Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.18, No.6, 607-611, December, 2007
유전자 전달체로서 히스티딘이 결합된 저분자량 수용성 키토산의 제조와 특성
Preparation and Characterization of the Histidine-graft-Low Molecular Weight Water-Soluble Chitosan as a Gene Carrier
E-mail:,
초록
양이온성 천연고분자 물질로서 유전자와 효과적으로 복합체를 형성할 수 있는 저분자량 수용성 키토산(LMWSC)에 유전자 발현 효율을 높이기 위해 histidine을 컨쥬게이션 시킨 유전자 전달체를 제조하였다. 히스티딘-LMWSC의 제조는 무수프탈 산으로 LMWSC의 아민기를 보호한 후 히스티딘과 결합한 다음 무수프탈산을 제거하는 반응으로 제조하였다. 제조한 유전자 전달체의 물리화학적 특성은 FT-IR과 NMR 스펙트럼을 통하여 확인하였고, 전기영동 결과로부터 본 실험에서 제조된 유전자 전달체와 DNA가 복합체를 형성하였다는 것을 알 수 있었다. 또한 유전자 전달체의 입자크기는 DLS를 이용하여 측정한 결과 히스티딘-LMWSC-DNA 복합체입자의 크기는 100∼200 nm임을 확인하였다. 이로부터 히스티딘을 함유하는 LMWSC가 유전자 전달체로서 사용될 수 있음을 확인하였다.
To improve transfection efficiency, we prepared histidine-low molecular weight water-soluble chitosan (LMWSC) having the potential to form complex with DNA as a cationic polymer. Histidine-LMWSC was synthesized by the esterification reaction and removing phthaloyl group. The histidine-LMWSC was characterized using FT-IR, 1H NMR spectra. Histidine-LMWSC was complexed with plasmid DNA (pDNA) in various polymer/DNA (N/P) weight ratios, and the complex was identified using gel retardation assay. The particle sizes of the hisitidine-LMWSC/DNA complexes were measured on a DLS instrument by fixing the histidine-LMWSC/DNA weight ratio of 10/1. Owing to the utilization of a large excess amount of cationic LMWSC against anionic DNA, the particle size of histidine-LMWSC/DNA complexes was in the range of 100∼200 nm. Therefore, histidine-LMWSC will be useful in the development of gene carriers.
- Hirano S, Polym. Int., 48, 732 (1999)
- Fernandez-Urrusuno R, Calvo P, Remunan-Lopez C, Vila-Jato JL, Alonso MJ, Pharm. Res., 16, 1576 (1999)
- Kotez AF, de Leeuw BJ, Lueben HL, deBoer AG, Verhoef JC, Junginger HE, Int. J. Pharm., 159, 243 (1997)
- Jang MK, Jeong YI, Cho CS, Yang SH, Kang YE, Nah JW, Bull. Korean Chem. Soc., 23, 914 (2002)
- Hirano S, Inui H, Koski H, Uno Y, Toda T, Chitin and chitosan: Ecologically bioactive polymer, in biotechnology and bioactive polymers, Gebrlrtin, C. and Carraher, C., eds. New York: Plenum Press, 43 (1994)
- Son S, Chae SY, Choi C, Kim MY, Ngugen VG, Jang MK, Nah JW, Kweon JK, Macromol. Res., 12(6), 573 (2004)
- Kim CH, Park HS, Gin YJ, Son YS, Lim SH, Choi YJ, Park KS, Park CW, Macromol. Res., 12(4), 367 (2004)
- Lee KY, Macromol. Res., 13(6), 542 (2005)
- Lee M, Nah JW, Kwon Y, Koh JJ, Ko KS, Kim SW, Pharm. Res., 18, 427 (2001)
- Akinc A, Thomas M, Klibanov AM, Langer R, J. Gene. Med., 7, 657 (2005)
- Jones TA, Gumbleton M, Duncan R, Adv. Drug Deliv. Rev., 55 (2003)
- Kichler A, Leborgne C, Coeytaux E, Danos O, J. Gene. Med., 3, 135 (2001)
- Patchornic A, Berger A, Katchalski E, J. Am. Chem. Soc., 79, 5227 (1957)
- Boussif O, Lezoualc’h F, Zanta MA, Mergny MD, Scherman D, Demeneix B, Behr JP, Proc. Batl. Acad. Sci. U. S. A., 92, 823 (1995)
- Neu M, Fischer D, Kissel T, J. Gene. Med., 7, 992 (2005)
- Neu M, Fischer D, Kissel T, J. Control. Release, 78, 273 (2002)