차 의과학대학교 의생명과학과 박경순, 박우람, 한동근 교수 공동연구팀이 생체재료 기반 나노기술을 이용하여 자연살해세포(Natural Killer Cells, NK cells)가 암세포를 보다 잘 공격하도록 만드는 세포치료제 제작 기술을 개발했다고 한국연구재단이 밝혔다.
우리 몸에 선천적으로 존재하는 NK 세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 선택적으로 인식한 후 즉각적으로 파괴한다. T 세포와 같은 다른 면역세포와 달리 면역거부반응이 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 사용할 수 있는 등 여러 장점이 있음에도 불구하고 자연살해세포의 자체 방어기작 때문에 외부 유전자의 도입으로 기능 향상을 시키기 위한 세포 엔지니어링에 어려움이 있어 왔다.
기존의 방식은 바이러스를 매개로 외부 유전자를 도입한다는 점에서 안전성의 문제가 있고, 전달효율 또한 낮은 한계가 있었다.
이에 박경순 연구팀은 바이러스 대신 형광을 띄는 자성 나노입자를 암세포 인식 강화 유전자와 함께 전달함으로써 NK 세포 내로 암세포 공격 기능 향상용 외부 유전자가 전달되는 효율이 크게 높아짐을 증명하였다.
고분자 생체재료를 무기 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중 코팅 방식을 통해 자연살해세포의 자체 방어기작을 회피하면서 자연살해세포 내로 유전자를 보다 효과적으로 전달할 수 있었다.
실제 나노입자의 도움으로 자연살해세포 표면에 암세포 인식 강화 단백질이 정상적으로 만들어지는 것과 동시에 악성 유방암에 대한 항암효능이 크게 향상됨을 확인했다. 실제 유방암 생쥐모델에서 종양 성장 억제 능력을 살펴본 결과 종양의 크기가 대조군에 비해 약 4배 감소한 것으로 나타났다.
또한 나노입자가 자성을 띄는 아연-철 산화물과 근적외선 형광 분자를 포함하고 있어 기존 자기공명영상과 광학형광영상 기법으로 생쥐 동물모델에서 자연살해세포의 위치나 움직임을 추적할 수 있음을 입증했다.
과학기술정보통신부·한국연구재단 개인 기초연구(중견연구 및 신진연구) 사업과 보건복지부 연구중심병원 육성과제 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제 학술지 ‘Biomaterials’ 에 8월 9일 게재되었다.
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