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KR20240161932A - The immunotherapeutic nanocage displaying LAG3 binding peptide and use in anti-cancer immunotherapeutic agent thereof - Google Patents

The immunotherapeutic nanocage displaying LAG3 binding peptide and use in anti-cancer immunotherapeutic agent thereof Download PDF

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Publication number
KR20240161932A
KR20240161932A KR1020240059109A KR20240059109A KR20240161932A KR 20240161932 A KR20240161932 A KR 20240161932A KR 1020240059109 A KR1020240059109 A KR 1020240059109A KR 20240059109 A KR20240059109 A KR 20240059109A KR 20240161932 A KR20240161932 A KR 20240161932A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cancer
lag3
ferritin
nanocage
binding peptide
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020240059109A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김소연
김민성
이민아
이병헌
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 LAG3 결합 펩타이드를 융합한 페리틴 나노케이지 및 이의 항암면역치료제로서의 용도에 관한 것으로서, 면역관문 수용체 LAG3에 결합하는 펩타이드 (LAG3pep1: CIRNDPAVC 및 LAG3pep2: CSVLNASGC)를 인간 페리틴 표면에 돌출된 loop에 각각 융합하여 케이지를 형성시 24개의 LAG3 결합 펩타이드가 디스플레이되는 나노케이지를 제조하였다. 본 발명의 나노케이지는 LAG3 수용체에 특이적으로 결합하여 LAG3를 블록킹함으로서 면역활성을 증대시켰고, BBB를 통과하여 뇌암 조직에 효과적으로 타겟팅하여 항암효과를 보였다. 또한, LAG3 결합 펩타이드와 PD-L1 결합 펩타이드를 함께 융합한 면역관문 블록킹 나노케이지가 각각의 수용체에 특이적으로 결합하여 이중기능성 면역관문 블록킹 효과를 나타냈다. 이에, 본 발명의 나노케이지 기술은 항체를 이용한 면역 체크포인트 블록킹 치료요법의 한계를 극복하는 차세대 약물로서 기대된다.The present invention relates to a ferritin nanocage fused with a LAG3 binding peptide and its use as an anticancer immunotherapeutic agent. Peptides (LAG3pep1: CIRNDPAVC and LAG3pep2: CSVLNASGC) that bind to the immune checkpoint receptor LAG3 are each fused to a protruding loop on the surface of human ferritin to form a cage, thereby producing a nanocage in which 24 LAG3 binding peptides are displayed. The nanocage of the present invention specifically binds to the LAG3 receptor and blocks LAG3, thereby enhancing immune activity, and effectively targets brain cancer tissues by passing through the BBB to exhibit an anticancer effect. In addition, an immune checkpoint blocking nanocage fused with a LAG3 binding peptide and a PD-L1 binding peptide specifically binds to each receptor and exhibits a dual-functional immune checkpoint blocking effect. Therefore, the nanocage technology of the present invention is expected to be a next-generation drug that overcomes the limitations of immune checkpoint blocking therapy using antibodies.

Description

LAG3 결합 펩타이드를 융합한 페리틴 나노케이지 및 이의 항암면역치료제로서의 용도{The immunotherapeutic nanocage displaying LAG3 binding peptide and use in anti-cancer immunotherapeutic agent thereof}{The immunotherapeutic nanocage displaying LAG3 binding peptide and use in anti-cancer immunotherapeutic agent thereof}

본 발명은 LAG3 결합 펩타이드를 융합한 페리틴 나노케이지 및 이의 항암면역치료제로서의 용도에 대한 것으로서, 상기 LAG3 결합 펩타이드를 융합한 페리틴 나노케이지의 면역 체크포인트 제어 및 복합항암면역치료 용도에 관한 것이다. The present invention relates to a ferritin nanocage fused with a LAG3 binding peptide and its use as an anticancer immunotherapy agent, and more particularly, to the use of the ferritin nanocage fused with the LAG3 binding peptide for immune checkpoint control and combined anticancer immunotherapy.

케이지(cage) 단백질은 저분자량 단일체들의 정밀한 자가조립 성질에 의하여 단일체 분자량의 수십에서 수백 배의 거대분자를 형성할 수 있는 단백질이다. 자연계에서 바이러스 캡시드(capsid) 단백질, 페리틴, 열 충격 단백질(heat shock protein), Dps 단백질이 이에 해당되며, 케이지(cage)를 구성하는 각각의 단일체들은 인접 단일체들과 매우 규칙적이고 정밀한 상호작용을 이루고 있고 케이지(cage)의 내부는 비어있는 구조이다. 상기와 같은 케이지 단백질의 용기(container)와 같은 성질에 의해 내부와 외부가 격리되는 특징을 가지고 있어, 약물 전달체로 의학분야에서 활용 빈도가 높다.Cage proteins are proteins that can form macromolecules tens to hundreds of times the molecular weight of a single molecule by precise self-assembly of low-molecular-weight single molecules. In nature, viral capsid proteins, ferritin, heat shock proteins, and Dps proteins are examples of this, and each single molecule that composes the cage interacts very regularly and precisely with adjacent single molecules, and the interior of the cage is an empty structure. Due to the container-like properties of the cage protein as described above, it has the characteristic of isolating the interior and the exterior, and is frequently utilized as a drug delivery vehicle in the medical field.

케이지 단백질 응용 물질 수송 분야는 바이러스성 수송체 (viral vector)와 비 바이러스성 수송체 (non-viral vector)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재까지 바이러스성 수송체로는 아데노바이러스 (adenovirus) 등이 많이 연구되고 있고, 비 바이러스성 수송체로는 페리틴, 열 충격 단백질(heat shock protein) 등에 관하여 연구되고 있다. 그러나 기존의 바이러스성 수송체일 경우에는 바이러스 자체가 소유하는 유전자에 의한 체내 안전성 문제가 제기되어 왔다.In the field of cage protein application material transport, research on viral vectors and non-viral vectors is being actively conducted. Adenoviruses and other viral transporters have been studied extensively so far, and ferritin and heat shock proteins have been studied as non-viral transporters. However, in the case of existing viral transporters, safety issues have been raised due to the genes possessed by the virus itself.

페리틴 단백질은 세포내 단백질의 일종으로 철을 저장하고, 방출하는 역할을 한다. 페리틴은 일반적으로 생체 내에서 속이 빈 구형의 케이지(cage) 형태를 하고 있으며, 상기 케이지는 24개의 subunit으로 구성되며, subunit은 그 구조에 따라 중쇄(heavy chain)와 경쇄(light chain)로 구분된다. Ferritin protein is a type of intracellular protein that stores and releases iron. Ferritin generally has a hollow spherical cage shape in the body, and the cage is composed of 24 subunits, and the subunits are divided into heavy chains and light chains according to their structure.

최근 면역 체크포인트 분자를 표적으로 하는 선택적 단일 클론 항체는 인간에게서 발병하는 암 치료에 있어 전례 없는 성공을 거두었다. 이러한 암 면역치료의 발달은 암 치료의 역사에서 새로운 이정표를 세우고 있다. 면역 체크포인트 분자의 하나인 림프구 활성화 유전자 (Lymphocyte-activation gene 3; LAG3)은 여러 암에서 매력적인 치료 표적이 되고 있는데, 주로 T 세포가 활성화가 됨에 따라 상향 조절되고, 종양-침윤 림프구에서 일반적으로 나타나는 고갈된 T 세포에도 많이 존재한다. 인간 및 마우스 종양 샘플에 대한 패널 조사에 따르면, LAG3는 2차 면역 기관 속의 림프구 뿐만 아니라 종양-침윤 림프구에도 높게 발현된다는 것이 밝혀졌다. LAG3는 다양한 형태의 림프구와 수지상세포에서 발현된다. Recently, selective monoclonal antibodies targeting immune checkpoint molecules have achieved unprecedented success in the treatment of human cancers. This development of cancer immunotherapy marks a new milestone in the history of cancer treatment. Lymphocyte-activation gene 3 (LAG3), one of the immune checkpoint molecules, is an attractive therapeutic target in several cancers. It is mainly upregulated upon T cell activation and is also abundant in exhausted T cells commonly found in tumor-infiltrating lymphocytes. Panel studies of human and mouse tumor samples have shown that LAG3 is highly expressed in lymphocytes in secondary immune organs as well as in tumor-infiltrating lymphocytes. LAG3 is expressed in various types of lymphocytes and dendritic cells.

비록 상당수의 암 환자가 CTLA-4, PD-1, 및 PD-L1과 같은 주요 면역 체크포인트의 차단 치료로 효과를 보지만, 아직도 많은 환자에서 반응성이 나타나지 않는다. 또한, 항암작용을 일으키는 면역세포(T-cell)는 암조직에 투과되어 노출되면 PD-1뿐만 아니라 LAG3 등의 다른 면역관문억제 단백질을 발현하여 항암 효과를 잃어버리고 PD-1/PD-L1을 블록킹하는 면역관문억제 치료의 효과가 나타나지 않는다. 이에, LAG3에 결합하는 펩타이드의 면역관문억제 기능 증대 및 안정성을 높이고, 암조직에 효과적으로 수송할 수 있는 약물전달 플랫폼의 개발이 필요한 상황이다.Although a significant number of cancer patients respond to blockade therapy of major immune checkpoints such as CTLA-4, PD-1, and PD-L1, many patients still do not show a response. In addition, when immune cells (T-cells) that cause anticancer effects are exposed to cancer tissues, they express other immune checkpoint inhibitor proteins such as LAG3 in addition to PD-1, thereby losing the anticancer effect, and immune checkpoint inhibitory therapy that blocks PD-1/PD-L1 does not appear in effect. Therefore, there is a need to develop a drug delivery platform that can enhance the immune checkpoint inhibitory function and stability of peptides that bind to LAG3 and can effectively transport them to cancer tissues.

한국공개특허 제10-2022-0053848호 (2022.05.02 공개)Korean Patent Publication No. 10-2022-0053848 (Published on May 2, 2022)

본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 인간 페리틴 중쇄 단편에 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 융합 폴리펩타이드, 상기 융합 폴리펩타이드의 N-말단에, 서열번호 5 또는 서열번호 6으로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 PD-L1 결합 펩타이드가 추가로 결합된 융합 폴리펩타이드 및 상기 융합 폴리펩타이드를 포함하는 페리틴 나노케이지(nanocage)를 제공하고자 한다.The present invention provides a fusion polypeptide having a LAG3 binding peptide inserted into a human ferritin heavy chain fragment consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, a fusion polypeptide further having a PD-L1 binding peptide consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6 bound to the N-terminus of the fusion polypeptide, and a ferritin nanocage comprising the fusion polypeptide.

또한, 본 발명은 상기 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현벡터, 상기 발현벡터로 형질전환되어 분리된 형질전환체를 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a polynucleotide encoding the fusion polypeptide, an expression vector comprising the polynucleotide, and an isolated transformant transformed with the expression vector.

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention aims to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer containing the ferritin nanocage as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention aims to provide a drug delivery composition comprising the ferritin nanocage as an active ingredient.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 인간 페리틴 중쇄 단편에 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 융합 폴리펩타이드, 상기 융합 폴리펩타이드의 N-말단에, 서열번호 5 또는 서열번호 6으로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 PD-L1 결합 펩타이드가 추가로 결합된 융합 폴리펩타이드 및 상기 융합 폴리펩타이드를 포함하는 페리틴 나노케이지(nanocage)를 제공한다.To solve the above problem, the present invention provides a fusion polypeptide having a LAG3 binding peptide inserted into a human ferritin heavy chain fragment consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, a fusion polypeptide further having a PD-L1 binding peptide consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6 bound to the N-terminus of the fusion polypeptide, and a ferritin nanocage comprising the fusion polypeptide.

또한, 본 발명은 상기 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다.Additionally, the present invention provides a polynucleotide encoding the fusion polypeptide.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides an expression vector comprising the polynucleotide.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터로 형질전환되어 분리된 형질전환체를 제공한다.In addition, the present invention provides an isolated transformant transformed with the expression vector.

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer containing the ferritin nanocage as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention aims to provide a drug delivery composition comprising the ferritin nanocage as an active ingredient.

본 발명은 LAG3 결합 펩타이드를 융합한 페리틴 나노케이지 및 이의 항암면역치료제로서의 용도에 관한 것으로서, 면역관문 수용체 LAG3에 결합하는 펩타이드 (LAG3pep1: CIRNDPAVC 및 LAG3pep2: CSVLNASGC)를 인간 페리틴 표면에 돌출된 loop에 각각 융합하여 케이지를 형성시 24개의 LAG3 결합 펩타이드가 디스플레이되는 나노케이지를 제조하였다. 본 발명의 나노케이지는 LAG3 수용체에 특이적으로 결합하여 LAG3를 블록킹함으로서 면역활성을 증대시켰고, BBB를 통과하여 뇌암 조직에 효과적으로 타겟팅하여 항암효과를 보였다. 또한, LAG3 결합 펩타이드와 PD-L1 결합 펩타이드를 함께 융합한 면역관문 블록킹 나노케이지가 각각의 수용체에 특이적으로 결합하여 이중기능성 면역관문 블록킹 효과를 나타냈다. 이에, 본 발명의 나노케이지 기술은 항체를 이용한 면역 체크포인트 블록킹 치료요법의 한계를 극복하는 차세대 약물로서 기대된다.The present invention relates to a ferritin nanocage fused with a LAG3 binding peptide and its use as an anticancer immunotherapeutic agent. Peptides (LAG3pep1: CIRNDPAVC and LAG3pep2: CSVLNASGC) that bind to the immune checkpoint receptor LAG3 are each fused to a protruding loop on the surface of human ferritin to form a cage, thereby producing a nanocage in which 24 LAG3 binding peptides are displayed. The nanocage of the present invention specifically binds to the LAG3 receptor and blocks LAG3, thereby enhancing immune activity, and effectively targets brain cancer tissues by passing through the BBB to exhibit an anticancer effect. In addition, an immune checkpoint blocking nanocage fused with a LAG3 binding peptide and a PD-L1 binding peptide specifically binds to each receptor and exhibits a dual-functional immune checkpoint blocking effect. Therefore, the nanocage technology of the present invention is expected to be a next-generation drug that overcomes the limitations of immune checkpoint blocking therapy using antibodies.

도 1은 Lag3 결합 펩타이드1(CIRNDPAVC) 혹은 2(CSVLNASGC)를 융합한 면역 체크포인트 단백질 디자인 및 정제 결과를 나타낸다.
도 2는 제조된 각각의 융합단백질 결합력 비교 분석(배양세포 결합과 표면플라즈몬공명장치를 통한 단백질 결합분석) 결과를 나타낸다.
도 3은 PDL1 결합 펩타이드 1 또는 2 혹은 Lag3 결합 펩타이드 1 또는 2를 페리틴에 동시에 디스플레이 함으로써 이중기능성 PDL1/Lag3 블록킹 페리틴 융합단백질 디자인 결과를 나타낸다.
도 4는 제조된 각각의 융합단백질을 TEM과 DLS로 케이지 형성 여부와 파티클 크기 관찰한 결과를 나타낸다.
도 5는 제조된 각각의 융합단백질 결합력 비교 분석(배양세포 결합) 결과를 나타낸다.
도 6은 면역 체크포인트 블록킹 나노케이지의 종양타겟팅 효과를 나타낸다.
도 7은 P1L1, P1L2의 생체 내에서의 면역 항암 효과 결과를 나타낸다.
도 8은 혈액 및 혈청 분석을 통한 Lag3 결합 펩타이드 디스플레이 페리틴 융합단백질 (L1, L2, P1L1, P1L2)의 생독성 확인 결과를 나타낸다.
Figure 1 shows the design and purification results of immune checkpoint proteins fused with Lag3 binding peptide 1 (CIRNDPAVC) or 2 (CSVLNASGC).
Figure 2 shows the results of comparative analysis of the binding affinity of each manufactured fusion protein (cultured cell binding and protein binding analysis using a surface plasmon resonance device).
Figure 3 shows the results of designing a bifunctional PDL1/Lag3 blocking ferritin fusion protein by simultaneously displaying PDL1 binding peptide 1 or 2 or Lag3 binding peptide 1 or 2 on ferritin.
Figure 4 shows the results of observing the cage formation and particle size of each manufactured fusion protein using TEM and DLS.
Figure 5 shows the results of comparative analysis of binding affinity (cultured cell binding) of each manufactured fusion protein.
Figure 6 shows the tumor-targeting effect of the immune checkpoint blocking nanocage.
Figure 7 shows the results of the in vivo immune anticancer effects of P1L1 and P1L2.
Figure 8 shows the results of biotoxicity confirmation of Lag3 binding peptide display ferritin fusion proteins (L1, L2, P1L1, P1L2) through blood and serum analysis.

본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 인간 페리틴 중쇄 단편에 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 융합 폴리펩타이드를 제공한다. The present invention provides a fusion polypeptide in which a LAG3 binding peptide is inserted into a human ferritin heavy chain fragment, comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.

또한, 본 발명은 상기 융합 폴리펩타이드의 N-말단에, 서열번호 5 또는 서열번호 6으로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 PD-L1 결합 펩타이드가 추가로 결합된 융합 폴리펩타이드를 제공한다.In addition, the present invention provides a fusion polypeptide in which a PD-L1 binding peptide consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6 is additionally linked to the N-terminus of the fusion polypeptide.

바람직하게는, 상기 융합 폴리펩타이드는 상기 인간 페리틴 중쇄 단편의 4번 및 5번 헬릭스의 루프(loop) 영역에 상기 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 것일 수 있다.Preferably, the fusion polypeptide may be one in which the LAG3 binding peptide is inserted into the loop region of the 4th and 5th helices of the human ferritin heavy chain fragment.

바람직하게는, 상기 LAG3 결합 펩타이드는 서열번호 3 또는 서열번호 4일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Preferably, the LAG3 binding peptide may be, but is not limited to, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4.

바람직하게는, 상기 융합 폴리펩타이드에서 추가로 결합되는 부분에는 링커가 더 포함될 수 있다. Preferably, the portion additionally bonded in the fusion polypeptide may further include a linker.

한편, 본 발명에서 기재한 융합 폴리펩타이드 P1L1, P1L2, P2L1 및 P2L2은 각각 서열번호 7 내지 서열번호 10으로 표시되는 아미노산 서열로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the fusion polypeptides P1L1, P1L2, P2L1 and P2L2 described in the present invention may each be composed of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 to SEQ ID NO: 10.

또한, 본 발명은 상기 융합 폴리펩타이드를 포함하는 페리틴 나노케이지(nanocage)를 제공한다. 상세하게는, 상기 페리틴 나노케이지는 페리틴 외부 표면에 LAG3 결합 펩타이드 및 PD-L1 결합 펩타이드가 융합된 형태일 수 있다.In addition, the present invention provides a ferritin nanocage comprising the fusion polypeptide. Specifically, the ferritin nanocage may be in a form in which a LAG3 binding peptide and a PD-L1 binding peptide are fused to the outer surface of ferritin.

본 발명에 있어서, ‘페리틴(ferritin)’은 세포내 단백질의 일종으로 철을 저장하고, 방출하는 역할을 한다. 페리틴은 일반적으로 생체 내에서 속이 빈 구형의 케이지(cage) 형태를 하고 있으며, 상기 케이지는 24개의 페리틴 모노머(monomer)로 구성되며, 상기 페리틴 모노머는 그 구조에 따라 중쇄(heavy chain)와 경쇄(light chain)로 구분된다. 본 발명에서 상기 페리틴 단백질은 이들 각각이 단위체로써 케이지(cage) 형태의 복합 단백질을 형성할 수 있는 활성이 있는 단백질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. In the present invention, ‘ferritin’ is a type of intracellular protein that stores and releases iron. Ferritin generally has a hollow spherical cage shape in a living body, and the cage is composed of 24 ferritin monomers, and the ferritin monomers are classified into heavy chains and light chains according to their structure. In the present invention, the ferritin protein may be used without limitation as long as each of them is an active protein that can form a cage-shaped complex protein as a unit.

본 발명에 있어서, "나노케이지(nanocage)"는 저분자량 단일체들의 정밀한 자가조립 성질에 의하여 형성되며, 내부에 공간을 가지는 단백질로 된 케이지이다. 바이러스 캡시드(capsid) 단백질, 페리틴, 열 충격 단백질(heat shock protein), Dps 단백질이 이에 해당된다. 본 발명의 나노케이지(nanocage)는 본 발명의 융합 폴리펩타이드를 상기 나노케이지를 구성하는 단일체(모노머, monomer)로 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용되는 용어인 “자가조립(self-assembly)”이란 어떤 분자들이 외부의 특별한 자극이나 인위적인 유도없이, 스스로 알아서 특정한 나노구조를 형성하는 성질을 의미한다.In the present invention, a "nanocage" is a protein cage formed by the precise self-assembly property of low-molecular-weight monomers and having a space inside. Virus capsid proteins, ferritin, heat shock proteins, and Dps proteins are examples of these. The nanocage of the present invention is characterized by containing the fusion polypeptide of the present invention as a monomer constituting the nanocage. The term "self-assembly" used in the present invention means a property where certain molecules form a specific nanostructure by themselves without any special external stimulation or artificial induction.

본 발명의 나노케이지는 본 발명의 융합 폴리펩타이드가 단위체로서 규칙적으로 배열된 복합 단백질일 수 있으며, 더 바람직하게는 본 발명의 융합 폴리펩타이드 24개가 3차원적으로 규칙적으로 배열하여 형성된 것일 수 있다.The nanocage of the present invention may be a complex protein in which the fusion polypeptide of the present invention is regularly arranged as a unit, and more preferably, it may be formed by regularly arranging 24 fusion polypeptides of the present invention in a three-dimensional manner.

또한, 본 발명은 상기 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다.Additionally, the present invention provides a polynucleotide encoding the fusion polypeptide.

상기 “폴리뉴클레오타이드(polynucleotide)”는 단일가닥 또는 이중가닥 형태로 존재하는 디옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드의 중합체이다. RNA 게놈 서열, DNA(gDNA 및 cDNA) 및 이로부터 전사되는 RNA 서열을 포괄하며, 특별하게 다른 언급이 없는 한 천연의 폴리뉴클레오타이드의 유사체를 포함한다.The above “polynucleotide” is a polymer of deoxyribonucleotides or ribonucleotides existing in single-stranded or double-stranded form. It includes RNA genome sequences, DNA (gDNA and cDNA) and RNA sequences transcribed therefrom, and includes analogues of natural polynucleotides unless specifically stated otherwise.

상기 폴리뉴클레오타이드는 상기 융합 폴리펩타이드를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열뿐만 아니라, 그 서열에 상보적인(complementary) 서열도 포함한다. 상기 상보적인 서열은 완벽하게 상보적인 서열뿐만 아니라, 실질적으로 상보적인 서열도 포함한다.The above polynucleotide comprises not only a nucleotide sequence encoding the above fusion polypeptide, but also a complementary sequence thereto. The complementary sequence includes not only a perfectly complementary sequence, but also a substantially complementary sequence.

또한, 상기 폴리뉴클레오타이드는 변형될 수 있다. 상기 변형은 뉴클레오타이드의 추가, 결실 또는 비보존적 치환 또는 보존적 치환을 포함한다. 상기 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 상기 뉴클레오타이드 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기 뉴클레오타이드 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 최소 90%의 상동성 또는 최소 95%의 상동성을 나타내는 서열일 수 있다.In addition, the polynucleotide may be modified. The modification includes addition, deletion, or non-conservative or conservative substitution of nucleotides. The polynucleotide encoding the amino acid sequence is also interpreted to include a nucleotide sequence that exhibits substantial identity to the nucleotide sequence. The substantial identity may be a sequence that exhibits at least 80% homology, at least 90% homology, or at least 95% homology when the nucleotide sequence and any other sequence are aligned to the greatest extent possible and the aligned sequence is analyzed using an algorithm commonly used in the art.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides an expression vector comprising the polynucleotide.

또한, 본 발명은 상기 발현벡터로 형질전환되어 분리된 형질전환체를 제공한다.In addition, the present invention provides an isolated transformant transformed with the expression vector.

본 발명에 있어서,“벡터”는 클론유전자(또는 클론 DNA의 다른 조각)를 운반하는데 사용되는 스스로 복제되는 DNA분자를 의미한다.In the present invention, “vector” means a self-replicating DNA molecule used to transport a clone gene (or other piece of clone DNA).

본 발명에서 있어서, “벡터”는 숙주 세포 내에서 삽입된 핵산을 발현할 수 있는 당 분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 벡터 또는 기타 매개체를 의미하는 것으로서, 당업계에 공지된 통상의 발현벡터에 본 발명의 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드가 작동가능하게 연결된 것일 수 있다. 상기 발현벡터는 일반적으로 숙주세포에서 증식할 수 있는 복제원점, 발현을 조절하는 하나 이상의 발현 조절 서열(예. 프로모터, 인핸서 등), 선별 마커(selective marker) 및 발현 조절 서열과 작동가능하게 연결된 본 발명의 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 형질전환체는 상기 발현벡터에 의해 형질전환된 것일 수 있다.In the present invention, “vector” means a plasmid, viral vector or other vector known in the art capable of expressing an inserted nucleic acid in a host cell, and may be a polynucleotide encoding the fusion polypeptide of the present invention operably linked to a conventional expression vector known in the art. The expression vector may generally include a replication origin capable of proliferating in a host cell, one or more expression control sequences (e.g., promoter, enhancer, etc.) that control expression, a selective marker, and a polynucleotide encoding the fusion polypeptide of the present invention operably linked to the expression control sequence. The transformant may be one transformed by the expression vector.

바람직하게는 형질전환체는 본 발명의 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현벡터를 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 이에 한정되지는 않으나, 일시적 형질감염(transient transfection), 미세주사, 형질도입(transduction), 세포융합, 칼슘 포스페이트 침전법, 리포좀 매개된 형질감염(liposome-mediated transfection), DEAE 덱스트란-매개된 형질감염(DEAE Dextran- mediated transfection), 폴리브렌-매개된 형질 감염(polybrene-mediated transfection), 전기침공법(electropora tion), 유전자 총(gene gun) 및 세포 내로 핵산을 유입시키기 위한 다른 공지의 방법에 의해 숙주세포에 도입하여 수득할 수 있다(Wu et al., J. Bio. Chem., 267:963-967, 1992; Wu and Wu, J. Bio. Chem., 263:14621-14624, 1988).Preferably, the transformant can be obtained by introducing an expression vector comprising a polynucleotide encoding the fusion polypeptide of the present invention into a host cell by a method known in the art, including but not limited to, transient transfection, microinjection, transduction, cell fusion, calcium phosphate precipitation, liposome-mediated transfection, DEAE Dextran-mediated transfection, polybrene-mediated transfection, electroporation, gene gun and other known methods for introducing nucleic acids into cells (Wu et al., J. Bio. Chem., 267:963-967, 1992; Wu and Wu, J. Bio. Chem., 263:14621-14624, 1988).

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer containing the ferritin nanocage as an active ingredient.

바람직하게는, 상기 암은 유방암, 대장암, 직장암, 뇌종양, 폐암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 위암, 방광암, 난소암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암 및 편평상피세포암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the cancer may be, but is not limited to, breast cancer, colon cancer, rectal cancer, brain tumor, lung cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney cancer, stomach cancer, bladder cancer, ovarian cancer, bile duct cancer, gallbladder cancer, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, and squamous cell carcinoma.

바람직하게는, 상기 약학조성물은 면역관문을 억제할 수 있다.Preferably, the pharmaceutical composition can inhibit immune checkpoints.

본 발명의 약학 조성물은 유효 성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등의 가용화제를 사용할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 투여를 위해서 유효 성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1 종 이상 포함하여 약학 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention can be manufactured using pharmaceutically suitable and physiologically acceptable auxiliary agents in addition to the effective ingredient, and the auxiliary agents can be solubilizers such as excipients, disintegrants, sweeteners, binders, coating agents, swelling agents, lubricants, glidants, or flavoring agents. The pharmaceutical composition of the present invention can be preferably formulated as a pharmaceutical composition by additionally including one or more pharmaceutically acceptable carriers in addition to the effective ingredient for administration. In the composition formulated as a liquid solution, acceptable pharmaceutical carriers are sterile and biocompatible, and can be used by mixing one or more of saline solution, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and other conventional additives such as antioxidants, buffers, and bacteriostatic agents as needed. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders and lubricants can be additionally added to formulate the composition into injectable formulations such as aqueous solutions, suspensions and emulsions, pills, capsules, granules or tablets.

본 발명의 약학 조성물의 약제 제제 형태는 과립제, 산제, 피복정, 정제, 캡슐제, 좌제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 및 활성 화합물의 서방출형 제제 등이 될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 유효성분의 유효량은 질환의 예방 또는 치료 요구되는 양을 의미한다. 따라서, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예컨대, 성인의 경우, 1일 1회 내지 수회 투여시, 본 발명의 조성물은 1일 1회 내지 수회 투여시, 화합물일 경우 0.1 ng/kg~10 g/kg 용량으로 투여할 수 있다. The pharmaceutical formulation form of the pharmaceutical composition of the present invention may be granules, powders, coated tablets, tablets, capsules, suppositories, syrups, juices, suspensions, emulsions, drops or injectable solutions, and sustained-release formulations of the active compound, etc. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered in a conventional manner via intravenous, intraarterial, intraperitoneal, intramuscular, intraarterial, intraperitoneal, intrasternal, transdermal, intranasal, inhalation, topical, rectal, oral, intraocular or intradermal routes. The effective amount of the active ingredient of the pharmaceutical composition of the present invention means the amount required for the prevention or treatment of a disease. Therefore, it can be adjusted according to various factors including the type of disease, the severity of the disease, the types and contents of the active ingredient and other ingredients contained in the composition, the type of formulation, and the age, weight, general health condition, sex and diet of the patient, the time of administration, the route of administration and the secretion rate of the composition, the treatment period, and drugs used simultaneously. Although not limited thereto, for example, in the case of adults, the composition of the present invention may be administered once to several times a day, and in the case of a compound, may be administered at a dose of 0.1 ng/kg to 10 g/kg.

또한, 본 발명은 상기 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a drug delivery composition comprising the ferritin nanocage as an active ingredient.

본 발명에 따른 페리틴 나노케이지는 약물을 암 조직에 선택적으로 전달하는 지능형 약물 전달체로서 사용될 수 있다. 본 발명의 페리틴 나노케이지에 종래 공지의 약물을 탑재하여 암 치료에 이용한다면 본 발명의 페리틴 나노케이지에 의해 약물이 암 조직 및 암 세포에만 선택적으로 전달되기 때문에 약물의 효력을 증가시킬 수 있고 동시에 정상조직에 미치는 약물의 부작용을 현저히 줄일 수 있다.The ferritin nanocage according to the present invention can be used as an intelligent drug delivery vehicle that selectively delivers drugs to cancer tissues. If a conventionally known drug is loaded into the ferritin nanocage of the present invention and used for cancer treatment, the drug is selectively delivered only to cancer tissues and cancer cells by the ferritin nanocage of the present invention, so the efficacy of the drug can be increased and at the same time, the side effects of the drug on normal tissues can be significantly reduced.

상기 약물은 항암제로서, 본 발명의 페리틴 나노케이지에 탑재될 수 있는 항암제로는 종래 암의 치료에 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 예컨대, 독소루비신, 파클리탁셀, 빈크리스틴, 다우노루비신(daunorubicin), 빈블라스틴(vinblastine), 액티노마이신-D(actinomycin-D), 도세탁셀, 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 비산트렌 (bisantrene), 호모해링토닌(homoharringtonine), 글리벡(Gleevec; STI-571), 시스플라틴, 5-플로오로우라실, 아드리아마이신, 메토트렉세이트, 부설판(busulfan), 클로람부실(chlorambucil), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 멜팔란 (melphalan), 니트로겐 무스타드(nitrogen mustard) 및 니트로소우레아 (nitrosourea) 등이 있다. The above drug is an anticancer agent, and any anticancer agent that can be loaded into the ferritin nanocage of the present invention can be used without limitation as long as it is conventionally used in the treatment of cancer. Examples include doxorubicin, paclitaxel, vincristine, daunorubicin, vinblastine, actinomycin-D, docetaxel, etoposide, teniposide, bisantrene, homoharringtonine, Gleevec (STI-571), cisplatin, 5-fluorouracil, adriamycin, methotrexate, busulfan, chlorambucil, cyclophosphamide, melphalan, nitrogen mustard, and nitrosoureas.

이하에서는, 본 발명을 한정하지 않는 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples that do not limit the present invention. It should be noted that the following examples of the present invention are intended only to concretize the present invention and do not limit or restrict the scope of the rights of the present invention. Therefore, it is interpreted that what can be easily inferred by a specialist in the technical field to which the present invention belongs from the detailed description and examples of the present invention falls within the scope of the rights of the present invention.

<< 실시예Example 1> Lag3 결합 펩타이드1(CIRNDPAVC) 혹은 2(CSVLNASGC)를 융합한 면역 체크포인트 단백질 디자인 및 정제1> Design and purification of immune checkpoint proteins fused with Lag3 binding peptide 1 (CIRNDPAVC) or 2 (CSVLNASGC)

1. 실험방법1. Experimental method

(1) Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 (Lag3 peptide1을 N 말단, 4번 5번 헬릭스의 loop, C 말단에 삽입한 케이지)및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 (Lag3 peptide2을 N 말단, 4번 5번 헬릭스의 loop, C 말단에 삽입한 케이지) DNA 제작(1) Production of Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 (cage with Lag3 peptide1 inserted into the N-terminus, loop of helix 4 and 5, and C-terminus) and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 (cage with Lag3 peptide2 inserted into the N-terminus, loop of helix 4 and 5, and C-terminus) DNA

인간의 mRNA에서 역전사한 cDNA library에서 인간 페리틴 중쇄 단편(1-161) 유전자 서열 혹은 인간 페리틴 중쇄(1-183) 유전자 서열을 PCR로 증폭하여 얻었으며, 유전자 재조합 공법을 이용하여 pET-28a 플라스미드에 삽입하였다. Lag3 결합 펩타이드1 또는 2의 유전자 서열은 화학적으로 합성하였고, 제한효소 KpnI과 NheI을 사용하여 인간 페리틴 중쇄 단편(1-161)의 질소말단에 삽입하거나 제한효소 SpeI과 XhoI을 사용하여 인간 페리틴 중쇄 단편(1-161)의 탄소말단에 삽입하였다. 펩타이드를 페리틴의 질소 말단에 삽입할 때에는 그 사이에 GG서열의 펩타이드를 삽입하여 자유도의 증가를 꾀했으며, 페리틴의 탄소 말단에 펩타이드를 삽입할 때에는 좀 더 긴 flexible linker(GGGSGGGGSG)를 삽입하여 자유도의 증가와 함께 펩타이드가 페리틴의 내부로 숨겨지는 것을 방지하였다. 또한 인간 페리틴 중쇄(1-183) 유전자의 4번, 5번 나선에 해당하는 유전자 사이에 제한효소 BamHI과 ApaI을 이용하여서 Lag3 결합 펩타이드1 또는 2의 유전자 서열을 삽입하였다. Human ferritin heavy chain fragment (1-161) gene sequence or human ferritin heavy chain fragment (1-183) gene sequence was amplified by PCR from a cDNA library reverse transcribed from human mRNA and inserted into the pET-28a plasmid using a genetic recombination method. The gene sequence of Lag3-binding peptide 1 or 2 was chemically synthesized and inserted into the nitrogen terminus of human ferritin heavy chain fragment (1-161) using restriction enzymes KpnI and NheI or into the carbon terminus of human ferritin heavy chain fragment (1-161) using restriction enzymes SpeI and XhoI. When inserting the peptide into the nitrogen terminus of ferritin, a GG sequence peptide was inserted in between to increase the degree of freedom, and when inserting the peptide into the carbon terminus of ferritin, a longer flexible linker (GGGSGGGGSG) was inserted to increase the degree of freedom and prevent the peptide from being hidden inside ferritin. Additionally, the gene sequence of Lag3 binding peptide 1 or 2 was inserted between the genes corresponding to the 4th and 5th helices of the human ferritin heavy chain (1-183) gene using restriction enzymes BamHI and ApaI.

(2) Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 단백질 정제(2) Purification of Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 proteins

각각의 플라스미드로 형질전환 된 대장균(BL21)을 LB 배지에 접종하여 37℃ 진탕배양기에서 길렀다. OD600 값이 0.5가 되었을 때, IPTG를 1 mM이 되도록 배지에 첨가하여 단백질이 과발현되도록 유도하였다. 대장균에 lysis buffer를 첨가하고 초음파로 분쇄하였다. 원심분리로 모은 용균액(상층액)을 Ni-NTA bead와 4℃에서 2시간 동안 반응시킨 후 크로마토그래피 컬럼으로 bead와 결합하지 않은 용균액은 걸러내고, 이미다졸이 30mM 포함된 wash buffer로 bead를 씻어냈다. 0.1% Triton X-114가 포함된 wash buffer로 대장균의 내독소를 제거하고 wash buffer로 Triton X-114를 제거하였다. 이미다졸이 100mM, 300mM이 포함된 각각의 elution buffer를 사용하여 단백질을 용출, 정제하였다. 각각의 단백질에 대해 SDS PAGE로 95% 이상의 균질한 정제 단백질을 회수하였다. E. coli (BL21) transformed with each plasmid was inoculated into LB medium and grown in a 37°C shaking incubator. When the OD 600 value became 0.5, IPTG was added to the medium to 1 mM to induce protein overexpression. Lysis buffer was added to E. coli and disrupted by sonication. The lysate (supernatant) collected by centrifugation was reacted with Ni-NTA beads at 4°C for 2 hours, and the lysate that did not bind to the beads was filtered through a chromatography column, and the beads were washed with wash buffer containing 30 mM imidazole. The endotoxin of E. coli was removed with wash buffer containing 0.1% Triton X-114, and Triton X-114 was removed with wash buffer. Proteins were eluted and purified using each elution buffer containing 100 mM and 300 mM imidazole, respectively. For each protein, more than 95% homogeneous purified protein was recovered by SDS PAGE.

2. 실험결과2. Experimental Results

인간의 페리틴 heavy chain 단편은 24개의 모노머가 중합하여 케이지를 형성할 때 표면에 펩타이드 디스플레이가 가능한 세 가지 접합점이 N-terminal, 4번과 5번 헬릭스를 연결하는 loop, C-terminal에 존재한다. 본 발명을 통해 Lag3 결합 펩타이드1 또는 2를 이 세 가지 접합점에 각각 삽입한 융합단백질 (Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2)을 디자인, 제조하여 구조, 생물리적 특성 및 결합력의 차이를 규명하였다(도 1).The human ferritin heavy chain fragment has three junction points at the N-terminus, a loop connecting helices 4 and 5, and the C-terminus, which enable peptide display on the surface when 24 monomers polymerize to form a cage. In the present invention, fusion proteins (Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2) in which Lag3-binding peptide 1 or 2 was inserted into each of these three junction points were designed and manufactured, and the differences in structure, biophysical properties, and binding affinity were clarified (Fig. 1).

컴퓨터 simulation을 통해 계산된 Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1의 3차 구조모델은 도 1A와 같고, 유전자 서열 모식도는 도 1B와 같다. 도 1C에서는 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 전기영동으로 각각의 단백질의 전기영동을 수행하고, 쿠마시 브릴라이언트 블루로 젤을 염색하여 단백질 밴드를 확인하였을 때, 각 단백질의 이론적인 단량체 크기와 같은 위치에서 단백질 밴드를 확인함으로써 대장균에서의 안정적인 발현 및 정제를 검증한 결과를 나타냈다.The 3D structural models of Lag3N1, Lag3L1, and Lag3C1 calculated through computer simulation are as shown in Fig. 1A, and the gene sequence schematic is as shown in Fig. 1B. Fig. 1C shows the results of verifying stable expression and purification in E. coli by confirming protein bands at the same positions as the theoretical monomer sizes of each protein by performing electrophoresis of each protein by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and staining the gel with Coomassie Brilliant Blue.

<< 실시예Example 2> 제조된 각각의 융합단백질 결합력 비교 분석 (배양세포 결합과 표면플라즈몬공명장치를 통한 단백질 결합분석)2> Comparative analysis of the binding strength of each manufactured fusion protein (protein binding analysis using cultured cell binding and surface plasmon resonance device)

1. 실험방법1. Experimental method

공초점 레이저 주사 현미경 촬영(Confocal): HEK293T 세포에 GFP-Lag3를 transfection한 세포와 GFP만을 transfection (mock)한 후, Lag3 항체를 처리하여 GFP-Lag3가 발현함을 확인하였다. 단백질의 비특이적인 결합을 막기 위해 DMEM에 녹인 1% BSA로 상온에서 30분간 blocking 한 후, BSA를 제거하고 Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 각각의 융합단백질을(100 nM) 4℃에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 씻어낸 후, anti-human ferritin heavy chain 항체 (1:500 비율)로 1시간 동안 반응시켜 염색하였다(green). 4% Paraformaldehyde로 고정한 후 confocal로 관찰하였다. 핵을 관찰하기 위해 DAPI를 1:1000 비율로 PBS에 녹여 상온에서 5-10분간 염색하였다(blue)(도 2A). Confocal laser scanning microscopy: HEK293T cells were transfected with GFP-Lag3 and cells transfected with GFP only (mock), and then treated with Lag3 antibody to confirm the expression of GFP-Lag3. To prevent nonspecific binding of proteins, 1% BSA in DMEM was used to block the cells at room temperature for 30 minutes. After removing the BSA, the fusion proteins of Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 (100 nM) were reacted at 4℃ for 1 hour. After washing with PBS, the cells were stained (green) by reacting with anti-human ferritin heavy chain antibody (1:500 ratio) for 1 hour. The cells were fixed with 4% paraformaldehyde and observed using a confocal microscope. To observe the nucleus, DAPI was dissolved in PBS at a ratio of 1:1000 and stained (blue) for 5-10 minutes at room temperature (Fig. 2A).

Jurkat T cell에 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), Ionomycin, Chloroquine을 처리하면 Lag3 수용체가 발현됨이 알려져 있다. 약물을 처리하고 48시간 후, FITC 형광으로 표지된 Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 융합단백질(100 nM)을 4℃에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 씻어낸 후, 유세포분석기를 통해 세포의 형광을 읽음으로써 결합력을 분석하였다. 이때 첨가된 각 단백질의 표지된 형광이 같은 값을 갖도록 보정하였다. IFN-γ 처리하지 않은 세포에 대한 결합을 대조군으로 관찰하였다(도 2B).It is known that Lag3 receptor is expressed when Jurkat T cells are treated with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), Ionomycin, and Chloroquine. After drug treatment for 48 hours, Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 fusion proteins (100 nM) labeled with FITC fluorescence were reacted at 4°C for 1 hour. After washing with PBS, the binding strength was analyzed by reading the fluorescence of the cells using a flow cytometer. At this time, the labeled fluorescence of each added protein was corrected to have the same value. Binding to cells not treated with IFN-γ was observed as a control (Fig. 2B).

Lag3-Fc 단백질을 protein A가 부착된 표면플라즈몬공명용 금센서칩 표면에 코팅하였다. 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 2 mM DTT 용액에 녹아있는 Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 융합단백질을 각각 Lag3-Fc 단백질이 결합된 금센서칩에 흘려서 결합 kinetics를 분석하였다. Lag3-Fc 단백질이 붙어있지 않은 오른쪽 채널을 reference로 사용하여 공명측정값을 보정하였다(도 2C).Lag3-Fc protein was coated on the surface of a gold sensor chip for surface plasmon resonance to which protein A was attached. The Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 fusion proteins dissolved in 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, and 2 mM DTT solution were flowed onto the gold sensor chip to which Lag3-Fc protein was attached, respectively, and the binding kinetics were analyzed. The right channel without Lag3-Fc protein was used as a reference to correct the resonance measurement values (Fig. 2C).

2. 실험결과2. Experimental Results

Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 및 Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 융합단백질이 Lag3을 발현하는 HEK293T 세포에 결합하였다. 각 융합단백질 간의 결합력의 차이를 관찰할 수 없었다. 이에 반하여 Lag3을 발현하는 Jurkat 세포와의 결합을 유세포분석기로 정량적 분석을 해 보았을 때 Lag3L1와 Lag3L2가 다른 융합단백질보다 우수한 결합력을 보였다. 표면플라즈몬공명장치를 통해 정제된 Lag3 수용체와의 결합력을 측정하였을 때, Lag3L1와 Lag3L2가 다른 융합단백질보다 우수한 결합력을 보임이 확인되었다. 이 결과를 바탕으로 Lag3 결합 펩타이드는 페리틴의 4번과 5번 헬릭스의 loop에 삽입되었을 때 결합 기능이 우수할 것이라고 결론을 내렸다(도 2).Lag3N1, Lag3L1, Lag3C1 and Lag3N2, Lag3L2, Lag3C2 fusion proteins bound to HEK293T cells expressing Lag3. No difference in binding affinity could be observed between each fusion protein. In contrast, when the binding to Jurkat cells expressing Lag3 was quantitatively analyzed by flow cytometry, Lag3L1 and Lag3L2 showed better binding affinity than the other fusion proteins. When the binding affinity to the purified Lag3 receptor was measured using a surface plasmon resonance device, it was confirmed that Lag3L1 and Lag3L2 showed better binding affinity than the other fusion proteins. Based on these results, it was concluded that the Lag3-binding peptide would have excellent binding function when inserted into the loop of the 4th and 5th helices of ferritin (Fig. 2).

<< 실시예Example 3> 3> PDL1PDL1 결합 Combine 펩타이드Peptide 1 또는 2 혹은 1 or 2 or Lag3Lag3 결합 Combine 펩타이드Peptide 1 또는 2를 페리틴에 1 or 2 to ferritin 동시에 디스플레이 함으로써By displaying them simultaneously 이중기능성Dual functionality PDL1PDL1 // Lag3Lag3 블록킹Blocking 페리틴 Ferritin 융합단백질fusion protein 디자인 design

Lag3는 exhausted CD8+T cell에 발현되어 면역조절기능을 나타낼 뿐 아니라, Treg cell 등 다른 면역세포에도 발현됨으로써 단독으로 블록킹하였을 때 항암조절기능이 미미한 것으로 나타났다. 그러나 PD-L1/PD-1 면역관문조절기능과 함께 병용하여 블록킹하면 항암효과가 배가되는 것으로 알려져 있다. 실제로 PD-L1/PD-1을 블록킹하는 항체와 Lag3 항체를 병용투여하는 임상실험이 많이 진행중이다. 이전의 연구를 통하여 PD-L1 결합 펩타이드는 페리틴의 N-말단에 삽입하였을 때 PD-L1을 결합 및 블록킹하여 항암효과를 나타냄을 밝혀냈다. 이를 바탕으로 PD-L1 결합 펩타이드 1(CLQKTPKQC) 또는 PD-L1 결합 펩타이드 2(CVRARTR)는 페리틴의 N-말단에 삽입하고 Lag3 결합 펩타이드 1 또는 2는 4번째와 5번째 헬릭스의 loop에 삽입하는 이중기능성 융합단백질을 디자인하였다(도 3).Lag3 is expressed in exhausted CD8+T cells and exhibits an immunomodulatory function, and is also expressed in other immune cells such as Treg cells, so when blocked alone, the anticancer modulatory function was found to be minimal. However, it is known that the anticancer effect is doubled when blocked in combination with the PD-L1/PD-1 immune checkpoint regulatory function. In fact, many clinical trials are in progress for the combined administration of antibodies that block PD-L1/PD-1 and Lag3 antibodies. Previous studies have revealed that when a PD-L1 binding peptide is inserted into the N-terminus of ferritin, it exhibits an anticancer effect by binding and blocking PD-L1. Based on this, a bifunctional fusion protein was designed in which PD-L1 binding peptide 1 (CLQKTPKQC) or PD-L1 binding peptide 2 (CVRARTR) was inserted into the N-terminus of ferritin and Lag3 binding peptide 1 or 2 was inserted into the loop of the 4th and 5th helices (Fig. 3).

<< 실시예Example 4> 제조된 각각의 4> Each manufactured 융합단백질을fusion protein TEM과TEM and DLS로 With DLS 케이지Cage 형성 여부와 파티클 크기 관찰Observation of formation and particle size

P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN (Immune checkpoint blocking nanocage) 융합단백질이 과발현된 대장균에서 Ni-NTA bead를 이용하여 각각의 단백질을 정제하고, 그 융합단백질들이 페리틴 나노케이지를 이루는지 확인하기 위하여 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였다. 각각의 단백질이 나노케이지를 이루는 것을 확인하였고, 동적 광 산란(DLS) 분석을 수행함으로써 각각의 케이지 크기를 확인하였다(도 4).Each protein was purified using Ni-NTA beads from E. coli overexpressing P1L1, P1L2, P2L1, and P2L2-ICBN (immune checkpoint blocking nanocage) fusion proteins, and transmission electron microscopy (TEM) analysis was performed to confirm whether the fusion proteins formed a ferritin nanocage. It was confirmed that each protein formed a nanocage, and the size of each cage was confirmed by performing dynamic light scattering (DLS) analysis (Fig. 4).

<< 실시예Example 5> 제조된 각각의 5> Each manufactured 융합단백질fusion protein 결합력 비교 분석 (배양세포 및 Comparative analysis of binding affinity (cultured cells and 표면프라즈몬공명장치를Surface plasmon resonance device 통한 결합분석)(via combined analysis)

1. 실험방법1. Experimental method

공초점 레이저 주사 현미경 촬영(Confocal): HEK293T 세포에 GFP-Lag3를 transfection한 세포와 GFP만을 transfection (mock)한 세포에 Lag3 항체를 처리하여 GFP-Lag3가 transfected cell에서 GFP-Lag3가 발현됨을 확인하였다. 단백질의 비특이적인 결합을 막기 위해 DMEM에 녹인 1% BSA로 상온에서 30분간 blocking 한 후, BSA를 제거하고 Lag3L1, Lag3L2, P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN, 또는 wild type ferritin (100 nM) 를 4℃에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 씻어낸 후, anti-human ferritin heavy chain 항체 (1:500 비율)로 1시간 동안 반응시켜 염색하였다(green). 4% Paraformaldehyde로 고정한 후 confocal로 관찰하였다. 핵을 관찰하기 위해 DAPI를 1:1000 비율로 PBS에 녹여 상온에서 5-10분간 염색하였다(blue)(도 5A). Confocal laser scanning microscopy: HEK293T cells transfected with GFP-Lag3 and cells transfected with only GFP (mock) were treated with Lag3 antibody to confirm the expression of GFP-Lag3 in GFP-Lag3-transfected cells. To prevent nonspecific binding of proteins, 1% BSA in DMEM was used to block the cells at room temperature for 30 minutes. After removing the BSA, the cells were reacted with Lag3L1, Lag3L2, P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN, or wild type ferritin (100 nM) at 4℃ for 1 hour. After washing with PBS, the cells were stained with anti-human ferritin heavy chain antibody (1:500 ratio) for 1 hour (green). The cells were fixed with 4% paraformaldehyde and observed using a confocal microscope. To observe the nucleus, DAPI was dissolved in PBS at a ratio of 1:1000 and stained (blue) for 5-10 minutes at room temperature (Fig. 5A).

PD-L1이 발현하는 삼중음성 유방암 세포 (MDA-MB 231)과의 결합을 측정하였다. PD-L1이 발현되지 않는 유방암 세포인 MCF-7을 대조군으로 관찰하였다. PD-L1 단백질의 비특이적인 결합을 막기 위해 media에 녹인 1% BSA로 상온에서 30분간 blocking 한 후, BSA를 제거하고 PpNF(P1), Pp2NF(P2), P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN, 또는 wild type ferritin (100 nM)을 4℃에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 씻어낸 후, anti-human ferritin heavy chain 항체 (1:500 비율)로 1시간 동안 반응시켜 염색하였다(green). 4% Paraformaldehyde로 고정한 후 confocal로 관찰하였다. 핵을 관찰하기 위해 DAPI를 1:1000 비율로 PBS에 녹여 상온에서 5-10분간 염색하였다(blue)(도 5B). The binding to triple-negative breast cancer cells (MDA-MB 231) expressing PD-L1 was measured. MCF-7, breast cancer cells that do not express PD-L1, were observed as a control. To prevent nonspecific binding of PD-L1 protein, 1% BSA was dissolved in the media and blocked at room temperature for 30 minutes. Then, BSA was removed and PpNF (P1), Pp2NF (P2), P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN, or wild type ferritin (100 nM) was reacted at 4℃ for 1 hour. After washing with PBS, anti-human ferritin heavy chain antibody (1:500 ratio) was reacted for 1 hour and stained (green). After fixation with 4% paraformaldehyde, the samples were observed under a confocal microscope. To observe the nucleus, DAPI was dissolved in PBS at a ratio of 1:1000 and stained (blue) for 5-10 minutes at room temperature (Fig. 5B).

Lag3 단백질을 표면플라즈몬공명용 금센서칩 표면에 코팅한 후, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 2 mM DTT 용액에 녹아있는 Lag3L1, Lag3L2, P1L1, P1L2 ICBN 융합단백질을 각각 Lag3 단백질이 결합된 금센서칩에 흘려서 결합 kinetics를 분석하였다(도 5C).After coating the Lag3 protein on the surface of a gold sensor chip for surface plasmon resonance, the Lag3L1, Lag3L2, P1L1, and P1L2 ICBN fusion proteins dissolved in 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, and 2 mM DTT solution were flowed onto the gold sensor chip bound to the Lag3 protein, and the binding kinetics were analyzed (Fig. 5C).

2. 실험결과2. Experimental Results

P1L1, P1L2, P2L1, P2L2-ICBN 융합단백질이 Lag3를 발현하는 HEK293T cell과 PD-L1을 발현하는 MDA-MB231 세포에서 결합하였다. Lag3를 발현하지 않는 HEK293T cell(mock transfected)에서는 결합하지 않음으로써 Lag3와의 특이적인 결합임을 알 수 있었다. PD-L1을 발현하지 않는 MCF-7 세포에서는 결합하지 않았으나 P2, P2L1, P2L2에서 비특이적인 결합이 보였다. wt ferritin 대조군은 모든 세포에서 결합하지 않았다. 이를 통해 P1L1, P1L2가 PD-L1에 좀 더 특이적으로 작용할 것으로 판단되었다(도 5). 표면플라즈몬공명장치를 통해 정제된 Lag3 수용체와의 결합력을 측정하였을 때, Lag3L1, Lag3L2, P1L1 및 P1L2가 모두 특이적으로 결합함을 알 수 있었다. 이 중, P1L2의 결합력이 가장 우수하였다. P1L1, P1L2, P2L1, and P2L2-ICBN fusion proteins bound to HEK293T cells expressing Lag3 and MDA-MB231 cells expressing PD-L1. They did not bind to HEK293T cells (mock transfected) that do not express Lag3, indicating specific binding to Lag3. They did not bind to MCF-7 cells that do not express PD-L1, but nonspecific binding was observed with P2, P2L1, and P2L2. The wt ferritin control group did not bind to any cells. Based on this, it was determined that P1L1 and P1L2 act more specifically on PD-L1 (Fig. 5). When the binding affinity to the purified Lag3 receptor was measured using a surface plasmon resonance device, it was found that Lag3L1, Lag3L2, P1L1, and P1L2 all bound specifically. Among these, P1L2 had the best binding strength.

<< 실시예Example 6> 면역 체크포인트 6> Immune checkpoints 블록킹Blocking 나노케이지의Nanocage's 종양타겟팅Tumor targeting 효과 effect

1. 실험방법1. Experimental method

PBS 100 ㎕에 담긴 MC38 대장암 세포 1×106개를 6주령이 된 BALB/c 생쥐의 오른쪽 허벅지에 피하주사 하였다. 종양의 크기가 100 ㎣ 가량 되었을 때, Flamma-675로 표지되어 식염수(Saline)에 녹아 있는 P1L2(10 mg/kg), 페리틴 야생형(Ferritin wildtype; 10 mg/kg) 단백질을 각각 200 ㎕씩 각각의 생쥐에 꼬리정맥으로 주사하였다. 106 MC38 colon cancer cells in 100 ㎕ of PBS were injected subcutaneously into the right thigh of 6-week-old BALB/c mice. When the tumor size was approximately 100 ㎣, 200 ㎕ of P1L2 (10 mg/kg) and ferritin wildtype (10 mg/kg) proteins each labeled with Flamma-675 and dissolved in saline were injected into the tail vein of each mouse.

IVIS 형광 이미징 시스템을 사용하여 주사 후 1, 4, 8, 12, 18, 24 시간의 단백질의 생체 내 분포를 조사하였다. 그리고 48시간 후에 생쥐를 희생시키고 종양, 심장, 폐, 간, 신장, 비장을 꺼내어 기관 내 단백질이 얼마나 남아있는지를 조사하였다. The biodistribution of the protein was investigated at 1, 4, 8, 12, 18, and 24 hours after injection using the IVIS fluorescence imaging system. Then, 48 hours later, the mice were sacrificed and the tumor, heart, lung, liver, kidney, and spleen were removed to investigate how much protein remained in the organs.

또한, 공초점 레이저 주사 현미경 촬영(Confocal)을 수행하였다. PD-L1 수용체를 발현하는 교모세포종 세포를 (GL26) 배양 후, P1, P2, P1L1, P1L2, P2L1, P2L2 ICBN (100 nM)을 4℃에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 씻어낸 후, anti-human ferritin heavy chain 항체 (1:200 비율)로 1시간 동안 반응시켜 염색하였다(green). 4% 파라포름알데히드(Paraformaldehyde)로 고정한 후, 공초점 현미경으로 관찰하였다. 핵을 관찰하기 위해 DAPI를 1:1000 비율로 PBS에 희석하여 상온에서 5-10 분간 염색하였다(blue). 대조군으로 야생형 페리틴과 PD-L1에 결합이 검증된 PpNF(P1)과 Pp2NF(P2)을 사용하였다.In addition, confocal laser scanning microscopy was performed. After culturing glioblastoma cells expressing the PD-L1 receptor (GL26), P1, P2, P1L1, P1L2, P2L1, P2L2 ICBN (100 nM) was reacted at 4℃ for 1 hour. After washing with PBS, the cells were stained with anti-human ferritin heavy chain antibody (1:200 ratio) for 1 hour (green). After fixation with 4% paraformaldehyde, the cells were observed under a confocal microscope. To observe the nucleus, DAPI was diluted in PBS at a ratio of 1:1000 and stained for 5-10 minutes at room temperature (blue). As controls, wild-type ferritin and PpNF (P1) and Pp2NF (P2), which have been verified to bind to PD-L1, were used.

2. 실험결과2. Experimental Results

P1L2가 페리틴 야생형(EPR 효과에 의한 종양 표적) 보다 종양 표적 능력이 증가하였음을 알 수 있었다(도 6A).It was found that P1L2 had increased tumor targeting ability compared to wild-type ferritin (tumor targeting by EPR effect) (Fig. 6A).

또한, P1L1, P1L2, P2L1, P2L2 이중기능성 융합단백질이 PD-L1 결합 펩답이드를 디스플레이하는 P1, P2와 동일하게 PD-L1을 발현하는 교모세포중 세포에 결합하는 것을 확인하였다(도 6B). 이를 바탕으로 PpNF가 BBB를 통과하여 교모세포종에 타겟팅 됨과 같이 P1L1과 ,P1L2가 타겟팅 되어 교모세포종 치료제로 개발될 수 있을 것이라 추론하였다.In addition, we confirmed that the P1L1, P1L2, P2L1, and P2L2 bifunctional fusion proteins bind to glial cells expressing PD-L1 in the same manner as P1 and P2 displaying PD-L1 binding peptides (Fig. 6B). Based on this, we inferred that P1L1 and P1L2 can be targeted and developed as glioblastoma therapeutics, just as PpNF passes through the BBB and is targeted to glioblastoma.

<< 실시예Example 7> 7> P1L1P1L1 , , P1L2의P1L2's 생체 내에서의 면역 항암 효과Immuno-oncogenic effects in vivo

1. 실험방법1. Experimental method

MC38 세포를 BALB/c 야생형 생쥐의 오른쪽 허벅지에 위쪽에 피하주사하였다. 종양의 크기가 100㎣ 가량 되었을 때, 무작위로 4그룹으로 나누었다. Saline, bicarbonate buffer(pH 7.4)에 녹아있는 P1, L1, L2, P1L1, P1L2, 또는 wt Ferritin을 각 10㎎/㎏의 농도로, 그리고 치료용 항PD-L1 항체, Lag3 항체를 각각의 생쥐에 꼬리정맥으로 주사하였다. 이틀에 한 번씩 총 5회(항PD-L1 항체는 3일에 한 번씩 3회) 주사하면서 종양의 크기와 생쥐의 몸무게를 측정하였다(도 7B 및 도 7C). MC38 cells were injected subcutaneously into the upper right thigh of BALB/c wild-type mice. When the tumor size was approximately 100 mm3, the mice were randomly divided into four groups. P1, L1, L2, P1L1, P1L2, or wt Ferritin dissolved in saline, bicarbonate buffer (pH 7.4) at a concentration of 10 mg/kg each, and therapeutic anti-PD-L1 antibody, Lag3 antibody were injected into the tail vein of each mouse. The tumor size and body weight of the mice were measured during the five injections, once every two days (anti-PD-L1 antibody was injected three times, once every three days) (Fig. 7B and Fig. 7C).

2. 실험결과2. Experimental Results

P1L1과 P1L2 융합단백질이 P1 또는 L1, L2 융합단백질에 비하여 종양의 성장을 유의하게 저해하였다(도 7B). 특히 P1L2는 PDL1 항체와 Lag3 항체를 병용투여한 그룹보다 뛰어난 항암효과를 보였다. 모든 융합단백질 투여 그룹에서 control 생쥐에 비해 몸무게의 변화는 없었다(도 7C).P1L1 and P1L2 fusion proteins significantly inhibited tumor growth compared to P1 or L1, L2 fusion proteins (Fig. 7B). In particular, P1L2 showed a superior anticancer effect than the group co-administered with PDL1 and Lag3 antibodies. There was no change in body weight compared to the control mice in all fusion protein administration groups (Fig. 7C).

이 결과를 통하여 P1L2가 효과적으로 면역 관문을 억제효과를 통해 종양의 성장을 저해하는 효과가 있음을 알 수 있었다.These results showed that P1L2 effectively inhibits tumor growth through its immune checkpoint suppression effect.

<< 실시예Example 8> 혈액 및 혈청 분석을 통한 8> Through blood and serum analysis Lag3Lag3 결합 Combine 펩타이드Peptide 디스플레이 페리틴 Display ferritin 융합단백질fusion protein (L1, L2, (L1, L2, P1L1P1L1 , , P1L2P1L2 )의 )of 생독성Biotoxicity 확인 check

항종양 동물실험 이후 생쥐를 희생할 때 각 그룹에서 혈액과 혈청을 채취하고, 혈액에 있는 적혈구와 헤모글로빈, 헤마토크릿, 백혈구, 중성구 등과 혈청에 있는 혈액요소질소, 크레아티닌, 알라닌아미노전달효소, 아스파르테이트아미노전달효소의 양을 측정하여 비교하였다.After the antitumor animal experiment, when the mice were sacrificed, blood and serum were collected from each group, and the amounts of red blood cells, hemoglobin, hematocrit, white blood cells, and neutrophils in the blood and blood urea nitrogen, creatinine, alanine aminotransferase, and aspartate aminotransferase in the serum were measured and compared.

Lag3 결합 펩타이드 디스플레이 페리틴 융합단백질을 처리한 생쥐그룹에서 간독성이나 신장독성은 관측되지 아니하였고, 혈액학적으로도 큰 변화는 없었다(도 8). In the group of mice treated with the Lag3 binding peptide display ferritin fusion protein, no hepatotoxicity or renal toxicity was observed, and there were no significant changes in hematology (Fig. 8).

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. While the specific parts of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that such specific descriptions are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

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Claims (14)

서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 인간 페리틴 중쇄 단편에 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 융합 폴리펩타이드.A fusion polypeptide comprising a human ferritin heavy chain fragment and a LAG3 binding peptide, the fusion polypeptide comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. 제1항에 있어서, 상기 융합 폴리펩타이드는 상기 인간 페리틴 중쇄 단편의 4번 및 5번 헬릭스의 루프(loop) 영역에 상기 LAG3 결합 펩타이드가 삽입된 것을 특징으로 하는 융합 폴리펩타이드.In the first paragraph, the fusion polypeptide is a fusion polypeptide characterized in that the LAG3 binding peptide is inserted into the loop region of the 4th and 5th helices of the human ferritin heavy chain fragment. 제1항에 있어서, 상기 LAG3 결합 펩타이드는 서열번호 3 또는 서열번호 4인 것을 특징으로 하는 융합 폴리펩타이드.A fusion polypeptide, characterized in that in claim 1, the LAG3 binding peptide has SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4. 제1항에 따른 융합 폴리펩타이드의 N-말단에, 서열번호 5 또는 서열번호 6으로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 PD-L1 결합 펩타이드가 추가로 결합된 융합 폴리펩타이드.A fusion polypeptide further comprising a PD-L1 binding peptide comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 6, attached to the N-terminus of the fusion polypeptide according to claim 1. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 융합 폴리펩타이드를 포함하는 페리틴 나노케이지(nanocage).A ferritin nanocage comprising a fusion polypeptide according to any one of claims 1 to 4. 제5항에 있어서, 상기 페리틴 나노케이지는 페리틴 외부 표면에 LAG3 결합 펩타이드 및 PD-L1 결합 펩타이드가 융합된 형태인 것을 특징으로 하는 페리틴 나노케이지(nanocage).In claim 5, the ferritin nanocage is characterized in that the ferritin nanocage is in a form in which a LAG3 binding peptide and a PD-L1 binding peptide are fused to the outer surface of ferritin. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 융합 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드.A polynucleotide encoding a fusion polypeptide according to any one of claims 1 to 4. 제7항의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the polynucleotide of claim 7. 제8항의 발현벡터로 형질전환되어 분리된 형질전환체.A transformant isolated by transformation with the expression vector of Article 8. 제5항의 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising the ferritin nanocage of claim 5 as an active ingredient. 제10항에 있어서, 상기 암은 유방암, 대장암, 직장암, 뇌종양, 폐암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 위암, 방광암, 난소암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암 및 편평상피세포암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, characterized in that in claim 10, the cancer is any one selected from the group consisting of breast cancer, colon cancer, rectal cancer, brain tumor, lung cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney cancer, stomach cancer, bladder cancer, ovarian cancer, bile duct cancer, gallbladder cancer, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, and squamous cell carcinoma. 제10항에 있어서, 상기 약학조성물은 면역관문을 억제하는 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.In claim 10, the pharmaceutical composition is a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, characterized in that it inhibits an immune checkpoint. 제5항의 페리틴 나노케이지를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물.A drug delivery composition comprising the ferritin nanocage of claim 5 as an active ingredient. 제13항에 있어서, 상기 약물은 항암제인 것을 특징으로 하는 약물 전달용 조성물.A drug delivery composition, characterized in that the drug in claim 13 is an anticancer agent.
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