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심층 프로테오믹스 기반 분자 정체성 규명을 통한 나노입자 단백질 코로나의 생물학적 기능 제시 주요 과학적 질문: 1. 누락된 인과 관계 메커니즘: 나노입자의 주요 물리화학적 특성(표면 전하, PEGylation, 형태, 재료)은 어떻게 체계적이고 인과적으로 단백질 코로나 조성을 결정하고, 결과적으로 세포 흡수 및 면역 인식과 같은 생물학적 운명을 조절하는가? 2. 데이터 자원 병목 현상: 기존 공공 프로테오믹스 데이터의 파편화 및 낮은 품질을 어떻게 극복하여 신뢰할 수 있는 메커니즘 발견 및 모델 예측을 지원할 수 있는 고품질의 표준화된 나노바이오 상호작용 데이터베이스를 구축할 수 있는가? 연구 방법: 본 연구는 통합된 "데이터 마이닝 기반 실험 설계" 전략을 사용한다. 먼저, 텍스트 마이닝 및 문헌 데이터 통합을 통해 문헌 마이닝된 나노입자 단백질 코로나 데이터베이스(LM-NPC-DB)를 구축하여 해당 분야의 연구 패러다임 및 데이터 품질 결함을 체계적으로 평가했다. 이 분석을 바탕으로 42가지 다른 재료, 전하, PEGylation 상태 및 형태를 포괄하는 표준화된 나노입자 라이브러리를 합리적으로 설계하고 합성했다. 이어서, 균일한 표준 운영 절차를 엄격히 준수하여 고품질의 자체 나노입자 단백질 코로나 데이터베이스(IH-NPC-DB)를 구축했다. 높은 재현성, 높은 단백질 커버리지 및 최소화된 결측값을 갖춘 이 데이터베이스는 본 연구의 핵심 데이터 기반 역할을 한다. 이를 바탕으로 생물정보학 분석(차등 단백질 분석, 경로 농축, 네트워크 분석), 머신 러닝 모델(형태 특이적 흡착 예측) 및 기능적 세포 실험(예: 유전자 녹아웃 세포 모델을 사용하여 특정 흡수 경로 검증)과 결합하여 나노입자 특성, 단백질 코로나 조성 및 생물학적 효과 간의 정량적 관계를 체계적으로 해독했다. 결론: 본 연구는 "나노입자 특성 → 단백질 코로나 조성 → 생물학적 운명"의 명확한 인과 프레임워크를 확립하고 검증할 것으로 예상된다. 구체적인 결론은 다음과 같다. 1. 표면 전하는 정전기-소수성 시너지 효과를 통해 단백질 흡착을 유도한다. 음전하 입자는 접착 단백질을 풍부하게 하고 Itgav를 통해 효율적인 세포 흡수를 매개하는 반면, 양전하 입자는 아포지단백질에 우선적으로 결합한다. 2. PEGylation은 보체/응고 인자와 같은 면역 관련 단백질의 흡착을 적극적으로 감소시켜 단백질 코로나를 재구성하여 "면역 은폐"를 달성하고 대식세포 염증 반응을 효과적으로 억제한다. 3. 입자 형태는 고유한 단백질 흡착 지문을 형성한다. 구형 입자는 접착 관련 단백질을 풍부하게 하는 반면, 막대 모양 입자는 높은 면역원성 잠재력을 나타내며, 둘 다 다른 물리적 상호 작용 및 계면 기하학적 효과를 통해 달성된다. 4. 서로 다른 재료는 상호 보완적인 단백질 흡착 프로필을 나타내며, 이는 저농도 질병 바이오마커를 특이적으로 풍부하게 하는 "분자 증폭기"로 사용될 수 있으며, 다중 재료 결합 액체 생검 패널 구축을 위한 이론적 근거를 제공한다. 궁극적으로 본 연구는 기존 공공 데이터의 품질을 능가하는 표준화된 데이터베이스(IH-NPC-DB)를 제공할 뿐만 아니라 합리적인...