암 줄기세포만 추적하는 새 형광물질

IBS 장영태 부연구단장팀
생장억제 '타이니어' 개발
폐암 생쥐 생존율 70% ↑

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암 줄기세포만 추적하는 새 형광물질
HMOX2 단백질을 제거한 세포에서 타이니어의 염색변화(A)와 종양 제거 후 타이니어 주사에 의 해 종양 재발이 감소되는 것을 확인(C)할 수 있다.

IBS 제공


국내 연구진이 종양을 생성하는 암 줄기세포만 콕 집어 추적하는 새로운 형광물질을 개발, 새로운 항암 치료 가능성을 제시했다.

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장 연구팀은 암 줄기세포를 선택적으로 찾아낼 수 있는 형광물질인 '타이니어(TiNIR)'를 개발했다고 5일 밝혔다.

신체는 줄기세포를 통해 성장과 재생을 반복한다. 암 조직도 마찬가지로 줄기세포가 있어 종양을 생성시킨다. 더욱이 암 줄기세포는 손상된 암세포를 복구시키고, 세포 밖으로 약물을 배출시키는 특성이 있어 암 치료를 더 어렵게 한다.

이 때문에 암을 근본적으로 치료하려면 암 줄기세포를 찾아내 제거하는 것이 중요하다. 하지만 기존 탐지 기술로 암 줄기세포를 확실하게 구분하기 어렵고, 탐지체(프로브)가 세포 내부 바이오마커에 접근하지 못해 생체 환경에서 탐지하기 쉽지 않다.

연구팀은 암 줄기세포에서 특정 단백질(HMOX2)이 특이적으로 많이 발현되는 것을 확인하고, 이를 바이오마커로 표적해 결합할 수 있는 새로운 형광물질(타이니어)를 개발했다. 타이니어는 종양근원세포(암 줄기세포)를 탐지하면 근적외선 영역대의 빛을 내고, 이를 시각화한다. 살아 있는 암 줄기세포를 염색하지 못했던 기존 기술의 한계를 극복한 것이다.

연구팀은 폐암을 유발한 생쥐에게 100마이크로몰 가량 고농도의 타이니어를 이틀 간격으로 반복해 주입했다. 그 결과, 약물을 처리하지 않는 생쥐의 종양은 점점 자라나 무게가 1.14g에 달했지만, 고농도 타이니어를 주입한 생쥐의 종양은 생장이 억제돼 무게가 0.16g에 그쳤다.

타이니어를 주입한 생쥐의 생존율도도 크게 증가했다. 암 발생 이후 85일 이후 폐암 생쥐가 생존할 확률은 거의 '제로'였지만, 고농도 타이니어를 주입한 폐암 생쥐의 생존율은 70%까지 큰 폭으로 늘어났다. 연구팀은 암 줄기세포에 특이적으로 발현하는 HMOX2 단백질의 기능을 타이니어가 억제하기 때문에 암세포의 생장을 막아 생존율을 높여준 결과라고 설명했다.

장영태 부연구단장은 "새로운 바이오마커와 형광 탐지체 발견을 통해 암 치료의 새로운 가능성을 제시한 연구결과"라며 "암 줄기세포가 다른 기관으로 암을 전이시키는 데 관여하는 것으로 알려진 만큼 후속 연구를 통해 암의 전이능력까지 억제하는 탐지체를 찾을 계획"이라고 말했다.

이 연구결과는 화학분야 세계적 학술지 '미국화학회지(JACS, 지난달 22일자)' 온라인판에 실렸다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr

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