국내 연구진이 정상세포가 아닌 암세포에만 약물을 정확히 전달하고, 그 전달과정까지 직접 모니터링할 수 있는 약물전달 복합체를 개발하여, 향후 신개념 암 진단과 치료법 개발에 가능성을 열었다. 김종승 고려대 교수(만49세)와 강철훈 경희대 교수(만51세)가 공동 주도하고, 이민희 고려대 박사가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘미국화학회지(JACS)’지 8월호(8월 1일)에 표지논문과 주목할 논문(Spotlight)으로 게재되는 영예를 얻었다.

김종승 교수 연구팀은 암세포 지향 리간드*(RGD 펩타이드)와 효소활성 등을 이용한 약물전달 복합체를 유기화학합성으로 만들어 기존의 약물전달 복합체의 문제를 해결하는데 성공했다. 특히 RGD** 펩티드는 종양과 관련된 혈관생성과 성장에 관여하는 단백질에 나타나며, 이 부분을 인지하는 수용체가 암세포 표면에 풍부하여 효과적인 암세포 표적지향체***로 작용한다

김 교수팀은 우선 암세포에만 약물이 전달될 수 있도록 RGD 펩티드와 세포핵 내에 약물표적자를 가지고 있는 암세포 치료 약물(CPT 약물) 및 효소(-S-S, 다이설파이드)****를 연결하고, 약물이 나올 때 모니터링할 수 있도록 형광체(나프탈이미드 형광체)를 넣어 약물전달 복합체를 만들었다.이 약물전달 복합체는 RGD 펩티드가 있어 암세포에만 선택적으로 흡수될 뿐만 아니라, 약물표적자가 있는 핵주위로 약물을 정확히 전달할 수 있도록 하여 치료효과를 극대화하였다.

또한 우수한 항암효과에도 불구하고 △강한 항암효과로 인한 부작용 △물에 대한 낮은 용해도 △혈액 속에서 쉽게 분해되는 문제점 등으로 실제 사용할 수 없었던 CPT(Camptothecin) 약물을 나프탈이미드 형광체와 연결한(-S-S 링커) 새로운 프로드러그***** 형태로 개발함으로써, 표적부위에만 전달하여 부작용을 최소화하고 치료효과를 높였다. 아울러 나프탈이미드 형광체가 있어 육안으로도 CPT가 암세포에만 흡수되어 효과적으로 암세포를 제거하는 모든 과정을 확인할 수 있는 것이 특징이다.

김종승 교수는 “이번 성과를 통해 약물을 정확히 전달하여 부작용을 최소화하면서도 치료효과를 극대화했다. 또한 약물 전달과 흡수의 모든 과정을 육안으로 모니터링할 수 있게 됨으로써, 향후 다양한 질병에 맞춤형 약물을 개발하여 신개념 진단 및 치료법 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

 

<용어 설명>
*) 리간드(ligand) : 착물(錯物) 속에서 중심원자에 결합되어 있는 이온 또는 분자의 총칭으로, 배위자(配位子)라고도 함
**) RGD : 알기닌(Arginine), 글라이신(Glycine), 아스팔틱산(Aspartic acid)의 아미노산 서열을 일컬으며, 약자로 RGD라고 함
***) 표적지향체(guiding group) : 약물전달체계에서 표적 부위에 선택적으로 작용하여 약물의 흡수를 도와주는 물질로, 약물의 부작용을 최소화하고 효율을 증대시킴
****) 다이설파이드(disulfide) : 시스틴(cystine)이 cysteine acid로 되는 산화 반응에서 생성되는 중간 생성물로, CPT 약물이 쉽게 끊겨 암세포를 치료할 수 있도록 돕는 역할을 함. 암세포엔 많고 정상세포엔 적음
*****) 프로드러그(prodrug) : 약물에 특정 링커를 연결하여 약효를 억제하고 생체 내의 특정 효소반응에 의해 링커가 끊어졌을 때 그 약리활성이 회복되도록 하는 시스템

 

윤상민 기자 cinemonde@kyosu.net