국내 연구진, 40대 발병 위암 원인 찾고 고성능 표적 항암 전달제 개발

분류된 4가지 아형의 주요 신호전달경로

국내 연구진이 40대 조기발병위암 원인을 규명하고, DNA 분자를 활용한 고성능 암 표적 전달체 기술을 개발했다. 암 연구 분야에서 연이어 뚜렷한 성과가 나오면서 조기발병위암 진단·치료 연구, 고성능 표적항암제 실용화 전기를 마련했다는 평가다.

과학기술정보통신부는 이상원 고려대 유전단백체연구센터 교수 연구진이 유전단백체 연구를 통해 조기발병위암 원인을 규명했다고 15일 밝혔다.

연구진은 국내 기초연구자, 위암임상연구자와 협력 연구해 5년간 80명 조기발병위암 환자로부터 암조직과 주변 정상조직을 얻어 차세대 염기서열 분석법(NGS)으로 유전체 분석을 실시했다. 그 결과 7000여개 체세포 변이 유전자 중 조기발병위암과 상관관계가 있는 변이 유전자(CDH1, ARID1A, RHOA)를 찾아냈다. 이 유전자가 조기발병위암과 관련된 중요한 신호전달경로에 관여하고 있음을 입증했다.

연구진은 또 위암환자라도 각각 다른 치료반응을 나타내는 네 가지 위암 유형으로 분류됨을 밝혀냈다. 네 종류 위암 유형이 각각 다른 세포 신호전달경로를 가지고 있음을 확인했다. 이로써 정밀 위암 원인 진단이 가능해졌다. 연구 결과는 암 연구 분야 최상위 학술지인 '캔서 셀(Cancer Cell)'에 실렸다. 조기발병위암은 우리나라 전체 위암 환자 약 15% 정도로, 세계적으로 높은 비율이다.

연구진은 “이번 조기발병위암 연구를 통해 보다 정밀한 유전적 발병 원인을 규명할 수 있다”면서 “위암환자의 정밀한 진단과 치료방법 개발이 활발히 진행될 것”으로 기대했다.

DNA 나노입자 라이브러리 검색을 통한 암조직 선택적 나노입자 약물전달체 개발 개략도

안대로 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 박사팀은 나노입자 라이브러리 검색을 통한 고성능 암 표적 약물 전달체 발굴 방법을 개발했다.

연구진은 1나노미터(㎚, 10억분의 1m) 이하 수준으로 정밀하게 크기와 모양을 제어할 수 있는 DNA 염기서열 기반 나노 구조체를 약물 전달체로 활용했다. DNA 염기 서열을 분자설계 코드로 활용하면 다양한 형태, 크기의 나노 구조체를 만들 수 있다.

연구진은 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 16개 DNA 나노입자로 구성된 라이브러리를 구축했다. DNA 나노입자 라이브러리를 동물 모델에서 검색해 기존 암표적성 나노입자보다 전달률이 3배 이상 개선된 고성능 암 표적 전달체 3종을 발굴했다. 발굴한 전달체에 저분자 항암제와 단백질 항암 약물을 결합해 암 질환 실험용 쥐에 주입한 결과 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달해 높은 항암 효능을 보였다. 동물 실험으로 DNA 나노입자 전달체 라이브러리를 구축한 것은 이번이 처음이다.

다양한 종류 나노입자 기반 암 표적 약물 전달체 연구가 진행되고 있지만 현재까지 나노입자의 암 조직 도달량은 주입량 대비 평균 0.7% 정도에 불과하다. 나노입자가 몸 안에 주입되면 생체 내 장애물로 인해 암 세포까지 도달하지 못해 항암효과가 제한됐다. 기존 소재를 이용한 약물 전달체 나노입자는 모양을 정밀하게 제어하거나 다양한 화학 성분을 조합하는 것도 힘들다.

안대로 박사는 “DNA 나노입자 라이브러리 기반 약물 전달체 검색 기술을 활용하면 암 조직에 선택적 약물 전달체를 개발할 수 있다”면서 “뇌처럼 약물이 도달하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 전달체를 간편하게 발굴할 수 있다”고 강조했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 기관고유사업과 한국연구재단 미래유망융합파이오니아사업 및 방사선기술개발사업으로 수행했다.

최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com

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