암세포 미토콘드리아를 표적으로 삼는 마이셀 형태의 항암 치료제의 원리. 왼쪽은 종양 주변, 오른쪽은 정상세포 주변에서 새로운 물질이 반응하는 모습이다. 정상세포에서는 안정적 구조이지만, 종양의 약산성 환경에서는 단분자로 쪼개져 미토콘드리아로 들어가며 암세포를 사멸시킨다. 그림제공=유니스트암세포로 이뤄진 종양이 약산성을 띤다는 점을 이용해 암세포를 사멸시키는 방법이 나왔다.
유자형 유니스트(UNIST·울산과학기술원) 교수팀은 종양 미세환경에만 감응하는 물질을 개발, 항암 치료에 쓰는 새 기술을 발표했다.
12일 연구진에 따르면 새로 개발한 물질은 암세포 내 에너지 공급원인 미토콘드리아를 망가트리는 전략을 사용하고 있다. 인체 내에서 안정적 구조이다가 종양을 만나면 끊어져 암세포 속으로 들어가기 때문에 표적 능력도 높다.
새 물질은 기존 미토콘드리아 표적 항암 물질의 단점을 보완하고, 표적 능력을 높였다는 점에서 차별화된다. 기존 물질은 단분자로 존재해 생체 내에서 오래 머물지 못했는데, 이를 마이셀이라는 구조로 해결했다. 또, 종양에 도달했을 때만 단분자 형태로 변환돼 암세포 미토콘드리아를 파괴하면서 표적능력을 높였다. 정상세포 주변은 중성이고 종양 주변은 약산성이라는 점을 이용, 산성에만 끊어지는 분자를 결합한 것이다.
제1저자인 진성언 UNIST 화학과 석·박사통합과정 연구원은 “정상세포 주변은 pH 7.4 정도의 중성이지만, 암세포로 이뤄진 종양 주변은 pH 5.6~6.8로 약산성이라는 점에 주목해 기존 미토콘드리아 표적 물질에 추가적인 기능을 더했다”며 “산성 환경에서 끊어질 수 있는 분자를 결합한 미토콘드리아 표적 물질은 실제 실험 쥐를 이용한 실험에서도 암세포 사멸 효과가 높았다”고 설명했다.
유자형 교수는 “종양 미세환경에만 감응하는 물질의 개발로 암세포에 대한 표적 치료가 가능한 효과적 항암 전략의 개발이 가능하다”며 “향후 약산성 환경 기반 약물 치료제 개발의 새로운 플랫폼이 될 것”이라고 기대했다.
이번 연구는 고려대의 곽상규 화학생명공학과 교수팀과 김세훈 KU-KIST 융합대학원 교수팀이 공동으로 진행했다. 연구결과는 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)에 10월 3일자로 게재됐다.
