효소 엑소좀을 이용한 종양 미세환경 리모델링 도식화. © News1

암 세포 주변에 두텁게 생기는 세포 장벽을 분해하는 '엑소좀(Exosome)'이 개발되면서 항암치료제 효능이 제고될 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 테라그노시스연구단 김인산·양유수 박사 연구팀이 세포외기질(생체고분자의 집합체)을 효과적으로 부수는 분해 효소 '히알루로니다아제(PH20)'를 발현하는 엑소좀을 개발했다고 11일 밝혔다. 효소 엑소좀은 암 세포 주위의 세포외 기질을 효과적으로 분해해 약물과 면역세포의 침투를 높이고 종양 동물 모델에서 암 성장을 억제한다.

엑소좀은 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질로 최근 세포 재생, 치료, 진단 연구 분야에서 주목받고 있다. 세포 간 정보교환을 위해 분비하는 나노 사이즈의 막구조를 가진 소포체로 막단백질의 운반체로 유용하다.

연구진이 주목한 히알루로니다아제는 세포막 표면에 발현되는 단백질이다. 막단백질은 활용 가능성이 높지만 발현·정제 조건의 확립이 어려워 막에 결합하는 부분이 절단된 재조합 단백질 상태로 생산된다.할로자임 테라퓨틱스사는 인간에 적용 가능한 '재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)'를 개발해 현재 항암 치료를 위한 임상실험을 진행하고 있다. KIST 연구팀이 개발한 히알루로니다아제는 엑소좀 막에 결합된 상태로 '재조합 인간 히알루로니다아제'보다 약 3배 정도 효소 활성이 높다.

KIST 연구팀의 '효소 엑소좀'은 암세포 성장의 지지기반을 무너뜨려 암 성장 저해를 유도했다. 또 연구진은 효소 엑소좀에 의해 암세포 장벽이 무너지면 면역세포가 암 조직 내로 침투하는 정도가 향상되며 항암제(독소루비신)가 암 세포 깊숙이 전달돼 항암 효과를 높인다.

양유수 KIST 박사는 "이번 연구를 통해 막단백질 치료제로서 엑소좀의 활용 가능성을 제시했다"며 "개발한 히알루로니다아제를 함유한 엑소좀은 항암(면역) 치료제와 약물 전달체로 활용이 가능할 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 지난 4일 국제학술지인 '어드밴스트 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)'에 실렸다.


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