폐암 잡는 유전자치료제 후보물질 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 폐암 세포의 발현을 억제하고 결과적으로 세포 사멸을 유도하는 유전자치료제 후보물질이 개발됐다.

한국연구재단은 이창환 울산의대 서울아산병원 교수와 이종범 서울시립대 교수 연구팀이 폐암 발생과 증식에 관여하는 핵심 단백질(USE1)을 표적으로 하는 '간섭RNA 나노구조체'를 개발하고, 동물모델을 통해 항암효과를 확인했다고 밝혔다.

연구진은 지난 2017년 USE1(유에스이1)이 폐암의 발생과 증식에 중요한 역할을 한다는 사실을 발견한 데 이어 이를 표적으로 한 항암 물질을 개발함으로써 한국인 암 사망률 1위인 폐암에 대한 유전자치료의 임상적용을 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다.

유전자치료는 질병의 원인단백질이 생성되지 않도록, 애초에 그 단백질에 대한 정보가 담긴 유전자를 차단하는 기술이다. 특히 세대를 거쳐 보존되는 DNA 자체보다는 중간체인 RNA를 차단하는 방식이 안전성 측면에서 유리하기 때문에 최근 각광받고 있다. 하지만 구조적으로 불안정한 RNA는 화학항암제에 비해 독성우려는 적지만 체내에서 분해되기 쉬워 활용이 어려웠다.

연구진은 폐암 형성에 중요한 역할을 하는 표적단백질(USE1)에 대해 RNA 기반 유전자 치료제를 적용하기 위해 USE1에 대한 RNA 수준의 표적 염기서열을 확보하고, 복제 효소 기반 자가조립 기술로 세포 내로 들어가기에 용이한 수준의 크기를 유지하면서도 대량의 약물을 탑재할 수 있는 나노입자로 합성하는 데 성공했다.

불안정한 RNA가 분해되지 않고 표적에 잘 도달하도록 복제효소를 이용해 간섭RNA 가닥을 대량으로 증폭하고, 이 가닥들이 엉기면서 자가조립되는 방식으로 나노구조체를 합성했다. 또한 세포 내로 들어가기 용이한 크기와 세포 내에서 간섭RNA 방출에 유리하도록 넓은 표면적을 갖도록 제작했다.

합성된 RNA 기반 나노구조체는 내부적으로 단단히 결합된 구조적 특성으로 체내 환경에서 높은 안정성을 보였으며 체내 유전자 절단 효소를 이용한 약물의 선택적 방출을 유도해 탑재된 유전자 치료 약물의 효과적, 지속적인 방출을 구현했다.

연구진은 실제 사람의 폐암조직이 이식된 쥐에 합성된 간섭RNA 기반 나노구조체를 투여한 결과 이식된 종양의 크기가 작아진 것을 확인, 동물모델에서 이를 재현하는 데 성공했다고 밝혔다. USE1을 표적으로 한 RNA 기반 치료제가 세포 수준에서 표적 단백질에 대한 선택적 발현 억제를 일으키며 이를 통해 폐암 세포의 전이와 침투 능력을 억제하고 결과적으로 암세포의 분열정지와 세포사멸을 유도하는 것을 확인한 것이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업으로 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 ‘바이오머티리얼스(Biomaterials)’에 11월 22일 게재됐다.

◇논문명 : BRC-mediated RNAi targeting of USE1 inhibits tumor growth in vitro and in vivo

◇저자 : 이창환 교수 (교신저자/울산대, 서울아산병원), 이종범 교수 (교신저자/서울시립대), 김혜진 (공동 제1저자/서울시립대), 이연경 박사 (공동 제1저자/울산대, 서울아산병원), 한경호 박사 (공동저자/울산대, 서울아산병원), 전현수 (공동저자/서울시립대), 정인호 (공동저자/울산대, 서울아산병원), 김상엽 박사 (공동저자/울산대, 서울아산병원)

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