암세포 킬러 NK세포, 형광 나노입자로 조준 정확도 ↑

차의과학대 박경순·박우람·한동근 주도…암세포인식강화유전자 ‘바이러스→형광·자성 나노입자’ 사용

(그림 1) 다기능성 나노입자 제작 및 생체 적용 모식도<br><br>(a) 삼중 코팅법에 의해 제작된 다기능성 나노입자의 구조. <br>(b) 다기능성 나노입자와 키메라 항원 수용체(CAR) 발현 플라스미드 DNA 혼합체가 자연살해(NK)세포로 전달되어 발현되는 과정에 대한 모식도 및 제작된 자연살해세포의 항암면역활성 및 생체 내 세포추적 영상/자료=한국연구재단

국내연구진이 암세포에 구멍을 내 죽이는 자연살해세포를 자유자재로 설계 제작할 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 차의과학대학교 박경순, 박우람, 한동근 교수로 이뤄진 공동연구팀이 자연살해세포(Natural Killer Cell, NK세포)가 암세포를 보다 잘 공격하도록 만드는 세포치료제 제작기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

자연살해세포는 선천면역을 담당하는 세포로 바이러스 감염세포, 종양세포 등의 비정상 세포를 인식해 파괴하는 역할을 한다. 다른 면역세포와 달리 면역거부반응이 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 사용할 수 있는 등 여러 장점이 있다.

최근에는 자연살해세포에 '암세포 인식강화유전자'를 넣어 공격력을 높이는 연구가 활발하다. 문제는 자연살해세포의 자체방어기작이 인식강화유전자를 거부, 도입하기가 쉽지 않다는 점이다.

일단, 기존 바이러스를 통해 암세포 인식강화유전자를 자연살해세포 내로 전달하는 방식은 안전성 측면에서 불리하고, 무엇보다 자연살해세포가 바이러스를 공격해 실패할 가능성이 높다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 바이러스 대신 '형광 자성 나노입자’를 사용했다. 그 결과 암세포 인식강화유전자 전달 효율이 높게 나타났다.

연구팀은 “고분자 생체재료를 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중코팅 방식을 통해 자연살해세포의 자체 방어기작을 회피하도록 설계한 것”이라며 “나노입자의 도움으로 자연살해세포 표면에 암세포 인식강화 단백질이 정상적으로 만들어졌고, 암세포 파괴 능력도 향상됐다”고 설명했다.

연구팀은 실제 유방암 생쥐모델에서 종양성장 억제능력을 살펴본 결과 종양크기가 대조군에 비해 약 4배 감소한 것으로 나타났다.


또 나노입자가 자성을 띠는 아연-철 산화물과 근적외선 형광 분자를 포함하고 있어 기존 자기공명영상과 광학형광영상기법으로 생쥐 동물모델에서 자연살해세포의 위치나 움직임을 추적할 수 있었다. 이번 연구성과는 국제학술지 '바이오머티리얼스‘에 게재됐다.

/사진=한국연구재단