KAIST 김유천 교수, 한양대 윤채옥 교수팀 공동연구 성과내

면역항암제와 협력 효과 내는 새 면역원성 세포사멸 유도체 개발

KAIST 생명화학공학과 김유천 교수, KAIST 생명화학공학과 정성동 박사

암 면역 치료에 이용되는 새로운 세포사멸 유도체가 개발됐다.

이번에 개발된 유도체는 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체로, 연구팀이 개발한 펩타이드(아미노산이 2~50개 정도 결합된 물질을 뜻하며, 아미노산이 50개 이상 결합된 물질이 단백질이다)는 암세포 내에 미토콘드리아 외막을 붕괴시켜 활성산소 농도를 높이고, 이를 통해 형성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극해 면역원성 세포사멸을 유도하는 특성을 가진 것이다.

KAIST 생명화학공학과 김유천 교수와 한양대학교 생명공학과 윤채옥 교수 공동연구팀은 27일 이 같은 사실을 밝혔다.

한국연구재단 중견연구자사업과 기초연구실 사업을 통해 진행된 이번 연구에는 KAIST 생명화학공학과 정성동 박사와 한양대학교 생명공학과 정보경 박사가 공동 제1 저자로 참여하고, 한양대학교 생명공학과 윤채옥 교수가 공동 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스 (Advanced Science)' 4월 7일 字 표지논문(Back cover)으로 게재됐다. (논문명 : Immunogenic Cell Death Inducing Fluorinated Mitochondria-Disrupting Helical Polypeptide Synergizes with PD-L1 Immune Checkpoint Blockade).

동물실험을 통한 종양억제능력 비교 및 폐로 전이된 종양 결절수 비교

면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제 병용투여

화학항암제와 표적항암제에 이어 3세대 항암제로 불리는 면역항암제는 몸속의 면역체계를 활성화시켜 면역세포가 암세포를 잘 인식하고, 공격하게 하는 약물이다. 그 중 면역관문억제제는 T세포 (CTLA-4, PD-1)나 암세포 (PD-L1)에 발현된 면역세포의 활성을 저해하는 면역관문을 차단하여서 면역세포의 작용을 활발하게 하는 치료제이다. 2011년 미국 식품의약국에 최초로 승인을 받은 후, 다양한 면역관문억제제가 환자들에게 이용되고 있다. 하지만 면역관문억제제도 몇 가지 한계점을 가지고 있다. 먼저 이 치료법은 모든 환자에게 효과가 있는 것이 아니라 10~40% 정도의 환자에게만 효과가 있었던 것이다. 그리고 기존에 존재하는 항암능력을 가진 T세포에 의존적이었다.

어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 표지

연구팀은 이 같은 현실에 주목해, 항암면역반응을 유도하는 면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제와의 병용투여를 통해 문제점을 해결할 수 있다고 봤다.

“연구결과 전제 암 치료 효과 방안 다양화될 것”

연구팀은 “펩타이드의 플루오린화를 통하여서 향상된 나선구조와 강력한 항암능력을 지니게 하였다. 또한, 이 펩타이드 기반의 면역원성 세포사멸 유도체가 미토콘드리아 외막붕괴를 통해 세포 내의 활성산소를 과잉생산하고, 이렇게 생성된 산화적 스트레스가 소포체를 자극하여 최종적으로 면역원성 세포사멸을 유도하는 것을 검증했다”고 설명했다.

이어 “동물실험을 통해 펩타이드와 면역관문억제제인 anti-PD-L1을 병용투여 하였을 때, 단독투여에 비하여서 종양 억제능이 향상되고, 활성화된 면역반응을 통해 폐로의 전이가 줄어드는 것을 확인했다”고 덧붙였다.

연구를 주도한 김유천 교수는 "이번 새로운 면역원성 세포사멸 유도체 개발을 통해, 기존 면역관문억제제의 낮은 반응률을 보이는 암에서 치료 효과를 높일 수 있는 다양한 방법을 제시할 것으로 기대한다ˮ고 말했다.

※용어

펩타이드(peptide): 아미노산이 2~50개 정도 결합된 물질을 뜻하며, 아미노산이 50개 이상 결합된 물질이 단백질이다.