호중구 세포막 유래의 나노소포체의 염증 조절을 통한 뇌경색 보호효과

뇌경색은 발병 이후 급성 신경학적 증상이 발생하며, 향후 장애를 남기고 사망까지도 이르게 할 수 있는 중증 질환이다. 뇌경색 이후 재관류를 통하여 뇌손상을 감소 시킬 수 있지만, 이로 인하여 염증 반응 악화로 인한 이차적인 뇌손상이 발생할 수 있고, 이를 허혈-재관류 손상이라고 한다. 허혈-재관류 손상의 염증 반응에서는 neutrophil 이 endothelial cell 부착으로 염증 반응이 시작하는 것이 관련 기전으로 알려져 있다.

이에 본 연구에서는 항염증 효과가 있는 Resolvin D2를 탑재한 neutrophil membrane 유래 나노소포체를 투약하여 뇌경색 이후 염증 반응감소를 유도하고, 뇌경색 보호효과를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 약물 전달을 위해 HL-60 cells (human promyelocytic leukemia cells) 유래의 나노소포체를 만들었고, 본 나노소포체에 Resolvin D2 를 탑재하여 Resolvin D2-loaded HL-60 nanovesicles (RvD2-HVs)을 만들었다. 뇌경색 동물 모델은 C57 (24−28g) 수컷 mouse에서 일시적 국소 뇌경색 모델 (MCAO model, 1h ischemia-reperfusion)을 만들었다. 총 6 group으로 나누어 실험을 시행 하였고, 표적 전달 정도와 치료 효과를 확인하기 위하여 다음의 6 group: 1) Sham; 2) PBS; 3) HVs (HL-60 nanovesicles); 4) RvD2 (Resolvin D2); 5) RvD2-NVs (Resolvin D2 loaded nanovesicles); 6) RvD2-HVs (Resolvin D2-loaded HL-60 nanovesicles) 으로 진행하였다. 해당 약물들은 뇌경색 모델 유도 1시간 뒤에 RvD2-HVs를 정맥을 통하여 투약 하였다. 투약 후 실시간으로 RvD2-HVs 이동경로를 확인하였을 때 뇌경색 병변으로 RvD2-HVs 전달되는 것을 확인하였다.

또한, 뇌경색 발생 후 MPO (myeloperoxidase) 및 IL-6 (interleukin-6) 등의 염증반응과 뇌경색 병변 크기를 확인하였을 때, RvD2-HVs 투약 군에서 가장 염증 반응이 감소하였고, 뇌경색 크기가 작은 것을 확인하였다. 또한, 신경학적 손상을 확인하는 점수도 RvD2-HVs군에서 가장 낮아 손상 정도가 가장 적음을 확인하였다. 본 연구에서는 뇌경색 동물모델에서 neutrophil membrane 유래 나노소포체를 통하여 염증반응을 조절하고, 뇌경색 보호효과를 보이는 것을 확인하였다. 향후 뇌졸중 환자에서 나노소포체와 관련된 새로운 치료 방법의 가능성을 확인할 수 있기를 기대 하였다.



JDong X, Gao J, Zhang CY, Hayworth C, Frank M, Wang Z. Neutrophil Membrane-Derived Nanovesicles Alleviate Inflammation to Protect Mouse Brain Injury from Ischemic Stroke. 

ACS Nano. 2019 Jan 23. doi: 10.1021/acsnano.8b06572.