전기자극으로 면역항암치료 효율 높인다
전기자극으로 면역항암치료 효율 높인다
박우람 교수 공동 연구팀, 금속-페놀 네트워크 기반 면역활성 나노입자 개발

부작용 발생 없이 면역세포 활성화 유도 ... 적은 양으로도 효율 높여
  • 이지혜
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2022.06.13 12:00
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

(왼쪽부터) 성균관대학교 박우람 교수, 고려대학교 김익환 교수, 차의과학대학교 한동근 교수,제1저자 한준혁, 신하은 [사진=한국연구재단 제공]
(왼쪽부터) 성균관대학교 박우람 교수, 고려대학교 김익환 교수, 차의과학대학교 한동근 교수, 제1저자 한준혁·신하은 [사진=한국연구재단 제공]

[헬스코리아뉴스 / 이지혜] 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용 치료를 통한 고효율 면역 항암 치료법이 개발됐다.

박우람 교수(성균관대학교, 제1저자 한준혁, 신하은), 김익환 교수(고려대학교), 한동근 교수(차의과학대학교) 공동 연구팀이 망간 이온과 면역증강제를 함유한 금속-페놀 네트워크 기반의 면역활성 나노입자를 개발했다. 

개발된 나노입자는 각각의 망간과 면역증강제보다 쉽게 대식세포 내부로 유입되어 적은 양으로도 효율적인 대식세포 활성화를 이끌었다.

종양에 주입된 면역활성 나노입자는 종양 내에 오랫동안 체류할 뿐만 아니라 부작용을 발생시키지 않고 면역세포의 활성화를 유도하는 것을 동물실험을 통해 확인했다.

대식세포는 우리 몸의 선천 면역세포 중 하나로, 암세포를 잡아먹고 이를 분해해서 항원제시를 할 수 있는 매우 중요한 역할을 하는 세포다.

대식세포의 활성화는 다른 면역세포의 활성화를 유도할 수 있어 효과적인 면역 항암 치료를 위해서 대식세포를 활성화할 수 있는 다양한 물질 연구가 활발하다.

최근 금속이온의 일종인 ‘망간’이 대식세포의 활성화를 유도할 수 있다는 연구결과가 보고된 바 있으나 종양 내로 망간 이온을 직접 투여시 효과적으로 면역세포 내로 전달되지 않을 뿐더러 망간 이온이 종양 밖으로 쉽게 유출되어 독성을 유발할 수 있다는 한계점을 갖는다.

본 연구에서 추가로 사용된 치료기법인 비가역적 전기천공법은 강한 펄스 전기장을 이용, 암세포의 세포막에 영구적인 손상을 일으켜 사멸시키는 최신 종양 절제술이며 현재 간암 및 췌장암 등의 고형암을 대상으로한 임상 연구가 활발히 진행되고 있다.

기존 항암치료에서 널리 사용되던 고주파 온열 암치료와 비교했을 때 주변 조직의 손상이 적다는 장점이 있다.

비가역적 전기천공법과 연구팀이 개발한 면역활성 나노입자를 병용 치료 시 생쥐 종양 모델에서 활성화된 면역세포들이 증대되어 종양 성장을 효과적으로 억제함을 확인했다.

박우람 교수는 “대학 간 활발한 공동연구를 통해 새로운 면역 항암 치료법을 제안할 수 있었다”며 “다만, 본 연구 결과가 향후 임상 등에 적용되기 위해서는 지속적인 연구를 통해 구체적인 안정성과 유효성 확립 등에 대한 실험이 필요할 것이다”고 말했다. 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업으로 수행된 이번 연구 결과는 재료 및 나노 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)’에 지난달 16일 온라인 게재됐고 표지 논문으로 선정됐다.

 

[용어설명]

*면역 항암 치료법 : 우리 몸의 면역체계를 활성화하여 암세포와 싸우게 하는 암 치료법.

*망간 : 망간은 우리 몸에서 발달, 생식 및 신경 등 다양한 생리학적 과정에 필요한 무기 미량 원소임.

*면역증강제 : 백신 제조 시 효과적인 면역 반응을 유도하기 위해 항원과 혼합하여 사용하는 물질임. 본 연구에 사용된 면역증강제는 CpG 올리고 핵산으로, 대식세포나 수지상세포의 활성화를 유도할 수 있다고 알려져 있음.

 

면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용을 통한 면역 항암치료비가역적 전기천공법은 종양세포를 사멸시키고 종양연관항원(Tumor-assosicated antigen)과 손상-연관 분자패턴(damage-associated molecular pattern)을 방출한다. 방출된 종양연관항원과 손상-연관 분자패턴은 면역세포를 활성화시킨다. 면역활성 나노입자는 대식세포의 활성화를 유도한다. 면역활성 나노입자에 의해 활성화된 항원제시세포는 1형 인터페론(type 1 IFN)과 전염증성 사이토카인(proinflammatory cytokine)의 방출을 유도하여 다른 면역세포의 활성화와 더불어 효과적인 항종양 면역 반응을 이끈다.[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]
면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용을 통한 면역 항암치료
비가역적 전기천공법은 종양세포를 사멸시키고 종양연관항원(Tumor-assosicated antigen)과 손상-연관 분자패턴(damage-associated molecular pattern)을 방출한다. 방출된 종양연관항원과 손상-연관 분자패턴은 면역세포를 활성화시킨다. 면역활성 나노입자는 대식세포의 활성화를 유도한다. 면역활성 나노입자에 의해 활성화된 항원제시세포는 1형 인터페론(type 1 IFN)과 전염증성 사이토카인(proinflammatory cytokine)의 방출을 유도하여 다른 면역세포의 활성화와 더불어 효과적인 항종양 면역 반응을 이끈다.
[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]
망간 이온과 타닌산을 이용한 면역활성 나노입자 합성 모식도 망간 이온과 폴리페놀의 일종인 탄닌산의 갈롤 그룹은 pH에 따라 배위 결합의 비율이 달라진다. 높은 pH에서 망간 이온 한 개당 두 개의 갈롤 그룹과 반응한다. 이에 따라 망간 이온과 탄닌산은 금속 페놀 네트워크(metal-phenolic network)를 형성한다. 형성된 망간-타닌산 나노입자의 표면에 존재하는 탄닌산의 갈롤 그룹은 CpG 올리고 핵산과 수소 결합을 통해 결합할 수 있다.[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]
망간 이온과 타닌산을 이용한 면역활성 나노입자 합성 모식도
망간 이온과 폴리페놀의 일종인 탄닌산의 갈롤 그룹은 pH에 따라 배위 결합의 비율이 달라진다. 높은 pH에서 망간 이온 한 개당 두 개의 갈롤 그룹과 반응한다. 이에 따라 망간 이온과 탄닌산은 금속 페놀 네트워크(metal-phenolic network)를 형성한다. 형성된 망간-타닌산 나노입자의 표면에 존재하는 탄닌산의 갈롤 그룹은 CpG 올리고 핵산과 수소 결합을 통해 결합할 수 있다.
[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]
면역활성 나노입자에 의한 면역세포 활성화 및 비가역적 전기천공법에 의한 암세포 사멸 효과a) 주사전자 현미경을 이용한 면역활성 나노입자의 형태 및 크기 분석. 면역활성 나노입자는 약 50 nm 크기로 합성되었다. b) 면역활성 나노입자에 의한 대식세포의 표면마커 및 전염증성 사이토카인 변화 측정. CpG 올리고 핵산과 망간 이온의 단독 사용보다 효과적으로 대식세포의 활성화를 유도할 수 있다. c) 비가역적 전기천공법에 의한 암세포 사멸 및 손상연관 분자패턴(damage-associated molecular pattern) 측정. 비가역적 전기천공법은 효과적으로 암세포를 사멸시킬 뿐만 아니라 손상연관 분자패턴의 방출도 유도할 수 있다. d) 종양치료 후 생존율 평가. 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용치료그룹이 다른 치료보다 종양성장을 효과적으로 억제하여 장기간 생존율을 보인다.[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]
면역활성 나노입자에 의한 면역세포 활성화 및 비가역적 전기천공법에 의한 암세포 사멸 효과
a) 주사전자 현미경을 이용한 면역활성 나노입자의 형태 및 크기 분석. 면역활성 나노입자는 약 50 nm 크기로 합성되었다. b) 면역활성 나노입자에 의한 대식세포의 표면마커 및 전염증성 사이토카인 변화 측정. CpG 올리고 핵산과 망간 이온의 단독 사용보다 효과적으로 대식세포의 활성화를 유도할 수 있다. c) 비가역적 전기천공법에 의한 암세포 사멸 및 손상연관 분자패턴(damage-associated molecular pattern) 측정. 비가역적 전기천공법은 효과적으로 암세포를 사멸시킬 뿐만 아니라 손상연관 분자패턴의 방출도 유도할 수 있다. d) 종양치료 후 생존율 평가. 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용치료그룹이 다른 치료보다 종양성장을 효과적으로 억제하여 장기간 생존율을 보인다.
[그림설명 및 제공 : 성균관대학교 박우람 교수]

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

      • 회사명 : (주)헬코미디어
      • 서울특별시 마포구 매봉산로2길 45, 302호(상암동, 해나리빌딩)
      • 대표전화 : 02-364-2002
      • 청소년보호책임자 : 이슬기
      • 제호 : 헬스코리아뉴스
      • 발행일 : 2007-01-01
      • 등록번호 : 서울 아 00717
      • 재등록일 : 2008-11-27
      • 발행인 : 임도이
      • 편집인 : 이순호
      • 헬스코리아뉴스에서 발행하는 모든 저작물(컨텐츠, 기사)는 저작권법의 보호를 받는 바, 무단·전재·복제·배포 등을 금합니다.
      • 「열린보도원칙」 당 매체는 독자와 취재원 등 뉴스이용자의 권리 보장을 위해 반론이나 정정보도, 추후보도를 요청할 수 있는 창구를 열어두고
        있음을 알려드립니다. 고충처리인 이슬기 02-364-2002 webmaster@hkn24.com
      • Copyright © 2024 헬스코리아뉴스. All rights reserved. mail to admin@hkn24.com
      ND소프트
      편집자 추천 뉴스
      베스트 클릭