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국내연구진, 암세포 잡는 NK세포, 공격력 강화 기술 개발 성공
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국내연구진, 암세포 잡는 NK세포, 공격력 강화 기술 개발 성공
  • 박주현 기자
  • 승인 2019.08.25 12:05
  • 댓글 0
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자연살해세포가 암세포를 공격하는 능력을 강화하는 세포치료제 제작 기술 개발
NK세포의 자체 방어기작 회피하도록 설계, 유전자를 효과적으로 세포 내로 전달
자연살해세포의 위치나 움직임을 추적할 수 있다는 것을 입증
항암면역세포로 주목받는 자연살해세포를 자유자재로 제어하는 기술
[출처=나무위키]
암세포(주황색)를 공격하는 자연살해세포(노란색)[출처=나무위키]

국내 연구진이 암세포를 잡는 자연살해세포(NK세포)의 공격력을 극대화하는 기술 개발에 성공했다. 

한국연구재단은 박경순, 박우람, 한동근 차의과학대학교 교수 공동연구팀이 생체재료 기반 나노기술을 이용해 암세포에 구멍을 내 죽이는 자연살해세포가 암세포를 잘 공격하도록 만드는 세포치료제 제작 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 

우리 몸에 선천적으로 존재하는 자연살해세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 선택적으로 인식한 후 즉각 파괴한다. 다른 면역세포와 달리 면역거부반응이 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 사용할 수 있다. 
 
이로 인해 암세포 표면의 이름표(항원)를 더 잘 읽을 수 있도록 이름표와 결합하는 암세포 인식강화 유전자(EGF Receptor -CAR)를 도입해 자연살해세포의 암세포에 대한 공격력을 높이는 연구가 활발하다. 하지만 자연살해세포의 자체방어기작 때문에 외부에서 인식강화유전자를 도입하기가 쉽지 않은 실정이다. 

기존 바이러스를 이용해 암세포 인식강화 유전자를 자연살해세포 내로 전달하려는 방식은 바이러스를 매개체로 해 안전성 측면에서 불리하며, 자연살해세포가 바이러스를 공격해 전달 효율을 높이는 데 한계가 있었다. 

연구팀은 바이러스 대신 형광을 띠는 자성 나노입자를 암세포 인식강화 유전자와 함께 전달함으로써 자연살해세포 내로 유전자가 전달되는 효율을 높였다. 고분자 생체재료를 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중코팅 방식을 통해 자연살해세포의 자체 방어기작을 회피하도록 설계해 유전자를 효과적으로 세포 내로 전달할 수 있었다. 

다기능성 나노입자를 이용하여 제작된 EGFR-CAR 발현 자연살해(NK)세포의 항암효능 평가(a) 다기능성 나노입자로 엔지니어링 된 자연살해세포의 EGFR-CAR 발현과 그에 따른 항암효능 평가; EGFR-CAR발현이 증가할수록 자연살해세포의 항암효능이 증가됨을 확인(b) 생쥐 이종 이식 유방암모델에 EGFR-CAR 발현 자연살해세포를 주입한 후 종양성장 억제능 평가; 다기능성 나노입자로 엔지니어링 된 CAR-자연살해세포는 대조군과 비교하여 뛰어난 종양성장 억제 효과를 보임(c) 생쥐 이종이식 유방암 모델에 EGFR-CAR 발현 자연살해세포를 주입한 후 시간에 따른 종양성장 억제능 평가; 다기능성 나노입자를 통해 엔지니어링 된 CAR-자연살해세포가 대조군과 비교하여 뛰어난 종양성장 억제 효과를 보임. (사진/박경순, 박우람, 한동근 차의과학대학교 교수 공동연구팀 제공) 

나노입자의 도움으로 자연살해세포 표면에 암세포 인식강화 단백질이 정상적으로 만들어지는 것과 악성유방암세포벽에 구멍을 내 파괴하는 능력이 향상되는 것을 확인했다. 

실제 유방암 생쥐모델에서 종양성장 억제능력을 살펴본 결과 종양크기가 대조군에 비해 4배 감소한 것으로 나타났다. 또 나노입자가 자성을 띠는 아연-철 산화물과 근적외선 형광 분자를 포함하고 있어 기존 자기공명영상과 광학형광영상기법으로 생쥐 동물모델에서 자연살해세포의 위치나 움직임을 추적할 수 있다는 것을 입증했다. 

박경순 교수는 "차세대 항암면역세포로 주목받는 자연살해세포를 자유자재로 엔지니어링할 수 있는 기술을 개발한 것"이라고 설명했다. 연구 성과는 국제학술지 '바이오머티리얼스‘(Biomaterials)에 게재됐다.

 

NK세포(NK cell, Natural killer cell,자연살해세포)는 선천면역을 담당하는 중요한 세포이다. 체내에는 총 약 1억 개의 NK세포가 있으며 T세포와 달리 이나 골수에서 성숙한다. 바이러스 감염세포나 종양 세포를 공격하는 것으로 알려져 있다. 그 방법은, 먼저 비정상세포를 인지하면 퍼포린을 세포막에 뿌려 세포막을 녹임으로써 세포막에 구멍을 내고, 그랜자임을 세포막 내에 뿌려서 세포질을 해체함으로써 아포토시스를 일으키거나, 세포 내부에 물과 염분을 주입해서 네크로시스를 일으킨다.


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