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빛 쪼여 암 치료하고 표적 치료에 증식 억제까지

기사승인 2017.06.20  09:42:46

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- 한미 공동연구팀, 암세포 선택적 작용하는 새로운 광역학치료제 개발

   
▲ 왼쪽부터 연구책임자 김종승, 김종훈, 이진용, 조나단 세슬러 교수. 공동1저자는 고려대 정효성 박사(오른쪽 두번째), 한지유 협성대 교수(맨 오른쪽)와 성균관대 시후 박사.

[한국대학신문 김정현 기자] 인체에 무해한 근적외선 빛을 쪼여 암을 치료하는 광역학 치료가 한층 강화됐다. 한국과 미국의 공동연구팀이 암 세포를 찾아갈 수 있도록 하는 능력과 함께 증식도 막는 신개념 광역학치료제를 개발했다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 18일 김종승, 김종훈 고려대 교수, 이진용 성균관대 교수와 조나단 세슬러 미국 텍사스대 교수 공동 연구팀이 종양을 표적해 암 조직이 새로운 혈관을 만드는 능력을 억제시키는 광역학 치료제를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

   
▲ 광역학치료는 먼저 환자에게 치료제를 정맥주사한 후, 질병부위로의 축적을 기다린다. 그 후 질병부위에 특정파장의 빛을 조사하여 치료제 활성화를 유발한 후 치료효과를 확인한다. 현재 미국의 하버드 대학, MD 앤더슨 암센터와 국내의 대형병원에서 광역학치료를 통한 항암 치료가 진행 중이다. (사진=한국연구재단 제공)

광역학치료는 수술, 방사선 치료, 화학요법 등에 비해 부작용이나 후유증이 적어 많은 관심을 받고 있다. 하지만 암세포에 선택성이 낮아 정상세포에 손상을 유발하거나, 재발 가능성이 크다는 단점이 있다. 이번 개발이 광역학치료 후 암이 재발하는 등 기존 치료의 한계를 넘어설 것으로 주목받는 이유다.

연구팀은 학계에 알려진 혈관생성억제 물질인 아세타졸아미드가 암세포에 정상보다 많이 발현돼 있는 탄산탈수소효소9(Carbonic anhydrase IX)와 선택적으로 강하게 결합한다는 특성을 이용했다. 탄산탈수효소9는 세포 내에서 이산화탄소와 탄산의 상호변환을 촉진시키는 효소다. 조직을 이루는 암(고형암; 간암, 폐암, 유방암) 세포에 과발현돼 있는 것으로 알려져 있다. 즉 아세타졸아미드를 광역학 치료제에 합치면 암에 찾아가 붙는다는 의미다.

동시에 이렇게 개발한 치료제가 암 혈관형성 억제 효과가 있다는 것도 밝혀냈다. 암 조직은 성장할수록 저산소 상태가 되며 생존을 위해 많은 영양분 공급이 필요하게 된다. 때문에 암세포는 암 조직으로 영양분을 더 유입시키기 위해 신생혈관 형성을 촉진하는 인자들을 분비한다. 이 같은 암 혈관형성(angiogenesis)는 초기 암의 전이 직전 단계를 규정하는 특성으로 꼽힌다.

   
▲ 연구팀은 사람의 유방암 세포를 이용한 동물 모델에 투여한 결과 아세트졸아미드가 없는 광역학치료제에 비해 4배 이상 종양의 부피가 줄어든 것을 확인할 수 있었으며, 특별한 부작용도 없음을 알 수 있었다. 표적지향형 광역학치료제의 치료 메커니즘 및 동물실험 결과.(사진=한국연구재단 제공)

연구팀이 새로 개발한 광역학치료제를 투입한 결과, 혈관내피성장인자A(VEGFA)와 혈관신생단백질2(ANGPT2)가 치료 후 현저히 감소한 것을 확인했다. 두 단백질은 암 혈관 형성 과정에 나타나는 대표적인 물질이다. 암의 신생혈관을 생성하게 유도하는 물질로, 이 물질이 감소했다는 것은 암의 생장이 가로막혔다는 것과 같다.

연구팀은 개발된 광역학치료제를 사람의 유방암 세포를 이용한 동물 모델에 투여한 결과, 아세타졸아미드가 없는 광역학치료제에 비해 4배 이상 종양의 부피가 줄어든 것을 확인했으며 특별한 부작용도 발견되지 않았다고 설명했다.

연구책임자 김종승 교수는 “항암제를 쓰지 않고 빛을 받으면 활성산소를 내뿜어 암세포를 죽이는 광감각제와 선택적으로 암세포를 찾아가면서 신혈관생성을 억제하는 아세토졸아미드의 시너지 효과다”고 설명했다.

이어 “약물의 체내 동태, 인체에서의 안전성 평가 등의 후속연구를 통해서 실제 임상에서 사용할 수 있도록 추진할 계획이다. 이 연구 결과를 계기로 향후 표적지향형 광역학치료제 개발의 새로운 지평을 열 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이 연구는 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 이뤄졌다. 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지’의 7일자 표지논문으로 게재됐다. 연구팀은 기술에 대한 특허를 출원해 둔 상태로, 연구를 병행하며 기술이전을 검토 중에 있다.

   
▲ 연구 결과는 화학분야 국제학술지 미국화학회지 5월 1일자 온라인판에 게재되는 한편 6월 7일 프린트판 표지논문으로 게재되었다. 2017년 6월 7일 미국화학회지 표지.(사진=한국연구재단 제공)

김정현 기자 ddobagi@unn.net

<저작권자 © 한국대학신문 무단전재 및 재배포금지>
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