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KBSI, 스스로 빛 내는 단백질로 암세포 죽이는 암치료 기술 개발
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KBSI, 스스로 빛 내는 단백질로 암세포 죽이는 암치료 기술 개발
  • 김수철 기자
  • 승인 2020.09.14 16:07
  • 댓글 0
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3차원 홀로토모그래피 현미경 기술 활용 살아있는 암세포의 사멸 과정 실시간 분석
KBSI-한양대-울산대 공동연구
생물발광현상을 이용한 암세포의 광역학적 치료법 모식도 /이미지=KBSI

국내 연구팀이 스스로 빛을 내는 단백질로 암세포를 사멸시켜 암을 치료하는 새로운 개념의 기술개발에 성공했다. 

14일 한국기초과학지원연구원(KBSI)는 광조센터 이성수 박사 연구팀과 한양대학교 생명과학과 김열필 교수 연구팀, 울산대학교 의과대학 이경진 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 이와같은 기술을 개발했다고 밝혔다. 

이 기술은 생체물질이 생물 발광현상을 응용해 외부에서의 빛 자극없이 치료과정을 유도하고 암세포 사멸 후에도 치료에 사용된 단백질이 빠르게 체내에서 분해되므로 부작용이 매우 적다고 한다. 

항암제와 같이 기존의 화학적 제제가 아닌 순수 단백질만을 이용하는 새로운 개념의 치료법을 제시했다는 점에서 매우 큰 의의를 지닌다고 연구진은 설명했다. 

또 화학적 제제로 인한 부작용을 현저히 줄여주고 암 치료뿐만 아니라 향후 다양한 노인성 질환 치료 응용도 가능할 것으로 기대되고 있다. 

연구팀 사진 /사진=KBSI

연구팀에 따르면 이 암치료 단백질은 서로 다른 기능을 갖는 두 개의 단백질 부위를 결합시킨 구조로 암세포의 세모팍에 특이적으로 결합해 빛을 내는 단백질 부위와 빛 자극으로부터 암세포 사멸을 유도하는 단백질 부위가 결합한 구조로 되어있다. 

암세포에 결합된 단백질이 스스로 빛을 발생시키고, 이 빛이 방아쇠로 작용해 암세포의 활성산소 농도를 높이고 세포를 죽여 제거하는 원리다. 

KBSI 광주센터의 3차원 홀로토모그래피 현미경 기술이 세포 수준에서 일어나는 치료과정을 분석하는데 주요한 역할을 했다고 한다. 빛에 대한 굴절률을 이용해 살아있는 상태의 세포를 전처리 과정없이 실시간 분석이 가능하다. 

(왼쪽부터) KBSI 이성수 박사, 한양대 김영필 교수, 울산대 이경진 교수 /사진=KBSI

이성수 책임연구원은 "3차원 홀로토모그래피 기술을 응용하면 살아있는 세포에서 일어나는 생물학적 변화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있어 이런 새로운 개념의 암 치료제 개발은 물론 퇴행성 뇌질환 등 여러 질환의 발병기작을 이해하고 치료방법을 개발하는 데 응용될 수 있을 것"이라고 설명했다. 

한국기초과학지원연구원 신형식 원장은 “이번 연구성과는 KBSI의 분석기술 개발이 새로운 개념의 암치료법 개발에 기폭제 역할을 한 것으로, KBSI와 함께 산업체(토모큐브), 대학(한양대), 의료기관(울산대 의대)이 모두 함께 협력하여 이뤄낸 혁신적인 결과라는 측면에서 더욱 의미가 크다”고 말했다.

해당 연구는 기초과학 및 공학분야 저명 학술지 사이언스 어드벤스지에 논문명 'Self-luminescent photodynamic therapy using breast cancer targeted proteins'로 지난 9월 12일 게재됐다. 

KBSI는 광주센터 노화연구시설이 보유한 3차원 홀로토모그래피 현미경, 발광-형광 전임상 분자영상시스템, 마이크로·나노 CT, 비선형다중여기시스템 등 첨단 실시간 세포·생체분석장비와 퇴행성 (뇌)질환 모델 동물을 활용해 발병 자체를 억제하거나 치료제를 개발하는 후속연구를 이어나갈 계획이라고 밝혔다.


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