항암 효과 있는 종양줄기세포 탐지기 개발

↑ 장영태 부연구단장(포스텍 교수)

국내 연구진이 종양줄기세포만 선택적으로 결합하는 암 탐지기를 개발했다.
장영태 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 부연구단장(포스텍 화학과 교수) 연구진은 종양줄기세포에만 선택적으로 결합하는 형광물질을 발견하고 이를 이용해 암 재발이나 전이를 막을 수 있음을 동물 실험을 통해 확인했다고 7일 밝혔다.
종양줄기세포는 암 세포로 분화하기 전 단계의 세포로 재생·분화 능력이 강해 종양 형성과 암 전지 재발에 관여한다. 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.
연구진은 대표적 악성 종양인 폐암줄기세포를 폐암 환자 표본으로부터 추출하고, 폐암줄기세포에 형광분자들을 종류별로 처리하면서 세포와 결합하는 형광분자를 찾아냈다. 자체개발한 약 1만여 종류의 형광 유기 분자 라이브러리의 형광물질들을 폐암줄기세포에 처리하는 스크리닝 과정을 거쳐 수많은 형광물질 중 'TiY' 분자가 폐암줄기세포에만 선택적으로 결합한다는 사실을 발견했다. 장 부연구단장은 "TiY가 종양줄기세포의 비멘틴이라는 단백질에 결합했다"며 "비멘틴은 종양줄기세포의 골격을 이루는 근육단백질의 일종으로, 일반 종양세포보다 종양줄기세포에 그 양이 압도적으로 많아 종양줄기세포임을 표지하는 지표임이 잘 알려져 있다"고 말했다.
연구진은 이어 면역력을 결핍시킨 세 그룹의 생쥐를 이용해 TiY의 종양줄기세포 선별 능력을 검증했다. 종양줄기세포는 공 모양의 '종양구(Tumor Sphere)'를 형성하는 특징이 있어 일반종양세포와 구분된다. A 그룹 생쥐에게는 종양에서 무작위로 추출한 세포(일반폐암세포+폐암줄기세포)를 주입하고, B그룹 생쥐에게는 TiY로 형광 염색된 세포만 추출해 주입했다. C그룹 생쥐에게는 TiY로 염색되지 않은 세포만 추출해 주입했다. 실험 결과 TiY 염색 세포만 주입한 B그룹 생쥐에서 종양구가 가장 크게 형성됐고 A그룹 생쥐는 보다 작게 종양구가 생겼으나 C그룹의 생쥐는 종양구가 형성되지 않았다. TiY가 일반종양세포가 아닌 종양줄기세포에만 결합해 형광을 띠게 한다는 것을 확인한 것이다. 장 부연구단장은 "살아있는 종양줄기세포 내부에서 발현되는 단백질을 표적으로 한 최초의 형광물질 개발에 의의가 있다"며 "향후 암 치료 약물 개발의 가능성을 열어주는 성과"라고 말했다.
연구결과는 국제학술지 '독일 응용화학회지' 지난달 26일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]