빛을 내는 단백질로 암세포를 사멸시키는 암 치료기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국기초과학지원연구원(KBSI)은 14일 광주센터 이성수 박사 연구팀이 한양대, 울산대와 함께 스스로 빛을 내는 단백질로 암을 치료하는 새로운 개념의 기술개발에 성공했다고 밝혔다.
공동연구팀은 이번 기술 개발을 위해 서로 다른 기능을 갖는 두 개의 단백질 부위를 결합시켰다. 암세포의 세포막에 결합해 빛을 내는 단백질 부위와 빛 자극으로부터 암세포 사멸을 유도하는 단백질 부위가 결합해 있다.
암세포에 결합되니 단백질이 스스로 빛을 발생시키고, 발생된 빛이 방아쇠로 작용해 암세포의 호라성산소 농도를 높이고 세포를 사멸시켜 제거하는 방식이다.
특히 이번 연구에서 광주센터의 3차원 홀로토모그래피 현미경 기술이 세포 수준에서 일어나는 치료과정을 분석하는 데 주요한 역할을 했다.
연구팀은 해당 기술을 이용, 세포가 살아있는 상태에서 치료 단백질 암세포 세포막 결합과정부터 단백질 발광 현상과 암세포 내 활성산소 생성 유도과정, 활성산소에 의한 암세포 사멸과정까지 전 과정을 실시간 분석했다.
이렇게 개발된 기술은 화학적 제제로 인한 부작용을 현저하게 낮춰 주는 것이 가능해 암 치료뿐만 아니라 향후 다양한 노인성 질환 치료에 응용이 가능할 것으로 기대된다.
KBSI 이성수 책임연구원은 “3차원 홀로토모그래피 기술을 응용하면 살아있는 세포에서 일어나는 생물학적 변화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있어 이번과 같이 새로운 개념의 암 치료제 개발은 물론 퇴행성 뇌 질환 등 여러 질환의 발병기작을 이해하고 치료방법을 개발하는데 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
한양대학교 김영필 교수는 “생체물질이 스스로 빛을 내는 발광현상은 광량이 낮아 응용에 한계가 있는 것으로 그동안 여겨져 왔으나, 발상을 전환함으로써 보다 친화적이고 부작용이 적은 치료제 개발의 주요 기술이 됐다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부-한국연구재단, 보건복지부-한국보건산업진흥원, 과학기술일자리진흥원, 한국기초과학지원연구원의 지원으로 이뤄졌다.
이번 연구는 기초과학 및 공학분야 저명 학술지인 ‘Science Advances’ (IF=13.116, JCR 상위 5%)에 게재됐다.
향후 KBSI 광주센터 노화연구시설이 보유한 3차원 홀로토모그래피 현미경, 발광-형광 전임상 분자영상시스템(IVIS Spectrum), 마이크로·나노 CT, 비선형다중여기시스템(Intravital Multi-photon Microscope) 등 첨단 실시간 세포·생체분석장비와 퇴행성 (뇌)질환 모델 동물을 활용해 발병 자체를 억제하거나 치료제를 개발하는 후속연구를 이어나갈 계획이다.
KBSI 신형식 원장은 “이번 연구성과는 KBSI의 분석기술 개발이 새로운 개념의 암치료법 개발에 기폭제 역할을 한 것”이라며 “KBSI와 함께 산업체(토모큐브), 대학(한양대), 의료기관(울산대 의대)이 모두 함께 협력하여 이뤄낸 혁신적인 결과라는 측면에서 더욱 의미가 크다”고 밝혔다.
