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암세포 타겟잡아서 치료한다...항암제 표적 단백질, 약물 전달체 'TNT'로 치료
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암세포 타겟잡아서 치료한다...항암제 표적 단백질, 약물 전달체 'TNT'로 치료
  • 김수철 기자
  • 승인 2020.08.24 14:03
  • 댓글 0
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KAIST, 암 치료 위한 단백질 나노 튜브 전달체 'TNT' 개발
국제 학술지에 표지논문 게재, 암 치료 새 가능성 열어
항암제가 표적 단백질에 결합하는 원리 역이용

국내 연구진이 항암제 표적 단백질을 약물 전달체로 이용해 암을 치료할 수 있는 기술을 개발해 화제다.

24일 한국과학기술원(KAIST)은 바이오·뇌공학과와 생명과학과 공동연구팀이 항암제의 표적단백질을 전달체로 항암제를 이용한 암 치료에 새로운 가능성을 열었다고 밝혔다. 

연구팀에 따르면 몸속 세포가 분열할 때 염색체들이 세포 한가운데 정렬해 두 개의 딸세포로 나눠지며 이 과정에서 염색체들을 끌어당기는 끈이 '튜불린' 단백질로 이뤄진 긴 튜브 형태의 나노구조물인 '미세소관'이란게 있다. 

이 미세소관을 표적으로 하는 항암약물인 미세소관 표적 치료제는 암세포에 결합해 미세소관의 끈 역할을 방해 또는 암세포의 분열을 억제시켜 결국 사멸을 유도한다. 

연구진은 표적 물질인 튜불린 단백질을 약물 전달체로 사용키로 하고 '튜불린 나노 튜브(Tubulin-based NanoTube, TNT)라는 전달체를 개발해 항암 효능을 실험했다고 한다.

미세소관 표적 치료제는 항암제마다 적합한 전달체를 찾아야 했던 기존과 달리 TNT에 자발적으로 탑재된다. 이것은 TNT가 미세소관을 표적으로 하는 모든 약물을 탑재할 수 있다는 의미가 된다. 

항암제가 탑재된 튜불린 나노 튜브(TNT)의 항암 및 혈관형성 억제 과정 /KAIST

연구진은 튜불린 단백질에 접착제 역할을 하는 블록 혼선 중합체인 PEG-PLL을 섞어 기본적인 TNT 구조를 만들었다. 또한 유방암이나 위암 등 항암제인 도세탁셀, 라우리말라이드, 모노메틸아우리스타틴 E 등 3종의 약물이 TNT에 탑재되는 것을 확인했다고 설명했다. 

이어 탑재되는 약물의 종류와 개수에 따라 TNT의 구조가 변하고 약물 전달체로 물리·화학적 특성도 달라진다는 사실을 밝혀 TNT가 탑재하려는 약물에 맞춰 자발적으로 형태를 변형하는 '적응형 전달체'임을 밝혀냈다. 

특히 항암제가 탑재된 TNT가 엔도좀-리소좀 경로로 암세포에 들어가 뛰어난 항암 및 혈관 형성 억제 효과를 보인다는 점을 세포 및 동물을 대상으로 한 실험을 통해 규명했다. 

이번 연구에서 연구팀은 포항 방사광 가속기의 소각 X선 산란장치를 이용해 TNT 구조를 나노미터(nm)이하의 정확도로 분석했다고 한다. 

공동 제1저자로 김진주·이준철 박사과정 학생이, 공동 교신저자로 전상용·최명철 교수가 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 '어드밴스트 머티어리얼스(IF=27.4)'에 지난 20일자 표지논문 논문명 'Tubulin-based Nanotubes as Delivery Platform for Microtubule-Targeting Agents'으로 게재됐다. 

연구팀 관계자는 "이번 연구결과는 지금까지 학계에 보고되지 않은 새로운 방식의 약물 전달체를 구현했다는 점에서 의미가 크다"며 "TNT는 현재는 물론 향후 개발예정인 미세소관 표적 치료제까지 운송할 수 있는 범용적인 전달체며 다양한 항암제들의 시너지 효과를 기대할 수 있는 플랫폼 전달체가 될 것"이라고 말했다. 

[케미컬뉴스=김수철 기자]


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