정상세포에는 영향을 주지 않으면서 암세포만 선택적으로 사멸시키는 새로운 원천기술을 국내 연구진이 개발, 부작용 없는 항암 치료제 개발로 이어질지 주목된다.
건국대학교 생명특성화대학 신순영 · 임융호 · 이영한 교수(생명과학특성학부) 연구팀은 단백질 가공 역할을 하는 세포내 작은 기관인 소포체에 가공되지 않은 단백질이 과잉 축적된 상태인 소포체 스트레스를 암세포에서만 유발하여 세포사멸을 유도하는 폴리페놀 구조인 DPP-23 화합물을 개발했다고 10일 밝혔다.
| 소포체(Endoplasmic reticulum)란 합성된 단백질 가공 및 세포 내 고분자 물질의 운반 통로 역할을 하는 단일막 그물 구조의 세포소기관을 말한다.
소포체스트레스란 가공되지 않거나 잘못 가공된 단백질이 과잉 축적된 상태를 말한다. |
연구팀은 과일과 채소, 약용 식물에 널리 존재하는 다양한 폴리페놀 구조체를 분석해 항암 효과가 우수한 새로운 형태의 폴리페놀 구조인 DPP-23 화합물을 처음으로 분자설계해 대량 생산법을 확립했다. 이어 분자 설계한 DPP-23 화합물의 항암 효과를 췌장암과 대장암 등의 소화기계 암세포를 대상으로 분석한 결과, DPP-23이 정상세포에는 독성 효과가 거의 없으면서 암 세포만 특이적으로 파괴시킨다는 사실을 발견했다.
DPP-23은 암세포에서만 활성산소를 생성시켜 소포체 (Endoplasmic reticulum) 스트레스에 의한 ‘단백질 열림 반응’(UPR:Unfolded Protein Response)을 과다하게 활성화시켜 암세포 사멸 과정을 유도하는 것으로 나타났다고 연구팀은 설명했다.
DPP-23은 또 정상세포의 항산화시스템은 활성화시키지만, 암세포의 항산화시스템은 무력화시켜, 암세포가 활성 산소에 더 취약한 세포 환경을 조성시킨다고 연구팀은 부언했다.
건국대 신순영 교수는 “DPP-23 화합물은 연구팀이 독창적으로 설계하여 합성한 유도체로, 정상세포와 암세포에 처리하면, 암세포에서만 활성산소가 과잉 축적되어 소포체스트레스 반응이 유도되어 암세포만 선택적으로 죽게 된다”며 “췌장암세포를 이식한 생쥐 동물 모델에 DPP-23을 주사하면, 정상조직에서는 독성 효과가 나타나지 않지만, 암조직만 효율적으로 파괴된다”고 말했다.
활성산소(reactive oxygene species; ROS)는 세포 대사작용의 부산물로 생성되며, 환경오염, 자외선 등 세포 스트레스 등에 의해서도 생기는 불안정한 상태의 반응성 높은 산소상태를 말한다. 활성산소가 우리 몸에서 과잉 축적되면 유전자 손상과 세포사멸이 유도되어 노화 촉진, 동맥경화증, 당뇨병, 퇴행성 뇌질환 등 현대인의 다양한 질병이 유발되는 것으로 알려져 있다. 대부분의 정상세포는 SOD(superoxide dismutase)등과 같은 항산화 효소가 작용하여 생성된 활성산소를 적절히 제거시켜주고 있다.
분자 설계를 주도한 임융호 교수는 “연구 결과를 실용화하기 위해서는 생체 약물전달 효능 실험과 임상실험 등의 추가적인 연구가 필요하다”며 “DPP-23 화합물은 정상세포에서도 독성효과를 보이는 대다수 항암제들의 부작용 반응을 피할 수 있는 새로운 개념의 항암제로 개발될 수 있을 것”이라고 기대했다.
이번 연구는 보건복지부와 한국보건산업진흥원의 보건의료연구개발사업인 ‘질병중심 중개연구’ 지원 사업으로 이뤄졌으며, 연구결과는 미국암학회가 발간하는 임상 암 연구 전문학술지 ‘클리니컬 캔서 리서치(Clinical Cancer Research)’ 6월 17일자 온라인판에 게재됐다. 논문명은 ‘Targeting cancer cells via the reactive oxygen species-mediated unfolded protein response with a novel synthetic polyphenolconjugate’이다.
-대한민국 의학전문지 헬스코리아뉴스-
