년간 그리고 40°C에서 6개월 동안 보관 후 활성이 있는 것으로 보고되었다. 또 다른 보고서는 동결 건조 naked mRNA가 냉장 조건에서 최소 10개월 동안 안정함을 보여주었다. RNA 발현 카세트 제품의 안정성은 나노 입자 내에 포장하거나 RNase 저해제와 함께 배합함으로써 향상될 수 있다.Pharmaceutical formulation of RNA expression cassettes is an area that is being actively developed. Although most of the products were stored frozen (-70°C) in early-stage studies, efforts are continuing to develop high-temperature stable formulations more suitable for vaccine distribution. The RmRNAtive platform was reported to be active after lyophilization at 5-25 °C for 3 years and after storage at 40 °C for 6 months. Another report showed that freeze-dried naked mRNA was stable for at least 10 months in refrigerated conditions. The stability of RNA expression cassette products can be improved by packaging them in nanoparticles or combining them with RNase inhibitors.

규제측면Regulatory Aspects

RNA 발현 카세트 복합입자 제품에 대한 FDA 또는 EMA (European Medicines Agency)의 구체적인 지침은 없다. 그러나 EMA 및 FDA 감독하에 실시된 임상 시험의 증가는 RNA 발현 카세트 제품이 사람에게 테스트하기에 안전하고 수용 가능하다는 것을 입증하기 위해 다양한 조직에서 제안한 아이디어를 감독 기관이 수용했다는 것을 나타낸다. RNA 발현 카세트 복합입자가 유전자 면역원의 광범위한 백신 범주에 속하기 때문에 DNA 백신 및 유전자 치료 벡터에 대해 정의된 많은 지침 원리는 RNA 발현 카세트의 고유한 특징을 반영하는 일부 특징을 통해 RNA 발현 카세트 복합입자에 적용될 수 있다. 백신 분야에서 mRNA 제품이 더욱 두드러지기 때문에, 새로운 RNA 발현 카세트 복합입자를 생산하고 평가할 필요가 있는 구체적인 지침이 개발될 것이다.There are no specific guidelines from the FDA or the European Medicines Agency (EMA) for RNA expression cassette multiparticulate products. However, a growing number of clinical trials conducted under EMA and FDA oversight indicate that oversight bodies have embraced the idea proposed by various organizations to demonstrate that RNA expression cassette products are safe and acceptable for testing in humans. Because RNA expression cassette multipliers fall within the broad vaccine category of gene immunogens, many of the guiding principles defined for DNA vaccines and gene therapy vectors are directed to RNA expression cassette multipliers through some features that reflect the unique characteristics of RNA expression cassettes. can be applied. As mRNA products become more prominent in the field of vaccines, specific guidelines will be developed for the production and evaluation of new RNA expression cassette multiparticulates.

안전safety

백신은 건강한 사람에게 투여하기 때문에 현대 예방 백신의 안전 요구 사항은 매우 엄격하다. RNA 발현 카세트의 제조 과정은 우연한 바이러스로 오염될 수 있는 독성 화학 물질이나 세포 배양을 필요로 하지 않기 때문에 RNA 발현 카세트 생산은 생바이러스, 바이러스 벡터, 불활성화 바이러스 및 아단위 단백질 백신을 비롯한 다른 백신 플랫폼에 존재하는 공통 위험을 피할 수 있다. 또한, RNA 발현 카세트의 짧은 제조 시간은 오염 미생물이 생길 기회가 거의 없다. 백신을 접종한 사람들의 경우 벡터의 숙주 세포 DNA로의 감염 또는 통합의 이론적 위험은 RNA 발현 카세트 복합입자의 경우 존재하지 않는다.Because the vaccine is administered to healthy people, the safety requirements for modern prophylactic vaccines are very stringent. Because the manufacturing process of RNA expression cassettes does not require cell culture or toxic chemicals that can be contaminated with adventitious viruses, RNA expression cassette production can be used on other vaccine platforms, including live virus, viral vectors, inactivated virus and subunit protein vaccines. avoid common risks that exist in In addition, the short production time of the RNA expression cassette leaves little chance of contaminating microorganisms. For vaccinated individuals, the theoretical risk of infection or integration of the vector into host cell DNA does not exist for RNA expression cassette multiparticulates.

미래의 전임상 및 임상 연구에서 평가될 가능성이 있는 잠재적인 안전성 문제는 국소 염증 및 전신 염증, 면역원성의 생체 분포 및 지속성, 자가 반응 항체의 자극 및 모든 비천연 뉴클레오타이드 및 전달체 성분의 잠재적 독성 영향을 포함한다. 또 다른 잠재적 안전성 문제는 RNA 발현 카세트 복합입자 투여 동안 세포외 RNA의 존재로부터 생길 수 있다. Extracellular naked RNA는 단단히 결합된 내피 세포의 투과성을 증가시키는 것으로 나타났으며 따라서 부종에 기여할 수 있다. 또 다른 연구는 세포외 RNA가 혈액 응고와 병리학적 혈전 형성을 촉진한다는 것을 보여주었다. 따라서 안전성은 다른 RNA 발현 카세트 복합입자 방법 및 전달체가 인간에게 활용되기까지 지속적인 평가가 필요하다.Potential safety issues that may be evaluated in future preclinical and clinical studies include local and systemic inflammation, biodistribution and persistence of immunogenicity, stimulation of autoreactive antibodies, and the potential toxic effects of all non-natural nucleotides and carrier components. do. Another potential safety issue may arise from the presence of extracellular RNA during RNA expression cassette multiparticulate administration. Extracellular naked RNA has been shown to increase the permeability of tightly bound endothelial cells and may therefore contribute to edema. Another study showed that extracellular RNA promotes blood coagulation and pathological thrombus formation. Therefore, safety needs to be continuously evaluated until other RNA expression cassette multiparticulate methods and delivery systems are utilized in humans.

기능성 단백질 발현을 위해 리포좀에 캡슐화된 외인성 mRNA의 마우스 림프구로의 개념 증명 전달을 상세하게 설명하는 1978 년에 첫 번째 보고서 이후, 206개의 mRNA 치료제가 공개되었다. 단백질 대체, 유전자 편집 및 백신 접종을 포함하여 mRNA의 다양한 치료적 적용이 현재 학계 및 상업적 실체에 의해 조사되고있다. 지금까지, 임상 노력은 백신 치료에 주로 집중되는데, 여기서 mRNA 치료제는 종래의 전략보다 많은 장점을 갖는다. 그러나, mRNA는 또한 국소 및 전신 단백질 대체 요법을 위한 매개체로서 강력한 잠재력을 가지고있다. 마지막으로, mRNA는 ZFN 및 CRISPR-Cas 뉴 클레아 제와 같은 게놈-편집 도구의 생체 외 및 생체 내 전달에 대한 잠재력을 조사하여 비바이러스성 게놈-편집 요법의 길을 열었다. mRNA의 광범위한 적용은 여전히 *?**?*개선된 전달체의 필요성에 의해 제한된다. 그러나, 우리는 다양한 다른 물질을 사용하여 mRNA 나노 포뮬레이션의 지속적인 발전이 궁극적으로 광범위한 질병의 치료를 위한 RNA 발현 카세트의 사용으로 이어질 것으로 믿는다.Since the first report in 1978 detailing proof-of-concept delivery of liposome-encapsulated exogenous mRNA to mouse lymphocytes for functional protein expression, 206 mRNA therapeutics have been published. Various therapeutic applications of mRNA, including protein replacement, gene editing, and vaccination, are currently being investigated by academia and commercial entities. To date, clinical efforts have been mainly focused on vaccine therapy, where mRNA therapeutics have many advantages over conventional strategies. However, mRNA also has strong potential as a vehicle for local and systemic protein replacement therapy. Finally, mRNA has paved the way for nonviral genome-editing therapies by investigating the potential for in vitro and in vivo delivery of genome-editing tools such as ZFNs and CRISPR-Cas nucleases. The widespread application of mRNA is still limited by the need for improved delivery systems. However, we believe that the continued advancement of mRNA nanoformulations using a variety of different materials will ultimately lead to the use of RNA expression cassettes for the treatment of a wide range of diseases.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples only.

실시례 1. RNA 발현 카세트의 설계 및 제조Example 1. Design and Preparation of RNA Expression Cassettes

본 발명의 RNA 발현 카세트는 세포에서 단백질 합성이 가능한 구조를 갖는 RNA를 제안하였다. 본 발명에서 사용되는 RNA 발현 카세트의 표적단백질은 치료용 단백질(EPO, G-CSF), 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 및 백신 접종용 목적 단백질(RAV-G 및 RSV-F 단백질)을 코딩하는 ORF를 포함하며 제한되는 것은 아니다. 상기 표적단백질을 포함한 다양한 단백질들이 안정적으로 발현할 수 있는 특히, 발현 카세트가 선형 핵-비의존적으로 세포질 발현이 가능한 RNA 발현 카세트는 다음과 같이 제조하였다. The RNA expression cassette of the present invention proposes an RNA having a structure capable of protein synthesis in a cell. The target protein of the RNA expression cassette used in the present invention is a therapeutic protein (EPO, G-CSF), an extracellular matrix degrading enzyme (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), an extracellular matrix degrading enzyme ORFs encoding inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4) and proteins of interest for vaccination (RAV-G and RSV-F proteins). In particular, an RNA expression cassette capable of stably expressing a variety of proteins including the target protein, in which the expression cassette is capable of linear nuclear-independent cytoplasmic expression, was prepared as follows.

1-1. RNA 발현 카세트의 제조 1-1. Preparation of RNA expression cassettes

본 발명의 RNA 발현 카세트를 제조하기 위해, 표적 단백질 ORF를 제조할 수 있는 T7 프로모터가 있는 표적 단백질 DNA를 설계하고 제작하여 pUC19 클로닝 벡터에 재조합하고, 재조합 pUC19 벡터에서 얻은 T7 프로모터가 있는 표적 단백질 DNA를 주형으로 체외전사한 후, 5′Cap 구조를 전사체에 부가하였다.In order to prepare the RNA expression cassette of the present invention, a target protein DNA having a T7 promoter capable of producing a target protein ORF was designed and manufactured, and then recombined in a pUC19 cloning vector, and a target protein DNA having a T7 promoter obtained from the recombinant pUC19 vector. After in vitro transcription as a template, a 5'Cap structure was added to the transcriptome.

<표적단백질 RNA 발현 카세트 설계 및 제조><Design and manufacture of target protein RNA expression cassette>

본 발명의 표적단백질 DNA는 표적단백질 orf를 효율적으로 합성할 수 있는 DNA 절편으로 <T7 프로모터 다음에 5'UTR, 표적단백질를 코딩하는 orf, 3'UTR>로 구성된 DNA 절편을 설계하였다.The target protein DNA of the present invention is a DNA fragment capable of efficiently synthesizing the target protein orf, and a DNA fragment consisting of <T7 promoter followed by 5'UTR, orf encoding the target protein, 3'UTR> was designed.

본 발명의 표적단백질 DNA는 pUC19 벡터에서 T7 promoter와 5'UTR의 하류에 위치하면서, 동시에 muag (mutated alpha-globin-3′UTR), A64 폴리(A) 서열, 폴리(C) 서열(C30) 및 히스톤 스템-루프 서열(히스톤-SL)서열의 상류에 위치하게 하였다. 표적단백질 RNA 발현 카세트는 코딩하는 표적단백질 DNA 구조는 <T7 promoter - 5'UTR - 표적단백질 DNA - 3'UTR muag - A64 - C30 - 히스톤-SL>일 수도 있다. 여기서 5'UTR는 hAg-Kozak이다. 3'UTR는 muag - A64 - C30 - 히스톤-SL 및 2 BgUTR-A30LA70을 포함하는 구조에서 선택되어진 어느 하나이다. 표적단백질이 융합단백질인 경우는 링커는 (G4S)3-linker 그리고. 표적단백질을 세포외부로 분비하는 목적으로 Sec을 사용할 수 있다.The target protein DNA of the present invention is located downstream of the T7 promoter and 5'UTR in the pUC19 vector, and at the same time muag (mutated alpha-globin-3'UTR), A64 poly(A) sequence, poly(C) sequence (C30) and histone stem-loop sequence (histone-SL) sequence. The target protein DNA structure encoding the target protein RNA expression cassette may be <T7 promoter - 5'UTR - target protein DNA - 3'UTR muag - A64 - C30 - histone-SL>. where 5'UTR is hAg-Kozak. 3'UTR is any one selected from the group consisting of muag-A64-C30-histone-SL and 2BgUTR-A30LA70. If the target protein is a fusion protein, the linker is (G4S)3-linker and. Sec can be used for the purpose of secreting a target protein to the outside of the cell.

표적단백질 RNA 발현 카세트를 구성하는 염기서열The base sequence constituting the target protein RNA expression cassette Backbonebackbone DNA or amino acid sequences DNA or amino acid sequences T7 promoterT7 promoter TAATACGACTCACTATAGGG (서열번호 6)TAATACGACTCACTATAGGG (SEQ ID NO: 6) hAg-KozakhAg-Kozak ATTCTTCTGGTCCCCACAGACTCAGAGAGAACCCGCCACC(서열번호 7)ATTCTTCTGGTCCCCACAGACTCAGAGAGAACCCGCCACC (SEQ ID NO: 7) Sec Sec ATGAGAGTGACCGCCCCCAGAACCCTGATCCTGCTGCTGTCTGGCGCCCTGGCCCTGACAGAGACATGGGCCGGAAGCGGATCC (서열번호 8) (M R V T A P R T L I L L L S G A L A L T E T W A G S G S; 서열번호 9)ATGAGAGTGACCGCCCCCAGAACCCTGATCCTGCTGCTGTCTGGCGCCCTGGCCCTGACAGAGACATGGGCCGGAAGCGGATCC (SEQ ID NO: 8) (M R V T A P R T L I L L S G A L A L T E T W A G S G S; SEQ ID NO: 9) muag - A64 - C30 - 히스톤Smuag - A64 - C30 - Histone S GCCCGATGGG CCTCCCAACG GGCCCTCCTC CCCTCCTTGC ACCGAGATTA ATAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAATGCA TCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCAAAGGCTC TTTTCAGAGC CACCA (서열번호 10): GCCCGATGGG CCTCCCAACG GGCCCTCCTC CCCTCCTTGC ACCGAGATTA ATAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAATGCA TCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCAAAGGCTC TTTTCAGAGC CACCA (SEQ ID NO:10) 2 BgUTR2 BgUTR CCGAGAGCTCGUCGGCCAACAAAAGGTTCUTGCCCAAGTCCAACACAAACTGGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTACATTGCTGCGTCGAGAGCTCGCTTCTTGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTTCCTTTGTTCCCTAAGTCCAACTACTAAACTGGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTACATTGCTGCGTC (서열번호 11)Column CCGAGAGCTCGUCGGCCAACAAAAGGTTCUTGCCCAAGTCCAACACAAACTGGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTACATTGCTGCGTCGAGAGCTCGCTTCTTGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTGTCCTTTGTTCCCTAAGCATTCCAACTATTCAAACTGGGGGATATGAATTGAATTG A30LA70A30LA70 GAGACCTGGTCCAGAGTCGCTAGCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGCATATGACTAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA(서열번호 12)GAGACCTGGTCCAGAGTCGCTAGCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGCATATGACTAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 12) (G4S)3-linker(G4S)3-linker GGAGGCGGTGGTAGTGGAGGTGGCGGGTCCGGTGGAGGTGGAAGC(서열번호 13) (G G G G S G G G G S G G G G S; 서열번호 14) GGAGGCGGTGGTAGTGGAGGTGGCGGGTCCGGTGGAGGTGGAAGC (SEQ ID NO: 13) (G G G G S G G G G S G G G G S; SEQ ID NO: 14)

상기 표적단백질 DNA 절편의 구성하는 단위 요소들의 염기서열은 다음과 같다. The base sequence of the unit elements constituting the target protein DNA fragment is as follows.

상기 5*?**?*UTR는 Kozak 컨센서스를 포함한다.The 5*?**?*UTR includes the Kozak consensus.

Kozak 컨센서스 서열 ACCAUGG (서열번호 15). Kozak consensus sequence ACCAUGG (SEQ ID NO: 15).

<도 3>는 그림은 10,000 개 이상의 인간 mRNA의 개시 코돈 주변에서 가장 보존된 염기를 보여주는 서열 로고이다. 큰 글자는 더 높은 빈도를 나타내며, 8 위치 (-3, Kozak 위치)에서 A와 G의 더 큰 크기와 Kozak 시퀀스의 (+4) 위치에 해당하는 14 위치에서 G가 있다.<Figure 3> is a sequence logo showing the most conserved bases around the start codon of more than 10,000 human mRNAs. Large letters indicate a higher frequency, with a larger size of A and G at position 8 (-3, Kozak position) and a G at position 14 corresponding to the (+4) position of the Kozak sequence.

여기에서 3'UTR은 서열 5'-GCCCGaTGGG CCTCCCAACG GGCCCTCCTC CCCTCCTTGC ACCG-3'(서열번호 16; muag; 밑줄 친 뉴클레오타이드는 야생형 서열과 비교하여 돌연변이임) (알파-)글로빈의 돌연변이된 UTR, 폴리(A) 꼬리는 64개의 아데닌 뉴클레오타이드, 폴리(C) 서열은 30개의 사이토신 뉴클레오타이드, 히스톤 스템-루프는 (5'-CAAAGGCUCU UUUCAGAGCC ACCA-3' 서열번호 17)로 이루어진 RNA 서열이다. wherein 3'UTR is the sequence 5'-GCCCG a TGGG CCTCCCAACG GGCCCTCCTC CCCTCCTTGC ACCG-3' (SEQ ID NO: 16; muag; underlined nucleotides are mutated compared to wild-type sequence) (alpha-) globin mutated UTR, poly (A) The tail is 64 adenine nucleotides, the poly(C) sequence is 30 cytosine nucleotides, and the histone stem-loop is an RNA sequence consisting of (5'-CAAAGGCUCU UUUCAGAGCC ACCA-3' SEQ ID NO: 17).

A64: GGACTAGTAG ATCTAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAA (서열번호 18) A64: GGACTAGTAG ATCTAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAA (SEQ ID NO: 18)

C30: TGCATCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCTCTA G (서열번호 19) C30: TGCATCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCTCTA G (SEQ ID NO: 19)

본 발명에서 표적단백질 DNA 절편은 <T7 promoter - 5'UTR - 표적단백질 DNA - muag - A64 - C30 - 히스톤-SL>으로 합성하였으며(Biosynthesis 사, 미국), 이를 주형으로 정방향 플라이머 5'-GAATTCTAAT ACGACTCACT ATAGGGGAGA CCACAACGGT TTCCCTCTAG AAAGAACCAT GAACACGATT AACA-3' (서열번호 20) 및 역방향 프라이머 5'-GGATCCTGGTG GCTCTAAAA GAGCCTTTGG-3' (서열번호 21)을 사용하여 증폭하였다. 여기서 T7pol의 표적 서열에 밑줄이 그어져 있다. 사용된 프라이머의 양 말단은 EcoRI/BamHI 인식서열이 포함되어 있다. In the present invention, the target protein DNA fragment was synthesized as <T7 promoter - 5'UTR - target protein DNA - muag - A64 - C30 - histone-SL> (Biosynthesis, USA), and the forward primer 5'- GAATTC was used as a template. Amplification was performed using TAAT ACGACTCACT ATAGGGGAGA CCACAACGGT TTCCCTCTAG AAAGAACC AT GAACACGATT AACA -3' (SEQ ID NO: 20) and reverse primer 5'- GGATCC TGGTG GCTCTAAAA GAGCCTTTGG-3' (SEQ ID NO: 21). Here the target sequence of T7pol is underlined. Both ends of the primers used include EcoRI/BamHI recognition sequences.

증폭된 PCR 산물을 EcoRI/BamHI 효소를 사용하여 절단한 다음, EcoRI/BamHI 효소로 선형화된 pUC19 벡터와 T4 DNA ligase를 이용하여 클로닝 반응을 하였다. 상기 반응용액을 대장균에 형질전환하고 선정된 균주에서 플라스미드를 분리하여 EcoRI/BamHI 제한효소를 처리한 후 전기영동을 하였다(도 4).The amplified PCR product was digested using EcoRI/BamHI enzymes, and then cloning reaction was performed using the pUC19 vector linearized with EcoRI/BamHI enzymes and T4 DNA ligase. The reaction solution was transformed into E. coli, and the plasmid was separated from the selected strain, treated with EcoRI/BamHI restriction enzymes, and then electrophoresed (FIG. 4).

본 발명에 사용하는 표적단백질은 히알루로니다제, MMP와 TIMP를 포함하는 ECM 분해관련 단백질, EPO 그리고 G-CSF를 포함하는 치료용 단백질, 광견병 바이러스의 G 단백질(RAV-G) 및 RSV 롱(long) 균주의 RSV-F 단백질를 포함하는 백신관련 단백질을 사용하였으며, 이들에 국한되는 것은 아니다.The target protein used in the present invention is hyaluronidase, ECM degradation-related protein including MMP and TIMP, therapeutic protein including EPO and G-CSF, rabies virus G protein (RAV-G) and RSV long ( long) a vaccine-related protein including the RSV-F protein of the strain was used, but is not limited thereto.

히알루로니다제hyaluronidase

히알루로니다제(HA를 분해하는 효소)는 HYAL1 (NM_153281), HYAL2 (NM_033158), HYAL3 (NM_003549), HYAL4 (NM_012269) 및 Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044), sPH20 등이 있다.Hyaluronidase (enzyme that degrades HA) includes HYAL1 (NM_153281), HYAL2 (NM_033158), HYAL3 (NM_003549), HYAL4 (NM_012269) and Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044), sPH20, and the like.

본 발명에서, 효소 서열은 카르복시 말단 막-결합 도메인에 해당되는 서열이 제거되어, 가용성 효소를 만들었다. 이 카르복시 말단 도메인을 제거하면, ECM으로 히알루로니다제가 분비된다. 따라서, 이로써, 중성 pH에서 효소 활성을 나타내는 분비된 히알루로니다제를 발현한다. In the present invention, the enzyme sequence was removed from the sequence corresponding to the carboxy terminal membrane-binding domain to make a soluble enzyme. Upon removal of this carboxy terminal domain, hyaluronidase is secreted into the ECM. Thus, it expresses a secreted hyaluronidase that exhibits enzymatic activity at neutral pH.

<도 5>는 PH20 단백질의 아미노산 서열(서열번호 22)과 Kyte-Doolittle의 알고리즘에 따른 하이드로패틱 플롯(hydropathic plot)을 나타낸다. 단백질 PH20은 조장의 원형질막과 선체막에 존재하는 막 단백질이다. (a) 아미노산 서열은 막내 단백질의 고정을 담당하는 소수성 서열(서열 밑줄)이다. 본 발명에서, 바이러스에 의해 발현되는 PH20 단백질은 결손된 소수성 꼬리를 나타낸다. 컷 포인트는 원 안에 표시한다. 이러한 결손에 의해 단백질 PH20은 세포외 매질로 배출된다. (b) Kyte-Doolittle에 의한 PH20 단백질의 말단 아미노산 100개의 하이드로패틱 플롯. 화살표는 제거된 소수성의 시작부를 나타낸다.<FIG. 5> shows the amino acid sequence (SEQ ID NO: 22) of the PH20 protein and a hydropathic plot according to Kyte-Doolittle's algorithm. Protein PH20 is a membrane protein present in the plasma membrane and hull membrane of the intestine. (a) The amino acid sequence is a hydrophobic sequence (sequence underlined) responsible for the anchorage of the intramembrane protein. In the present invention, the PH20 protein expressed by the virus exhibits a missing hydrophobic tail. Cut points are marked in circles. Due to this deletion, the protein PH20 is released into the extracellular medium. (b) Hydropathic plot of 100 terminal amino acids of the PH20 protein by Kyte-Doolittle. Arrows indicate the beginning of the removed hydrophobicity.

PH20에 해당되는 cDNA는 서열번호 23이다. 서열번호 23는 개시 코돈(ATG)에서 1467번 위치까지의 단백질 PH20(이소형, GenBank access number NP_694859.1)에 대한 코딩 뉴클레오티드 서열로 분비되는 형태로 sPH20이라고 하였다. PH20에 대한 GenBank서열(NM_001174044)의 1468 - 1527의 뉴클레오티드 서열은 막에 단백질을 고정시키는 단백질의 소수성 꼬리를 코딩한다. sPH20 cDNA 서열은 상기 소수성 꼬리에 상응하는 염기서열이 삭제된 염기서열로 뉴클레오티드 1468 다음에, 번역 종결 코돈 TAA를 부가하였다.The cDNA corresponding to PH20 is SEQ ID NO:23. SEQ ID NO: 23 is sPH20 in a secreted form as a coding nucleotide sequence for the protein PH20 (isotype, GenBank access number NP_694859.1) from the initiation codon (ATG) to the 1467 position. The nucleotide sequences 1468 - 1527 of the GenBank sequence for PH20 (NM_001174044) encode the hydrophobic tail of the protein, which anchors the protein to the membrane. The sPH20 cDNA sequence was a nucleotide sequence in which the nucleotide sequence corresponding to the hydrophobic tail was deleted, followed by nucleotide 1468 and the translation termination codon TAA was added.

본 발명의 RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, 선정된 Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044), sPH20와 HYAL1 (NM_153281)의 염기서열은 아래와 같다.For the preparation of the RNA expression cassette of the present invention, the nucleotide sequences of the selected Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044), sPH20 and HYAL1 (NM_153281) are as follows.

Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044) Hyaluronidase PH20 (SPAM1) (NM_001174044)

ATGGGAGTGCTAAAATTCAAGCACATCTTTTTCAGAAGCTTTGTTAAATCAAGTGGAGTATCCCAGATAGTTTTCACCTTCCTTCTGATTCCATGTTGCTTGACTCTGAATTTCAGAGCACCTCCTGTTATTCCAAATGTGCCTTTCCTCTGGGCCTGGAATGCCCCAAGTGAATTTTGTCTTGGAAAATTTGATGAGCCACTAGATATGAGCCTCTTCTCTTTCATAGGAAGCCCCCGAATAAACGCCACCGGGCAAGGTGTTACAATATTTTATGTTGATAGACTTGGCTACTATCCTTACATAGATTCAATCACAGGAGTAACTGTGAATGGAGGAATCCCCCAGAAGATTTCCTTACAAGACCATCTGGACAAAGCTAAGAAAGACATTACATTTTATATGCCAGTAGACAATTTGGGAATGGCTGTTATTGACTGGGAAGAATGGAGACCCACTTGGGCAAGAAACTGGAAACCTAAAGATGTTTACAAGAATAGGTCTATTGAATTGGTTCAGCAACAAAATGTACAACTTAGTCTCACAGAGGCCACTGAGAAAGCAAAACAAGAATTTGAAAAGGCAGGGAAGGATTTCCTGGTAGAGACTATAAAATTGGGAAAATTACTTCGGCCAAATCACTTGTGGGGTTATTATCTTTTTCCGGATTGTTACAACCATCACTATAAGAAACCCGGTTACAATGGAAGTTGCTTCAATGTAGAAATAAAAAGAAATGATGATCTCAGCTGGTTGTGGAATGAAAGCACTGCTCTTTACCCATCCATTTATTTGAACACTCAGCAGTCTCCTGTAGCTGCTACACTCTATGTGCGCAATCGAGTTCGGGAAGCCATCAGAGTTTCCAAAATACCTGATGCAAAAAGTCCACTTCCGGTTTTTGCATATACCCGCATAGTTTTTACTGATCAAGTTTTGAAATTCCTTTCTCAAGATGAACTTGTGTATACATTTGGCGAAACTGTTGCTCTGGGTGCTTCTGGAATTGTAATATGGGGAACCCTCAGTATAATGCGAAGTATGAAATCTTGCTTGCTCCTAGACAATTACATGGAGACTATACTGAATCCTTACATAATCAACGTCACACTAGCAGCCAAAATGTGTAGCCAAGTGCTTTGCCAGGAGCAAGGAGTGTGTATAAGGAAAAACTGGAATTCAAGTGACTATCTTCACCTCAACCCAGATAATTTTGCTATTCAACTTGAGAAAGGTGGAAAGTTCACAGTACGTGGAAAACCGACACTTGAAGACCTGGAGCAATTTTCTGAAAAATTTTATTGCAGCTGTTATAGCACCTTGAGTTGTAAGGAGAAAGCTGATGTAAAAGACACTGATGCTGTTGATGTGTGTATTGCTGATGGTGTCTGTATAGATGCTTTTCTAAAACCTCCCATGGAGACAGAAGAACCTCAAATTTTCTACAATGCTTCACCCTCCACACTATCTGCCACAATGTTCATTGTTAGTATTTTGTTTCTTATCATTTCTTCTGTAGCGAGTTTG (서열번호 23)ATGGGAGTGCTAAAATTCAAGCACATCTTTTTCAGAAGCTTTGTTAAATCAAGTGGAGTATCCCAGATAGTTTTCACCTTCCTTCTGATTCCATGTTGCTTGACTCTGAATTTCAGAGCACCTCCTGTTATTCCAAATGTGCCTTTCCTCTGGGCCTGGAATGCCCCAAGTGAATTTTGTCTTGGAAAATTTGATGAGCCACTAGATATGAGCCTCTTCTCTTTCATAGGAAGCCCCCGAATAAACGCCACCGGGCAAGGTGTTACAATATTTTATGTTGATAGACTTGGCTACTATCCTTACATAGATTCAATCACAGGAGTAACTGTGAATGGAGGAATCCCCCAGAAGATTTCCTTACAAGACCATCTGGACAAAGCTAAGAAAGACATTACATTTTATATGCCAGTAGACAATTTGGGAATGGCTGTTATTGACTGGGAAGAATGGAGACCCACTTGGGCAAGAAACTGGAAACCTAAAGATGTTTACAAGAATAGGTCTATTGAATTGGTTCAGCAACAAAATGTACAACTTAGTCTCACAGAGGCCACTGAGAAAGCAAAACAAGAATTTGAAAAGGCAGGGAAGGATTTCCTGGTAGAGACTATAAAATTGGGAAAATTACTTCGGCCAAATCACTTGTGGGGTTATTATCTTTTTCCGGATTGTTACAACCATCACTATAAGAAACCCGGTTACAATGGAAGTTGCTTCAATGTAGAAATAAAAAGAAATGATGATCTCAGCTGGTTGTGGAATGAAAGCACTGCTCTTTACCCATCCATTTATTTGAACACTCAGCAGTCTCCTGTAGCTGCTACACTCTATGTGCGCAATCGAGTTCGGGAAGCCATCAGAGTTTCCAAAATACCTGATGCAAAAAGTCCACTTCCGGTTTTTGCATATACCCGCATAGTTTTTACTGATCAAGTTTTGAAATTCCTTTCTCAAGATGAACTTGTGTATACATTTGGCGAAACTGTTGCTCTGGGTGCTT CTGGAATTGTAATATGGGGAACCCTCAGTATAATGCGAAGTATGAAATCTTGCTTGCTCCTAGACAATTACATGGAGACTATACTGAATCCTTACATAATCAACGTCACACTAGCAGCCAAAATGTGTAGCCAAGTGCTTTGCCAGGAGCAAGGAGTGTGTATAAGGAAAAACTGGAATTCAAGTGACTATCTTCACCTCAACCCAGATAATTTTGCTATTCAACTTGAGAAAGGTGGAAAGTTCACAGTACGTGGAAAACCGACACTTGAAGACCTGGAGCAATTTTCTGAAAAATTTTATTGCAGCTGTTATAGCACCTTGAGTTGTAAGGAGAAAGCTGATGTAAAAGACACTGATGCTGTTGATGTGTGTATTGCTGATGGTGTCTGTATAGATGCTTTTCTAAAACCTCCCATGGAGACAGAAGAACCTCAAATTTTCTACAATGCTTCACCCTCCACACTATCTGCCACAATGTTCATTGTTAGTATTTTGTTTCTTATCATTTCTTCTGTAGCGAGTTTG (서열번호 23)

sPH20sPH20

PH20 cDNA의 전사 시작 (ATG)에서 위치 1467까지의 염기서열로 PH20 단백질의 소수성 꼬리 (뉴클레오타이드 1468-1527)가 결여되고 마지막에 정지 코돈 (TAA)이 추가된 염기서열 형태로 세포에서 분비하는 단백질이다.It is a nucleotide sequence from the transcription start (ATG) to position 1467 of the PH20 cDNA that lacks the hydrophobic tail (nucleotides 1468-1527) of the PH20 protein and is a protein secreted by cells in the form of a nucleotide sequence with a stop codon (TAA) added at the end. .

atgggagtgc taaaattcaa gcacatcttt ttcagaagct ttgttaaatc aagtggagta 60atgggagtgc taaaattcaa gcacatcttt ttcagaagct ttgttaaatc aagtggagta 60

tcccagatag ttttcacctt ccttctgatt ccatgttgct tgactctgaa tttcagagca 120tcccagatag ttttcacctt ccttctgatt ccatgttgct tgactctgaa tttcagagca 120

cctcctgtta ttccaaatgt gcctttcctc tgggcctgga atgccccaag tgaattttgt 180cctcctgtta ttccaaatgt gcctttcctc tgggcctgga atgccccaag tgaattttgt 180

cttggaaaat ttgatgagcc actagatatg agcctcttct ctttcatagg aagcccccga 240cttggaaaat ttgatgagcc actagatatg agcctcttct ctttcatagg aagcccccga 240

ataaacgcca ccgggcaagg tgttacaata ttttatgttg atagacttgg ctactatcct 300ataaacgcca ccgggcaagg tgttacaata ttttatgttg atagacttgg ctactatcct 300

tacatagatt caatcacagg agtaactgtg aatggaggaa tcccccagaa gatttcctta 360tacatagatt caatcacagg agtaactgtg aatggaggaa tcccccagaa gatttcctta 360

caagaccatc tggacaaagc taagaaagac attacatttt atatgccagt agacaatttg 420caagaccatc tggacaaagc taagaaagac attacatttt atatgccagt agacaatttg 420

ggaatggctg ttattgactg ggaagaatgg agacccactt gggcaagaaa ctggaaacct 480ggaatggctg ttattgactg ggaagaatgg agacccactt gggcaagaaa ctggaaacct 480

aaagatgttt acaagaatag gtctattgaa ttggttcagc aacaaaatgt acaacttagt 540aaagatgttt acaagaatag gtctattgaa ttggttcagc aacaaaatgt acaacttagt 540

ctcacagagg ccactgagaa agcaaaacaa gaatttgaaa aggcagggaa ggatttcctg 600ctcacagagg ccactgagaa agcaaaacaa gaatttgaaa aggcagggaa ggatttcctg 600

gtagagacta taaaattggg aaaattactt cggccaaatc acttgtgggg ttattatctt 660gtagagacta taaaattggg aaaattactt cggccaaatc acttgtgggg ttattatctt 660

tttccggatt gttacaacca tcactataag aaacccggtt acaatggaag ttgcttcaat 720tttccggatt gttacaacca tcactataag aaacccggtt acaatggaag ttgcttcaat 720

gtagaaataa aaagaaatga tgatctcagc tggttgtgga atgaaagcac tgctctttac 780gtagaaataa aaagaaatga tgatctcagc tggttgtgga atgaaagcac tgctctttac 780

ccatccattt atttgaacac tcagcagtct cctgtagctg ctacactcta tgtgcgcaat 840ccatccattt atttgaacac tcagcagtct cctgtagctg ctacactcta tgtgcgcaat 840

cgagttcggg aagccatcag agtttccaaa atacctgatg caaaaagtcc acttccggtt 900cgagttcggg aagccatcag agtttccaaa atacctgatg caaaaagtcc acttccggtt 900

tttgcatata cccgcatagt ttttactgat caagttttga aattcctttc tcaagatgaa 960tttgcatata cccgcatagt ttttactgat caagttttga aattcctttc tcaagatgaa 960

cttgtgtata catttggcga aactgttgct ctgggtgctt ctggaattgt aatatgggga 1020cttgtgtata catttggcga aactgttgct ctgggtgctt ctggaattgt aatatgggga 1020

accctcagta taatgcgaag tatgaaatct tgcttgctcc tagacaatta catggagact 1080accctcagta taatgcgaag tatgaaatct tgcttgctcc tagacaatta catggagact 1080

atactgaatc cttacataat caacgtcaca ctagcagcca aaatgtgtag ccaagtgctt 1140atactgaatc cttacataat caacgtcaca ctagcagcca aaatgtgtag ccaagtgctt 1140

tgccaggagc aaggagtgtg tataaggaaa aactggaatt caagtgacta tcttcacctc 1200tgccaggagc aaggagtgtg tataaggaaa aactggaatt caagtgacta tcttcacctc 1200

aacccagata attttgctat tcaacttgag aaaggtggaa agttcacagt acgtggaaaa 1260aacccagata attttgctat tcaacttgag aaaggtggaa agttcacagt acgtggaaaa 1260

ccgacacttg aagacctgga gcaattttct gaaaaatttt attgcagctg ttatagcacc 1320ccgacacttg aagacctgga gcaattttct gaaaaatttt attgcagctg ttatagcacc 1320

ttgagttgta aggagaaagc tgatgtaaaa gacactgatg ctgttgatgt gtgtattgct 1380ttgagttgta aggagaaagc tgatgtaaaa gacactgatg ctgttgatgt gtgtattgct 1380

gatggtgtct gtatagatgc ttttctaaaa cctcccatgg agacagaaga acctcaaatt 1440gatggtgtct gtatagatgc ttttctaaaa cctcccatgg agacagaaga acctcaaatt 1440

ttctacaatg cttcaccctc cacactatct taa 1473 (서열번호 24)ttctacaatg cttcaccctc cacactatct taa 1473 (SEQ ID NO: 24)

HYAL1 (NM_153281) HYAL1 (NM_153281)

ATGGCAGCCCACCTGCTTCCCATCTGCGCCCTCTTCCTGACCTTACTCGATATGGCCCAAGGCTTTAGGGGCCCCTTGCTACCCAACCGGCCCTTCACCACCGTCTGGAATGCAAACACCCAGTGGTGCCTGGAGAGGCACGGTGTGGACGTGGATGTCAGTGTCTTCGATGTGGTAGCCAACCCAGGGCAGACCTTCCGCGGCCCTGACATGACAATTTTCTATAGCTCCCAGCTGGGCACCTACCCCTACTACACGCCCACTGGGGAGCCTGTGTTTGGTGGTCTGCCCCAGAATGCCAGCCTGATTGCCCACCTGGCCCGCACATTCCAGGACATCCTGGCTGCCATACCTGCTCCTGACTTCTCAGGGCTGGCAGTCATCGACTGGGAGGCATGGCGCCCACGCTGGGCCTTCAACTGGGACACCAAGGACATTTACCGGCAGCGCTCACGGGCACTGGTACAGGCACAGCACCCTGATTGGCCAGCTCCTCAGGTGGAGGCAGTAGCCCAGGACCAGTTCCAGGGAGCTGCACGGGCCTGGATGGCAGGCACCCTCCAGCTGGGGCGGGCACTGCGTCCTCGCGGCCTCTGGGGCTTCTATGGCTTCCCTGACTGCTACAACTATGACTTTCTAAGCCCCAACTACACCGGCCAGTGCCCATCAGGCATCCGTGCCCAAAATGACCAGCTAGGGTGGCTGTGGGGCCAGAGCCGTGCCCTCTATCCCAGCATCTACATGCCCGCAGTGCTGGAGGGCACAGGGAAGTCACAGATGTATGTGCAACACCGTGTGGCCGAGGCATTCCGTGTGGCTGTGGCTGCTGGTGACCCCAATCTGCCGGTGCTGCCCTATGTCCAGATCTTCTATGACACGACAAACCACTTTCTGCCCCTGGATGAGCTGGAGCACAGCCTGGGGGAGAGTGCGGCCCAGGGGGCAGCTGGAGTGGTGCTCTGGGTGAGCTGGGAAAATACAAGAACCAAGGAATCATGTCAGGCCATCAAGGAGTATATGGACACTACACTGGGGCCCTTCATCCTGAACGTGACCAGTGGGGCCCTTCTCTGCAGTCAAGCCCTGTGCTCCGGCCATGGCCGCTGTGTCCGCCGCACCAGCCACCCCAAAGCCCTCCTCCTCCTTAACCCTGCCAGTTTCTCCATCCAGCTCACGCCTGGTGGTGGGCCCCTGAGCCTGCGGGGTGCCCTCTCACTTGAAGATCAGGCACAGATGGCTGTGGAGTTCAAATGTCGATGCTACCCTGGCTGGCAGGCACCGTGGTGTGAGCGGAAGAGCATGTGG (서열번호 25)ATGGCAGCCCACCTGCTTCCCATCTGCGCCCTCTTCCTGACCTTACTCGATATGGCCCAAGGCTTTAGGGGCCCCTTGCTACCCAACCGGCCCTTCACCACCGTCTGGAATGCAAACACCCAGTGGTGCCTGGAGAGGCACGGTGTGGACGTGGATGTCAGTGTCTTCGATGTGGTAGCCAACCCAGGGCAGACCTTCCGCGGCCCTGACATGACAATTTTCTATAGCTCCCAGCTGGGCACCTACCCCTACTACACGCCCACTGGGGAGCCTGTGTTTGGTGGTCTGCCCCAGAATGCCAGCCTGATTGCCCACCTGGCCCGCACATTCCAGGACATCCTGGCTGCCATACCTGCTCCTGACTTCTCAGGGCTGGCAGTCATCGACTGGGAGGCATGGCGCCCACGCTGGGCCTTCAACTGGGACACCAAGGACATTTACCGGCAGCGCTCACGGGCACTGGTACAGGCACAGCACCCTGATTGGCCAGCTCCTCAGGTGGAGGCAGTAGCCCAGGACCAGTTCCAGGGAGCTGCACGGGCCTGGATGGCAGGCACCCTCCAGCTGGGGCGGGCACTGCGTCCTCGCGGCCTCTGGGGCTTCTATGGCTTCCCTGACTGCTACAACTATGACTTTCTAAGCCCCAACTACACCGGCCAGTGCCCATCAGGCATCCGTGCCCAAAATGACCAGCTAGGGTGGCTGTGGGGCCAGAGCCGTGCCCTCTATCCCAGCATCTACATGCCCGCAGTGCTGGAGGGCACAGGGAAGTCACAGATGTATGTGCAACACCGTGTGGCCGAGGCATTCCGTGTGGCTGTGGCTGCTGGTGACCCCAATCTGCCGGTGCTGCCCTATGTCCAGATCTTCTATGACACGACAAACCACTTTCTGCCCCTGGATGAGCTGGAGCACAGCCTGGGGGAGAGTGCGGCCCAGGGGGCAGCTGGAGTGGTGCTCTGGGTGAGCTGGGAAAATACAAGAACCAAGGAATCATGTC AGGCCATCAAGGAGTATATGGACACTACACTGGGGCCCTTCATCCTGAACGTGACCAGTGGGGCCCTTCTCTGCAGTCAAGCCCTGTGCTCCGGCCATGGCCGCTGTGTCCGCCGCACCAGCCACCCCAAAGCCCTCCTCCTCCTTAACCCTGCCAGTTTCTCCATCCAGCTCACGCCTGGTGGTGGGCCCCTGAGCCTGCGGGGTGCCCTCTCACTTGAAGATCAGGCACAGATGGCTGTGGAGTTCAAATGTCGATGCTACCCTGGCTGGCAGGCACCGTGGTGTGAGCGGAAGAGCATGTGG (서열번호 25)

MMP는 <표 1>과 같이 분류할 수 있는데, 콜라게나제 (MMP-1, MMP-8, MMP-13 및 MMP-18) 젤라티나제 (MMP-2 및 MMP-9), 스트로멜리신 (MMP-3, MMP-10, MMP-11 및 MMP-17), matrilysins (MMP-7 및 MMP-26), 멤브레인 유형 (MMP-14, MMP-15, MMP-16, MMP-24 및 MMP-25) 및 기타 유형 (MMP -12, MMP-19, MMP-20, MMP-21, MMP-22, MMP-28, MMP-29) 등이다. MMP can be classified as shown in <Table 1>, collagenase (MMP-1, MMP-8, MMP-13 and MMP-18) gelatinase (MMP-2 and MMP-9), stromelysin ( MMP-3, MMP-10, MMP-11 and MMP-17), matrilysins (MMP-7 and MMP-26), membrane types (MMP-14, MMP-15, MMP-16, MMP-24 and MMP-25) ) and other types (MMP-12, MMP-19, MMP-20, MMP-21, MMP-22, MMP-28, MMP-29), etc.

본 발명의 MMP RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, 여러 종류의 MMP에서 선정된 MMP1 (NM_002421) 및 MMP9 (NM_004994)의 염기서열은 아래와 같다. For the preparation of the MMP RNA expression cassette of the present invention, the nucleotide sequences of MMP1 (NM_002421) and MMP9 (NM_004994) selected from various types of MMP are as follows.

MMP1 (NM_002421)MMP1 (NM_002421)

ATGCACAGCTTTCCTCCACTGCTGCTGCTGCTGTTCTGGGGTGTGGTGTCTCACAGCTTCCCAGCGACTCTAGAAACACAAGAGCAAGATGTGGACTTAGTCCAGAAATACCTGGAAAAATACTACAACCTGAAGAATGATGGGAGGCAAGTTGAAAAGCGGAGAAATAGTGGCCCAGTGGTTGAAAAATTGAAGCAAATGCAGGAATTCTTTGGGCTGAAAGTGACTGGGAAACCAGATGCTGAAACCCTGAAGGTGATGAAGCAGCCCAGATGTGGAGTGCCTGATGTGGCTCAGTTTGTCCTCACTGAGGGGAACCCTCGCTGGGAGCAAACACATCTGACCTACAGGATTGAAAATTACACGCCAGATTTGCCAAGAGCAGATGTGGACCATGCCATTGAGAAAGCCTTCCAACTCTGGAGTAATGTCACACCTCTGACATTCACCAAGGTCTCTGAGGGTCAAGCAGACATCATGATATCTTTTGTCAGGGGAGATCATCGGGACAACTCTCCTTTTGATGGACCTGGAGGAAATCTTGCTCATGCTTTTCAACCAGGCCCAGGTATTGGAGGGGATGCTCATTTTGATGAAGATGAAAGGTGGACCAACAATTTCAGAGAGTACAACTTACATCGTGTTGCGGCTCATGAACTCGGCCATTCTCTTGGACTCTCCCATTCTACTGATATCGGGGCTTTGATGTACCCTAGCTACACCTTCAGTGGTGATGTTCAGCTAGCTCAGGATGACATTGATGGCATCCAAGCCATATATGGACGTTCCCAAAATCCTGTCCAGCCCATCGGCCCACAAACCCCAAAAGCGTGTGACAGTAAGCTAACCTTTGATGCTATAACTACGATTCGGGGAGAAGTGATGTTCTTTAAAGACAGATTCTACATGCGCACAAATCCCTTCTACCCGGAAGTTGAGCTCAATTTCATTTCTGTTTTCTGGCCACAACTGCCAAATGGGCTTGAAGCTGCTTACGAATTTGCCGACAGAGATGAAGTCCGGTTTTTCAAAGGGAATAAGTACTGGGCTGTTCAGGGACAGAATGTGCTACACGGATACCCCAAGGACATCTACAGCTCCTTTGGCTTCCCTAGAACTGTGAAGCATATCGATGCTGCTCTTTCTGAGGAAAACACTGGAAAAACCTACTTCTTTGTTGCTAACAAATACTGGAGGTATGATGAATATAAACGATCTATGGATCCAGGTTATCCCAAAATGATAGCACATGACTTTCCTGGAATTGGCCACAAAGTTGATGCAGTTTTCATGAAAGATGGATTTTTCTATTTCTTTCATGGAACAAGACAATACAAATTTGATCCTAAAACGAAGAGAATTTTGACTCTCCAGAAAGCTAATAGCTGGTTCAACTGCAGGAAAAAT (서열번호 26)ATGCACAGCTTTCCTCCACTGCTGCTGCTGCTGTTCTGGGGTGTGGTGTCTCACAGCTTCCCAGCGACTCTAGAAACACAAGAGCAAGATGTGGACTTAGTCCAGAAATACCTGGAAAAATACTACAACCTGAAGAATGATGGGAGGCAAGTTGAAAAGCGGAGAAATAGTGGCCCAGTGGTTGAAAAATTGAAGCAAATGCAGGAATTCTTTGGGCTGAAAGTGACTGGGAAACCAGATGCTGAAACCCTGAAGGTGATGAAGCAGCCCAGATGTGGAGTGCCTGATGTGGCTCAGTTTGTCCTCACTGAGGGGAACCCTCGCTGGGAGCAAACACATCTGACCTACAGGATTGAAAATTACACGCCAGATTTGCCAAGAGCAGATGTGGACCATGCCATTGAGAAAGCCTTCCAACTCTGGAGTAATGTCACACCTCTGACATTCACCAAGGTCTCTGAGGGTCAAGCAGACATCATGATATCTTTTGTCAGGGGAGATCATCGGGACAACTCTCCTTTTGATGGACCTGGAGGAAATCTTGCTCATGCTTTTCAACCAGGCCCAGGTATTGGAGGGGATGCTCATTTTGATGAAGATGAAAGGTGGACCAACAATTTCAGAGAGTACAACTTACATCGTGTTGCGGCTCATGAACTCGGCCATTCTCTTGGACTCTCCCATTCTACTGATATCGGGGCTTTGATGTACCCTAGCTACACCTTCAGTGGTGATGTTCAGCTAGCTCAGGATGACATTGATGGCATCCAAGCCATATATGGACGTTCCCAAAATCCTGTCCAGCCCATCGGCCCACAAACCCCAAAAGCGTGTGACAGTAAGCTAACCTTTGATGCTATAACTACGATTCGGGGAGAAGTGATGTTCTTTAAAGACAGATTCTACATGCGCACAAATCCCTTCTACCCGGAAGTTGAGCTCAATTTCATTTCTGTTTTCTGGCCACAACTGCCAAATGGGCTTGAAGCTGCTTACGAAT TTGCCGACAGAGATGAAGTCCGGTTTTTCAAAGGGAATAAGTACTGGGCTGTTCAGGGACAGAATGTGCTACACGGATACCCCAAGGACATCTACAGCTCCTTTGGCTTCCCTAGAACTGTGAAGCATATCGATGCTGCTCTTTCTGAGGAAAACACTGGAAAAACCTACTTCTTTGTTGCTAACAAATACTGGAGGTATGATGAATATAAACGATCTATGGATCCAGGTTATCCCAAAATGATAGCACATGACTTTCCTGGAATTGGCCACAAAGTTGATGCAGTTTTCATGAAAGATGGATTTTTCTATTTCTTTCATGGAACAAGACAATACAAATTTGATCCTAAAACGAAGAGAATTTTGACTCTCCAGAAAGCTAATAGCTGGTTCAACTGCAGGAAAAAT (서열번호 26)

MMP9 (NM_004994) MMP9 (NM_004994)

ATGAGCCTCTGGCAGCCCCTGGTCCTGGTGCTCCTGGTGCTGGGCTGCTGCTTTGCTGCCCCCAGACAGCGCCAGTCCACCCTTGTGCTCTTCCCTGGAGACCTGAGAACCAATCTCACCGACAGGCAGCTGGCAGAGGAATACCTGTACCGCTATGGTTACACTCGGGTGGCAGAGATGCGTGGAGAGTCGAAATCTCTGGGGCCTGCGCTGCTGCTTCTCCAGAAGCAACTGTCCCTGCCCGAGACCGGTGAGCTGGATAGCGCCACGCTGAAGGCCATGCGAACCCCACGGTGCGGGGTCCCAGACCTGGGCAGATTCCAAACCTTTGAGGGCGACCTCAAGTGGCACCACCACAACATCACCTATTGGATCCAAAACTACTCGGAAGACTTGCCGCGGGCGGTGATTGACGACGCCTTTGCCCGCGCCTTCGCACTGTGGAGCGCGGTGACGCCGCTCACCTTCACTCGCGTGTACAGCCGGGACGCAGACATCGTCATCCAGTTTGGTGTCGCGGAGCACGGAGACGGGTATCCCTTCGACGGGAAGGACGGGCTCCTGGCACACGCCTTTCCTCCTGGCCCCGGCATTCAGGGAGACGCCCATTTCGACGATGACGAGTTGTGGTCCCTGGGCAAGGGCGTCGTGGTTCCAACTCGGTTTGGAAACGCAGATGGCGCGGCCTGCCACTTCCCCTTCATCTTCGAGGGCCGCTCCTACTCTGCCTGCACCACCGACGGTCGCTCCGACGGCTTGCCCTGGTGCAGTACCACGGCCAACTACGACACCGACGACCGGTTTGGCTTCTGCCCCAGCGAGAGACTCTACACCCGGGACGGCAATGCTGATGGGAAACCCTGCCAGTTTCCATTCATCTTCCAAGGCCAATCCTACTCCGCCTGCACCACGGACGGTCGCTCCGACGGCTACCGCTGGTGCGCCACCACCGCCAACTACGACCGGGACAAGCTCTTCGGCTTCTGCCCGACCCGAGCTGACTCGACGGTGATGGGGGGCAACTCGGCGGGGGAGCTGTGCGTCTTCCCCTTCACTTTCCTGGGTAAGGAGTACTCGACCTGTACCAGCGAGGGCCGCGGAGATGGGCGCCTCTGGTGCGCTACCACCTCGAACTTTGACAGCGACAAGAAGTGGGGCTTCTGCCCGGACCAAGGATACAGTTTGTTCCTCGTGGCGGCGCATGAGTTCGGCCACGCGCTGGGCTTAGATCATTCCTCAGTGCCGGAGGCGCTCATGTACCCTATGTACCGCTTCACTGAGGGGCCCCCCTTGCATAAGGACGACGTGAATGGCATCCGGCACCTCTATGGTCCTCGCCCTGAACCTGAGCCACGGCCTCCAACCACCACCACACCGCAGCCCACGGCTCCCCCGACGGTCTGCCCCACCGGACCCCCCACTGTCCACCCCTCAGAGCGCCCCACAGCTGGCCCCACAGGTCCCCCCTCAGCTGGCCCCACAGGTCCCCCCACTGCTGGCCCTTCTACGGCCACTACTGTGCCTTTGAGTCCGGTGGACGATGCCTGCAACGTGAACATCTTCGACGCCATCGCGGAGATTGGGAACCAGCTGTATTTGTTCAAGGATGGGAAGTACTGGCGATTCTCTGAGGGCAGGGGGAGCCGGCCGCAGGGCCCCTTCCTTATCGCCGACAAGTGGCCCGCGCTGCCCCGCAAGCTGGACTCGGTCTTTGAGGAGCCGCTCTCCAAGAAGCTTTTCTTCTTCTCTGGGCGCCAGGTGTGGGTGTACACAGGCGCGTCGGTGCTGGGCCCGAGGCGTCTGGACAAGCTGGGCCTGGGAGCCGACGTGGCCCAGGTGACCGGGGCCCTCCGGAGTGGCAGGGGGAAGATGCTGCTGTTCAGCGGGCGGCGCCTCTGGAGGTTCGACGTGAAGGCGCAGATGGTGGATCCCCGGAGCGCCAGCGAGGTGGACCGGATGTTCCCCGGGGTGCCTTTGGACACGCACGACGTCTTCCAGTACCGAGAGAAAGCCTATTTCTGCCAGGACCGCTTCTACCGGCGCGTGAGTTCCCGGAGTGAGTTGAACCAGGTGGACCAAGTGGGCTACGTGACCTATGACATCCTGCAGTGCCCTGAGGAC (서열번호 27)ATGAGCCTCTGGCAGCCCCTGGTCCTGGTGCTCCTGGTGCTGGGCTGCTGCTTTGCTGCCCCCAGACAGCGCCAGTCCACCCTTGTGCTCTTCCCTGGAGACCTGAGAACCAATCTCACCGACAGGCAGCTGGCAGAGGAATACCTGTACCGCTATGGTTACACTCGGGTGGCAGAGATGCGTGGAGAGTCGAAATCTCTGGGGCCTGCGCTGCTGCTTCTCCAGAAGCAACTGTCCCTGCCCGAGACCGGTGAGCTGGATAGCGCCACGCTGAAGGCCATGCGAACCCCACGGTGCGGGGTCCCAGACCTGGGCAGATTCCAAACCTTTGAGGGCGACCTCAAGTGGCACCACCACAACATCACCTATTGGATCCAAAACTACTCGGAAGACTTGCCGCGGGCGGTGATTGACGACGCCTTTGCCCGCGCCTTCGCACTGTGGAGCGCGGTGACGCCGCTCACCTTCACTCGCGTGTACAGCCGGGACGCAGACATCGTCATCCAGTTTGGTGTCGCGGAGCACGGAGACGGGTATCCCTTCGACGGGAAGGACGGGCTCCTGGCACACGCCTTTCCTCCTGGCCCCGGCATTCAGGGAGACGCCCATTTCGACGATGACGAGTTGTGGTCCCTGGGCAAGGGCGTCGTGGTTCCAACTCGGTTTGGAAACGCAGATGGCGCGGCCTGCCACTTCCCCTTCATCTTCGAGGGCCGCTCCTACTCTGCCTGCACCACCGACGGTCGCTCCGACGGCTTGCCCTGGTGCAGTACCACGGCCAACTACGACACCGACGACCGGTTTGGCTTCTGCCCCAGCGAGAGACTCTACACCCGGGACGGCAATGCTGATGGGAAACCCTGCCAGTTTCCATTCATCTTCCAAGGCCAATCCTACTCCGCCTGCACCACGGACGGTCGCTCCGACGGCTACCGCTGGTGCGCCACCACCGCCAACTACGACCGGGACAAGCTCTTCGGCTTCTGCCCGACCCGAGCTG ACTCGACGGTGATGGGGGGCAACTCGGCGGGGGAGCTGTGCGTCTTCCCCTTCACTTTCCTGGGTAAGGAGTACTCGACCTGTACCAGCGAGGGCCGCGGAGATGGGCGCCTCTGGTGCGCTACCACCTCGAACTTTGACAGCGACAAGAAGTGGGGCTTCTGCCCGGACCAAGGATACAGTTTGTTCCTCGTGGCGGCGCATGAGTTCGGCCACGCGCTGGGCTTAGATCATTCCTCAGTGCCGGAGGCGCTCATGTACCCTATGTACCGCTTCACTGAGGGGCCCCCCTTGCATAAGGACGACGTGAATGGCATCCGGCACCTCTATGGTCCTCGCCCTGAACCTGAGCCACGGCCTCCAACCACCACCACACCGCAGCCCACGGCTCCCCCGACGGTCTGCCCCACCGGACCCCCCACTGTCCACCCCTCAGAGCGCCCCACAGCTGGCCCCACAGGTCCCCCCTCAGCTGGCCCCACAGGTCCCCCCACTGCTGGCCCTTCTACGGCCACTACTGTGCCTTTGAGTCCGGTGGACGATGCCTGCAACGTGAACATCTTCGACGCCATCGCGGAGATTGGGAACCAGCTGTATTTGTTCAAGGATGGGAAGTACTGGCGATTCTCTGAGGGCAGGGGGAGCCGGCCGCAGGGCCCCTTCCTTATCGCCGACAAGTGGCCCGCGCTGCCCCGCAAGCTGGACTCGGTCTTTGAGGAGCCGCTCTCCAAGAAGCTTTTCTTCTTCTCTGGGCGCCAGGTGTGGGTGTACACAGGCGCGTCGGTGCTGGGCCCGAGGCGTCTGGACAAGCTGGGCCTGGGAGCCGACGTGGCCCAGGTGACCGGGGCCCTCCGGAGTGGCAGGGGGAAGATGCTGCTGTTCAGCGGGCGGCGCCTCTGGAGGTTCGACGTGAAGGCGCAGATGGTGGATCCCCGGAGCGCCAGCGAGGTGGACCGGATGTTCCCCGGGGTGCCTTTGGACACGCACGACGTCTTCCAGTA CCGAGAGAAAGCCTATTTCTGCCAGGACCGCTTCTACCGGCGCGTGAGTTCCCGGAGTGAGTTGAACCAGGTGGACCAAGTGGGCTACGTGACCTATGACATCCTGCAGTGCCCTGAGGAC (SEQ ID NO: 27)

금속 단백 분해효소(MP)의 조직 억제제 (TIMP), TIMP-1, 2, 3 및 4 계열의 네 가지 구성원은 원래 분비된 금속 단백 분해효소 (MP)의 내인성 억제제이다. Tissue inhibitors of metalloproteinases (MPs) (TIMPs), four members of the TIMP-1, 2, 3 and 4 family, are endogenous inhibitors of originally secreted metalloproteinases (MPs).

<TIMP><TIMP>

본 발명의 TIMP RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, TIMP1 (NM_003254), TIMP2 (NM_003255), TIMP3 (NM_000362)및 TIMP4 (NM_003256)의 염기서열은 다음과 같다. For the preparation of the TIMP RNA expression cassette of the present invention, the nucleotide sequences of TIMP1 (NM_003254), TIMP2 (NM_003255), TIMP3 (NM_000362) and TIMP4 (NM_003256) are as follows.

TIMP1 (NM_003254) TIMP1 (NM_003254)

ATGGCCCCCTTTGAGCCCCTGGCTTCTGGCATCCTGTTGTTGCTGTGGCTGATAGCCCCCAGCAGGGCCTGCACCTGTGTCCCACCCCACCCACAGACGGCCTTCTGCAATTCCGACCTCGTCATCAGGGCCAAGTTCGTGGGGACACCAGAAGTCAACCAGACCACCTTATACCAGCGTTATGAGATCAAGATGACCAAGATGTATAAAGGGTTCCAAGCCTTAGGGGATGCCGCTGACATCCGGTTCGTCTACACCCCCGCCATGGAGAGTGTCTGCGGATACTTCCACAGGTCCCACAACCGCAGCGAGGAGTTTCTCATTGCTGGAAAACTGCAGGATGGACTCTTGCACATCACTACCTGCAGTTTCGTGGCTCCCTGGAACAGCCTGAGCTTAGCTCAGCGCCGGGGCTTCACCAAGACCTACACTGTTGGCTGTGAGGAATGCACAGTGTTTCCCTGTTTATCCATCCCCTGCAAACTGCAGAGTGGCACTCATTGCTTGTGGACGGACCAGCTCCTCCAAGGCTCTGAAAAGGGCTTCCAGTCCCGTCACCTTGCCTGCCTGCCTCGGGAGCCAGGGCTGTGCACCTGGCAGTCCCTGCGGTCCCAGATAGCC (서열번호 28)ATGGCCCCCTTTGAGCCCCTGGCTTCTGGCATCCTGTTGTTGCTGTGGCTGATAGCCCCCAGCAGGGCCTGCACCTGTGTCCCACCCCACCCACAGACGGCCTTCTGCAATTCCGACCTCGTCATCAGGGCCAAGTTCGTGGGGACACCAGAAGTCAACCAGACCACCTTATACCAGCGTTATGAGATCAAGATGACCAAGATGTATAAAGGGTTCCAAGCCTTAGGGGATGCCGCTGACATCCGGTTCGTCTACACCCCCGCCATGGAGAGTGTCTGCGGATACTTCCACAGGTCCCACAACCGCAGCGAGGAGTTTCTCATTGCTGGAAAACTGCAGGATGGACTCTTGCACATCACTACCTGCAGTTTCGTGGCTCCCTGGAACAGCCTGAGCTTAGCTCAGCGCCGGGGCTTCACCAAGACCTACACTGTTGGCTGTGAGGAATGCACAGTGTTTCCCTGTTTATCCATCCCCTGCAAACTGCAGAGTGGCACTCATTGCTTGTGGACGGACCAGCTCCTCCAAGGCTCTGAAAAGGGCTTCCAGTCCCGTCACCTTGCCTGCCTGCCTCGGGAGCCAGGGCTGTGCACCTGGCAGTCCCTGCGGTCCCAGATAGCC (서열번호 28)

TIMP2 (NM_003255) TIMP2 (NM_003255)

ATGGGCGCCGCGGCCCGCACCCTGCGGCTGGCGCTCGGCCTCCTGCTGCTGGCGACGCTGCTTCGCCCGGCCGACGCCTGCAGCTGCTCCCCGGTGCACCCGCAACAGGCGTTTTGCAATGCAGATGTAGTGATCAGGGCCAAAGCGGTCAGTGAGAAGGAAGTGGACTCTGGAAACGACATTTATGGCAACCCTATCAAGAGGATCCAGTATGAGATCAAGCAGATAAAGATGTTCAAAGGGCCTGAGAAGGATATAGAGTTTATCTACACGGCCCCCTCCTCGGCAGTGTGTGGGGTCTCGCTGGACGTTGGAGGAAAGAAGGAATATCTCATTGCAGGAAAGGCCGAGGGGGACGGCAAGATGCACATCACCCTCTGTGACTTCATCGTGCCCTGGGACACCCTGAGCACCACCCAGAAGAAGAGCCTGAACCACAGGTACCAGATGGGCTGCGAGTGCAAGATCACGCGCTGCCCCATGATCCCGTGCTACATCTCCTCCCCGGACGAGTGCCTCTGGATGGACTGGGTCACAGAGAAGAACATCAACGGGCACCAGGCCAAGTTCTTCGCCTGCATCAAGAGAAGTGACGGCTCCTGTGCGTGGTACCGCGGCGCGGCGCCCCCCAAGCAGGAGTTTCTCGACATCGAGGACCCA (서열번호 29)ATGGGCGCCGCGGCCCGCACCCTGCGGCTGGCGCTCGGCCTCCTGCTGCTGGCGACGCTGCTTCGCCCGGCCGACGCCTGCAGCTGCTCCCCGGTGCACCCGCAACAGGCGTTTTGCAATGCAGATGTAGTGATCAGGGCCAAAGCGGTCAGTGAGAAGGAAGTGGACTCTGGAAACGACATTTATGGCAACCCTATCAAGAGGATCCAGTATGAGATCAAGCAGATAAAGATGTTCAAAGGGCCTGAGAAGGATATAGAGTTTATCTACACGGCCCCCTCCTCGGCAGTGTGTGGGGTCTCGCTGGACGTTGGAGGAAAGAAGGAATATCTCATTGCAGGAAAGGCCGAGGGGGACGGCAAGATGCACATCACCCTCTGTGACTTCATCGTGCCCTGGGACACCCTGAGCACCACCCAGAAGAAGAGCCTGAACCACAGGTACCAGATGGGCTGCGAGTGCAAGATCACGCGCTGCCCCATGATCCCGTGCTACATCTCCTCCCCGGACGAGTGCCTCTGGATGGACTGGGTCACAGAGAAGAACATCAACGGGCACCAGGCCAAGTTCTTCGCCTGCATCAAGAGAAGTGACGGCTCCTGTGCGTGGTACCGCGGCGCGGCGCCCCCCAAGCAGGAGTTTCTCGACATCGAGGACCCA (서열번호 29)

TIMP3 (NM_000362) TIMP3 (NM_000362)

ATGACCCCTTGGCTCGGGCTCATCGTGCTCCTGGGCAGCTGGAGCCTGGGGGACTGGGGCGCCGAGGCGTGCACATGCTCGCCCAGCCACCCCCAGGACGCCTTCTGCAACTCCGACATCGTGATCCGGGCCAAGGTGGTGGGGAAGAAGCTGGTAAAGGAGGGGCCCTTCGGCACGCTGGTCTACACCATCAAGCAGATGAAGATGTACCGAGGCTTCACCAAGATGCCCCATGTGCAGTACATCCATACGGAAGCTTCCGAGAGTCTCTGTGGCCTTAAGCTGGAGGTCAACAAGTACCAGTACCTGCTGACAGGTCGCGTCTATGATGGCAAGATGTACACGGGGCTGTGCAACTTCGTGGAGAGGTGGGACCAGCTCACCCTCTCCCAGCGCAAGGGGCTGAACTATCGGTATCACCTGGGTTGTAACTGCAAGATCAAGTCCTGCTACTACCTGCCTTGCTTTGTGACTTCCAAGAACGAGTGTCTCTGGACCGACATGCTCTCCAATTTCGGTTACCCTGGCTACCAGTCCAAACACTACGCCTGCATCCGGCAGAAGGGCGGCTACTGCAGCTGGTACCGAGGATGGGCCCCCCCGGATAAAAGCATCATCAATGCCACAGACCCC (서열번호 30)ATGACCCCTTGGCTCGGGCTCATCGTGCTCCTGGGCAGCTGGAGCCTGGGGGACTGGGGCGCCGAGGCGTGCACATGCTCGCCCAGCCACCCCCAGGACGCCTTCTGCAACTCCGACATCGTGATCCGGGCCAAGGTGGTGGGGAAGAAGCTGGTAAAGGAGGGGCCCTTCGGCACGCTGGTCTACACCATCAAGCAGATGAAGATGTACCGAGGCTTCACCAAGATGCCCCATGTGCAGTACATCCATACGGAAGCTTCCGAGAGTCTCTGTGGCCTTAAGCTGGAGGTCAACAAGTACCAGTACCTGCTGACAGGTCGCGTCTATGATGGCAAGATGTACACGGGGCTGTGCAACTTCGTGGAGAGGTGGGACCAGCTCACCCTCTCCCAGCGCAAGGGGCTGAACTATCGGTATCACCTGGGTTGTAACTGCAAGATCAAGTCCTGCTACTACCTGCCTTGCTTTGTGACTTCCAAGAACGAGTGTCTCTGGACCGACATGCTCTCCAATTTCGGTTACCCTGGCTACCAGTCCAAACACTACGCCTGCATCCGGCAGAAGGGCGGCTACTGCAGCTGGTACCGAGGATGGGCCCCCCCGGATAAAAGCATCATCAATGCCACAGACCCC (서열번호 30)

TIMP4 (NM_003256) TIMP4 (NM_003256)

ATGCCTGGGAGCCCTCGGCCCGCGCCAAGCTGGGTGCTGTTGCTGCGGCTGCTGGCGTTGCTGCGGCCCCCGGGGCTGGGTGAGGCATGCAGCTGCGCCCCGGCGCACCCTCAGCAGCACATCTGCCACTCGGCACTTGTGATTCGGGCCAAAATCTCCAGTGAGAAGGTAGTTCCGGCCAGTGCAGACCCTGCTGACACTGAAAAAATGCTCCGGTATGAAATCAAACAGATAAAGATGTTCAAAGGGTTTGAGAAAGTCAAGGATGTTCAGTATATCTATACGCCTTTTGACTCTTCCCTCTGTGGTGTGAAACTAGAAGCCAACAGCCAGAAGCAGTATCTCTTGACTGGTCAGGTCCTCAGTGATGGAAAAGTCTTCATCCATCTGTGCAACTACATCGAGCCCTGGGAGGACCTGTCCTTGGTGCAGAGGGAAAGTCTGAATCATCACTACCATCTGAACTGTGGCTGCCAAATCACCACCTGCTACACAGTACCCTGTACCATCTCGGCCCCTAACGAGTGCCTCTGGACAGACTGGCTGTTGGAACGAAAGCTCTATGGTTACCAGGCTCAGCATTATGTCTGTATGAAGCATGTTGACGGCACCTGCAGCTGGTACCGGGGCCACCTGCCTCTCAGGAAGGAGTTTGTTGACATCGTTCAGCCC (서열번호 31)ATGCCTGGGAGCCCTCGGCCCGCGCCAAGCTGGGTGCTGTTGCTGCGGCTGCTGGCGTTGCTGCGGCCCCCGGGGCTGGGTGAGGCATGCAGCTGCGCCCCGGCGCACCCTCAGCAGCACATCTGCCACTCGGCACTTGTGATTCGGGCCAAAATCTCCAGTGAGAAGGTAGTTCCGGCCAGTGCAGACCCTGCTGACACTGAAAAAATGCTCCGGTATGAAATCAAACAGATAAAGATGTTCAAAGGGTTTGAGAAAGTCAAGGATGTTCAGTATATCTATACGCCTTTTGACTCTTCCCTCTGTGGTGTGAAACTAGAAGCCAACAGCCAGAAGCAGTATCTCTTGACTGGTCAGGTCCTCAGTGATGGAAAAGTCTTCATCCATCTGTGCAACTACATCGAGCCCTGGGAGGACCTGTCCTTGGTGCAGAGGGAAAGTCTGAATCATCACTACCATCTGAACTGTGGCTGCCAAATCACCACCTGCTACACAGTACCCTGTACCATCTCGGCCCCTAACGAGTGCCTCTGGACAGACTGGCTGTTGGAACGAAAGCTCTATGGTTACCAGGCTCAGCATTATGTCTGTATGAAGCATGTTGACGGCACCTGCAGCTGGTACCGGGGCCACCTGCCTCTCAGGAAGGAGTTTGTTGACATCGTTCAGCCC (서열번호 31)

<치료용 단백질><Therapeutic protein>

EPOEPO

본 발명의 EPO RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, 쥣과의(murine) EPO의 염기서열은 다음과 같다. For the preparation of the EPO RNA expression cassette of the present invention, the nucleotide sequence of murine EPO is as follows.

GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGGCG UGCCCGAGCG GCCGACCCUG 60 GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGGCG UGCCCGAGCG GCCGACCCUG 60

CUCCUGCUGC UCAGCCUGCU GCUCAUCCCC CUGGGGCUGC CCGUCCUCUG CGCCCCCCCG 120 CUCCUGCUGC UCAGCCUGCU GCUCAUCCCC CUGGGGCUGC CCGUCCUCUG CGCCCCCCCG 120

CGCCUGAUCU GCGACUCCCG GGUGCUGGAG CGCUACAUCC UCGAGGCCAA GGAGGCGGAG 180 CGCCUGAUCU GCGACUCCCG GGUGCUGGAG CGCUACAUCC UCGAGGCCAA GGAGGCGGAG 180

AACGUGACCA UGGGCUGCGC CGAGGGGCCC CGGCUGAGCG AGAACAUCAC GGUCCCCGAC 240 AACGUGACCA UGGGCUGCGC CGAGGGGCCC CGGCUGAGCG AGAACAUCAC GGUCCCCGAC 240

ACCAAGGUGA ACUUCUACGC CUGGAAGCGC AUGGAGGUGG AGGAGCAGGC CAUCGAGGUC 300 ACCAAGGUGA ACUUCUACGC CUGGAAGCGC AUGGAGGUGG AGGAGCAGGC CAUCGAGGUC 300

UGGCAGGGCC UGUCCCUCCU GAGCGAGGCC AUCCUGCAGG CGCAGGCCCU CCUGGCCAAC 360 UGGCAGGGCC UGUCCCUCCU GAGCGAGGCC AUCCUGCAGG CGCAGGCCCU CCUGGCCAAC 360

UCCAGCCAGC CCCCGGAGAC ACUGCAGCUC CACAUCGACA AGGCCAUCUC CGGGCUGCGG 420 UCCAGCCAGC CCCCGGAGAC ACUGCAGCUC CACAUCGACA AGGCCAUCUC CGGGCUGCGG 420

AGCCUGACCU CCCUCCUGCG CGUGCUGGGC GCGCAGAAGG AGCUCAUGAG CCCGCCCGAC 480 AGCCUGACCU CCCUCCUGCG CGUGCUGGGC GCGCAGAAGG AGCUCAUGAG CCCGCCCGAC 480

ACGACCCCCC CGGCCCCGCU GCGGACCCUG ACCGUGGACA CGUUCUGCAA GCUCUUCCGC 540 ACGACCCCCC CGGCCCCGCU GCGGACCCUG ACCGUGGACA CGUUCUGCAA GCUCUUCCGC 540

GUCUACGCCA ACUUCCUGCG GGGCAAGCUG AAGCUCUACA CCGGGGAGGU GUGCCGCCGG 600 GUCUACGCCA ACUUCCUGCG GGGCAAGCUG AAGCUCUACA CCGGGGAGGU GUGCCGCCGG 600

GGCGACCGCU GACCACUAGU GCAUCACAUU UAAAAGCAUC UCAGCCUACC AUGAGAAUAA 660 GGCGACCGCU GACCACUAGU GCAUCACAUU UAAAAGCAUC UCAGCCUACC AUGAGAAUAA 660

GAGAAAGAAA AUGAAGAUCA AUAGCUUAUU CAUCUCUUUU UCUUUUUCGU UGGUGUAAAG 720 GAGAAAGAAA AUGAAGAUCA AUAGCUUAUU CAUCUCUUUU UCUUUUUCGU UGGUGUAAAG 720

CCAACACCCU GUCUAAAAAA CAUAAAUUUC UUUAAUCAUU UUGCCUCUUU UCUCUGUGCU 780 CCAACACCCU GUCUAAAAAA CAAUAAAUUUC UUUAAUCAUU UUGCCUCUUU UCUCUGUGCU 780

UCAAUUAAUA AAAAAUGGAA AGAACCUAGA UCUAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 840 UCAAUUAAUA AAAAAUGGAA AGAACCUAGA UCUAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 840

AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAUGC AUCCCCCCCC CCCCCCCCCC 900 AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAUGC AUCCCCCCCC CCCCCCCCCC 900

CCCCCCCCCC CCCAAAGGCU CUUUUCAGAG CCACCAGAAU U 941 (서열번호 32) CCCCCCCCCC CCCAAAGGCU CUUUUCAGAG CCACCAGAAU U 941 (SEQ ID NO: 32)

GM CSFGM CSF

본 발명의 GM CSF RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, GM CSF (CSF2) (NM_000758)의 염기서열은 다음과 같다. For the preparation of the GM CSF RNA expression cassette of the present invention, the nucleotide sequence of GM CSF (CSF2) (NM_000758) is as follows.

GM CSF (CSF2) (NM_000758) GM CSF (CSF2) (NM_000758)

ATGTGGCTGCAGAGCCTGCTGCTCTTGGGCACTGTGGCCTGCAGCATCTCTGCACCCGCCCGCTCGCCCAGCCCCAGCACGCAGCCCTGGGAGCATGTGAATGCCATCCAGGAGGCCCGGCGTCTCCTGAACCTGAGTAGAGACACTGCTGCTGAGATGAATGAAACAGTAGAAGTCATCTCAGAAATGTTTGACCTCCAGGAGCCGACCTGCCTACAGACCCGCCTGGAGCTGTACAAGCAGGGCCTGCGGGGCAGCCTCACCAAGCTCAAGGGCCCCTTGACCATGATGGCCAGCCACTACAAGCAGCACTGCCCTCCAACCCCGGAAACTTCCTGTGCAACCCAGATTATCACCTTTGAAAGTTTCAAAGAGAACCTGAAGGACTTTCTGCTTGTCATCCCCTTTGACTGCTGGGAGCCAGTCCAGGAG (서열번호 33)ATGTGGCTGCAGAGCCTGCTGCTCTTGGGCACTGTGGCCTGCAGCATCTCTGCACCCGCCCGCTCGCCCAGCCCCAGCACGCAGCCCTGGGAGCATGTGAATGCCATCCAGGAGGCCCGGCGTCTCCTGAACCTGAGTAGAGACACTGCTGCTGAGATGAATGAAACAGTAGAAGTCATCTCAGAAATGTTTGACCTCCAGGAGCCGACCTGCCTACAGACCCGCCTGGAGCTGTACAAGCAGGGCCTGCGGGGCAGCCTCACCAAGCTCAAGGGCCCCTTGACCATGATGGCCAGCCACTACAAGCAGCACTGCCCTCCAACCCCGGAAACTTCCTGTGCAACCCAGATTATCACCTTTGAAAGTTTCAAAGAGAACCTGAAGGACTTTCTGCTTGTCATCCCCTTTGACTGCTGGGAGCCAGTCCAGGAG (서열번호 33)

<백신 접종 단백질><Vaccination protein>

광견병 바이러스의 G 단백질(RAV-G)G protein of rabies virus (RAV-G)

본 발명의 RAV-G RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, 광견병 바이러스의 G 단백질(RAV-G)의 염기서열은 다음과 같다. For the preparation of the RAV-G RNA expression cassette of the present invention, the base sequence of the rabies virus G protein (RAV-G) is as follows.

GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGU GCCCCAGGCC CUGCUCUUCG 60 GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGU GCCCCAGGCC CUGCUCUUCG 60

UCCCGCUGCU GGUGUUCCCC CUCUGCUUCG GCAAGUUCCC CAUCUACACC AUCCCCGACA 120 UCCCGCUGCU GGUGUUCCCC CUCUGCUUCG GCAAGUUCCC CAUCUACACC AUCCCCGACA 120

AGCUGGGGCC GUGGAGCCCC AUCGACAUCC ACCACCUGUC CUGCCCCAAC AACCUCGUGG 180 AGCUGGGGCC GUGGAGCCCC AUCGACAUCC ACCACCUGUC CUGCCCCAAC AACCUCGUGG 180

UCGAGGACGA GGGCUGCACC AACCUGAGCG GGUUCUCCUA CAUGGAGCUG AAGGUGGGCU 240 UCGAGGACGA GGGCUGCACC AACCUGAGCG GGUUCUCCUA CAUGGAGCUG AAGGUGGGCU 240

ACAUCAGCGC CAUCAAGAUG AACGGGUUCA CGUGCACCGG CGUGGUCACC GAGGCGGAGA 300 ACAUCAGCGC CAUCAAGAUG AACGGGUUCA CGUGCACCGG CGUGGUCACC GAGGCGGAGA 300

CCUACACGAA CUUCGUGGGC UACGUGACCA CCACCUUCAA GCGGAAGCAC UUCCGCCCCA 360 CCUACACGAA CUUCGUGGGC UACGUGACCA CCACCUUCAA GCGGAAGCAC UUCCGCCCCA 360

CGCCGGACGC CUGCCGGGCC GCCUACAACU GGAAGAUGGC CGGGGACCCC CGCUACGAGG 420 CGCCGGACGC CUGCCGGGCC GCCUACAACU GGAAGAUGGC CGGGGACCCC CGCUACGAGG 420

AGUCCCUCCA CAACCCCUAC CCCGACUACC ACUGGCUGCG GACCGUCAAG ACCACCAAGG 480 AGUCCCUCCA CAACCCCUAC CCCGACUACC ACUGGCUGCG GACCGUCAAG ACCACCAAGG 480

AGAGCCUGGU GAUCAUCUCC CCGAGCGUGG CGGACCUCGA CCCCUACGAC CGCUCCCUGC 540 AGAGCCUGGU GAUCAUCUCC CCGAGCGUGG CGGACCUCGA CCCCUACGAC CGCUCCCUGC 540

ACAGCCGGGU CUUCCCCGGC GGGAACUGCU CCGGCGUGGC CGUGAGCUCC ACGUACUGCA 600 ACAGCCGGGU CUUCCCCGGC GGGAACUGCU CCGGCGUGGC CGUGAGCUCC ACGUACUGCA 600

GCACCAACCA CGACUACACC AUCUGGAUGC CCGAGAACCC GCGCCUGGGG AUGUCCUGCG 660 GCACCAACCA CGACUACACC AUCUGGAUGC CCGAGAACCC GCGCCUGGGG AUGUCCUGCG 660

ACAUCUUCAC CAACAGCCGG GGCAAGCGCG CCUCCAAGGG CAGCGAGACG UGCGGGUUCG 720 ACAUCUUCAC CAACAGCCGG GGCAAGCGCG CCUCCAAGGG CAGCGAGACG UGCGGGUUCG 720

UCGACGAGCG GGGCCUCUAC AAGUCCCUGA AGGGGGCCUG CAAGCUGAAG CUCUGCGGCG 780 UCGACGAGCG GGGCCUCUAC AAGUCCCUGA AGGGGGCCUG CAAGCUGAAG CUCUGCGGCG 780

UGCUGGGCCU GCGCCUCAUG GACGGGACCU GGGUGGCGAU GCAGACCAGC AACGAGACCA 840 UGCUGGGCCU GCGCCUCAUG GACGGGACCU GGGUGGCGAU GCAGACCAGC AACGAGACCA 840

AGUGGUGCCC CCCCGGCCAG CUGGUCAACC UGCACGACUU CCGGAGCGAC GAGAUCGAGC 900 AGUGGUGCCC CCCCGGCCAG CUGGUCAACC UGCACGACUU CCGGAGCGAC GAGAUCGAGC 900

ACCUCGUGGU GGAGGAGCUG GUCAAGAAGC GCGAGGAGUG CCUGGACGCC CUCGAGUCCA 960 ACCUCGUGGU GGAGGAGCUG GUCAAGAAGC GCGAGGAGUG CCUGGACGCC CUCGAGUCCA 960

UCAUGACGAC CAAGAGCGUG UCCUUCCGGC GCCUGAGCCA CCUGCGGAAG CUCGUGCCCG 1020 UCAUGACGAC CAAGAGCGUG UCCUUCCGGC GCCUGAGCCA CCUGCGGAAG CUCGUGCCCG 1020

GGUUCGGCAA GGCCUACACC AUCUUCAACA AGACCCUGAU GGAGGCCGAC GCCCACUACA 1080 GGUUCGGCAA GGCCUACACC AUCUUCAACA AGACCCUGAU GGAGGCCGAC GCCCACUACA 1080

AGUCCGUCCG CACGUGGAAC GAGAUCAUCC CGAGCAAGGG GUGCCUGCGG GUGGGCGGCC 1140 AGUCCGUCCG CACGUGGAAC GAGAUCAUCC CGAGCAAGGG GUGCCUGCGG GUGGGCGGCC 1140

GCUGCCACCC CCACGUCAAC GGGGUGUUCU UCAACGGCAU CAUCCUCGGG CCCGACGGCA 1200 GCUGCCACCC CCACGUCAAC GGGGUGUUCU UCAACGGCAU CAUCCUCGGG CCCGACGGCA 1200

ACGUGCUGAU CCCCGAGAUG CAGUCCAGCC UGCUCCAGCA GCACAUGGAG CUGCUGGUCU 1260 ACGUGCUGAU CCCCGAGAUG CAGUCCAGCC UGCUCCAGCA GCACAUGGAG CUGCUGGUCU 1260

CCAGCGUGAU CCCGCUCAUG CACCCCCUGG CGGACCCCUC CACCGUGUUC AAGAACGGGG 1320 CCAGCGUGAU CCCGCUCAUG CACCCCCUGG CGGACCCCUC CACCGUGUUC AAGAACGGGG 1320

ACGAGGCCGA GGACUUCGUC GAGGUGCACC UGCCCGACGU GCACGAGCGG AUCAGCGGCG 1380 ACGAGGCCGA GGACUUCGUC GAGGUGCACC UGCCCGACGU GCACGAGCGG AUCAGCGGCG 1380

UCGACCUCGG CCUGCCGAAC UGGGGGAAGU ACGUGCUGCU CUCCGCCGGC GCCCUGACCG 1440 UCGACCUCGG CCUGCCGAAC UGGGGGAAGU ACGUGCUGCU CUCCGCCGGC GCCCUGACCG 1440

CCCUGAUGCU GAUCAUCUUC CUCAUGACCU GCUGGCGCCG GGUGAACCGG AGCGAGCCCA 1500 CCCUGAUGCU GAUCAUCUUC CUCAUGACCU GCUGGCGCCG GGUGAACCGG AGCGAGCCCA 1500

CGCAGCACAA CCUGCGCGGG ACCGGCCGGG AGGUCUCCGU GACCCCGCAG AGCGGGAAGA 1560 CGCAGCACAA CCUGCGCGGG ACCGGCCGGG AGGUCUCCGU GACCCCGCAG AGCGGGAAGA 1560

UCAUCUCCAG CUGGGAGUCC UACAAGAGCG GCGGCGAGAC CGGGCUGUGA GGACUAGUUA 1620 UCAUCUCCAG CUGGGAGUCC UACAAGAGCG GCGGCGAGAC CGGGCUGUGA GGACUAGUUA 1620

UAAGACUGAC UAGCCCGAUG GGCCUCCCAA CGGGCCCUCC UCCCCUCCUU GCACCGAGAU 1680 UAAGACUGAC UAGCCCGAUG GGCCUCCCAA CGGGCCCUCC UCCCCUCCUU GCACCGAGAU 1680

UAAUAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 1740 UAAUAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 1740

AAAAAAAAUG CAUCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCAAAGGC UCUUUUCAGA 1820 AAAAAAAAUG CAUCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCCCCCCC CCCCAAAGGC UCUUUUCAGA 1820

GCCACCAGAA UU 1832 (서열번호 34) GCCACCAGAA UU 1832 (SEQ ID NO: 34)

RSV 롱(long) 균주의 RSV-F 단백질RSV-F protein of RSV long strain

본 발명의 RSV-F RNA 발현 카세트의 제조를 위하여, 호흡기세포융합바이러스 (Ripiratory Syncytial Virus, RSV) 롱(long) 균주의 RSV-F 단백질의 염기서열은 다음과 같다. For the preparation of the RSV-F RNA expression cassette of the present invention, the base sequence of the RSV-F protein of the respiratory syncytial virus (RSV) long strain is as follows.

RSV-F long(GC) RSV-F long (GC)

GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGAGC UGCCCAUCCU CAAGGCCAAC 60 GGGAGACCAC AACGGUUUCC CUCUAGAAAG AACCAUGGAGC UGCCCAUCCU CAAGGCCAAC 60

GCCAUCACCA CCAUCCUGGC GGCCGUGACG UUCUGCUUCG CCAGCUCCCA GAACAUCACC 120 GCCAUCACCA CCAUCCUGGC GGCCGUGACG UUCUGCUUCG CCAGCUCCCA GAACAUCACC 120

GAGGAGUUCU ACCAGAGCAC CUGCUCCGCC GUCAGCAAGG GCUACCUGUC CGCCCUCCGG 180 GAGGAGUUCU ACCAGAGCAC CUGCUCCGCC GUCAGCAAGG GCUACCUGUC CGCCCUCCGG 180

ACCGGGUGGU ACACGAGCGU GAUCACCAUC GAGCUGUCCA ACAUCAAGGA GAACAAGUGC 240 ACCGGGUGGU ACACGAGCGU GAUCACCAUC GAGCUGUCCA ACAUCAAGGA GAACAAGUGC 240

AACGGCACCG ACGCGAAGGU GAAGCUGAUC AACCAGGAGC UCGACAAGUA CAAGAACGCC 300 AACGGCACCG ACGCGAAGGU GAAGCUGAUC AACCAGGAGC UCGACAAGUA CAAGAACGCC 300

GUCACCGAGC UGCAGCUGCU CAUGCAGAGC ACGACCGCCG CCAACAACCG CGCGCGGCGC 360 GUCACCGAGC UGCAGCUGCU CAUGCAGAGC ACGACCGCCG CCAACAACCG CGCGCGGCGC 360

GAGCUGCCGC GGUUCAUGAA CUACACCCUG AACAACACCA AGAAGACGAA CGUGACCCUC 420 GAGCUGCCGC GGUUCAUGAA CUACACCCUG AACAACACCA AGAAGACGAA CGUGACCCUC 420

UCCAAGAAGC GCAAGCGGCG CUUCCUGGGG UUCCUGCUCG GCGUGGGGAG CGCCAUCGCC 480 UCCAAGAAGC GCAAGCGGCG CUUCCUGGGG UUCCUGCUCG GCGUGGGGAG CGCCAUCGCC 480

UCCGGCAUCG CCGUCAGCAA GGUGCUGCAC CUGGAGGGCG AGGUGAACAA GAUCAAGUCC 540 UCCGGCAUCG CCGUCAGCAA GGUGCUGCAC CUGGAGGGCG AGGUGAACAA GAUCAAGUCC 540

GCCCUCCUGA GCACCAACAA GGCGGUCGUG UCCCUGAGCA ACGGGGUGUC CGUCCUCACC 600 GCCCUCCUGA GCACCAACAA GGCGGUCGUG UCCCUGAGCA ACGGGGUGUC CGUCCUCACC 600

AGCAAGGUGC UGGACCUGAA GAACUACAUC GACAAGCAGC UCCUGCCCAU CGUGAACAAG 660 AGCAAGGUGC UGGACCUGAA GAACUACAUC GACAAGCAGC UCCUGCCCAU CGUGAACAAG 660

CAGUCCUGCC GGAUCAGCAA CAUCGAGACG GUCAUCGAGU UCCAGCAGAA GAACAACCGC 720 CAGUCCUGCC GGAUCAGCAA CAUCGAGACG GUCAUCGAGU UCCAGCAGAA GAACAACCGC 720

CUGCUCGAGA UCACCCGGGA GUUCAGCGUG AACGCCGGCG UGACCACCCC CGUCUCCACG 780 CUGCUCGAGA UCACCCGGGA GUUCAGCGUG AACGCCGGCG UGACCACCCC CGUCUCCACG 780

UACAUGCUGA CCAACAGCGA GCUGCUCUCC CUGAUCAACG ACAUGCCCAU CACCAACGAC 840 UACAUGCUGA CCAACAGCGA GCUGCUCUCC CUGAUCAACG ACAUGCCCAU CACCAACGAC 840

CAGAAGAAGC UGAUGAGCAA CAACGUGCAG AUCGUGCGCC AGCAGUCCUA CAGCAUCAUG 900 CAGAAGAAGC UGAUGAGCAA CAACGUGCAG AUCGUGCGCC AGCAGUCCUA CAGCAUCAUG 900

UCCAUCAUCA AGGAGGAGGU CCUCGCCUAC GUGGUGCAGC UGCCGCUGUA CGGGGUCAUC 960 UCCAUCAUCA AGGAGGAGGU CCUCGCCUAC GUGGUGCAGC UGCCGCUGUA CGGGGUCAUC 960

GACACCCCCU GCUGGAAGCU CCACACGAGC CCCCUGUGCA CCACCAACAC CAAGGAGGGC 1020 GACACCCCCU GCUGGAAGCU CCACACGAGC CCCCUGUGCA CCACCAACAC CAAGGAGGGC 1020

UCCAACAUCU GCCUGACGCG GACCGACCGC GGGUGGUACU GCGACAACGC CGGCAGCGUG 1080 UCCAACAUCU GCCUGACGCG GACCGACCGC GGGUGGUACU GCGACAACGC CGGCAGCGUG 1080

UCCUUCUUCC CCCAGGCCGA GACCUGCAAG GUCCAGAGCA ACCGGGUGUU CUGCGACACC 1140 UCCUUCUUCC CCCAGGCCGA GACCUGCAAG GUCCAGAGCA ACCGGGUGUU CUGCGACACC 1140

AUGAACUCCC UCACGCUGCC GAGCGAGGUG AACCUGUGCA ACGUCGACAU CUUCAACCCC 1200 AUGAACUCCC UCACGCUGCC GAGCGAGGUG AACCUGUGCA ACGUCGACAU CUUCAACCCC 1200

AAGUACGACU GCAAGAUCAU GACCUCCAAG ACCGACGUGA GCUCCAGCGU GAUCACCUCC 1260 AAGUACGACU GCAAGAUCAU GACCUCCAAG ACCGACGUGA GCUCCAGCGU GAUCACCUCC 1260

CUCGGCGCGA UCGUCAGCUG CUACGGGAAG ACGAAGUGCA CCGCCAGCAA CAAGAACCGC 1320 CUCGGCGCGA UCGUCAGCUG CUACGGGAAG ACGAAGUGCA CCGCCAGCAA CAAGAACCGC 1320

GGCAUCAUCA AGACCUUCUC CAACGGGUGC GACUACGUGA GCAACAAGGG CGUGGACACC 1380 GGCAUCAUCA AGACCUUCUC CAACGGGUGC GACUACGUGA GCAACAAGGG CGUGGACACC 1380

GUCUCCGUGG GCAACACCCU GUACUACGUG AACAAGCAGG AGGGGAAGAG CCUGUACGUC 1440 GUCUCCGUGG GCAACACCCU GUACUACGUG AACAAGCAGG AGGGGAAGAG CCUGUACGUC 1440

AAGGGCGAGC CCAUCAUCAA CUUCUACGAC CCCCUCGUGU UCCCGUCCGA CGAGUUCGAC 1500 AAGGGCGAGC CCAUCAUCAA CUUCUACGAC CCCCUCGUGU UCCCGUCCGA CGAGUUCGAC 1500

GCCAGCAUCU CCCAGGUGAA CGAGAAGAUC AACCAGAGCC UGGCCUUCAU CCGGAAGUCC 1560 GCCAGCAUCU CCCAGGUGAA CGAGAAGAUC AACCAGAGCC UGGCCUUCAU CCGGAAGUCC 1560

GACGAGCUGC UGCACCACGU CAACGCCGGG AAGAGCACGA CCAACAUCAU GAUCACCACC 1620 GACGAGCUGC UGCACCACGU CAACGCCGGG AAGAGCACGA CCAACAUCAU GAUCACCACC 1620

AUCAUCAUCG UGAUCAUCGU GAUCCUCCUG UCCCUGAUCG CGGUCGGCCU CCUGCUGUAC 1680 AUCAUCAUCG UGAUCAUCGU GAUCCUCCUG UCCCUGAUCG CGGUCGGCCU CCUGCUGUAC 1680

UGCAAGGCCC GCAGCACGCC CGUGACCCUC UCCAAGGACC AGCUGAGCGG GAUCAACAAC 1740 UGCAAGGCCC GCAGCACGCC CGUGACCCUC UCCAAGGACC AGCUGAGCGG GAUCAACAAC 1740

AUCGCCUUCU CCAACUGAGG ACUAGUGCAU CACAUUUAAA AGCAUCUCAG CCUACCAUGA 1800 AUCGCCUUCU CCAACUGAGG ACUAGUGCAU CACAUUUAAA AGCAUCUCAG CCUACCAUGA 1800

GAAUAAGAGA AAGAAAAUGA AGAUCAAUAG CUUAUUCAUC UCUUUUUCUU UUUCGUUGGU 1860 GAAUAAGAGA AAGAAAAUGA AGAUCAAUAG CUUAUUCAUC UCUUUUUCUU UUUCGUUGGU 1860

GUAAAGCCAA CACCCUGUCU AAAAAACAUA AAUUUCUUUA AUCAUUUUGC CUCUUUUCUC 1920 GUAAAGCCAA CACCCUGUCU AAAAAACAUA AAUUUCUUUA AUCAUUUUGC CUCUUUUCUC 1920

UGUGCUUCAA UUAAUAAAAA AUGGAAAGAA CCUAGAUCUA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 1980 UGUGCUUCAA UUAAUAAAAA AUGGAAAGAA CCUAGAUCUA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA 1980

AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAUGCAUCC CCCCCCCCCC 2040 AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA AAAUGCAUCC CCCCCCCCCC 2040

CCCCCCCCCC CCCCCCCCCA AAGGCUCUUU UCAGAGCCAC CAGAAUU 2087 (서열번호 35)CCCCCCCCCC CCCCCCCCCA AAGGCUCUUU UCAGAGCCAC CAGAAUU 2087 (SEQ ID NO: 35)

1.2. 표적단백질 RNA 발현 카세트의 제조1.2. Preparation of target protein RNA expression cassette

본 발명에서 사용되는 RNA 발현 카세트의 표적단백질은 치료용 단백질(EPO, G-CSF), 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 및 백신 접종용 목적 단백질(RAV-G 및 RSV-F 단백질)을 코딩하는 ORF를 포함하며 제한되는 것은 아니다.The target protein of the RNA expression cassette used in the present invention is a therapeutic protein (EPO, G-CSF), an extracellular matrix degrading enzyme (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), an extracellular matrix degrading enzyme ORFs encoding inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4) and proteins of interest for vaccination (RAV-G and RSV-F proteins).

본 발명에서는 캡된 화학적 변형이 있는 뉴클레오타이드를 포함하는 표적단백질 mRNA를 포함하는 RNA 발현 카세트를 제작하였다. In the present invention, an RNA expression cassette including a target protein mRNA containing a capped chemically modified nucleotide was prepared.

캡된 표적단백질 mRNA을 합성하기 위하여, 먼저 T7 promoter-표적단백질 DNA 서열을 가지는 상기 제조한 표적단백질 pUC19 벡터를 주형으로 정방향 프라이머 (서열번호 39) 및 역방향 프라이머 서열번호 40을 사용하여 증폭하였다. 여기서 T7pol의 표적 서열에 밑줄이 그어져 있다. PCR 산물을 주형으로 체외전사하였다(도 6).In order to synthesize the capped target protein mRNA, first, the prepared target protein pUC19 vector having a T7 promoter-target protein DNA sequence was amplified using a forward primer (SEQ ID NO: 39) and a reverse primer SEQ ID NO: 40 as a template. Here the target sequence of T7pol is underlined. The PCR product was transcribed in vitro as a template (FIG. 6).

이러한 T7 promoter-표적단백질 DNA 주형으로 상기에서 제조한 T7프로모터가 있는 표적단백질 DNA PCR 산물을 주형으로 HighYield T7 ARCA mRNA Synthiis Kit (m5CTP/Ψ-UTP) (Jena BioScience, 미국)를 이용하여 캡된 표적단백질 mRNA를 포함하는 표적단백질 RNA 발현 카세트를 시험관 내에서 합성하였다. 구체적으로 살펴보면, anti-reverse cap analog [(ARCA) (3′-O-Me-7mG(5′)ppp(5′)G cap analog라고도 부름)] 및 화학적 변형된 뉴클레오타이드 포함하는 반응용액 (6 mM ARCA, 1.5 mM GTP, 7.5 mM 5-Methyl-CTP, 7.5 mM Pseudo-UTP, 7.5 mM ATP)에서 체외전사를 실시하였다. dsDNA 주형을를 제거하기 위해서 DNA nuclease를 첨가하였고, 남아있는 캡된 표적단백질 mRNA는 에탄올 침전법을 이용하여 정제하였다. Using the T7 promoter-target protein DNA template, the target protein DNA PCR product having the T7 promoter prepared above as a template, the highYield T7 ARCA mRNA Synthiis Kit (m5CTP/Ψ-UTP) (Jena BioScience, USA) was used to cap the target protein. A target protein RNA expression cassette containing mRNA was synthesized in vitro. Specifically, a reaction solution containing anti-reverse cap analog [(ARCA) (3′-O-Me-7mG(5′)ppp(5′)G cap analog)] and chemically modified nucleotides (6 mM In vitro transcription was performed in ARCA, 1.5 mM GTP, 7.5 mM 5-Methyl-CTP, 7.5 mM Pseudo-UTP, 7.5 mM ATP). DNA nuclease was added to remove the dsDNA template, and the remaining capped target protein mRNA was purified by ethanol precipitation.

대조군으로 표적단백질 벡터에서 Native RNA 전사체에 5′cap 구조를 부가한 캡된 T7pol mRNA 합성은 HiScribe T7 ARCA mRNA Kit(NEB, 미국)를 이용하여 실시하였다. As a control, the synthesis of capped T7pol mRNA in which a 5'cap structure was added to the native RNA transcript in the target protein vector was performed using the HiScribe T7 ARCA mRNA Kit (NEB, USA).

콜레스테롤의 부가 및 안정성Addition and Stability of Cholesterol

<도 7>에서 제시한 결과처럼, 상기 제조한 캡된 표적단백질 mRNA(Native RNA), 캡된 표적단백질 mRNA(modified RNA) 및 3'말단에 choliterol이 부가된 캡된 표적단백질 mRNA(modified RNA-choliterol)을 세포배양액에 제조한 RNA를 다양한 시간 동안 처리한 후 RT-PCR하여 in vitro 안정성을 확인하였다. 상기 제조한 캡된 표적단백질 mRNA는 캡된 표적단백질 mRNA보다 in vitro 안전성이 매우 우수하였으며, 3'말단에 choliterol이 부가된 캡된 표적단백질 mRNA(modified RNA-choliterol)가 가장 안정성이 높았다. 7, the prepared capped target protein mRNA (Native RNA), the capped target protein mRNA (modified RNA), and the capped target protein mRNA (modified RNA-choliterol) with choliterol added to the 3' end In vitro stability was confirmed by RT-PCR after processing the RNA prepared in the cell culture medium for various times. The prepared capped target protein mRNA had very superior in vitro safety than the capped target protein mRNA, and the capped target protein mRNA (modified RNA-choliterol) with choliterol added to the 3' end had the highest stability.

캡된 표적단백질 mRNA는 IVT 산물을 ScriptCap m7G 캡핑 시스템 (Epicentre Biotechnologii사, 미국)으로 천연 캡(m7G(5')ppp(5')G; m7GpppG)을 부가할 수도 있다.For the capped target protein mRNA, a native cap (m7G(5')ppp(5')G; m7GpppG) may be added to the IVT product with the ScriptCap m7G capping system (Epicentre Biotechnologii, USA).

상기 제조된 MDRNA 발현 카세트와 상기 제조된 Apt EGFR-chol 또는 oligo-chol는 혼성화하여 상보적인 결합을 할 수 있는 염기서열을 각각에 존재하도록 설계하였다. The MDRNA expression cassette prepared above and the prepared Apt EGFR-chol or oligo-chol were designed to hybridize so that a nucleotide sequence capable of complementary binding was present in each.

mRNA 15 pmole과 oligo-chol 15 pmole을 섞어 total 5 ul가 되도록 nuclease free water를 넣어준 뒤 95℃에서 5분간 가열한 후 25℃에서 1시간 동안 혼성화하였다. 혼성화 비율은 RNA 발현 카세트와 oligo-chol의 몰 비율로 1:1, 1:5, 1:10으로 하고 2% agarose gel로 retardation assay를 통해 확인한 결과 1:1로 혼성화하였을 때 단일밴드로 확인되었다.After mixing 15 pmole of mRNA and 15 pmole of oligo-chol, nuclease free water was added to make a total of 5 ul, and then heated at 95°C for 5 minutes, followed by hybridization at 25°C for 1 hour. The hybridization ratio was 1:1, 1:5, and 1:10 in the molar ratio of RNA expression cassette and oligo-chol, and as a result of retardation assay using 2% agarose gel, it was confirmed as a single band when hybridized at 1:1. .

상기 제조한 다양한 RNA 발현 카세트oligo-chol hybrid의 혈청에서 안정성을 조사하였는데, 혈청용액에 제조한 다양한 RNA 발현 카세트oligo-chol hybrid를 처리하여 시간별 시료를 채취하여 남아있는 hybrid를 분석하였다.The stability of the various RNA expression cassette oligo-chol hybrids prepared above was investigated in the serum, and samples were collected over time by processing the various RNA expression cassette oligo-chol hybrids prepared in the serum solution, and the remaining hybrids were analyzed.

도 7을 살펴보면, 기존 mRNA의 경우 serum stability 수행 결과 24시간 이후부터 점차 분해되어 72시간에는 약 30 퍼센트 정도의 mRNA만 남아있었으나 RNA1-SN38/MMAE/oligo-chol,의 경우에는 10일 까지도 약 40 퍼센트 남아있는 것으로 확인되었으며 MDrRNA1/Apt EGFR-chol는 5일 까지 50 퍼센트 남아있으며 RNA1-SN38/MMAE/Apt EGFR-chol 역시 5일차 까지 50퍼센트 정도 mRNA가 남아있어 mRNA보다 안정성이 확보되었음을 확인하였다.7, in the case of the existing mRNA, as a result of the serum stability, it was gradually degraded after 24 hours, and only about 30% of the mRNA remained at 72 hours, but in the case of RNA1-SN38/MMAE/oligo-chol, it was about 40 by 10 days. It was confirmed that the percent remained, and 50 percent of MDrRNA1/Apt EGFR-chol remained until day 5, and about 50 percent of RNA1-SN38/MMAE/Apt EGFR-chol remained until day 5, confirming that the mRNA was more stable than that of mRNA.

영상소재의 부가Addition of video material

상기 제조된 Rhodamine Labled Oligo 및 FITC Labeled Oligo(Biosynthesis 사, 미국)를 주문제조하고(Biosynthesis 사, 미국), 상기 제조된 RNA 발현 카세트와 형광소재 표지된 올리고는 일정한 비율(W/W, 1:1~0.1)로 혼합하여 Rhodamine B 또는 FITC가 있는 복합입자의 제조에 사용할 수 있다..The prepared Rhodamine Labeled Oligo and FITC Labeled Oligo (Biosynthesis, USA) were made to order (Biosynthesis, USA), and the prepared RNA expression cassette and the fluorescent material-labeled oligo were at a constant ratio (W/W, 1:1). ~0.1), it can be used to prepare multiparticulates with Rhodamine B or FITC.

실시예 2. RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자(10) Example 2. RNA expression cassette/PS basic multiparticulate (10)

본 발명에서 사용되는 RNA 발현 카세트의 표적단백질은 치료용 단백질(EPO, G-CSF), 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 및 백신 접종용 목적 단백질(RAV-G 및 RSV-F 단백질)을 코딩하는 ORF를 포함하며 제한되는 것은 아니다.The target protein of the RNA expression cassette used in the present invention is a therapeutic protein (EPO, G-CSF), an extracellular matrix degrading enzyme (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), an extracellular matrix degrading enzyme ORFs encoding inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4) and proteins of interest for vaccination (RAV-G and RSV-F proteins).

상기 선택된 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리펩타이드를 혼합하여 자기조립으로 제조되는 입자를 기본 복합입자(10)라고 지칭하였다. A particle prepared by self-assembly by mixing the selected RNA expression cassette and a cationic polypeptide was referred to as a basic composite particle (10).

상기 선택된 RNA 발현 카세트는 n개의 뉴클레오티드을 포함하고 있어 분자당 n-1개의 음전하이고 또는 1 몰당 1.8 × 1025 음전하이다. 상기 PS 분자량이 5.8 kDa이고 염기성 아미노산, 특히 아르기닌 (70~80 %)이 풍부하여 몰당 양이온이 1.26 × 1025이다. PS는 RNA 발현 카세트 인산염 그룹의 음전하를 중성화시킨다. 상기 선택된 RNA 발현 카세트와 PS의 전하 비율(charge ratio)이 1:0.4이상, 즉 RNA 발현 카세트는 1이고 PS가 0.4이상으로 RNA 발현 카세트 기본 복합입자를 제조하였다.The selected RNA expression cassette contains n nucleotides, resulting in n-1 negative charges per molecule or 1.8×10 25 negative charges per mole. The PS has a molecular weight of 5.8 kDa and is rich in basic amino acids, particularly arginine (70-80%), so that the cation per mole is 1.26 × 10 25 . PS neutralizes the negative charge of the phosphate group of the RNA expression cassette. A charge ratio between the selected RNA expression cassette and PS was 1:0.4 or more, that is, the RNA expression cassette was 1 and the PS was 0.4 or more to prepare an RNA expression cassette basic composite particle.

RNA 발현 카세트/PS 입자RNA expression cassette/PS particle

실시예 7항에서 제조된 기본 복합입자 크기는 Malvern Zetasizer 3000 HSA(Herrenberg, Germany)로 광자 상관 분광법(Photon correlation spectroscopy, PCS)으로 결정하였다. 기본 복합입자 크기는 평균 유체 역학적 직경(mean hydrodynamic diameter, dh)으로 표현하였고, 크기 분포의 폭은 다분산 지수(polydispersity index, PDI)로 표현하였다. 입자의 크기 분포 계산을 위한 소프트웨어 데이터 분석은 비음수 제한 최소 제곱의 피팅 방법(Fitting method of non-negative constrained least-squares, NNLS)을 기반으로 하였다. 측정은 구성성분을 첨가한 혼합물의 배양 1시간 후 수행하였다.The size of the basic composite particles prepared in Example 7 was determined by photon correlation spectroscopy (PCS) using a Malvern Zetasizer 3000 HSA (Herrenberg, Germany). The basic composite particle size was expressed as the mean hydrodynamic diameter (dh), and the width of the size distribution was expressed as the polydispersity index (PDI). Software data analysis for particle size distribution calculation was based on the Fitting method of non-negative constrained least-squares (NNLS). Measurement was performed after 1 hour of incubation of the mixture to which the components were added.

본 발명의 연구결과에 따르면, 본 발명의 RNA 발현 카세트 기반 기본 복합입자는 상기 RNA 발현 카세트와 PS(Protamine) (㎍/mL)의 중량비는 30:15~150, 바람직하게는 30:15~90, 더욱 바람직하게는 30:75 조건으로 증류수(DW)에서 이상적인 약물 전달체의 성질을 보유하였다.According to the research results of the present invention, in the RNA expression cassette-based basic composite particle of the present invention, the weight ratio of the RNA expression cassette and PS (Protamine) (㎍/mL) is 30:15 to 150, preferably 30:15 to 90 , more preferably in distilled water (DW) under the condition of 30:75, possessing the properties of an ideal drug carrier.

PS를 RNA 발현 카세트 용액에 첨가하며 양이온성 PS와 RNA 발현 카세트 사이의 상호작용이 일어났으며 PS와 RNA 발현 카세트의 혼합물도 자발적으로 입자를 형성한다. When PS was added to the RNA expression cassette solution, an interaction between the cationic PS and the RNA expression cassette occurred, and the mixture of PS and RNA expression cassette also spontaneously formed particles.

Malvern Zetasizer 3000 HSA (Herrenberg, Germany)로 측정한 PCS(Photon correlation spectroscopy) 결과, 첫 단계에서 RNA 발현 카세트와 RNA 발현 카세트의 초기 복합입자가 형성되었고 강한 음으로 하전된 RNA 발현 카세트를 첨가하면 자기조립으로 RNA 발현 카세트/PS 입자를 형성하였다.As a result of PCS (Photon correlation spectroscopy) measured with a Malvern Zetasizer 3000 HSA (Herrenberg, Germany), an initial complex of RNA expression cassette and RNA expression cassette was formed in the first step, and self-assembly when a strongly negatively charged RNA expression cassette was added. to form an RNA expression cassette/PS particle.

본 발명에서 HSA 및 PS로 구성된 수용액에 RNA 발현 카세트를 첨가하여 입자를 제조하였으며, 이를 RNA 발현 카세트/PS 입자-DW이라고 지칭하였다.In the present invention, particles were prepared by adding an RNA expression cassette to an aqueous solution composed of HSA and PS, and this was referred to as RNA expression cassette/PS particle-DW.

상기 결과들은 선택된 RNA 발현 카세트에만 한정된 것이 아니라 다른 RNA 발현 카세트에서도 일반적으로 관찰되었다.These results were not limited to selected RNA expression cassettes, but were observed in general with other RNA expression cassettes as well.

PS가 입자 크기에 미치는 영향Effect of PS on particle size

도 8을 살펴보면, 상기 RNA 발현 카세트 입자-DW는 낮은 PS 농도에서 매우 작은 입자이지만 큰 크기 분포가 관찰되었다(RNA 발현 카세트:PS=30:15). RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율이 약 30:45 질량비 이상에서부터 PS 농도를 증가시킴으로써 기본 복합입자 응집이 관찰되었다. 작은 크기 분포를 갖고 가장 적절한 크기로 안정된 복합입자는 RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율이 30:60 질량비보다 높은 PS 농도에서 제조할 수 있다. 반면, RNA 발현 카세트/PS 입자-는 낮은 PS 농도에서 큰 크기 분포(PDI ≤0.2) 및 약 650nm의 dh를 나타내었다. RNA 발현 카세트:PS 비율이 약 30:60 질량비보다 더 높은 PS 농도에서, RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자- 시료는 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW 시료와 비교 가능한 dh 및 크기 분포 데이터를 나타내었다.Referring to FIG. 8 , the RNA expression cassette particle-DW was a very small particle at a low PS concentration, but a large size distribution was observed (RNA expression cassette: PS=30:15). Basic multiparticulate aggregation was observed by increasing the PS concentration from an RNA expression cassette:PS (μg/ml) ratio above about 30:45 mass ratio. Multiparticulates with a small size distribution and most suitable size can be prepared at a PS concentration in which the RNA expression cassette:PS (μg/ml) ratio is higher than 30:60 mass ratio. On the other hand, RNA expression cassette/PS particle- showed a large size distribution (PDI ≤ 0.2) and a dh of about 650 nm at low PS concentration. At PS concentrations where the RNA expression cassette:PS ratio is higher than about 30:60 mass ratio, the RNA expression cassette/PS/HSA particle-sample provides comparable dh and size distribution data to the RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW sample. indicated.

PS 농도가 입자 크기에 미치는 영향을 연구한 결과, 안정한 작은 monomodal size 분포를 갖는 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자를 제조하기 위해서는 RNA 발현 카세트:PS 비는 최소 30:60 질량비로 60 ㎍/ml의 최소 PS 농도가 이상적이다.As a result of studying the effect of PS concentration on particle size, in order to prepare an RNA expression cassette/PS basic composite particle having a stable small monomodal size distribution, the RNA expression cassette:PS ratio was at least 30:60 by mass ratio of 60 μg/ml. A minimum PS concentration is ideal.

상기 결과들은 선택된 mRNA에만 한정된 것이 아니라 다른 RNA 발현 카세트에서도 일반적으로 관찰되었다. These results were not limited to selected mRNAs, but were generally observed for other RNA expression cassettes as well.

봉합 및 방출suture and release

RNA 발현 카세트/PS 입자-DW의 제조는 양전하의 PS와 음전하의 RNA 발현 카세트를 혼합하여 정전기적 상호작용에 따라 입자 형태를 형성한다. 형성된 RNA 발현 카세트/PS 입자는 안정화를 위해 30분간 상온에서 배양하였다. PS와 RNA 발현 카세트의 혼합을 위한 용매는 RNA 발현 카세트의 분해를 방지하기 위해 DEPC 처리된 RNase-free 용매를 사용하였다. Preparation of RNA expression cassette/PS particle-DW mixes positively charged PS and negatively charged RNA expression cassette to form particles according to electrostatic interaction. The formed RNA expression cassette/PS particles were incubated at room temperature for 30 minutes for stabilization. As a solvent for mixing the PS and the RNA expression cassette, a DEPC-treated RNase-free solvent was used to prevent degradation of the RNA expression cassette.

RNA 발현 카세트와 PS의 결합 확인은 2% agarose gel에서 전기영동을 수행하여 측정하였다. RNA 발현 카세트는 0.5 μg/ml의 Etbr(ethidium bromide)을 이용해 염색하였으며, 1x TBE buffer를 이용해 80Volt 조건에서 20분 동안 전기영동을 수행하였다.Confirmation of binding of the RNA expression cassette to PS was measured by performing electrophoresis on a 2% agarose gel. The RNA expression cassette was stained with 0.5 μg/ml Etbr (ethidium bromide), and electrophoresis was performed for 20 minutes using 1x TBE buffer under 80 Volt conditions.

PS에 의한 RNA 발현 카세트 봉입 결과를 확인하기 위하여 RNA 발현 카세트와 PS의 질량비에 따라 제조된 RNA 발현 카세트/PS 입자의 전기영동상 밴드의 이동정도를 확인하였다. RNA 발현 카세트를 흡착하는데 필요한 RNA 발현 카세트/PS (㎍/ml) 비율은 30:15, 30:30, 30:60, 30:75, 30:90 및 30:150로 RNA 발현 카세트를 PS와 혼합한 후 원심 분리하여 상징액을 전기영동하여 조사하였다. In order to confirm the result of encapsulation of the RNA expression cassette by PS, the degree of movement of the band in the electrophoresis image of the RNA expression cassette/PS particle prepared according to the mass ratio of the RNA expression cassette and PS was confirmed. The RNA expression cassette/PS (μg/ml) ratios required to adsorb the RNA expression cassette are 30:15, 30:30, 30:60, 30:75, 30:90 and 30:150 mixing the RNA expression cassette with PS. After centrifugation, the supernatant was irradiated by electrophoresis.

<도 8>를 살펴보면, 기본 복합입자의 RNA 발현 카세트/PS (㎍/ml) 비율 30:15 질량비에서 82% 미결합 RNA 발현 카세트가 발견되었다. 30:30의 질량비에서 40% RNA 발현 카세트가 용액에 남아 있었다. 30:75, 30:90 및 30:150 질량비에서는 RNA 발현 카세트는 정량적으로 입자 형태로 존재한다. 이는 양전하를 띠는 PS의 영향으로 PS의 첨가량이 증가할수록 RNA 발현 카세트와 강하게 반응하여 더욱 안정한 입자 형태를 형성한 것으로 판단할 수 있다. Referring to <FIG. 8>, 82% unbound RNA expression cassette was found at a mass ratio of 30:15 in the RNA expression cassette/PS (㎍/ml) ratio of the basic multiparticulate. At a mass ratio of 30:30, 40% RNA expression cassette remained in solution. In the 30:75, 30:90 and 30:150 mass ratios, the RNA expression cassette is quantitatively present in particle form. It can be judged that, under the influence of positively charged PS, as the amount of PS added increased, it reacted strongly with the RNA expression cassette to form a more stable particle form.

<도 8>를 참조하면, 입자의 안정성과 RNA 발현 카세트의 방출은 PBS에서 37℃에서 조사되었다. 24 시간 후, RNA 발현 카세트:PS 비율 30:90 및 30:150 조건에서 RNA 발현 카세트 방출이 발생하지 않았다. 30:75 조건에서 RNA 발현 카세트의 작은 방출을 보였으며 8.0 %의 미결합 RNA 발현 카세트가 발견되었다. 기본 복합입자의 RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율 30:15 질량비 비율 90.0 %, 30:30 질량비에서 63.0%의 RNA 발현 카세트가 용액에서 발견되었다.Referring to <Fig. 8>, particle stability and RNA expression cassette release were investigated in PBS at 37°C. After 24 hours, RNA expression cassette release did not occur in the conditions of the RNA expression cassette:PS ratio of 30:90 and 30:150. The 30:75 condition showed a small release of the RNA expression cassette, and 8.0% of the unbound RNA expression cassette was found. The RNA expression cassette of the basic multiparticulate: PS (μg/ml) ratio 30:15 mass ratio ratio 90.0%, and RNA expression cassette of 63.0% at 30:30 mass ratio were found in solution.

상기 결과들은 선택된 RNA 발현 카세트에만 한정된 것이 아니라 다른 RNA 발현 카세트에서도 일반적으로 관찰되었다. These results were not limited to selected RNA expression cassettes, but were observed in general with other RNA expression cassettes as well.

실시예 3. RNA 발현 카세트/PS/HSA 복합입자(20)Example 3. RNA expression cassette/PS/HSA multiparticulate (20)

RNA 발현 카세트/PS/HSA 복합입자RNA expression cassette/PS/HSA multiparticulate

본 발명에서 사용되는 RNA 발현 카세트의 표적단백질은 치료용 단백질(EPO, G-CSF), 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 및 백신 접종용 목적 단백질(RAV-G 및 RSV-F 단백질)을 코딩하는 ORF를 포함하며 제한되는 것은 아니다.The target protein of the RNA expression cassette used in the present invention is a therapeutic protein (EPO, G-CSF), an extracellular matrix degrading enzyme (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), an extracellular matrix degrading enzyme ORFs encoding inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4) and proteins of interest for vaccination (RAV-G and RSV-F proteins).

본 실시례의 RNA 발현 카세트/PS/HSA 복합입자는 치료용 단백질 및 백신용 단백질을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 사용하였으며, 이에 국한되는 것은 아니다.The RNA expression cassette / PS / HSA complex particle of this example used an RNA expression cassette encoding a protein for a therapeutic protein and a protein for a vaccine, but is not limited thereto.

상기 선택된 RNA 발현 카세트, 양이온성 단백질 프로타민(PS) 및 음이온성 단백질 인간혈청알부민(HSA) 용액을 각각 증류수(DW)에서 2.5 mg/ml의 농도로 제조하였다. The selected RNA expression cassette, cationic protein protamine (PS) and anionic protein human serum albumin (HSA) solutions were each prepared in distilled water (DW) at a concentration of 2.5 mg/ml.

다른 실시예로, 상기 선택된 RNA 발현 카세트, PS 및 HSA 등장 용액을 등장 RNA 발현 카세트 용액(RNA 발현 카세트 140 mM), PBS 완충액 (RNA 발현 카세트 136.9 mM, KCl 2.68 mM, Na2HPO4 8.1 mM, KH2PO4 1.47 mM; pH 7.4) 또는 페놀 레드가 없는 RPMI 1640 세포 배지()에 2.5 mg/㎖의 농도로 각각 준비하였다. In another embodiment, the selected RNA expression cassette, PS and HSA isotonic solution was mixed with isotonic RNA expression cassette solution (RNA expression cassette 140 mM), PBS buffer (RNA expression cassette 136.9 mM, KCl 2.68 mM, Na2HPO4 8.1 mM, KH2PO4 1.47 mM) ; pH 7.4) or phenol red-free RPMI 1640 cell medium () at a concentration of 2.5 mg/ml, respectively.

0~2000 ㎍의 HSA를 15~150 ㎍의 PS에 첨가한 다음 5초 동안 혼합하였다. 그 후, 상기 제조한 30 ㎍ RNA 발현 카세트를 증류수에서 1ml의 최종 용적에 도달시켜 첨가하고, 5초 동안 볼텍싱하여 입자를 제조하였다.0-2000 μg of HSA was added to 15-150 μg of PS and mixed for 5 seconds. Thereafter, the 30 μg RNA expression cassette prepared above was added to reach a final volume of 1 ml in distilled water, and vortexed for 5 seconds to prepare particles.

0~2000 ㎍의 HSA를 15~150 ㎍의 PS에 첨가하고 혼합하였다. 이후 상기 제조한 30 ㎍ RNA 발현 카세트 용액을 RNA 발현 카세트 용액, PBS 완충액 또는 에 중 1ml의 최종 부피에 첨가하고, 다시 혼합물을 5초 동안 와동하여 입자를 제조하였다.0-2000 μg of HSA was added to 15-150 μg of PS and mixed. Then, 30 μg RNA expression cassette solution prepared above was added to a final volume of 1 ml of RNA expression cassette solution, PBS buffer, or Ethyl, and the mixture was vortexed for 5 seconds to prepare particles.

여기에서 RNA 발현 카세트는 상기 여러 종류에서 선택되어진 어느 한 종류이거나 복수의 종류가 혼합물이 될 수도 있다.Here, the RNA expression cassette may be any one type selected from the above various types or a mixture of a plurality of types.

RNA 발현 카세트/PS-TCA/HSA 복합입자RNA expression cassette/PS-TCA/HSA multiparticulate

본 발명자의 출원 특허 (대한민국 특허 출원:10-2019-0007873)를 참조하여 제조한 PS-TCA를 증류수 또는 상기 등장액에 2.5 mg/mL로 용해시켜 스톡 용액을 제조하였다. A stock solution was prepared by dissolving PS-TCA prepared with reference to the present inventor's patent application (Korean Patent Application: 10-2019-0007873) at 2.5 mg/mL in distilled water or the isotonic solution.

0~2000 ㎍의 음이온 단백질인 HSA를 15~150 ㎍의 PS-TCA에 첨가한 다음 5초 동안 혼합하였다. 그 후, 상기 제조한 30 ㎍ RNA 발현 카세트를 증류수에서 1ml의 최종 용적에 도달시켜 첨가하고, 5초 동안 볼텍싱하였다. 0∼2000 μg of anionic protein HSA was added to 15∼150 μg of PS-TCA, and then mixed for 5 seconds. Then, the 30 μg RNA expression cassette prepared above was added to reach a final volume of 1 ml in distilled water, and vortexed for 5 seconds.

여기에서 RNA 발현 카세트는 상기 여러 종류에서 선택되어진 어느 한 종류이거나 복수의 종류가 혼합물이 될 수도 있다.Here, the RNA expression cassette may be any one type selected from the above various types or a mixture of a plurality of types.

그런 다음, 반응물을 상온에서 1시간동안 방치하고 2일 동안 동결건조하여 제조한 RNA 발현 카세트/PS-TCA 입자를 수득하였다.Then, the reaction was left at room temperature for 1 hour and lyophilized for 2 days to obtain RNA expression cassette/PS-TCA particles prepared.

RNA 발현 카세트/CS/HSA 또는 RNA 발현 카세트/CS-TCA/HSA 복합입자RNA expression cassette/CS/HSA or RNA expression cassette/CS-TCA/HSA multiparticulate

본 발명자의 출원 특허 (대한민국 특허 출원:10-2019-0007873)를 참조하여 제조한 CS-TCA 또는 CS(Chitosan)를 증류수 또는 상기 등장액에 2.5 mg/mL로 용해시켜 스톡 용액으로 사용하였다. CS-TCA or CS (Chitosan) prepared with reference to the present inventor's patent application (Korean Patent Application: 10-2019-0007873) was dissolved in distilled water or the isotonic solution at 2.5 mg/mL and used as a stock solution.

0~2000 ㎍의 HSA를 15~150 ㎍의 CS 또는 CS-TCA에 첨가한 다 음 5초 동안 혼합하였다. 그 후, 상기 제조한 30 ㎍ RNA 발현 카세트를 멸균증류수에서 1ml의 최종 용적에 도달시켜 첨가하고, 5초 동안 볼텍싱하였다. 0-2000 μg of HSA was added to 15-150 μg of CS or CS-TCA and mixed for 5 seconds. Then, the 30 μg RNA expression cassette prepared above was added to reach a final volume of 1 ml in sterile distilled water, and vortexed for 5 seconds.

여기에서 RNA 발현 카세트는 상기 여러 종류에서 선택되어진 어느 한 종류이거나 복수의 종류가 혼합물이 될 수도 있다.Here, the RNA expression cassette may be any one type selected from the above various types or a mixture of a plurality of types.

그런 다음, 반응물을 상온에서 1시간 동안 방치하고 2일 동안 동결건조하여 제조한 RNA 발현 카세트/CS 또는 RNA 발현 카세트/CS-TCA 입자를 수득하였다.Then, the RNA expression cassette/CS prepared by leaving the reaction at room temperature for 1 hour and lyophilizing for 2 days or RNA expression cassette/CS-TCA particles were obtained.

HSA가 입자 크기에 미치는 영향Effect of HSA on particle size

상기 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW는 소량의 HSA이 있는 경우 작은 입자를 형성하나 HSA가 증가함에 따라 입자는 큰 구조로 응집되었다. The RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW forms small particles in the presence of a small amount of HSA, but as the HSA increases, the particles aggregate into a large structure.

도9를 살펴보면, RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW는 30 ㎍ RNA 발현 카세트, 90 ㎍ PS에 100~500 ㎍의 HSA를 1ml의 증류수에 첨가한 후 혼합하면 dh는 PDI가 ≤ 0.1인 250~280 nm의 범위이었다. RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW는 1000~2000 ㎍의 HSA를 증가시키면 dh가 커지고 PDI가 0.2 이상이 되었다(빨간색 막대 그래프). 이러한 결과는 고농도의 HSA가 DW에서의 제조 과정에 부정적인 영향을 미치므로 덜 안정한 입자를 형성한 것이다. Referring to FIG. 9, RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW is 30 μg RNA expression cassette, 90 μg PS, 100-500 μg HSA is added to 1 ml of distilled water and then mixed, dh is 250 with PDI ≤ 0.1 It was in the range of ∼280 nm. In RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW, when HSA of 1000∼2000 μg was increased, dh increased and PDI became 0.2 or more (red bar graph). These results indicate that the high concentration of HSA negatively affects the manufacturing process in DW, thus forming less stable particles.

도9를 살펴보면, 상기 RNA 발현 카세트/PS/HSA 기본 복합입자는 등장성 RNA 발현 카세트 용액(RNA 발현 카세트 140 mM), 등장성 PBS 완충액(mRNAl 136.9 mM, KCl 2.68 mM, Na2HPO4 8. 1 mM, KH2PO4 1.47 mM; pH 7.4) 및 페놀 레드가 없는 세포 배지 RPMI 1640 등장액()에서 큰 입자로 응집된다. 1 ml 등장액에서 30 ㎍ mRNA 및 90 ㎍ PS을 갖는 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자에 첨가된 HSA의 증가는 안정성을 개선시켰다. 이 입자의 dh는 사용된 등장 용액에 따라 1~2 mm에서 250~400 nm로 감소한다. Referring to Figure 9, the RNA expression cassette / PS / HSA basic multiparticulates are isotonic RNA expression cassette solution (RNA expression cassette 140 mM), isotonic PBS buffer (mRNAl 136.9 mM, KCl 2.68 mM, Na2HPO4 8. 1 mM, KH2PO4 1.47 mM; pH 7.4) and phenol red free cell medium RPMI 1640 isotonic solution () aggregates to large particles. An increase in HSA added to RNA expression cassette/PS/HSA particles with 30 μg mRNA and 90 μg PS in 1 ml isotonic solution improved stability. The dh of these particles decreases from 1-2 mm to 250-400 nm depending on the isotonic solution used.

페놀 레드가 없는 세포 배지 RPMI 1640 등장액()에서 dh = 245 nm 및 PDI ≤ 0.15를 갖는 입자를 형성한다. 이를 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW이라고 지칭하였다. Particles with dh = 245 nm and PDI ≤ 0.15 are formed in phenol red-free cell medium RPMI 1640 isotonic (). This was referred to as RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW.

HSA의 최적화 농도는 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-DW에서 100 ㎍/ml이고 RNA 발현 카세트/PS/HSA 입자-에서 1000 ㎍/ml이며 PS의 영향은 15~150 ㎍ 범위에서 평가하였다. The optimized concentration of HSA was 100 μg/ml in RNA expression cassette/PS/HSA particle-DW and 1000 μg/ml in RNA expression cassette/PS/HSA particle-, and the effect of PS was evaluated in the range of 15 to 150 μg.

상기 결과들은 선택된 RNA 발현 카세트에만 한정된 것이 아니라 다른 RNA 발현 카세트에서도 일반적으로 관찰되었다.These results were not limited to selected RNA expression cassettes, but were observed in general with other RNA expression cassettes as well.

실시예 4. RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자(20)Example 4. RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate (20)

본 발명에서 사용되는 RNA 발현 카세트의 표적단백질은 치료용 단백질(EPO, G-CSF), 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 및 백신 접종용 목적 단백질(RAV-G 및 RSV-F 단백질)을 코딩하는 ORF를 포함하며 제한되는 것은 아니다.The target protein of the RNA expression cassette used in the present invention is a therapeutic protein (EPO, G-CSF), an extracellular matrix degrading enzyme (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), an extracellular matrix degrading enzyme ORFs encoding inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4) and proteins of interest for vaccination (RAV-G and RSV-F proteins).

RNA 발현 카세트/PS/HSA 복합입자는 세포외기질 분해 효소(HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), 세포외기질 분해 효소의 저해물질(TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4) 을 코딩하는 RNA 발현 카세트를 사용하였으며, 이에 국한되는 것은 아니다.RNA expression cassette/PS/HSA complex particles are extracellular matrix degrading enzymes (HYAL 1, Hyaluronidase PH20, MMP1, MMP 8, MMP 13), extracellular matrix degrading enzyme inhibitors (TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP) 4) an RNA expression cassette encoding was used, but is not limited thereto.

상기 기본 복합입자와 음이온성 다당류를 혼합하여 자기 조립으로 형성되는 입자 또는 mRNA, 양이온성 폴리펩타이드 및 음이온성 다당류를 혼합하면서 초음파 분사하여 형성되는 입자를 *?**?*복합입자(20)*?**?*라고 지칭하였다.Particles formed by self-assembly by mixing the basic composite particles with anionic polysaccharides or particles formed by ultrasonic spraying while mixing mRNA, cationic polypeptides and anionic polysaccharides *?**?*Composite particles (20)* referred to as ?**?*.

RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate

상기 RNA 발현 카세트 복합입자 또는 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자의 제조는 먼저 제조한 상기 RNA 발현 카세트 기본 복합입자 또는 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자를 다시 표면 개질을 위하여, 음이온성 다당류인 히알루론산(Hyaluronic acid, HA, 83 kDa)을 멸균증류수에 1mg/mL 용해시켜 0.1% 스톡 용액으로 제조하였다. For the preparation of the RNA expression cassette multiparticulate or RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate, the anionic polysaccharide hyaluronic acid is used for surface modification of the previously prepared RNA expression cassette basic composite particle or RNA expression cassette/PS basic composite particle again. Ronic acid (Hyaluronic acid, HA, 83 kDa) was dissolved in sterile distilled water at 1 mg/mL to prepare a 0.1% stock solution.

상기 RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율이 30:75 질량비에서 제조 동결건조한 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자를 멸균증류수에 1mg/mL로 용해시켜 0.1% RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자 용액을 제조하였다. The RNA expression cassette: PS (μg/ml) ratio was prepared at a mass ratio of 30:75 and the lyophilized RNA expression cassette/PS basic composite particle was dissolved in sterile distilled water at 1 mg/mL to 0.1% RNA expression cassette/PS basic composite particle solution was prepared.

상기 제조한 0.1% [RNA 발현 카세트/PS] 기본 복합입자 용액과 0.1% HA 용액을 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2 첨가몰비(feed mole ratio, nmol)로 섞어준 뒤 5분 정도 인큐베이팅하여 동결건조하여 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자-DW를 수득하였다.After mixing the prepared 0.1% [RNA expression cassette/PS] basic composite particle solution and 0.1% HA solution at 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 feed mole ratio (nmol) Incubated for about 5 minutes and freeze-dried to obtain RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate-DW.

또는, 다른 방법의 상기 RNA 발현 카세트 복합입자 또는 RNA 발현 카세트/PS/HA-DW 복합입자의 제조는 상기 RNA 발현 카세트/PS]:HA 또는 [RNA 발현 카세트/PS]:HA의 첨가몰비(feed mole ratio, nmol)는 상기 복합입자와 HA 첨가몰비 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2에 준하여 RNA 발현 카세트, PS 및 HA를 섞어준 뒤 5분 정도 상기 입자의 크기를 조절하기 위해 적절하게 초음파분석기(sonicator) 또는 압출기(extruder)를 사용할 수 있다. 동결건조하여 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자-DW를 수득하였다.Alternatively, the preparation of the RNA expression cassette multiparticulate or RNA expression cassette/PS/HA-DW multiparticulate in another method is the addition molar ratio (feed) of the RNA expression cassette/PS]:HA or [RNA expression cassette/PS]:HA mole ratio, nmol) is adjusted to the particle size for about 5 minutes after mixing the RNA expression cassette, PS and HA according to the compound and HA addition molar ratio 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 For this purpose, a sonicator or an extruder may be used as appropriate. By freeze-drying, RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate-DW was obtained.

RNA 발현 카세트/PS/HA-TCA 복합입자RNA expression cassette/PS/HA-TCA multiparticulate

상기 RNA 발현 카세트/PS/HA-TCA 복합입자의 제조는 먼저 제조한 상기 RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율이 30:75 질량비에서 제조, 동결한 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자-DW를 멸균증류수에 1mg/mL로 용해시켜 0.1% RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자 용액을 제조하였다. For the preparation of the RNA expression cassette/PS/HA-TCA composite particle, the RNA expression cassette: PS (㎍/ml) ratio prepared earlier was prepared at a mass ratio of 30:75, and the frozen RNA expression cassette/PS basic composite particle-DW was dissolved in sterile distilled water at 1 mg/mL to prepare a 0.1% RNA expression cassette/PS basic multiparticulate solution.

본 발명자의 출원 특허(대한민국 특허 출원: 10-2019-0007873)를 참조하여 제조한 HA-TCA 결합체는 HA와 TCA의 첨가몰비가 1:10인 조건에서 제조된 HA-TCA 결합체를 멸균증류수 1mg/mL로 용해시켜 0.1% HA-TCA 수용액을 제조하였다.The HA-TCA conjugate prepared with reference to the present inventor's patent application (Korean Patent Application: 10-2019-0007873) is obtained by sterilizing the HA-TCA conjugate prepared under the condition that the addition molar ratio of HA and TCA is 1:10 in sterile distilled water 1mg/ mL to prepare a 0.1% HA-TCA aqueous solution.

상기 0.1% RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자 용액과 0.1% HA-TCA 수용액에 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2 첨가몰비로 gentle vortex 하에서 첨가하고 상온에서 30분간 배양시킨 다음, 동결건조하여 RNA 발현 카세트/PS/HA-TCA 복합입자-DW를 수득하였다.Add to the 0.1% RNA expression cassette/PS basic complex particle solution and 0.1% HA-TCA aqueous solution at a molar ratio of 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 under gentle vortex and incubate at room temperature for 30 minutes , to obtain RNA expression cassette/PS/HA-TCA multiparticulate-DW by lyophilization.

또는, 다른 방법의 상기 RNA 발현 카세트/PS/HA-TCA 복합입자-DW의 제조는 상기 RNA 발현 카세트/PS/HA의 방법에서 HA 대신에 HA-TCA를 하였다.Alternatively, in the preparation of the RNA expression cassette/PS/HA-TCA multiparticulate-DW by another method, HA-TCA was used instead of HA in the method of the RNA expression cassette/PS/HA.

실시례 5. RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 접합체 복합입자(20)Example 5. RNA expression cassette/PS/HA-aptamer conjugate multiparticulate (20)

압타머-HA 접합체는 EDC/NHS 화학을 사용하여 HA의 카르복실기와 압타머의 아민 기 사이의 커플링 반응에 의해 제조되었다. 간단히 말해서, 83 kDa HA (1g, 20μmol)를 질소하에서 5 시간 동안 200mL의 탈기된 탈이온수에 용해시켰다. EDC (100.4 mg, 0.52 mmol) 및 NHS (60.7 mg, 0.52 mmol)를 HA 용액에 첨가했다. 20분 후, 압타머-아민기 (99.4 mg, 0.52 mmol)를 천천히 첨가했다. 0.1 M HCl을 사용하여 pH를 5.5로 조정하고 용액을 실온에서 밤새 반응시켰다. 미 반응 잔류 물 및 부산물은 증류수 (pH 5)에서 투석막 (MW cut off = 100 kDa)으로 제거되었다. 최종 제품은 동결 건조하고 -20 ° C에서 보관했다. Aptamer-HA conjugates were prepared by a coupling reaction between the carboxyl group of HA and the amine group of the aptamer using EDC/NHS chemistry. Briefly, 83 kDa HA (1 g, 20 μmol) was dissolved in 200 mL of degassed deionized water under nitrogen for 5 h. EDC (100.4 mg, 0.52 mmol) and NHS (60.7 mg, 0.52 mmol) were added to the HA solution. After 20 minutes, an aptamer-amine group (99.4 mg, 0.52 mmol) was added slowly. The pH was adjusted to 5.5 with 0.1 M HCl and the solution was reacted at room temperature overnight. Unreacted residues and by-products were removed with a dialysis membrane (MW cut off = 100 kDa) in distilled water (pH 5). The final product was lyophilized and stored at -20 °C.

HA-DAB-압타머 합성HA-DAB-aptamer synthesis

HA-압타머 접합체는 HA-DAB-압타머 접합체로 개발하였다. 구체적으로, HA-DAB(1,4-diaminobutane)를 합성하는 방법은 분자량 100kDa인 HA(100g)의 카르복실기(carboxyl group)를 pH 6.0에서 1-에틸-3-[3-(디메틸아미노)-프로필]카르보디이민(1-ethyl-3- [3-(dimethylamino)-propyl]carbodiimide, EDC) 및 1-히드록시 벤트리아졸 모노하이드레이트(1-hydroxy bentriazole monohydrate, HOBt)로 활성화 시킨 다음, 1,4-디아미노부탄(1,4-diaminobutane, DAB)을 첨가하여 HA-DAB를 합성하였다. The HA-aptamer conjugate was developed as a HA-DAB-aptamer conjugate. Specifically, in the method of synthesizing HA-DAB (1,4-diaminobutane), 1-ethyl-3-[3-(dimethylamino)-propyl ] After activation with carbodiimine (1-ethyl-3- [3- (dimethylamino)-propyl] carbodiimide, EDC) and 1-hydroxy bentriazole monohydrate (HOBt), 1,4 - HA-DAB was synthesized by adding diaminobutane (1,4-diaminobutane, DAB).

이 때 반응 시간을 1시간, 6시간, 24시간으로 다양하게 하여 서로 다른 치환율을 가진 합성물을 수득하였다. 상기와 같이 수득된 합성물을 여과 튜브(cut off 100kDa)를 이용하여 여과 정제하여 HA-DAB를 제조하였다. At this time, the reaction time was varied to 1 hour, 6 hours, and 24 hours to obtain compounds having different substitution rates. HA-DAB was prepared by filtration purification of the compound obtained as described above using a filtration tube (cut off 100 kDa).

HA-DAB-압타머 접합체는 이황화 결합이 도입된 HA-압타머 접합체로 합성하였다. 구체적으로, 상기 합성된 HA-DAB (20 mg; 4.8 x 10-5몰)와 숙신이미딜 3-(2-피리딜디티오) 프로피오네이트(Succinimidyl 3-(2-pyridyldithio) propionate; SPDP) (5.6 mg; 1.8 x 10-5몰) 를 섞고 반응시켜 HA 체인에 피리딜기(pyridyl group)를 도입하고 여과 튜브 (M.W.C.O 100kDa)를 이용해 여과 정제하였다. 정제된 HA-DAB-SPDP는 TCEP(tris(2-carboxyethyl)phosphine)를 처리하고 343nm에서 흡광도를 측정하여 피리딜기의 농도를 계산하였다(피리미딜기 농도: 34 mM).The HA-DAB-aptamer conjugate was synthesized as an HA-aptamer conjugate into which a disulfide bond was introduced. Specifically, the synthesized HA-DAB (20 mg; 4.8 x 10 -5 moles) and succinimidyl 3-(2-pyridyldithio) propionate (Succinimidyl 3-(2-pyridyldithio) propionate; SPDP) (5.6 mg; 1.8 x 10 -5 mol) was mixed and reacted to introduce a pyridyl group to the HA chain, followed by filtration and purification using a filtration tube (MWCO 100kDa). Purified HA-DAB-SPDP was treated with TCEP (tris(2-carboxyethyl)phosphine) and absorbance was measured at 343 nm to calculate the concentration of the pyridyl group (pyrimidyl group concentration: 34 mM).

본실시례에 사용된 EGFR 압타머(Tan Y et al., Acta Pharmacologica Sinica (2013) 34: 1491-1498)는 서열번호 36의 N30 부위에 서열번호 37이 있는 염기서열이다The EGFR aptamer used in this Example (Tan Y et al., Acta Pharmacologica Sinica (2013) 34: 1491-1498) is a nucleotide sequence having SEQ ID NO: 37 at the N30 region of SEQ ID NO: 36

5′-GCAATGGTAC GGTACTTCC- (N30)-CAAAAG TGCACGCTAC TTTGCTAA-3′ (서열번호 36)5'-GCAATGGTAC GGTACTTCC- (N30)-CAAAAG TGCACGCTAC TTTGCTAA-3' (SEQ ID NO: 36)

5′-TGAATGTTGT TTTTTCTCTT TTCTATAGTA-3′ (서열번호 37)5'-TGAATGTTGT TTTTTCTCTT TTCTATAGTA-3' (SEQ ID NO: 37)

상기 EGFR 압타머는 3'말단에 티올기(thiol group)가 도입된 단일가닥 DNA 구조로 유기합성하였다(Biosynthesis사, 미국).The EGFR aptamer was organically synthesized as a single-stranded DNA structure in which a thiol group was introduced at the 3' end (Biosynthesis, USA).

정량된 HA-DAB-SPDP 용액에 3'말단에 티올기(thiol group)가 도입된 EGFR 압타머를 상기 피리미딜기 농도의 0.2 몰 배에서 1배의 다양한 비율로 첨가하여 이황화 결합이 포함된 HA-DAB-압타머 접합체를 합성하였다. 이 때 합성된 HA-DAB-압타머는 HA 100kDa 한 분자당 접합된 압타머의 개수를 2개에서 15개 사이로 조절할 수 있다.HA containing disulfide bonds by adding an EGFR aptamer having a thiol group at the 3' end to the quantified HA-DAB-SPDP solution in various ratios from 0.2 to 1 times the concentration of the pyrimidyl group. -DAB-aptamer conjugate was synthesized. At this time, the synthesized HA-DAB-aptamer can control the number of conjugated aptamers per 100 kDa HA molecule from 2 to 15.

HA-DAB-압타머 접합체 확인Identification of HA-DAB-aptamer conjugates

상기 실시예 <1-2>에서 합성된 HA-DAB-압타머 접합체의 생성을 확인하기 위하여 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC)를 이용하였다. 상기 HPLC 조건은 superdex 200 10/300 GL (GE health) 컬럼을 사용하였고 이동상은 pH 7.0 50 mM 포스페이트 버퍼 (phosphate buffer), 흐름 속도는 0.5 ml/min를 사용했고 210 nm와 260nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과를 도 9a에 기재하였고, 결과를 바탕으로 합성물을 분리 정제하였다. 도 9a에서 알 수 있는 바와 같이, HA-DAB-압타머 접합체 생성률(반응률)은 약 64%인 것으로 확인되었다. In order to confirm the generation of the HA-DAB-aptamer conjugate synthesized in Example <1-2>, high performance liquid chromatography (HPLC) was used. For the HPLC conditions, a superdex 200 10/300 GL (GE health) column was used, the mobile phase was pH 7.0 50 mM phosphate buffer, the flow rate was 0.5 ml/min, and the absorbance was measured at 210 nm and 260 nm. . The results are described in FIG. 9A, and the compound was separated and purified based on the results. As can be seen from FIG. 9A , it was confirmed that the HA-DAB-aptamer conjugate production rate (reaction rate) was about 64%.

상기 접합체 생성률(반응률)은 다음의 식으로 계산하였다:The conjugate production rate (reaction rate) was calculated as follows:

반응률(%) = {(접합체 생성에 소요된 압타머 수준)/(반응 초기에 첨가한 압타머 수준) }X100Reaction rate (%) = {(level of aptamer required to form the conjugate)/(level of aptamer added at the beginning of the reaction) }X100

또한 분리 정제된 합성물은 아가로스 젤 전기영동을 통해 합성 여부 및 환원제(TCEP)에 의한 분해 여부를 확인하여, 그 결과를 도 5a 내지 5d에 기재하였다.In addition, it was confirmed whether the separated and purified compound was synthesized through agarose gel electrophoresis and whether it was decomposed by a reducing agent (TCEP), and the results are shown in FIGS. 5A to 5D .

도 10a 내지 10d는 두 가지 다른 cross linker로 합성된 HA-DAB-압타머 접합체를 아가로즈 전기영동을 통해 분석한 결과이다. 구체적으로, 도 5a에서, HA-ss-압타머는 HA와 압타머 사이에 이황화결합 (-ss-)이 포함된 접합체를 의미하고, HA-압타머는 이황화결합이 아닌 일반적인 공유결합으로 연결되어 있는 접합체(대조군)를 의미한다. 오른쪽 두 컬럼에서 보는 바와 같이, 환원제인 TCEP를 처리했을 때 이황화결합이 포함된 접합체에서는 압타머가 분리되어 아래 부분에 밴드가 나타나는데 비하여, 대조군에서는 압타머가 분리되지 못하고 그대로 윗부분에 남아 있는 것을 확인할 수 있다.10A to 10D are results of analysis of HA-DAB-aptamer conjugates synthesized with two different cross linkers through agarose electrophoresis. Specifically, in FIG. 5a , HA-ss-aptamer means a conjugate including a disulfide bond (-ss-) between HA and aptamer, and HA-aptamer is a conjugate connected by a general covalent bond rather than a disulfide bond. (control) means. As shown in the two columns on the right, when the reducing agent, TCEP, is treated, the aptamer is separated from the conjugate containing the disulfide bond and a band appears at the bottom, whereas in the control group, the aptamer is not separated and remains at the top. .

또한 도 10b 내지 10d는 HA-DAB-압타머 접합체의 안전성을 평가하기 위하여 HA-DAB-압타머 접합체에 FBS를 첨가하여 시간별로 아가로즈 전기영동을 통해 남아있는 압타머의 양을 확인하였다(도 5b 및 도c에서 HA-압타머 conjugate는 HA-DAB-압타머 접합체를 의미함). 그 결과 HA-DAB-압타머 접합체는 HA-DAB-압타머 접합하지 않은 압타머(naked 압타머)에 비해 오랜 시간 동안 분해되지 않고 남아있는 것을 확인할 수 있다.In addition, FIGS. 10b to 10d show the amount of remaining aptamer through agarose electrophoresis by time by adding FBS to the HA-DAB-aptamer conjugate to evaluate the safety of the HA-DAB-aptamer conjugate (Fig. 5b and c, HA-aptamer conjugate means HA-DAB-aptamer conjugate). As a result, it can be confirmed that the HA-DAB-aptamer conjugate remains undecomposed for a long time compared to the HA-DAB-aptamer unconjugated aptamer (naked aptamer).

RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 접합체 복합입자의 제조Preparation of RNA expression cassette/PS/HA-aptamer conjugate multiparticulates

상기 RNA 발현 카세트:PS (㎍/ml) 비율이 30:75 질량비에서 제조 동결건조한 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자를 멸균증류수에 1mg/mL로 용해시켜 0.1% RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자 용액을 제조하였다. The RNA expression cassette: PS (μg/ml) ratio was prepared at a mass ratio of 30:75 and the lyophilized RNA expression cassette/PS basic composite particle was dissolved in sterile distilled water at 1 mg/mL to 0.1% RNA expression cassette/PS basic composite particle solution was prepared.

상기 제조한 0.1% [RNA 발현 카세트/PS] 기본 복합입자 용액과 0.1% HA-압타머 용액을 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2 첨가몰비(feed mole ratio, nmol)로 섞어준 뒤 5분 정도 인큐베이팅하여 동결건조하여 RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 복합입자-DW를 수득하였다.The prepared 0.1% [RNA expression cassette/PS] basic multiparticulate solution and 0.1% HA-aptamer solution were added in a molar ratio of 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 (feed mole ratio, nmol). After mixing, incubated for about 5 minutes and freeze-dried to obtain RNA expression cassette/PS/HA-aptamer composite particle-DW.

또는, 다른 방법의 상기 RNA 발현 카세트 복합입자 또는 RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 DW 복합입자의 제조는 상기 RNA 발현 카세트/PS]:HA-압타머 또는 [RNA 발현 카세트/PS]:HA-압타머의 첨가몰비(feed mole ratio, nmol)는 상기 복합입자와 HA-압타머 첨가몰비 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2에 준하여 RNA 발현 카세트, PS 및 HA-압타머를 섞어준 뒤 5분 정도 상기 입자의 크기를 조절하기 위해 적절하게 초음파분석기(sonicator) 또는 압출기(extruder)를 사용할 수 있다. 동결건조하여 RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 복합입자-DW를 수득하였다.Alternatively, the preparation of the RNA expression cassette multiparticulate or RNA expression cassette/PS/HA-aptamer DW multiparticle of another method is the RNA expression cassette/PS]:HA-aptamer or [RNA expression cassette/PS]:HA -Aptamer addition molar ratio (feed mole ratio, nmol) is based on the compound particle and HA-aptamer addition molar ratio 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 RNA expression cassette, PS and HA-pressure After mixing the tamer, a sonicator or an extruder may be appropriately used to adjust the size of the particles for about 5 minutes. By freeze-drying, RNA expression cassette/PS/HA-aptamer multiparticulate-DW was obtained.

실시예 6. RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자(20)의 평가Example 6. Evaluation of RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate (20)

형태학적 분석Morphological analysis

실시예 4항에서 제조된 복합입자 크기는 Malvern Zetasizer 3000 HSA(Herrenberg, Germany)로 광자 상관 분광법(Photon correlation spectroscopy, PCS)으로 결정하였다. 입자 크기는 평균 유체 역학적 직경(mean hydrodynamic diameter, dh)으로 표현하였고, 크기 분포의 폭은 다분산 지수(polydispersity index, PDI)로 표현하였다. 측정은 구성성분을 첨가한 혼합물의 배양 1시간 후 수행하였다.The size of the composite particles prepared in Example 4 was determined by photon correlation spectroscopy (PCS) using a Malvern Zetasizer 3000 HSA (Herrenberg, Germany). The particle size was expressed as a mean hydrodynamic diameter (dh), and the width of the size distribution was expressed as a polydispersity index (PDI). Measurement was performed after 1 hour of incubation of the mixture to which the components were added.

다양한 비율로 제조한 RNA 발현 카세트/PS:HA 복합입자의 사이즈 분포를 조사한 결과는 도 11 및 <표 5>이다. 이들 결과는 상기 RNA 발현 카세트PS/HA 복합입자의 크기가 200nm 범위인 경우 RNA 발현 카세트/PS:HA의 비율은 1:0.5와 1:1임을 알 수 있었다. The results of examining the size distribution of RNA expression cassettes/PS:HA multiparticulates prepared at various ratios are shown in FIG. 11 and <Table 5>. These results show that the ratio of RNA expression cassette/PS:HA is 1:0.5 and 1:1 when the size of the RNA expression cassette PS/HA complex particle is in the range of 200 nm.

다양한 조건에서 제조한 RNA 발현 카세트/PS/HA 나노입자의 Zetasizer 분석결과Zetasizer analysis result of RNA expression cassette/PS/HA nanoparticles prepared under various conditions 첨가몰비
(feed mole ratio, nmol)
addition molar ratio
(feed mole ratio, nmol)
RNA:PSRNA:PS 1One 1One 1One 1One
HAHA 1One 1.51.5 22 2.52.5 RNA 발현 카세트PS/HARNA expression cassettePS/HA size(nm)size(nm) 184.8±7.1184.8±7.1 182.3±14.1182.3±14.1 493.2±22.6493.2±22.6 1259±1471259±147 PDIPDI 0.30±0.070.30±0.07 0.34±0.040.34±0.04 0.30±0.020.30±0.02 0.35±0.090.35±0.09 complex efficiency
(% vs RNA)
complex efficiency
(% vs RNA)
80.980.9 71.771.7 100100 100100

상기 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자 또는 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자를 RNA 발현 카세트/PS];HA 첨가몰비를 1:1.5로제조하여 원심분리한 후, 동결건조하고 5% w/w trehalose 용액으로 재수화하였으며 재수화전후의 전후의 입자 크기를 조사하였다.The RNA expression cassette/PS/HA complex particle or RNA expression cassette/PS/HA complex particle was prepared in a molar ratio of RNA expression cassette/PS];HA addition of 1:1.5, centrifuged, lyophilized, and 5% w/ It was rehydrated with w trehalose solution and the particle size before and after rehydration was investigated.

<표 6>를 살펴보면, 동결건조하여 재수화 전후에 따라 입자 크기 변화는 거의 없으며 증류수(DW)보다 PBS에서 입자가 약 3~4% 정도 증가 현상이 이었다. Looking at <Table 6>, there was little change in particle size before and after rehydration by freeze-drying, and the particle size increased by about 3 to 4% in PBS than in distilled water (DW).

RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자를 동결건조한 후 재수화하여 Zetasizer 분석결과Zetasizer analysis result by rehydration after freeze-drying RNA expression cassette/PS/HA complex particles RNA 발현 카세트/PS/HARNA expression cassette/PS/HA Size(nm)Size(nm) 202.0±30.4202.0±30.4 PDIPDI 0.15±0.220.15±0.22 Lyophilization & reconstitutionLyophilization & reconstitution DWDW PBSPBS Size(nm)Size(nm) 209.7±5.4209.7±5.4 224.5±19.7224.5±19.7 PDIPDI 0.12±0.060.12±0.06 0.17±0.10.17±0.1 CE(%)CE(%) 96.496.4 100100

상기 결과들은 선택된 RNA 발현 카세트에만 한정된 것이 아니라 다른 RNA 발현 카세트에서도 일반적으로 관찰되었다.These results were not limited to selected RNA expression cassettes, but were observed in general with other RNA expression cassettes as well.

복합입자 약물 봉입 및 방출 프로파일Multiparticulate Drug Encapsulation and Release Profiles

상기 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자의 제조는 양전하의 PS와 음전하의 RNA 발현 카세트를 혼합하여 정전기적 상호작용에 따라 형성된 RNA 발현 카세트/PS 기본 복합입자를 음전하를 띤 HA가 코팅하는 과정이다. RNA 발현 카세트, PS와 HA의 혼합을 위한 용매는 RNA 발현 카세트의 분해를 방지하기 위해 DEPC 처리된 RNase-free 용매를 사용하였다. RNA 발현 카세트를 흡착하는데 필요한 RNA 발현 카세트/PS:HA 첨가몰비(feed mole ratio, nmol)은 1:0.5, 1:1, 1:1.5 또는 1:2로 RNA 발현 카세트/PS와 HA를 혼합하여 제조한 후 원심 분리하여 조사하였다. The preparation of the RNA expression cassette / PS / HA complex particle is a process in which negatively charged HA is coated on the RNA expression cassette / PS basic composite particle formed by electrostatic interaction by mixing positively charged PS and negatively charged RNA expression cassette. . As a solvent for mixing the RNA expression cassette, PS and HA, a DEPC-treated RNase-free solvent was used to prevent degradation of the RNA expression cassette. The RNA expression cassette/PS:HA feed mole ratio (nmol) required to adsorb the RNA expression cassette is 1:0.5, 1:1, 1:1.5 or 1:2 by mixing the RNA expression cassette/PS and HA. After preparation, centrifugation was performed to investigate.

상기 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자 확인은 다양한 조건에서 제조한 반응혼합물을 2% agarose gel에서 1x TBE buffer를 이용해 80Volt 조건에서 20분 동안 전기영동을 수행한 후, RNA 발현 카세트는 0.5 μg/ml의 Etbr(ethidium bromide)을 이용해 염색하였다. To confirm the RNA expression cassette / PS / HA complex particle, the reaction mixture prepared under various conditions was electrophoresed on 2% agarose gel using 1x TBE buffer at 80 Volt conditions for 20 minutes, and then the RNA expression cassette was 0.5 μg / It was stained with ml of Etbr (ethidium bromide).

도 12를 참고하면, RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자를 제조하는 반응 혼합물을 전기영동한 결과로 RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자는 2% 아가로스 젤의 웰에 남아 있으며 미결합 RNA 발현 카세트만 젤을 이동하는 것을 알 수 있었다. RNA 발현 카세트/PS/HA 입자의 안정성과 RNA 발현 카세트의 방출은 PBS에서 37℃에서 조사되었다. 24 시간 후,[ RNA 발현 카세트]/PS]:HA 첨가몰비(feed mole ratio, nmol) 1:0.5에서 82% 미결합 RNA 발현 카세트가 발견되었다. 1:1의 질량비에서 40% RNA 발현 카세트가 용액에 남아 있었다. 1:1.5 및 1:2 첨가몰비에서는 RNA 발현 카세트는 정량적으로 입자 형태로 존재한다. RNA 발현 카세트/PS/HA 입자의 안정성과 RNA 발현 카세트의 방출은 PBS에서 37℃에서 조사되었다. 24 시간 후, [RNA 발현 카세트/PS]:HA 첨가몰비 1:1.5 및 1:2 조건에서 mRNA 방출이 거의 발생하지 않았다. [RNA 발현 카세트/PS]:HA 첨가몰비 1;0.5에서 90.0 % 및 1:1에서 63.0 % mRNA가 용액에서 발견되었다. 1:1.5 조건에서 RNA 발현 카세트의 작은 방출을 보였으며 8.0 %의 미결합 RNA 발현 카세트가 발견되었다.Referring to Figure 12, As a result of electrophoresis of the reaction mixture to prepare the RNA expression cassette/PS/HA multiparticle, the RNA expression cassette/PS/HA multiparticle remained in the wells of the 2% agarose gel, and only the unbound RNA expression cassette moved the gel. could see that The stability of the RNA expression cassette/PS/HA particles and the release of the RNA expression cassette were investigated in PBS at 37°C. After 24 hours, 82% unbound RNA expression cassettes were found at a feed mole ratio (nmol) of 1:0.5 [RNA expression cassette]/PS]:HA. At a mass ratio of 1:1, 40% RNA expression cassette remained in solution. At 1:1.5 and 1:2 addition molar ratios, the RNA expression cassette is quantitatively present in the form of particles. The stability of the RNA expression cassette/PS/HA particles and the release of the RNA expression cassette were investigated in PBS at 37°C. After 24 hours, almost no mRNA release occurred at the [RNA expression cassette/PS]:HA addition molar ratio 1:1.5 and 1:2 conditions. [RNA expression cassette/PS]:HA addition molar ratio of 1:0.5 to 90.0% and 1:1 to 63.0% mRNA was found in the solution. The 1:1.5 condition showed a small release of the RNA expression cassette, and 8.0% of the unbound RNA expression cassette was found.

이는 양전하를 띠는 HA의 영향으로 HA의 첨가량이 증가할수록 RNA 발현 카세트와 강하게 반응하여 더욱 안정한 입자 형태를 형성한 것으로 판단할 수 있다.It can be determined that, under the influence of positively charged HA, as the amount of HA added increases, it reacts strongly with the RNA expression cassette to form a more stable particle form.

상기 복합입자의 [RNA 발현 카세트/PS]:HA 첨가몰비 1:1.5 질량비에서 시간에 따른 약물 방출 프로파일을 조사하였다.The drug release profile over time was investigated at the [RNA expression cassette/PS]:HA addition molar ratio of the multiparticulate 1:1.5 mass ratio.

<표 7>를 살펴보면, RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자는 PBS 용액에서 120시간 동안에 누적된 RNA 발현 카세트가 봉합된 수준의 100%를 방출하였으며 72~ 96시간 사이에 50%의 방출을 관찰하였다.Looking at <Table 7>, the RNA expression cassette/PS/HA composite particle released 100% of the level at which the RNA expression cassette accumulated for 120 hours in PBS solution was sealed, and 50% release was observed between 72 and 96 hours. did

RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자로부터 시간대별 RNA 발현 카세트의 방출 프로파일 Release profile of RNA expression cassettes over time from RNA expression cassettes/PS/HA multiparticulates Incubation time (hours)Incubation time (hours) 00 44 88 2424 4848 7272 9696 120120 Band density(%)Band density (%) 20.020.0 27.927.9 25.525.5 36.036.0 48.048.0 42.742.7 41.241.2 50.250.2 Release of RNA
(%, normalization)
Release of RNA
(%, normalization)
00 7.97.9 5.55.5 17.017.0 33.833.8 43.643.6 65.365.3 104.9104.9

실시예 7. RNA 발현 카세트/PS/HSA 복합입자의 생물학적 평가 1Example 7. Biological evaluation of RNA expression cassette/PS/HSA multiparticulate 1

<G-CSF RNA 발현 카세트의 G-CSF 단백질 변화 조사><Investigation of G-CSF protein change in G-CSF RNA expression cassette>

293T 세포(ATCC  CRL-3216™, Thermo Fisher 사 미국)을 DMEM + 2mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) 배지에서 >70%의 배양용기를 커버될 정도까지 성장시킨다. 0ng, 46.875ng, 93.75ng, 187.5ng, 375ng, 750ng, 또는 1500ng의, [G-CSF RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자로 293T 세포에 형질주입시킨다. 293T cells (ATCC CRL-3216™, Thermo Fisher, USA) are grown in DMEM + 2 mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) medium to cover >70% of the culture vessel. 293T cells are transfected with 0 ng, 46.875 ng, 93.75 ng, 187.5 ng, 375 ng, 750 ng, or 1500 ng of [G-CSF RNA expression cassette:PS]/HA multiparticle.

배양 배지 중에 분비된 huG-CSF 농도는 각각의 RNA 발현 카세트의 각각의 농도에 대해 형질감염 후 0, 6, 12, 24, 및 48시간째에 3회 측정된다. 형질감염된 293T 세포들로부터의 사람 과립구-콜로니 자극 인자(G-CSF)의 분비는 G-CSF Human Instant ELISA™ Kit(인비트로겐, 미국)를 사용하여 정량화하였다.The secreted huG-CSF concentration in the culture medium is measured in triplicate at 0, 6, 12, 24, and 48 hours post-transfection for each concentration of each RNA expression cassette. The secretion of human granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) from transfected 293T cells was quantified using the G-CSF Human Instant ELISA™ Kit (Invitrogen, USA).

<EPO RNA 발현 카세트의 EPO 단백질 변화 조사><Investigation of EPO protein change in EPO RNA expression cassette>

본 발명의 [EPO RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 실시례 3에 기술한 내용으로 각각 293T 세포에 형질주입 후, 0, 24, 48 및 72시간에서 EPO 단백질 발현의 수준을 분석하였다. [EPO of the present invention After transfection of RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulates into 293T cells as described in Example 3, respectively, the level of EPO protein expression was analyzed at 0, 24, 48 and 72 hours.

상기 대조군 및 실헌군에 의한 형질전환체 293T 세포에 처리한 후 0, 24, 48 및 72시간에 총 단백질을 분리하여 EPO 수준은 ELISA에 의해 결정하였으며(마우스 EPO QuAntikine ELISA 키트, R&D Systems), 그 결과는 <도 13>과 같다. 5회 실험하여 평균값을 표기하였다.Total protein was isolated at 0, 24, 48 and 72 hours after treatment in the transformant 293T cells by the control group and the unconstitutional group, and the EPO level was determined by ELISA (mouse EPO QuAntikine ELISA kit, R&D Systems), and the The result is shown in <FIG. 13>. The experiment was performed 5 times and the average value was indicated.

<RSV-F RNA 발현 카세트의 RSV-F 단백질 변화 조사><Investigation of RSV-F protein change in RSV-F RNA expression cassette>

본 발명의 [RSV-F RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 각각 293T 세포에 형질주입 후, 0, 24, 48 및 72시간에서 표적 단백질 발현의 수준을 분석하였다. After transfection of the [RSV-F RNA expression cassette:PS]/HA multiparticle of the present invention into 293T cells, respectively, the level of target protein expression was analyzed at 0, 24, 48 and 72 hours.

항-RSV-F 항체(ab94968, abcam사, 미국)를 이용한 ELISA로 [RSV-F RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자로 형질전환된 세포에서 RSV-F 합성을 조사하였다. 293T 세포에 이들을 처리하고 0. 24. 48 및 72 시간이 경과한 후 RSV-F의 변형량을 측정하였다. [RSV-F RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 처리한 뒤 (최종 농도 50 nM mRNA) 동일시간이 경과한 후에 ELISA를 수행하여 RSV-F의 변형량을 측정하였다. 5회 실험하여 평균값을 표기하였다.RSV-F synthesis was investigated in cells transformed with [RSV-F RNA expression cassette:PS]/HA multiparticle by ELISA using an anti-RSV-F antibody (ab94968, abcam, USA). 293T cells were treated and the amount of RSV-F strain was measured after 0.24.48 and 72 hours had elapsed. [RSV-F RNA expression cassette: PS] / HA multiparticulates were treated (final concentration of 50 nM mRNA), and after the same time elapsed, ELISA was performed to measure the amount of modification of RSV-F. The experiment was performed 5 times and the average value was indicated.

<RAV-G RNA 발현 카세트의 RAV-G 단백질 변화 조사><Investigation of RAV-G protein change in RAV-G RNA expression cassette>

본 발명의 [RAV-G RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 각각 293T 세포과 6시간 배양하고 세척하고 신선한 배지를 첨가하여 배양하였다, 배양한 후, 0, 24, 48 및 72시간에서 표적 단백질 발현의 수준을 분석하였다. [RAV-G RNA expression cassette: PS] / HA complex particles of the present invention were incubated with 293T cells for 6 hours, washed, and incubated by adding fresh medium. After incubation, the target protein at 0, 24, 48 and 72 hours The level of expression was analyzed.

Human Anti-Respiratory syncytial virus IgG ELISA Kit (RSV) (ab108765)를 이용하여 [RAV-G RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자로 형질전환된 세포에서 RSV-F 합성을 조사하였다. 293T 세포에 이들을 처리하고 0. 24. 48 및 72 시간이 경과한 후 RSV-F의 변형량을 측정하였다. [RAV-G RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 처리한 뒤 (최종 농도 50 nM mRNA) 동일시간이 경과한 후에 ELISA를 수행하여 RSV-F의 변형량을 측정하였다. 5회 실험하여 평균값을 표기하였다.RSV-F synthesis was investigated in cells transformed with [RAV-G RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulates using the Human Anti-Respiratory syncytial virus IgG ELISA Kit (RSV) (ab108765). 293T cells were treated and the amount of RSV-F strain was measured after 0.24.48 and 72 hours had elapsed. [RAV-G RNA expression cassette: PS] / HA multiparticulates were treated (final concentration 50 nM mRNA) and after the same time elapsed, ELISA was performed to measure the amount of modification of RSV-F. The experiment was performed 5 times and the average value was indicated.

실시예 8. RNA 발현 카세트/PS/HA 복합입자(20)의 생물학적 평가 2Example 8. Biological evaluation of RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate (20) 2

HYAL 1, Hyaluronidase PH20, sPH20HYAL 1, Hyaluronidase PH20, sPH20

PC3 세포주(ATCC  CRL-1435™, Thermo Fisher 사 미국)을 F-12K Medium (Kaighn's Modification of Ham's F-12 Medium) + 2mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) 배지에서 >70%의 배양용기를 커버될 정도까지 배양하였다. 신선한 배지로 세척한 후, 0ng, 46.875ng, 93.75ng, 187.5ng, 375ng, 750ng, 또는 1500ng의, PH20 RNA 발현카세트/PS/HA 복합입자를 포함하는 배지를 첨가하여, 6시간동안 배양하고 신선한 배지로 세척하고, 신선한 배지에서 다시 배양하였다. 배양 배지 중에 분비된 PH20 농도는 각각의 RNA 발현 카세트의 각각의 농도에 대해 형질감염 후 0, 6, 12, 24, 및 48시간째에 3회 측정된다. 형질주입된 PC3 세포주 세포들로부터의 PH20의 분비는 PH20 ELISA™ Kit(인비트로겐, 미국)를 사용하여 정량화한다(도 14).PC3 cell line (ATCC  CRL-1435™, Thermo Fisher, USA) in F-12K Medium (Kaighn's Modification of Ham's F-12 Medium) + 2mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) in >70% culture medium Incubated until covered. After washing with fresh medium, 0 ng, 46.875 ng, 93.75 ng, 187.5 ng, 375 ng, 750 ng, or 1500 ng of medium containing PH20 RNA expression cassette/PS/HA complex particles was added, incubated for 6 hours and fresh It was washed with medium and re-cultured in fresh medium. The secreted PH20 concentration in the culture medium is measured in triplicate at 0, 6, 12, 24, and 48 hours post-transfection for each concentration of each RNA expression cassette. The secretion of PH20 from the transfected PC3 cell line cells was quantified using the PH20 ELISA™ Kit (Invitrogen, USA) ( FIG. 14 ).

시험관 내에서 HA 생성 세포주의 주위에 형성되는 매트릭스를 시각화하기 위해 입자 배제 분석을 실시하였다(도 15). Particle exclusion analysis was performed to visualize the matrix forming around HA producing cell lines in vitro ( FIG. 15 ).

HA-풍부 인간 전립선 종양 세포주(PC3) 및 HA-결핍 인간 폐 세포주(NCI H460)를 F-12K Medium + 2mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) 배지에서 >70%의 배양용기를 커버될 정도까지 배양하였다. 상기 배양 배지를 신선한 배지로 세척한 후, 0ng, 46.875ng, 93.75ng, 187.5ng, 375ng, 750ng, 또는 1500ng의, PH20 RNA 발현카세트/PS/HA 복합입자를 포함하는 배지를 첨가하여 37℃에서 6시간동안 배양하고 세척하였다. 이어서, 0.5mg/mL의 소 아그레칸 aggrecan (Sigma-Aldrich) (t = 0)과 첨가하여 함께 1, 2, 8, 16, 24 및 48 시간 동안 배양하였다. 그 후, 배지를 제거하고 PBS (pH 7.4)에서 2 % 글루타르알데히드 고정 109/mL 마우스 RBC가 있는 현탁액으로 교체하였다. 세포는 카메라 스캐너 및 이미징 프로그램 (Diagnostic Instruments, Inc.)과 결합 된 위상차 현미경으로 이미지화되었다. HA-rich human prostate tumor cell line (PC3) and HA-deficient human lung cell line (NCI H460) in F-12K Medium + 2 mM Glutamine + 10% Fetal Bovine Serum (FBS) medium to cover >70% of the culture vessel incubated until After washing the culture medium with fresh medium, 0 ng, 46.875 ng, 93.75 ng, 187.5 ng, 375 ng, 750 ng, or 1500 ng of a medium containing PH20 RNA expression cassette/PS/HA complex particles was added and at 37° C. Incubated for 6 hours and washed. Then, 0.5 mg/mL of bovine aggrecan (Sigma-Aldrich) (t = 0) was added and incubated together for 1, 2, 8, 16, 24 and 48 hours. Thereafter, the medium was removed and replaced with a suspension with 2% glutaraldehyde fixed 10 9 /mL mouse RBCs in PBS (pH 7.4). Cells were imaged with a phase-contrast microscope coupled with a camera scanner and imaging program (Diagnostic Instruments, Inc.).

또한, PH20 RNA 발현카세트/PS/HA 복합입자에 대한 세포의 일시적 노출, 이어서 세포를 효소의 부재 하에 세포 배지와 인큐베이션한 "추적" 기간 후 PC3 배양물 내의 HA 제거의 지속시간을 결정하기 위해 이 검정을 이용하여 시간경로 연구를 수행하였다. 상기와 같이, 평균 세포 면적 (픽셀 또는 ㎟)으로 나눈 평균 HALO 면적 (픽셀 또는 ㎟)을 측정함으로써 "세포 면적 당 HALO" 값을 결정하였다. 처리전 (영(0) 시) 세포 면적 당 HALO를 계산하고, 그 값을 100%로 설정하였다. 6개의 처리된 시점 각각에 대해, 세포를 PH20 RNA 발현카세트/PS/HA 복합입자의 존재하에 1시간 동안 인큐베이션한 다음, 이어서 효소를 제거하기 위한 세척 기간 및 세포를 효소 없이 인큐베이션한 추적 기간이 따라왔다In addition, to determine the duration of HA clearance in PC3 cultures after transient exposure of cells to the PH20 RNA expression cassette/PS/HA multiparticulate, followed by a “tracking” period in which the cells were incubated with cell medium in the absence of the enzyme, this A time course study was performed using the assay. As above, the “HALO per cell area” value was determined by measuring the average HALO area (pixels or mm 2 ) divided by the average cell area (pixels or mm 2 ). HALO per cell area before treatment (zero time) was calculated, and the value was set to 100%. For each of the six treated time points, cells were incubated for 1 h in the presence of PH20 RNA expression cassette/PS/HA multiparticulates, followed by a wash period to remove the enzyme and a follow-up period in which the cells were incubated without enzyme. come

(각각 총 2, 4, 8, 16, 24 및 48시간 동안). 각 시점에 대해, 세포 면적 당 HALO를 계산하였고, 0시 값 100%와 비교하여 상대적 HALO 분율을 결정하였다. 결과는 하기 표 15에 기재되어 있다. 나열된 숫자는 n = 45 측정치의 평균 + 또는 - 평균의 표준 오차 (SEM)를 나타낸다.(for a total of 2, 4, 8, 16, 24 and 48 hours, respectively). For each time point, HALO per cell area was calculated and the relative HALO fraction was determined compared to the time zero value of 100%. The results are shown in Table 15 below. Numbers listed represent the mean + or - standard error of the mean (SEM) of n = 45 measurements.

MMP: MMP1, MMP 8, MMP 13MMP: MMP1, MMP 8, MMP 13

Gibco로부터 Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM), 소태아 혈청(fetal bovine serum, FBS로 약함)을 구매하고, 비필수 아미노산, 중탄산나트륨, 피르빈산나트륨, 및 인산완충용액(phosphate buffered saline, PBS로 약함)을 구매하였다.Purchase Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM), fetal bovine serum (abbreviated as FBS) from Gibco, and non-essential amino acids, sodium bicarbonate, sodium pyrbate, and phosphate buffered saline (abbreviated as PBS) purchased

인간 피부 섬유모세포(Human skin fibroblast) CCD-986Sk (ATCC  CRL-1947™)는 37℃, 5% 이산화탄소의 조건하에서 10% FBS, 0.1 mM 비필수 아미노산, 1.5 g/L 중탄산나트륨, 1mM 피르빈산나트륨을 첨가한 IMDM 배지(이하 세포 배지로 약함)에서 배양시켰다.Human skin fibroblast CCD-986Sk (ATCC  CRL-1947™) was prepared from 10% FBS, 0.1 mM non-essential amino acids, 1.5 g/L sodium bicarbonate, 1 mM sodium pyrbate under the conditions of 37°C and 5% carbon dioxide. was cultured in IMDM medium (hereinafter abbreviated as cell medium).

인간 피부 섬유모세포를 IMDM 배지 배지에서 >70%의 배양용기를 커버될 정도까지 성장시킨다. 0ng, 46.875ng, 93.75ng, 187.5ng, 375ng, 750ng, 또는 1500ng의, [MMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 인간 피부 섬유모세포에 형질주입시킨다. Grow human dermal fibroblasts in IMDM medium to cover >70% of the culture vessel. Human skin fibroblasts are transfected with 0 ng, 46.875 ng, 93.75 ng, 187.5 ng, 375 ng, 750 ng, or 1500 ng of [MMP RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulate.

배양 배지 중에 분비된 MMP 농도는 각각의 RNA 발현 카세트의 각각의 농도에 대해 형질감염 후 0, 6, 12, 24, 및 48시간째에 3회 측정된다. 형질감염된 293T 세포들로부터의 MMP의 분비는 MMP Human Instant ELISA™ Kit(인비트로겐, 미국)를 사용하여 정량화한다(도 16).Secreted MMP concentrations in the culture medium are measured in triplicate at 0, 6, 12, 24, and 48 hours post-transfection for each concentration of each RNA expression cassette. The secretion of MMP from transfected 293T cells was quantified using the MMP Human Instant ELISA™ Kit (Invitrogen, USA) ( FIG. 16 ).

40mm 세포 배양 접시에 2㎖의 세포 배양액을 넣고, 인간섬유아세포를 약 1.2x105 의 농도로 접종한 후, 37℃, 5% CO2 환경에서 24시간 동안 배양하였다. 그 후, 실시예 1에서 제조된 MMP1 RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자(각각 1, 10, 및 100㎍/㎖)을 포함한 배지로 교체하여 3일간 배양하였다.2ml of cell culture solution was put in a 40mm cell culture dish, and human fibroblasts were inoculated at a concentration of about 1.2x10 5 and then cultured at 37° C., 5% CO 2 environment for 24 hours. Thereafter, the medium containing the MMP1 RNA expression cassette: PS]/HA complex particles (1, 10, and 100 μg/ml, respectively) prepared in Example 1 was replaced and cultured for 3 days.

이후 배양액을 수확하여 4℃, 7500rpm 환경에서 5분간 원심분리하여 ELISA 방법을 이용하여 타입 1 프로콜라겐(Procollagen Type I C Peptide EIA Kit, Takara, Shiga, Japan)의 단백질 발현량 변화를 확인하였다(도 5 및 도 6 참조).Then, the culture medium was harvested and centrifuged for 5 minutes at 4 ° C., 7500 rpm environment. Using the ELISA method, the protein expression level of type 1 procollagen (Procollagen Type I C Peptide EIA Kit, Takara, Shiga, Japan) was confirmed (FIG. 5). and Figure 6).

먼저, 인간섬유아세포 실험에서, MMP1 RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자 처리군은 타입 1 프로콜라겐 단백질의 생성을 농도 의존적으로 억제시키고 있음을 알 수 있었다. 이러한 효과는 MMP1 RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 비처리한 군과 비교할 때, 월등한 것으로 나타났는데, 비처리 군 대비, 처리된 군에서는 각각 10, 및 100㎍/㎖ 용량에서 109%, 및 138%, 타입 1 프로콜라겐 단백질의 억제 증가를 나타났다.First, in the human fibroblast experiment, it was found that the MMP1 RNA expression cassette:PS]/HA multi-particle treatment group inhibited the production of type 1 procollagen protein in a concentration-dependent manner. This effect was found to be superior when compared to the untreated group with the MMP1 RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulate, and compared to the untreated group, the treated group was 109% at doses of 10 and 100 μg/ml, respectively. , and 138%, increased inhibition of type 1 procollagen protein.

상기와 같은 결과를 통해, 본 발명의 MMP1 RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자가 형질주입된 세포는 콜라겐 분해 효소인 MMP-1의 발현이 증가하여 타입1 프로콜라겐의 생성을 억제시켰다,Through the above results, the cells transfected with the MMP1 RNA expression cassette:PS]/HA complex particle of the present invention increased the expression of MMP-1, a collagen degrading enzyme, and suppressed the production of type 1 procollagen.

TIMP: TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 및 TIMP 4TIMP: TIMP 1, TIMP 2, TIMP 3 and TIMP 4

TIMP는 MMP뿐만 아니라 밀접하게 관련된 ADAM 및 ADAMTS가 있는 ADAM을 억제하는 것으로 ECM 단백질 분해를 제어한다. MMP 의존성 ECM 단백질 분해의 억제에 대한 TIMP의 역할은 증가된 TIMP 수준이 ECM 축적 (또는 섬유증)을 초래하는 반면, TIMP의 손실은 향상된 매트릭스 단백질 분해로 이어진다는 것을 시사한다. TIMP controls ECM proteolysis by inhibiting MMP as well as ADAM with the closely related ADAM and ADAMTS. The role of TIMPs in the inhibition of MMP-dependent ECM proteolysis suggests that increased TIMP levels lead to ECM accumulation (or fibrosis), whereas loss of TIMPs leads to enhanced matrix proteolysis.

인간 피부 섬유모세포(Human skin fibroblast) CCD-986Sk (ATCC  CRL-1947™)는 37℃, 5% 이산화탄소의 조건하에서 10% FBS, 0.1 mM 비필수 아미노산, 1.5 g/L 중탄산나트륨, 1mM 피르빈산나트륨을 첨가한 IMDM 배지(이하 세포 배지로 약함)에서 배양시켰다.Human skin fibroblast CCD-986Sk (ATCC  CRL-1947™) was prepared from 10% FBS, 0.1 mM non-essential amino acids, 1.5 g/L sodium bicarbonate, 1 mM sodium pyrbate under the conditions of 37°C and 5% carbon dioxide. was cultured in IMDM medium (hereinafter abbreviated as cell medium).

40mm 세포 배양 접시에 2㎖의 IMDM 배양액을 넣고, 인간섬유아세포를 약 1.2x105 의 농도로 접종한 후, 37℃, 5% CO2 환경에서 24시간 동안 배양하였다. 그 후, 실시예 1에서 제조된 TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 포함한 배지로 교체하여 6시간 배양한 후 신선한 배지로 교체하여 3일간 배양하였다.2㎖ of IMDM culture solution was put in a 40mm cell culture dish, and human fibroblasts were inoculated at a concentration of about 1.2x10 5 and then cultured at 37°C, 5% CO2 environment for 24 hours. Thereafter, the medium containing the TIMP RNA expression cassette: PS]/HA complex particles prepared in Example 1 was replaced and cultured for 6 hours, and then replaced with a fresh medium and cultured for 3 days.

이후 배양액을 수확하여 4℃, 7500rpm 환경에서 5분간 원심분리하여 ELISA 방법을 이용하여 배양 배지 중에 분비된 TIMP 농도는 각각의 RNA 발현 카세트의 각각의 농도에 대해 형질감염 후 0, 6, 12, 24, 및 48시간째에 3회 측정된다. 형질주입된 인간섬유아세포들로부터의 TIMP의 분비는 TIMP Human Instant ELISA™ Kit(인비트로겐, 미국)를 사용하여 정량화한다.Thereafter, the culture medium was harvested and centrifuged at 4° C., 7500 rpm for 5 minutes, and the TIMP concentration secreted in the culture medium using the ELISA method was 0, 6, 12, 24 after transfection for each concentration of each RNA expression cassette. , and three measurements at 48 hours. The secretion of TIMP from transfected human fibroblasts is quantified using the TIMP Human Instant ELISA™ Kit (Invitrogen, USA).

40mm 세포 배양 접시에 2㎖의 DMEM 배양액을 넣고, 인간섬유아세포를 약 1.2x105 의 농도로 접종한 후, 37℃, 5% CO2 환경에서 24시간 동안 배양하였다. 그 후, 실시예 1에서 제조된 TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자(각각 1, 10, 및 100㎍/㎖)을 포함한 배지로 교체하여 3일간 배양하였다.2ml of DMEM culture solution was put in a 40mm cell culture dish, and human fibroblasts were inoculated at a concentration of about 1.2x10 5 , and then cultured at 37°C, 5% CO2 environment for 24 hours. Thereafter, the medium containing the TIMP RNA expression cassette: PS]/HA complex particles (1, 10, and 100 μg/ml, respectively) prepared in Example 1 was replaced and cultured for 3 days.

이후 배양액을 수확하여 4℃, 7500rpm 환경에서 5분간 원심분리하여 ELISA 방법을 이용하여 타입 1 프로콜라겐(Procollagen Type I C Peptide EIA Kit, Takara, Shiga, Japan)의 단백질 발현량 변화를 확인하였다(도 17).Thereafter, the culture medium was harvested and centrifuged for 5 minutes at 4 ° C., 7500 rpm environment. Using the ELISA method, the protein expression level of type 1 procollagen (Procollagen Type I C Peptide EIA Kit, Takara, Shiga, Japan) was confirmed (FIG. 17). ).

먼저, 인간섬유아세포 실험에서, TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자 처리군은 타입 1 프로콜라겐 단백질의 생성을 농도 의존적으로 증가시키고 있음을 알 수 있었다. 이러한 효과는 TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자를 비처리한 군과 비교할 때, 월등한 것으로 나타났는데, 비처리 군 대비, 처리된 군에서는 각각 10, 및 100㎍/㎖ 용량에서 109%, 및 138%, 개선된 타입 1 프로콜라겐 단백질의 생성 증가를 나타내어, TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자 처리시 타입 1 프로콜라겐 단백질의 생성 증가 효과가 더욱 큰 것으로 나타났다(도 5).First, in the human fibroblast experiment, it was found that the TIMP RNA expression cassette:PS]/HA multi-particle treatment group increased the production of type 1 procollagen protein in a concentration-dependent manner. This effect was found to be superior when compared to the untreated group with the TIMP RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulate, which was 109% at the 10 and 100 μg/ml doses in the treated group compared to the untreated group, respectively. , and 138%, an improved increase in the production of type 1 procollagen protein, indicating that the TIMP RNA expression cassette:PS]/HA multiparticle treatment had a greater effect on increasing the production of type 1 procollagen protein ( FIG. 5 ).

상기와 같은 결과를 통해, 본 발명의 TIMP RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자은 MMP 신호전달체계에 작용하여 타입 1 프로콜라겐의 생성을 촉진시키고, 콜라겐 분해 효소인 MMP-1의 발현을 억제하는 작용을 통해, 주름 생성을 효과적으로 예방하고, 생성된 주름을 개선하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.Through the above results, the TIMP RNA expression cassette: PS]/HA complex particle of the present invention acts on the MMP signaling system to promote the production of type 1 procollagen and inhibit the expression of MMP-1, a collagen degrading enzyme. Through the action, it was confirmed that there was an effect of effectively preventing the generation of wrinkles and improving the generated wrinkles.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다.As described above in detail a specific part of the present invention, for those of ordinary skill in the art, this specific description is only a preferred embodiment, and it is clear that the scope of the present invention is not limited thereto.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

실시예 9. RNA 발현 카세트/PS/HA-압타머 복합입자의 생물학적 평가 3Example 9. Biological evaluation of RNA expression cassette/PS/HA-aptamer multiparticulate 3

RNA 발현 카세트:PS]/HA-압타머 복합입자의 암세포 표적화 분석RNA expression cassette:PS]/HA-aptamer multiparticulate cancer cell targeting analysis

상기 [RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자와 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자를 EGFR의 발현정도에 따른 세포 증식에 미치는 영향 평가를 하기 위해, 실시례 5에서 제조된 RNA 발현 카세트 PS/HA-Apt_EGFR 복합입자의 효과를 평가하였다.In order to evaluate the effect of the [RNA expression cassette: PS] / HA complex particle and the [RNA expression cassette: PS] / HA-Apt_EGFR complex particle on cell proliferation according to the expression level of EGFR, the RNA prepared in Example 5 The effect of the expression cassette PS/HA-Apt_EGFR multiparticulate was evaluated.

본 실시예에 사용한 세포주는 EGFR+ 세포주로 <폐암세포주 A549, 대장암 세포주 SW48 및 피부암 세포주 A431>; 그리고 EGFR- 세포주로 <유방암 세포주 MDA-MB-453, 대장암 세포주 HT-29 및 신경모세포종 세포주 SK-N-MC>이다.The cell line used in this Example is an EGFR+ cell line, <lung cancer cell line A549, colon cancer cell line SW48, and skin cancer cell line A431>; And <breast cancer cell line MDA-MB-453, colorectal cancer cell line HT-29 and neuroblastoma cell line SK-N-MC> as EGFR- cell lines.

상기 [RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자와 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자를 상기 세포 배양용액에 첨가하고 4시간 동안 배양하고 세척한 후, 72시간 동안 배양하여 MTT 분석을 사용하였다.The [RNA expression cassette: PS] / HA complex particles and [RNA expression cassette: PS] / HA-Apt_EGFR complex particles were added to the cell culture solution, incubated for 4 hours, washed, and cultured for 72 hours for MTT analysis was used.

도 18을 살펴보면, 상기 EGFR 리간드가 없는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자는 EGFR+ 폐암세포주 A549 세포, 폐암세포주 A549, 대장암 세포주 SW48 및 피부암 세포주 A431에서는 IC50 값은 약 3.5 nM이고, EGFR- 유방암 세포주, MDA-MB-453 세포, 대장암 세포주 HT-29 및 신경모세포종 세포주 SK-N-MC에서는 IC50 값은 약 3.5 nM이었다. Referring to Figure 18, the [RNA expression cassette: PS] / HA complex particles without the EGFR ligand have an IC 50 value of about 3.5 nM in EGFR+ lung cancer cell line A549 cells, lung cancer cell line A549, colorectal cancer cell line SW48 and skin cancer cell line A431, In the EGFR- breast cancer cell line, MDA-MB-453 cells, the colorectal cancer cell line HT-29 and the neuroblastoma cell line SK-N-MC, the IC 50 value was about 3.5 nM.

상기 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자는 EGFR+ 폐암세포주 A549 세포, 폐암세포주 A549, 대장암 세포주 SW48 및 피부암 세포주 A431에서는 IC50 값은 약 3.5 nM이고, EGFR- 유방암 세포주, MDA-MB-453 세포, 대장암 세포주 HT-29 및 신경모세포종 세포주 SK-N-MC에서는 IC50 값은 측정할 수 없었다. The [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticle having the EGFR ligand had an IC 50 value of about 3.5 nM in EGFR+ lung cancer cell line A549 cells, lung cancer cell line A549, colorectal cancer cell line SW48 and skin cancer cell line A431, and EGFR- breast cancer IC 50 values could not be measured in the cell line, MDA-MB-453 cells, colorectal cancer cell line HT-29, and neuroblastoma cell line SK-N-MC.

이러한 세포독성 결과는 상기 암세포에 EGFR 표적분자의 유무에 따라 선택적으로 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자 전달하여 세포사멸을 유도한다는 것을 나타낸다. 평균 ± 표준편차(n = 5).These cytotoxicity results indicate that apoptosis is induced by selectively delivering [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR complex particles having an EGFR ligand to the cancer cells depending on the presence or absence of an EGFR target molecule. Mean ± standard deviation (n = 5).

엔도솜 탈출endosomal escape

상기 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자의 엔도솜 탈출분석은 LysoTracker Red DNA-99(ThermoFisher Scientific, 미국)을 레이저현미경(Confocal laser scanning microscope, CL)으로 촬영한 이미지를 분석하여 수행하였다. The endosomal escape analysis of [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR complex particles with the EGFR ligand was an image taken with LysoTracker Red DNA-99 (ThermoFisher Scientific, USA) with a Confocal laser scanning microscope (CL). was analyzed and performed.

LysoTracker¢

Figure pat00001
probes는 세포막을 자유롭게 투과하여 살아있는 세포를 표지할 수 있고 중성 pH에서만 부분적으로 protonate되는 약한 염기와 연결된 fluorophore으로 구성되었다. LysoTracker¢
Figure pat00002
prob는 acidic organelle에 대한 선택성이 높아 살아있는 세포에서 acidic organelles를 표지하고 추적하는 적색 형광 염료로 많이 사용된다.LysoTracker¢
Figure pat00001
The probes consisted of a fluorophore linked to a weak base that can freely penetrate cell membranes and label living cells and only partially protonate at neutral pH. LysoTracker¢
Figure pat00002
Prob has high selectivity for acidic organelles, so it is widely used as a red fluorescent dye for labeling and tracking acidic organelles in living cells.

폐암세포주 A549 세포를 96-well plate에서 1 x 104 cell/well의 농도로 접종한 후 24시간 동안 배양하였다. 상기 배양한 A549 세포에 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자를 투여한 후 0.5시간, 2시간, 또는 4시간 동안 배양하였다. 상기 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자복합입자가 투여하여 배양한 A549 세포에 25 nM의 Lysotracker를 20분 동안 처리하고 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 세포를 고정시킨 후 CL 이미지를 분석하였다.Lung cancer cell line A549 cells were inoculated in a 96-well plate at a concentration of 1 x 10 4 cell/well and then cultured for 24 hours. After administration of the [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticulate with EGFR ligand to the cultured A549 cells, the cells were cultured for 0.5 hours, 2 hours, or 4 hours. The EGFR ligand-containing [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR composite particles were administered to A549 cells cultured with 25 nM Lysotracker for 20 minutes, and the cells were fixed with 4% paraformaldehyde. After that, the CL image was analyzed.

엔도솜 탈출(endosomal escape)은 효율적인 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자의 세포전달에 있어 매우 중요한 문제이다. 세포 내로 진입한 mRNA는 nuclease에 의해 분해되는데 이를 예방하고 mRNA에 포함된 활성제의 효능을 위해서는 반드시 엔도솜을 탈출하여 세포질에 발산되는 mRNA의 양이 충분해야 한다.Endosome escape (endosomal escape) is a very important problem in the cell delivery of [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticulate with efficient EGFR ligand. In order to prevent the mRNA entering the cell from being degraded by nuclease and for the efficacy of the activator contained in the mRNA, the amount of mRNA that escapes the endosome and is released into the cytoplasm must be sufficient.

도 19는 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자에 의해 폐암세포주 A549 세포내로 전달된 mRNA가 엔도솜으로부터 탈출하여 세포질에 존재하는 것을 확인한 결과를 보여준다. 본 발명의 PS는 핵단백질 특성을 가지고 있어 mRNA의 엔도솜 탈출을 향상시키는 장점이 있다. LysoTracker Red DNA-99(red)(ThermoFisher Scientific, 미국)에 대한 CL 이미지 분석을 통해 mRNA-FITC/PS/HA 복합입자의 mRNA-FITC에 대한 시간에 따른 엔도솜 탈출정도를 확인하였다. 19 shows the results of confirming that mRNA delivered into lung cancer cell line A549 cells by [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticle with EGFR ligand escapes from endosomes and exists in the cytoplasm. The PS of the present invention has the advantage of improving endosomal escape of mRNA because it has a nucleoprotein characteristic. Through CL image analysis of LysoTracker Red DNA-99(red) (ThermoFisher Scientific, USA), the degree of endosomal escape with respect to mRNA-FITC of mRNA-FITC/PS/HA complex particles was confirmed with time.

EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자를 폐암세포주 A549 세포에 처리하고 0.5시간, 2시간, 4시간 후 A549 세포에 대해 FITC(green), LysoTracker(red)에 대한 CL 이미지를 분석하여 mRNA의 세포 흡수 과정을 확인하였다. 처리 후 0.5시간 동안 배양한 경우 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자가 엔도솜(endosome)을 형성하여 세포질 내로 흡수된 것을 확인하였으며, 처리 후 2시간 동안 배양한 경우 흡수된 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자에 봉입된 대부분의 mRNA가 성공적으로 엔도솜을 탈출하여 세포질 내로 방출된 것이 확인되었다. 처리 후 4시간 동안 배양한 경우 대부분의 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자가 작은 분자로 쪼개진 것을 확인하였다.[RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticulate with EGFR ligand was treated with lung cancer cell line A549 cells, and FITC (green) for A549 cells, and CL for LysoTracker (red) after 0.5, 2, and 4 hours The images were analyzed to confirm the cellular uptake of mRNA. When cultured for 0.5 hours after treatment, it was confirmed that the [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR complex particles with EGFR ligand formed endosomes and absorbed into the cytoplasm, and cultured for 2 hours after treatment It was confirmed that most mRNAs encapsulated in [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticle with absorbed EGFR ligand successfully escaped endosomes and released into the cytoplasm. When cultured for 4 hours after treatment, it was confirmed that most of the [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR multiparticulates with EGFR ligands were cleaved into small molecules.

따라서 본 발명의 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자는 세포 내로 흡수된 후 성공적으로 엔도솜을 탈출하여 세포질내로 방출되는 것이 확인되었다. Therefore, it was confirmed that the [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR composite particle having the EGFR ligand of the present invention was absorbed into the cell and then successfully escaped the endosome and released into the cytoplasm.

정리하면 상기 결과는 본 발명의 EGFR 리간드가 있는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-Apt_EGFR 복합입자가 폐암세포주 A549 세포와 접촉하여 엔도솜을 형성하므로 성공적으로 세포내 흡수가 이루어졌으며 대부분의 mRNA가 리소좀에서 분해되지 않고 PS의 핵단백질 기능에 의하여 세포질 내로 성공적인 엔도솜 탈출이 일어난 것을 시사하며, 세포질 내로 방출된 mRNA는 약학적 유효성분으로 치료에 효과적일 것으로 판단된다.In summary, the above results indicate that the [RNA expression cassette: PS]/HA-Apt_EGFR complex particle with the EGFR ligand of the present invention contacts lung cancer cell line A549 cells to form endosomes, so it was successfully absorbed into cells, and most mRNAs were It is not degraded in the lysosome, suggesting that successful endosomal escape has occurred into the cytoplasm by the nuclear protein function of PS, and the mRNA released into the cytoplasm is judged to be effective in treatment as a pharmaceutical active ingredient.

실시예 10. [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자(20)의 세포흡수 실험Example 10. Cell uptake experiment of [RNA expression cassette: PS] / HA-TCA complex particle (20)

상기 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA(taurocholate) 복합입자의 담즙산 수용체에 의한 세포흡수 정도를 평가하기 위하여 MDCK 및 MDCK-ASBT 세포(BioIVT 사, 미국)를 이용하여 실험을 수행하였다. MDCK, MDCK-ASBT 세포는 10% FBS가 포함된 Dulbecco's modified Eagle's medium에서 배양하였다.In order to evaluate the degree of cellular uptake by the bile acid receptor of the [RNA expression cassette: PS]/HA-TCA (taurocholate) complex particle, an experiment was performed using MDCK and MDCK-ASBT cells (BioIVT, USA). MDCK and MDCK-ASBT cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10% FBS.

상기 제조한 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자의 세포흡수 여부는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 입자는 Rhodamine Conjugation Kit (abcam사, 미국)에서 제공하는 방법으로 제조된 Rhodamine B가 결합된 Protamine (Rhod-PS)을 이용하여 제조하고 CL으로 촬영한 이미지 분석과 형광측정을 통하여 조사하였다. Whether or not the prepared [RNA expression cassette: PS] / HA-TCA complex particles are cellularly absorbed, [RNA expression cassette: PS] / HA-TCA particles are prepared by the method provided by the Rhodamine Conjugation Kit (abcam, USA). It was prepared using Rhodamine B-conjugated Protamine (Rhod-PS) and investigated through CL image analysis and fluorescence measurement.

도 20을 살펴보면, Rhodamine B가 결합한 프로타민을 갖고 있는 복합입자는 시간이 경과함에 따라 세포로 유입되어 MDCK-ASBT세포에서 프로타민에 결합된 Rhodamine B에 의한 신호가 증가함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 20, it can be seen that the complex particles having protamine bound to Rhodamine B are introduced into the cells over time, and the signal by Rhodamine B bound to protamine increases in MDCK-ASBT cells.

상기 TCA는 담즙산의 일종으로 담즙산 수용체에 의한 장간순환이 가능한 물질로 약물의 체순환(systemic circulation)을 증가시키며, 소장 말단 부분에서의 ASBT(Apical Sodium Dependent Bile Acid Transporter)에 의해 경구흡수를 증진시키는 장점이 있다. MDCK-ASBT세포는 ASBT가 수용체가 과발현된 세포로 MDCK 세포를 대조군으로 사용하였다. The TCA is a kind of bile acid, which is a substance capable of enterohepatic circulation by bile acid receptors, and increases the systemic circulation of the drug. There is this. MDCK-ASBT cells were ASBT receptor overexpressed cells, and MDCK cells were used as a control.

[RNA 발현 카세트:PS] 기본 복합입자, [RNA 발현 카세트:PS]/HA 복합입자 및 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자의 담즙산 수용체에 의한 세포흡수를 MDCK와 MDCK-ASBT 세포에서 조사하였다. Rhodamine Conjugation Kit (abcam사, 미국)에서 제공하는 방법으로 제조된 Rhodamine B가 결합된 Protamine (Rhod-PS)을 이용하여 제조하고 CL으로 촬영한 이미지 분석과 형광측정을 통하여 조사하였다. Cellular uptake by bile acid receptors of [RNA expression cassette:PS] basic multiparticle, [RNA expression cassette:PS]/HA multiparticulate and [RNA expression cassette:PS]/HA-TCA multiparticulate in MDCK and MDCK-ASBT cells investigated in It was prepared using Rhodamine B-conjugated Protamine (Rhod-PS) prepared by the method provided by the Rhodamine Conjugation Kit (abcam, USA) and investigated through CL image analysis and fluorescence measurement.

도 21을 살펴보면, 실험결과 ASBT가 발현되지 않은 MDCK 세포에서는 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자의 존재 정도가 큰 차이가 없었으나, MDCK-ASBT 세포에서는 상기 제조한 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자가 다른 샘플 군보다 확연이 높은 것을 확인하였으며 시간이 경과할 수록 더욱더 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 상기 RNA 발현 카세트PS/HA-TCA 입자가 MDCK-ASBT 세포의 ASBT 수용체에 의해 흡수되었는지를 확인하기 위하여 TCA를 고농도로 전처리한 후 상기[RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 입자의 흡수를 확인한 결과([RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA), [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA의 MDCK-ASBT 세포 흡수가 확연히 줄어든 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 21, as a result of the experiment, there was no significant difference in the presence of [RNA expression cassette: PS]/HA-TCA complex particles in MDCK cells in which ASBT was not expressed, but in MDCK-ASBT cells, the prepared [RNA expression cassette :PS]/HA-TCA composite particles were confirmed to be more pronounced than other sample groups, and it was confirmed that they increased as time passed. In addition, in order to confirm whether the RNA expression cassette PS / HA-TCA particles were absorbed by the ASBT receptor of MDCK-ASBT cells, the [RNA expression cassette: PS] / HA-TCA particles were absorbed after pretreatment with TCA at a high concentration As a result of confirming ([RNA expression cassette: PS]/HA-TCA), it was confirmed that the MDCK-ASBT cell uptake of [RNA expression cassette: PS]/HA-TCA was significantly reduced.

따라서 본 발명의 [RNA 발현 카세트:PS]/HA-TCA 복합입자는 세포독성이 매우 낮으며 소장 말단을 통해 장간 순환으로 진입할 수 있음을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that the [RNA expression cassette:PS]/HA-TCA multiparticulate of the present invention has very low cytotoxicity and can enter the enterohepatic circulation through the end of the small intestine.

상기 결과들은 선택된 mRNA에만 한정된 것이 아니라 다른 mRNA에서도 일반적으로 관찰되었다.These results were not limited to selected mRNAs, but were generally observed for other mRNAs as well.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 기본 복합입자 20: 복합입자
21: 양이온성 폴리머층 22: 음이온성 폴리머층
10: basic composite particles 20: composite particles
21: cationic polymer layer 22: anionic polymer layer

Claims (36)

유효성분으로써 세포 번역이 가능한 구조를 갖고 화학적 변형된 뉴클레오타이드를 포함하는 RNA 발현 카세트;
양이온 폴리펩타이드와 양이온 다당류를 포함하는 양이온성 폴리머에서 선택되어진 어느 하나 이상; 및
음이온성 폴리머에서 선택되어진 어느 하나 이상;을 포함하며
여기서, 상기 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머는 정전기적 상호작용에 의해 복합입자를 형성하고, 상기 RNA 발현 카세트는 형성된 복합입자 구조에 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
an RNA expression cassette having a structure capable of translating cells as an active ingredient and comprising chemically modified nucleotides;
any one or more selected from cationic polymers including cationic polypeptides and cationic polysaccharides; and
Any one or more selected from anionic polymers; and
wherein the RNA expression cassette, the cationic polymer and the anionic polymer form a multiparticulate by electrostatic interaction, and the RNA expression cassette is encapsulated in the formed multiparticulate structure, and uses thereof.
제1항에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트의 RNA는
치료용 단백질, 펩타이드, 융합 단백질, 톡신(toxin), 항원 및 항체를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나를 코딩하는 ORF를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 1, wherein the RNA of the RNA expression cassette is
Multiparticulates comprising an ORF encoding any one selected from the group consisting of therapeutic proteins, peptides, fusion proteins, toxins, antigens and antibodies, and uses thereof.
제2항에 있어서, 상기 치료용 단백질은
세포외 기질 분해효소 및 상기 분해효소 저해물질로 이루어진 MSECM 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
여기서, MSECM은 ECM의 구조를 변형할 수 있는 폴리펩타이드를 지칭한다.
The method of claim 2, wherein the therapeutic protein is
Composite particles, characterized in that at least one selected from the group consisting of extracellular matrix degrading enzymes and degrading enzyme inhibitors, and uses thereof.
Here, MSECM refers to a polypeptide capable of modifying the structure of the ECM.
제3항에 있어서, 상기 세포외 기질 분해효소는
히알루로니다아제(Hyaluronidase, HAase); 및
Matrix metalloproteinases(MMP)를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 3, wherein the extracellular matrix degrading enzyme is
hyaluronidase (HAase); and
Multiparticulates characterized by any one or more selected from the group comprising matrix metalloproteinases (MMP) and uses thereof.
제3항에 있어서, 상기 분해효소 저해물질은
TIMP를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나를 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 3, wherein the enzyme inhibitor is
Multiparticulates characterized in that any one selected from the group comprising TIMP and uses thereof.
제1항에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트는
비증폭 mRNA(non-amplifying mRNA) 구조체;
자가 증폭 mRNA(self-amplifying mRNA) 구조체; 및
트랜스 증폭 mRNA(trans-amplifying mRNA) 구조체;를 포함하는 구조체에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 1, wherein the RNA expression cassette is
non-amplifying mRNA constructs;
self-amplifying mRNA constructs; and
Multiparticulates characterized in that any one or more selected from constructs comprising a trans-amplifying mRNA (trans-amplifying mRNA) construct and uses thereof.
제6항에 있어서, 상기 비증폭 mRNA 구조체는 천연 뉴클레오타이드 및 변형 뉴클레오타이드로 이루어진 군에서 선택되어진 1종 이상을 포함하며,
(a) 상기 표적 폴리펩타이드를 암호화하는 개방 판독 프레임(open reading frame, ORF):
(b) 5' UTR;
(c) 3' UTR; 및
(d) 5' 캡 구조(cap structure) 또는 IRES;를 포함하는, 폴리펩타이드를 코딩하는 단리된 폴리뉴클레오타이드를 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 6, wherein the non-amplified mRNA construct comprises at least one selected from the group consisting of natural nucleotides and modified nucleotides,
(a) an open reading frame (ORF) encoding said target polypeptide:
(b) a 5'UTR;
(c) a 3'UTR; and
(d) Multiparticulates characterized by an isolated polynucleotide encoding a polypeptide comprising a 5' cap structure or IRES, and uses thereof.
제6항에 있어서, 상기 자가 증폭 mRNA(self-amplifying mRNA) 구조체는
RNA dependent RNA polymerase(RdRp)를 발현시키기 위한 mRNA 구조; 및
상기 RdRp에 의해 복제될 수 있고 상기 관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 ORF를 포함하는 mRNA 레플리콘(replicon)을 포함하는 한 개의 단리된 폴리뉴클레오타이드이고,
여기서, 상기 단리된 뉴클레오타이드 구조체는 RdRp의 번역을 유도하기 위한 5'-캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 6, wherein the self-amplifying mRNA (self-amplifying mRNA) construct is
mRNA constructs for expressing RNA dependent RNA polymerase (RdRp); and
an isolated polynucleotide comprising an mRNA replicon capable of being replicated by said RdRp and comprising an ORF encoding said polypeptide of interest;
wherein the isolated nucleotide construct comprises a 5'-cap for inducing translation of RdRp, and uses thereof.
제6항에 있어서, 상기 트랜스 증폭 mRNA(trans-amplifying mRNA) 구조체는
RdRp를 발현시키기 위한 mRNA 구조체; 및
상기 RdRp에 의해 트랜스로 복제될 수 있고 상기 관심 대상 폴리펩타이드를 코딩하는 ORF를 포함하는 mRNA 레플리콘 구조체를 포함하고,
여기서, RdRp를 발현시키기 위한 RNA 구조체는 RdRp의 번역을 유도하기 위한 5'-캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 6, wherein the trans-amplifying mRNA (trans-amplifying mRNA) construct is
mRNA constructs for expressing RdRp; and
an mRNA replicon construct capable of being trans-replicated by said RdRp and comprising an ORF encoding said polypeptide of interest;
wherein the RNA construct for expressing RdRp comprises a 5'-cap for inducing translation of RdRp, and a use thereof.
제1항 내지 제9항에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트는
5‘Cap 구조 또는 IRES(internal ribosome entry site) 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
10. The method of claim 1 to 9, wherein the RNA expression cassette is
A multiparticulate comprising a 5'Cap structure or an internal ribosome entry site (IRES) sequence, and uses thereof.
제1항 내지 제10항에 있어서, 상기 화학적 변형된 뉴클레오타이드는
당 변형, 염기 변형, 백본 변형 및 지질 변형을 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
11. The method of claim 1 to 10, wherein the chemically modified nucleotide is
Multiparticulates comprising any one or more selected from the group comprising sugar modifications, base modifications, backbone modifications and lipid modifications, and uses thereof.
제1항 내지 제11항에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트는
G/C 함량, 코돈 최적화(optimizAtion), UTR 변형, 30개 초과의 아데노신 뉴클레오타이드를 갖는 폴리(A) 꼬리, 폴리(C) 서열, 5'캡(CAP) 구조 및 히스톤-스템-루프 서열을 포함하는 염기서열 변형으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
12. The method of claim 1 to 11, wherein the RNA expression cassette is
Includes G/C content, codon optimization (optimizAtion), UTR modification, poly(A) tail with more than 30 adenosine nucleotides, poly(C) sequence, 5' cap (CAP) structure and histone-stem-loop sequence Composite particles comprising at least one selected from nucleotide sequence modifications and uses thereof.
제12항에 있어서, 상기 5'캡(CAP) 구조는
화학적 변형된 ARCA-캡(CAP)을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
13. The method of claim 12, wherein the 5' cap (CAP) structure is
Multiparticulates characterized by chemically modified ARCA-caps (CAPs) and uses thereof.
제14항에 있어서, 상기 ARCA-캡(CAP)은
포스포로티오에이트를 특징으로 하는복합입자 및 이의 용도.
15. The method of claim 14, wherein the ARCA-cap (CAP) is
Composite particles characterized by phosphorothioate and uses thereof.
제1항 내지 제14항에 있어서, 상기 RNA 발현 카세트는 콜레스테롤(cholesterol)과 비공유결합 또는 공유결합을 하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.15. The multiparticulate according to claim 1 to 14, wherein the RNA expression cassette is non-covalently or covalently bound to cholesterol and its use. 제1항에 있어서, 상기 양이온 폴리펩타이드는
프로타민(Protamine), 세포투과 펩타이드(cell penetrating peptide (CPP)), 키메릭 CPP(chimeric CPP), pH 의존성 CPP, 뉴클레오린(nucleoline), 스페르민(spermine), 스페르미딘(spermidine), 폴리-L-라이신(poly-L-lysine (PLL)), 염기성 폴리펩타이드(basic polypeptide), 폴리-아르기닌(poly-arginine), 트랜스포탄(Transportan), MPG 펩타이드(MPG peptide), HIV(인간 면역결핍 바이러스)-결합 펩타이드(HIV(Human Immunodeficiency Virus)-binding peptide), 트랜스-액티베이팅 트랜스크립셔널 액티베이터(Trans-activating transcriptional activator, Tat), HIV-1 Tat (HIV), Tat-유래 펩타이드(Tat-derived peptide), 올리고아르기닌, 페네트라틴 패밀리 구성원(penetratin family member), 페네트라틴(Penetratin), 안테나페디아-유래 펩타이드(Antennapedia-derived peptide), 드라소필라 안테나페디아 펩티드(Drosophila Antennapedia peptide, pAntp), 아일렛-1 펩티드(Islet-1 peptide, pIsl), 항균물질-유래 CPP(antimicrobial-derived CPP), 부포린-2(Buforin-2), 박테네신 7 펩티드 단편 15-24(bactenecin 7 peptide fragment 15-24, Bac715-24), 신사이틴(syncytinB, SynB), SynB(1), 혈관 내피 캐드헤린 유래 세포 투과 펩티드(vascular endothelial cadherin derived cell penetrating peptide, pVEC), 인간 칼시토닌(human calcitonin, hCT)-유래 펩타이드, 스윗 애로우 펩티드(sweet arrow peptide, SAP), 모델 양친매성 펩티드(model amphipathic peptide, MAP), KALA, PpTG20, 프롤린-풍부 펩타이드(Proline-rich peptide), 롤리고미어(Lologomere), 아르기닌-풍부 펩타이드(Arginine-rich peptide), 칼시토닌-펩타이드(Calcitonin-peptide), 섬유아세포 성장 인자(Fibroblast growth factors, FGF), 락토페린(Lactoferrin), 히스톤(histone), VP22 펩타이드(VP22 peptide), 단순포진 바이러스(Herpes simplex virus, HSV), VP22(단순포진(Herpes simplex)), 단백질 형질도입 도메인(protein transduction domain(PTD), 라이신-풍부 펩타이드(lysine-rich peptide), Pep-1, L-올리고머(L-oligomer)를 포함하는 양이온 폴리펩타이드에서 선택되어진 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 1, wherein the cationic polypeptide is
Protamine, cell penetrating peptide (CPP), chimeric CPP, pH dependent CPP, nucleoline, spermine, spermidine, Poly-L-lysine (PLL), basic polypeptide, poly-arginine, transportan, MPG peptide, HIV (human immunity) Human Immunodeficiency Virus (HIV)-binding peptide, Trans-activating transcriptional activator (Tat), HIV-1 Tat (HIV), Tat-derived peptide (Tat- derived peptide), oligoarginine, penetratin family member, penetratin, Antennapedia-derived peptide, Drosophila Antennapedia peptide (pAntp) , Islet-1 peptide (PIsl), antimicrobial-derived CPP (antimicrobial-derived CPP), Buforin-2 (Buforin-2), Bactenecin 7 peptide fragment 15-24 (bactenecin 7 peptide fragment 15 -24, Bac715-24), syncytinB, SynB, SynB(1), vascular endothelial cadherin derived cell penetrating peptide (pVEC), human calcitonin (hCT)- Derived peptide, sweet arrow peptide (sweet a rrow peptide, SAP), model amphipathic peptide (MAP), KALA, PpTG20, Proline-rich peptide, Lologomere, Arginine-rich peptide , Calcitonin-peptide (Calcitonin-peptide), Fibroblast growth factors (FGF), Lactoferrin (Lactoferrin), histone (histone), VP22 peptide (VP22 peptide), Herpes simplex virus (HSV), Cationic poly containing VP22 (Herpes simplex), protein transduction domain (PTD), lysine-rich peptide, Pep-1, L-oligomer Multiparticulates comprising any one or more selected from peptides and uses thereof.
제1항에 있어서, 상기 양이온성 다당류는
키토산, 글리코키토산 및 인위적으로 유도된 양이온 다당류;
답즙산 또는 답즙산 유도체가 공유결합한 양이온성 분자; 및
양이온성 다당류 유도체 또는 염 및 이들의 조합;을 포함하는 군에서 선택되어진 어느 1종 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 1, wherein the cationic polysaccharide is
chitosan, glycochitosan and artificially derived cationic polysaccharides;
cationic molecules to which bile acids or bile acid derivatives are covalently bound; and
Cationic polysaccharide derivatives or salts, and combinations thereof; Multiparticulates characterized in that at least one selected from the group consisting of, and uses thereof.
제1항에 있어서, 상기 음이온성 폴리머는
카르복실기, -OSO3H 기, -SO3H 기, 포스페이트 기 및 이의 염으로부터 선택된 관능기를 갖는 다당류 및 이의 유도체;
음으로 하전된 측쇄를 갖는 아미노산 잔기를 함유하는 폴리 아미노산;
카르복실 측쇄를 갖는 PEG 유도체;
카르복실기, -OSO3H 기, -SO3H 기, 포스페이트 기 및 이들의 염으로부터 선택된 관능기를 갖는 합성 폴리머;
카르복실기, -OSO3H 기, -SO3H 기, 포스페이트 기 및 이의 염; 및
임의로 치환된 아미노기, 암모늄기 또는 이의 염으로부터 선택된 관능기를 갖는 폴리머 및 이들의 조합;를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 1, wherein the anionic polymer is
polysaccharides and derivatives thereof having a functional group selected from a carboxyl group, -OSO3H group, -SO3H group, phosphate group and salts thereof;
poly amino acids containing amino acid residues having negatively charged side chains;
PEG derivatives having carboxyl side chains;
synthetic polymers having a functional group selected from a carboxyl group, -OSO3H group, -SO3H group, phosphate group and salts thereof;
carboxyl group, -OSO3H group, -SO3H group, phosphate group and salts thereof; and
Polymers having a functional group selected from an optionally substituted amino group, an ammonium group, or a salt thereof, and combinations thereof; Multiparticulates characterized in that at least one selected from the group consisting of and uses thereof.
제18에 있어서, 상기 음이온성 폴리머는
실크 단백질 피브로인 (Silk protein fibroin), 글라이아딘 (Gliadin) 및 알부민를 포함하는 음이온성 단백질;
폴리글루타민산 및 폴리아스파르트산을 포함하는 음이온성 폴리아미노산;
한천, 히알루로난, 콘드로이틴 설페이트, 덱스트란 설페이트, 헤파란 설페이트, 데르마탄 설페이트, 푸코이단, 케라탄 설페이트, 헤파린, 카라기난, 석시노글루칸, 아라비아 고무, 잔탄 검, 알긴산, 펙틴 및 카르복시메틸 셀룰로오스 및 이들의 변형체를 포함하는 음이온성 다당류;
폴리아크릴산; 및
인위적으로 유도된 음이온 다당류 및 이의 염; 를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
19. The method of claim 18, wherein the anionic polymer is
anionic proteins including silk protein fibroin, gliadin and albumin;
anionic polyamino acids including polyglutamic acid and polyaspartic acid;
Agar, hyaluronan, chondroitin sulfate, dextran sulfate, heparan sulfate, dermatan sulfate, fucoidan, keratan sulfate, heparin, carrageenan, succinoglucan, gum arabic, xanthan gum, alginic acid, pectin and carboxymethyl cellulose and these Anionic polysaccharides including variants of;
polyacrylic acid; and
artificially derived anionic polysaccharides and salts thereof; Multiparticulates characterized in that at least one selected from the group comprising and uses thereof.
제18항 내지 제19항에 있어서, 상기 음이온성 폴리머는
혈청알부민, 히알루론산(hyaluronic acid, HA) 또는 이의 변형체;를 포함하는 복합입자 및 이의 용도.
20. The method of claim 18 to 19, wherein the anionic polymer is
Serum albumin, hyaluronic acid (hyaluronic acid, HA), or a variant thereof; multiparticulates containing; and uses thereof.
제1항 내지 제20에 있어서, 고분자 항암물질, 항암물질을 포함하는 고분자 및 형광물질을 포함하는 고분자를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.21. The composite particle according to claim 1 to 20, further comprising at least one selected from the group consisting of a polymer containing an anticancer substance, a polymer containing an anticancer substance, and a polymer containing a fluorescent substance. 제21항에 있어서, 상기 고분자 항암물질은
단백질, 항체 및 핵산을 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
The method of claim 21, wherein the high molecular weight anticancer substance is
Multiparticulates characterized by any one or more selected from the group comprising proteins, antibodies, and nucleic acids, and uses thereof.
제22항에 있어서, 상기 핵산은
antisense oligonucleotides, DNA aptamers 및 gene therapy를 포함하는 DNA therapeutics; 및
mRNA, micro RNAs, short interfering RNAs, ribozymes, RNA decoys 및 circular RNAs를 포함하는 RNA therapeutics;를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
23. The method of claim 22, wherein the nucleic acid is
DNA therapeutics including antisense oligonucleotides, DNA aptamers and gene therapy; and
RNA therapeutics including mRNA, micro RNAs, short interfering RNAs, ribozymes, RNA decoys, and circular RNAs; Multiparticulates characterized in that at least one selected from the group consisting of, and uses thereof.
Hyluronases 및 MMP를 포함하는 세포외 기질(ECM) 분해효소; 및
TIMP를 포함하는 상기 분해효소 저해물질;을 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 코딩하는 MSECM RNA 발현 카세트; 및
상기 양이온성 폴리머에서 선택되어진 어느 하나 이상;을 포함하며
상기 RNA 발현 카세트 및 양이온성 폴리머는 정전기적 상호작용에 의해 복합입자를 형성하고, 상기 RNA 발현 카세트는 형성된 복합입자 구조에 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
extracellular matrix (ECM) degrading enzymes including Hyluronases and MMP; and
MSECM RNA expression cassette encoding any one or more selected from the group comprising; the enzyme inhibitor including TIMP; and
Any one or more selected from the cationic polymer; and
Multiparticulates and uses thereof, characterized in that the RNA expression cassette and the cationic polymer form a multiparticulate by electrostatic interaction, and the RNA expression cassette is encapsulated in the formed multiparticulate structure.
Hyluronases 및 MMP를 포함하는 세포외 기질(ECM) 분해효소; 및
TIMP를 포함하는 상기 분해효소 저해물질;을 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 코딩하는 MSECM RNA 발현 카세트;
상기 양이온성 폴리머에서 선택되어진 어느 하나 이상; 및
상기 음이온성 폴리머에서 선택되어진 어느 하나 이상: 을 포함하며
상기 RNA 발현 카세트 및 양이온성 폴리머는 정전기적 상호작용에 의해 복합입자를 형성하고, 상기 RNA 발현 카세트는 형성된 복합입자 구조에 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
extracellular matrix (ECM) degrading enzymes including Hyluronases and MMP; and
MSECM RNA expression cassette encoding any one or more selected from the group comprising; the enzyme inhibitor including TIMP;
any one or more selected from the cationic polymer; and
Any one or more selected from the anionic polymer:
Multiparticulates and uses thereof, characterized in that the RNA expression cassette and the cationic polymer form a multiparticulate by electrostatic interaction, and the RNA expression cassette is encapsulated in the formed multiparticulate structure.
약물; 및
제24항 내지 제25에서 제조한 복합입자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
drug; and
A composite particle comprising; the composite particle prepared in any one of claims 24 to 25, and a use thereof.
제26항에 있어서, 상기 약물은
단백질 의약품(protein drugs), 항체(antibody), 소분자 화합물(small molecules), 압타머(aptamer), mRNA, RNAi, antisense 또는 세포 치료제인 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
27. The method of claim 26, wherein the drug is
Multiparticulates, characterized in that they are protein drugs, antibodies, small molecules, aptamers, mRNA, RNAi, antisense or cell therapeutics, and uses thereof.
제24항 내지 제27항에 있어서, 상기 복합입자를 먼저 투여하고,
순차적으로 다른 약물을 투여하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
28. The method of claim 24-27, wherein the multiparticulate is administered first,
Multiparticulates and uses thereof, characterized in that different drugs are sequentially administered.
제1항 내지 제28항에 있어서,
상기 입자의 최외각층을 구성하는 분자와 리간드가 결합한 능동적 약물 전달체를 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
29. The method of any one of claims 1-28,
Multiparticulates comprising an active drug delivery system in which a molecule constituting the outermost layer of the particle and a ligand are bound, and uses thereof.
제1항 내지 제29항에 있어서,
상기 복합입자의 치료적 유효량을 개체에게 투여하고, 이에 의해 질병을 치료하는 과정을 포함하는 이를 필요로 하는 개체에서 질병을 치료하는 복합입자 및 이의 용도.
30. The method of any one of claims 1-29,
Multiparticulates for treating a disease in a subject in need thereof, and uses thereof, comprising administering to the subject a therapeutically effective amount of said multiparticulates, thereby treating the disease.
제1항 내지 제30항에 있어서, 상기 복합입자는
주사제, 크림 및 구강 점막 투여로 이루어진 군에서 선택된 1종을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
31. The method of claim 1 to 30, wherein the composite particles are
Composite particles characterized by one selected from the group consisting of injections, creams, and oral mucosal administration, and uses thereof.
제1항 내지 제31항에서 상기 복합입자는
상기 RNA 발현 카세트와 양이온성 폴리머가 기본 복합입자를 형성하고, 상기 음이온성 폴리머가 외각층을 형성하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
32. The method of claim 1 to 31, wherein the composite particles are
Multiparticulates and uses thereof, characterized in that the RNA expression cassette and the cationic polymer form a basic multiparticulate, and the anionic polymer forms an outer layer.
제1항 내지 제32항에서 상기 복합입자는
상기 RNA 발현 카세트, 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머가 혼합된 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
33. The method of claim 1 to 32, wherein the composite particle is
Multiparticulates and uses thereof, characterized in that the RNA expression cassette, a cationic polymer and an anionic polymer are mixed.
제1항 내지 제33항에서 상기 복합입자는
초음파 발생기(sonicator) 및 가압압출기(extruder)를 포함하는 군에서 선택되어진 어느 하나 이상을 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도.
34. The method of claim 1 to 33, wherein the composite particle is
Composite particles and uses thereof, characterized in that they are manufactured using any one or more selected from the group including a sonicator and an extruder.
제1항 내지 제34항에 있어서, 상기 복합입자는 hydrogel을 특징으로 하는 복합입자 및 이의 용도35. Multiparticulates according to claim 1 to 34, characterized in that the multiparticulates are hydrogels and uses thereof MSECM RNA 발현 카세트를 포함하는 복합입자 및 이의 용도
Multiparticulates comprising MSECM RNA expression cassette and uses thereof
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