IBS 연구진, 항암 효과 있는 종양줄기세포 탐지기 개발 성공

 

기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장(포항공대 화학과 교수)연구진이 종양줄기세포에만 선택적으로 결합하는 형광물질 TiY를 발견했다고 7일 밝혔다.

TiY는 종양의 종류에 상관없이 종양줄기세포를 탐지해낼 수 있어 광범위한 암 치료에 활용될 것으로 기대된다.

종양줄기세포(Tumor Initiating Cells)는 암 세포로 분화하기 전 단계의 세포로, 재생·분화 능력이 강해 종양 형성과 암 전이 재발에 관여한다. 때문에 생체 내에서 다양한 종류의 종양줄기세포를 얼마나 선별적으로 정확히 검출해낼 수 있는지의 여부가 항암 치료의 관건이 된다.

그러나 종양줄기세포 검출에 사용되던 기존 항체 치료법은 암 종류나 사람에 따른 편차를 보여 널리 활용하기 어려웠으며, 일반종양세포와 종양줄기세포를 선별하는 데 한계가 있었다.

IBS 연구진은 종양줄기세포만을 탐지해내는 형광물질을 찾기 위한 실험을 고안했다. 실험은 대표적 악성 종양인 폐암줄기세포를 폐암 환자 표본으로부터 추출하고, 폐암줄기세포에 형광분자들을 종류별로 처리하며 세포와 결합하는 형광분자를 찾는 방식으로 진행됐다.

연구진은 자체개발한 약 1만여 종류의 형광 유기 분자 라이브러리의 형광물질들을 폐암줄기세포에 처리하는 스크리닝 과정을 거쳤다. 수많은 형광물질 중 TiY 분자가 폐암줄기세포에만 선택적으로 결합한다는 사실을 발견하는 데 성공한 것.

구체적으로 연구진은 TiY가 종양줄기세포의 비멘틴(Vimentin)이라는 단백질에 결합한다는 사실을 밝혔다. 비멘틴은 종양줄기세포의 골격을 이루는 근육단백질의 일종으로, 일반 종양세포보다 종양줄기세포에 그 양이 압도적으로 많아 종양줄기세포임을 표지하는 지표임이 잘 알려져 있다. 연구진은 처음으로 비멘틴에 결합해 종양줄기세포만을 탐지해내는 형광물질 TiY의 메커니즘을 밝혀낸 것이다.

TiY는 범용성도 탁월하다. 폐암뿐만 아니라 신장암, 뇌종양, 피부암, 전립선암, 유방암, 난소암, 결장암 등 총 28 종류의 암 조직에서 분리한 TiY 염색 세포를 체외 배양한 결과, 모두 종양구를 형성함을 확인했다. TiY가 암 종류에 상관없이 암줄기세포만을 정확하게 찾아 분리하는 탐지기로 활용될 수 있음이 증명된 셈이다.

장영태 IBS 복잡계 자기조립 연구단 부연구단장은 "이번 결과는 살아있는 종양줄기세포 내부에서 발현되는 단백질을 표적으로 한 최초의 형광물질 개발에 의의가 있다"며 "향후 암 치료 약물 개발의 가능성을 열어주는 성과"라고 밝혔다. 이번 연구결과는 독일 응용화학회지(Angewandte Chemie International Edition, IF 11.994) 온라인판에 독일시간으로 지난 1월 26일 게재됐다.