생명화학공학과 김유천 교수와 한양대학교 생명공학과 윤채옥 교수 공동연구팀이 암 치료에 이용되는 면역항암제인 면역관문억제제와 협력 효과를 내는 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체 개발에 성공했다. 해당 연구는 지난 4월 7일 국제 학술지 <어드밴스드 사이언스(Advanced Science)>의 표지논문으로 게재되었다. 이 유도체의 개발을 통해 기존 면역관문억제제에 낮은 반응률을 보이는 암의 치료 효과를 보다 높일 수 있을 것으로 기대된다.

면역관문억제제란

    면역관문억제제는 T세포(CTLA-4, PD-1)나 암세포(PD-L1)에 발현된 면역세포의 활성을 저해하는 면역관문을 차단하여 면역세포의 작용을 활발하게 하는 치료제다. 2011년 미국 식품 의약국에 최초로 승인을 받은 후 다양한 면역관문억제제가 환자들에게 이용되고 있지만, 10~40% 정도의 환자들에게만 효과를 보이고 있고 기존에 존재하는 항암 능력을 갖춘 T세포가 필요하다는 등의 단점이 있다. 면역관문억제제의 한계점을 극복하기 위해 화학요법, 방사선치료, 광선요법 등 다양한 치료법과의 결합이 시도되어왔으며, 연구팀은 항암 면역반응을 유도하는 면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제를 병용 투여해 문제점을 해결했다. 

면역원성 세포 사멸 유도체 개발

    이번 연구에 제1 저자로 참여한 정성동 박사에 따르면, 연구팀은 기존에 세포 내로 다양한 물질 전달을 위해 개발하던 세포 투과성 펩타이드가 암세포의 사멸을 유도하는 것을 확인, 펩타이드의 암세포 사멸 능력에 초점을 맞춰 연구를 진행했다.

    연구팀은 펩타이드의 플루오린화를 통해 펩타이드 2차 구조에서 나선 함량을 증가시켜 펩타이드가 향상된 나선 구조와 강력한 항암 능력을 지니게 했다. 이 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체가 미토콘드리아 외막 붕괴를 통해 세포 내의 활성산소를 과잉생산하고, 이렇게 생성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극하여 최종적으로 항암 면역반응을 유도하는 면역원성 세포사멸을 일으킨다는 사실을 검증했다.

    연구팀은 동물실험을 통해 펩타이드와 면역관문억제제인 anti-PD-L1을 병용 투여했을 때, 단독 투여에 비해 종양 억제 능력이 향상되고, 활성화된 면역반응을 통해 폐로의 전이량이 감소함을 확인했다.

    해당 연구를 주도한 김 교수는 “면역관문억제제와 협력 효과를 내는 새로운 면역원성 세포사멸 유도체 개발을 통해, 낮은 반응률을 보이는 암의 치료 효과를 높이는 다양한 방법을 제시할 것이다”라며 연구의 의의를 전했다.