수지상세포 항암효과 극대화 나노기술 개발

<이 기사는 2011년 09월 12일 06시 00분 이후 사용할 수 있습니다>

서울대의대 성승용 교수팀…네이처 나노테크놀로지에 논문

몸속 면역세포 중 하나인 `수지상세포`와 나노입자를 결합시켜 항암치료능력을 극대화할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

서울대의대 미생물학교실 성승용·조남혁 교수팀과 고려대공대 신소재공학부 김영근 교수팀은 속은 산화철, 껍질은 산화아연으로 각기 만들어진 `코어-셸` 구조의 나노입자를 수지상세포에 탑재시켜 동물실험을 한 결과, 수지상세포 단독 치료 때보다 항암능력이 크게 높아졌다고 12일 밝혔다.

이번 연구결과를 담은 논문은 나노기술 분야의 최고 권위지인 `네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)` 9월11일자 온라인판에 실렸다.

인체에는 바이러스 감염이나 종양과 같은 비정상적인 세포가 생겼을 때 이를 인식하고, T-세포에 공격을 요청하는 손가락 모양의 `수지상세포`가 있다. T-세포가 암에 맞서 최일선에 싸우는 병정 세포라면, 수지상세포는 T-세포가 암과 잘 싸울 수 있게 T-세포를 자극시키는 훈련관의 개념이다.

따라서 과학자들은 이 수지상세포를 외부에서 배양해 환자의 몸에 다시 주입하는 방식으로 암치료가 가능할 것으로 보고 가장 효율적인 방안을 찾는 데 주력하고 있다.

현재는 미국의 덴드리온사가 이 수지상세포를 이용한 암 치료에 가장 앞서가고 있지만, 아직까지는 약 40일 정도의 생존 연장 효과가 관찰됐을 뿐이다.

수지상세포를 이용한 항암치료의 핵심은 T-세포가 적군(암)의 특징(항원)을 잘 인식할 수 있도록 충분한 양의 항원을 수지상세포에 탑재하는 것과 환자의 림프절에 많은 수지상세포가 이동하도록 하는 것이다.

하지만 기존의 방식들은 이러한 종양특이항원의 탑재 효율이 낮거나 이를 객관적으로 모니터링하는 게 쉽지 않아 항암치료에 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 항암면역세포 치료에 필요한 3가지 기능을 동시에 갖춘 직경 10nm 크기의 나노입자를 만들었다. 이 나노입자의 내부는 산화철(Fe₃O₄), 껍질은 산화아연(ZnO)으로 이뤄졌는데 이들 성분은 자기 MRI 영상과 형광영상을 각각 제공하는 특징이 있다.

또 연구팀은 산화아연 표면에 스카치테이프 역할을 하는 생체분자인 펩타이드 서열을 고안, 암세포에만 있는 분자항원을 나노입자에 부착할 수 있도록 설계했다.

이렇게 만든 복합구조의 나노입자를 수지상세포에 넣고, 암에 걸린 쥐들에게 주사한 결과 다른 대조군에 비해 항암효과가 크게 높아졌다는 게 연구팀의 설명이다.

이번 나노입자 제조기술은 이미 우리나라와 일본·미국에 특허가 등록됐으며, 펩타이드를 포함하는 산화아연 복합체 기술은 PCT 특허가 출원됐다.

성승용 교수는 "이번 구조체는 1시간 내에 수지상세포 탑재가 가능하고, 종양특이항원의 수지상세포 내 전달과 수지상세포의 인체 내 전달을 동시에 확인할 수 있는 다기능성을 갖고 있다"며 "학제간 융합연구를 통해 나노융합기술 기반의 신개념 항암 면역세포 치료기술을 개발한 데 의미가 있다"고 말했다.

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