기초지원연·순천대, 폐암 추적과 치료 한 번에 가능한 ‘테라그노시스’ 치료제 개발
기초과학지원연구원(
KBSI
) 연구진은 폐암 진단과 치료를 동시에 하는 기술을 개발했다. 상단 오른쪽부터 이재혁 기초지원연 박사후연구원, 심현보 순천대 박사과정생, 문슬기 순천대 박사후연구원. 하단 오른쪽부터 이성수
KBSI
책임연구원, 김종진 순천대 교수, 장동조 순천대 교수
.
/
KBSI
2022년 국내 암 사망률 1위는 폐암이었다. 특히 폐암 중에서도 전이성 폐암은 5년 생존율이 11.5%에 그친다.
국내 연구진이 전이성 폐암을 억제할 새로운 방법을 제시했다.
암을 치료하면서 진단도 동시에 할 수 있어 효과적인 치료제 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
이성수 한국기초과학지원연구원(
KBSI
) 광주센터 책임연구원 연구진은 국립순천대의 김종진 의생명과학과 교수, 장동조 약학과 교수 연구진과 함께 ‘헴 산소화효소 2(
Heme
oxygenase
2,
HO2
)’를 전이성 암의 바이오 마커이자 항암제의 표적으로 활용할 수 있다는 연구 결과를 발표했다고 7일 밝혔다.
바이오마커란 인체 내부의 변화를 알려주는 단백질이나 유전물질, 대사 물질 같은 생체 지표를 말한다.
생
체물질 하나로 암 진단과 차료를 동시에 할 수 있다는 말이다.
HO2
는 혈액에서 산소와 결합하는 ‘헴(
Heme
)’ 성분을 분해하는 효소다.
앞서 연구에서 이 효소는 세포 항상성 유지에 중요하고, 활성산소를 제거하는 과정에도 관여한다고 확인됐다.
종양 줄기세포의 추적과 치료를 위한 바이오 마커로도 보고된 바 있다.
순천대 연구진은 전이성 암에서
HO2
단백질의 발현이 증가하는 것을 확인했다.
이를 바탕으로
HO2
에 특이적으로 결합하는 형광물질 ‘타이니어(
Tumor-initiating
cell
near-infrared
probe
,
TiNIR
)’를 개발했다.
이 형광물질은 종양 줄기세포의
HO2
단백질에 결합해 기능을 억제했다.
세포 내 형광물질의 농도가 높아질수록
HO2
가 더 억제되고, 결국 활성산소가 쌓여 세포가 사멸했다.
동시에 타이니어는 표적과 결합하면 근적외선 영역의 빛을 내 전이성 암을 추적하는 데 활용할 수 있었다.
진단과 치료를 동시에 시행하는 ‘테라그노시스(
theragnosis
)’ 기술인 셈이다.
테라그노시스는 치료를 뜻하는 테라피(
Therapy
)와 진단을 뜻하는 디아그노시스(
Diagnosis
)의 합성어다.
암 전이 억제제 타이니어(
TiNIR
)의 작동 메커니즘. 타이니어가
HO2
의 발현을 저해하면 활성산소가 발생해 암세포의 세포 주기와 이동을 억제한다
.
/
KBSI
KBSI
연구진은 3차원 홀로토모그래피 기술을 활용해 타이니어의 치료 효과를 확인했다.
홀로토모그래피는 컴퓨터단층촬영(
CT
)으로 인체를 보듯 세포의 구조를 층층이 볼 수 있는 현미경을 말한다.
타이니어 처리 후 살아있는 전이성 폐암 세포의 움직임을 실시간 분석한 결과, 대조군과 비교해 속도와 총 이동 거리 모두 감소했다.
타이니어를 처리하면 거의 움직이지 않는 세포의 비율이 대조군보다 매우 높게 나타났다.
타이니어가 암세포의 이동을 방해해 암 전이를 억제할 수 있다는 것을 증명한 것이다.
이성수 책임연구원은 “이번에 사용한 3차원 홀로토모그래피 기술은 살아있는 암 세포의 운동성을 실시간으로 추적하고, 정량적으로 이를 분석할 수 있다는 점에서 차별성이 있다”며 “앞으로 3차원 홀로토모그래피를 활용한 실시간 세포 추적 이미징 분석 기법은 암 극복을 위한 신약 개발 전략 제시에 시금석이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
김종진 교수는 “새로운 전이암 바이오마커
HO2
와 선택적 억제제인 타이니어를 활용한 치료법으로 암 환자의 절반 이상이 겪는 전이를 관리할 수 있을 것으로 예상한다”며 “향후 암 예방과 진단, 치료 전략에 새로운 패러다임이 될 것으로 보인다”고 전했다.
이번 연구 결과는 지난달 25일 국제 학술지인 ‘바이오머티리얼즈 리서치(
Biomaterials
Research
)’ 온라인 판에 게재됐다.
참고 자료
Biomaterials
Research
(2024),
DOI
:
https
:
/
/
doi.org
/10.34133/
bmr.0026
https://n.news.naver.com/mnews/article/366/0000990906
(인플루언서)
신재은 은도끼
(8)
과학/우주 월간 추천 
