백신은 감염성 질환을 예방하기 위한 가장 효과적인 방법이다. 그러나 단백질 백신과 같이 면역원성이 낮은 백신의 경우 백신의 효능을 높이기 위해 면역증강제의 사용이 필요하다. 이러한 목적으로 최근에 특히 주목받고 있는 패턴 인식 수용체 작용제들을 포함한 다양한 면역증강제가 개발되고 있다. mRNA는 최근 코로나19 백신 개발에 사용되어 주목받고 있는 패턴 인식 수용체 중에 하나이다. 최근에는 mRNA 생산 기술의 발전으로 인해 톨-유사수용체 7/8에 인식이 가능한 단일 가닥 RNA가 면역증강제로의 가능성이 제기되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 바이러스 유래 내부 리보솜 진입 부위 (IRES)를 사용하여 개발된 단일 가닥 RNA 면역증강제의 노인을 위한 면역증강제로서의 가능성 및 효능을 평가하였다. 동시에, 이 면역증강제의 효능을 높이기 위해 개선된 새로운 형태의 단일 가닥 RNA 면역증강제를 개발하였다.
감염성 질환 중에서도 계절성 독감은 매년 높은 사망률을 보인다. 사망자의 90%가 65세 이상의 노인에게서 발생할 정도로 노인에게 특히 위협적인 질병이다. 따라서 노령 마우스에서 독감백신과 내부 리보솜 진입 부위 기반의 단일 가닥 RNA 면역증강제를 함께 사용하여 그 효능을 평가하는 것이 매우 중요하다. 본 연구를 통해 IRES 기반의 단일 가닥 RNA 면역증강제의 사용으로 인해 젊은 쥐에서뿐만 아니라 고령 쥐에서도 바이러스 감염 부위인 폐에서 항원 특이적인 T 세포가 증가하고 기관지폐포세척액 내에 점막 면역에 중요한 IgA 증가하며 균형있는 Th1/Th2 반응을 유도하여 바이러스의 감염을 막아냄을 확인하였다. 더불어 선천면역과 후천면역에 관련된 유전자의 발현이 젊은 쥐와 고령 쥐에서 유사한 양상으로 증가하는 것을 보아 고령 쥐의 면역 노화를 극복하여 면역반응을 유도함을 확인하였다.
이렇게 새로운 면역증강제로서의 가능성이 확인된 IRES 기반의 단일가닥 RNA 면역증강제의 효능을 높이기위해 또 다른 바이러스 유래 유전자 간 영역 (IGR) IRES와 안정적인 2차구조를 추가하여 새로운 단일 가닥 RNA 면역증강제를 개발하였다. IGR IRES 기반의 단일 가닥 RNA 면역증강제에 G4 구조를 추가할 경우 사람 말초 혈액 단핵세포에서 수지상세포의 활성과 Th1, Th2 관련 사이토카인이 비교적 긴 시간 동안 증가함을 확인하였고 독감 백신과 함께 쥐에 면역하여 그 효과를 확인하였을 때, 더 높은 항체가와 중화항체가, T 세포 반응을 유도함을 확인하였다. 다음으로 이를 상용화 면역증강제인 Addavax와 그 효과를 비교하였다. 항체반응과 세포반응 모두 두 면역증강제에서 비슷한 양상으로 유도되지만 특이적으로는 IGR IRES 기반의 단일 가닥 RNA 면역증강제의 경우 상대적으로 Th1 사이토카인을, Addavax의 경우 Th2 사이토카인을 분비하는 세포가 더 많이 증가함을 확인하였다. 면역증강제에 따른 특이적인 특성을 확인하기 위해 면역 기관에서 RNA 염기서열 분석과 단일세포 유전체 분석을 진행하였다. 이를 통해 IGR IRES 기반의 단일 가닥 면역증강제가 Addavax와 유사한 양상으로 면역 반응 관련 유전자를 유도하지만 면역 유도 시간대와 면역세포 종류에 대해서는 다른 특성을 보이는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 IGR IRES 기반 단일 가닥 면역증강제의 기전 및 효과를 확인하였으며 면역증강제로서의 충분한 가능성을 확인하였다.