분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2010-03-26 08:39:52 , Hit : 5057
 암세포 유전자를 억제하는 새로운 방법개발


KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2010-03-26

짧은 RNA 가닥을 포함하고 있는 미세한 입자는 종양에서 만들어지는 단백질 생산과정에 개입할 수 있다. 이 짧은 RNA가닥은 특정한 유전자의 기능을 효율적으로 중단시킬 수 있어 처음으로 피부암을 치료하는데 사용할 수 있게 되었다. RNA간섭 (RNA Interference)라고 불리는 이 기술은 2006년에 노벨상을 수상자에 의해 발명되었지만 연구자들은 표적 입자를 얻는데 있어서의 어려움으로 인해 임상수준에서 사용하는데 어려움이 있었다.

현재 캘리포니아 공과대학 (CalTech)의 마크 데이비스 (Mark Davis)와 그의 동료들은 흑색종을 앓고 있는 환자들에게 이러한 염기서열을 담고 있는 입자를 전달하는 방법을 발견했다. 치료 후에 이루어진 종양에 대한 생검샘플을 분석할 때 연구자들은 암세포가 증식하는데 필요한 중요한 유전자인 <RRM2>의 발현을 억제하는 입자를 발견했다. 이 연구결과는 학술지 <네이처>지에 발표되었다 <Davis, M. E. et al. 2010>.
연구자들은 두 개의 중합체와 한 개의 단백질로부터 암세포의 표면의 수용기에 결합하는 입자를 만들었으며 <RRM2> 유전자가 단백질로 번역되는 것을 중단시키도록 제작된 소간섭 RNA (small-interfering RNA, siRNA)의 단편을 만들었다. 이 siRNA는유전자 기호를 세포의 단백질생산기제에 전달하는 메신저RNA (messenger RNA, mRNA)에 결합하여 작동하며 효소가 특정한 지점에서 mRNA를 잘라내도록 한다.

연구자들이 이 구성물질들을 물에 섞게 되면 이 구성물질들은 직경 70나노미터 정도의 입자를 형성하게 된다. 그리고 연구자들은 이 나노입자를 환자의 혈관에 전달하게 되고 혈액을 종양에 전달하는 혈관과 만날때까지 이 입자는 순환된다. 이 입자는 혈관을 통해 종양에 들어가게 되고 세포와 결합하게 되고 흡수된다. 일단 세포 안에 들어가게 되면 이 나노입자는 붕괴되면서 siRNA를 배출하게 된다. 이 나노입자의 다른 구성물들은 너무 작아서 소변을 통해 신체에서 배출된다. 데이비스는 “이 입자는 몰래 면역체계로 들어가 siRNA을 전달한다. 그리고 분해되어 나오게 된다”고 말했다.

이번 연구는 15명의 환자들을 대상으로 이 기술의 안전성을 평가하는 제 1단계 임상실험의 근거가 되고 있다. 연구자들이 이번 임상실험에 참가한 세 명의 환자들의 종양샘플을 분석했다. 이들 연구자들은 처음에 siRNA를 제작하면서 예상한 것과 동일한 길이와 염기서열을 갖고 있는 mRNA 단편을 발견했다. 적어도 한 명의 환자에게서 이 단백질의 수준은 치료 이전에 수집한 종양샘플에서 보다 낮게 나타났다. 연구자들은 또한 많은 양을 접종받은 환자들에게서 높은 수준의 siRNA를 종양에서 발견했다. 데이비스는 “우리가 좀더 많은 양을 제공하게 되면 좀더 많은 siRNA가 들어가 종양세포를 억제하게 된다”고 말했다.

연구자들은 임상실험에서 좀더 많은 자료를 얻어 이러한 치료법이 인간환자들에게 사용할 때 안전하다는 것을 보여주는 것이라고 주장했다. 하지만 데이비스는 그의 연구는 이 나노입자와 RNAi가 인간의 해로운 유전자를 공격하는데 사용될 수 있으며 단지 실험관 뿐 아니라 인간에게도 사용할 수 있다는 것을 의미한다고 말했다. 그는 “놀라운 것은 어떤 유전자도 표적화할 수 있다는 것이다. 모든 단백질은 현재 약물로 영향을 줄 수 있다”고 말했다. 데이비스는 특정한 유전자를 표적으로 하여 우리는 이들 치료법이 주요 부작용이 없다는 것을 보여주는 것이라고 말했다. 그는 “나의 희망은 환자들이 높은 수준의 삶을 유지하면서 종양을 녹여없애는 것이다. 우리는 그러한 목표를 향해 한 걸을 다가섰다”고 말했다.

하지만 일부 연구자들은 이 치료법은 좀더 많은 환자들을 대상으로 한 실험이 필요하며 좀더 많은 샘플을 각 환자들로부터 얻어야 한다고 지적했다. 록펠러 대학의 분자생물학자인 토마스 투쉴 (Thomas Tuschl)은 “이것은 다양한 양의 나노입자가 조직에 도달하여 측정가능한 효과를 보인다는 것은 놀라운 일이다”고 말했다. 그는 이 단백질의 수치가 낮은 단일 환자로부터 얻은 자료를 믿으려고 한다면 “이번 발견이 앞으로 확인되기를 바란다”고 말했다. 생의학 공학자인 MIT의 다니엘 앤더슨 (Daniel Anderson)은 또한 RNAi를 전달하는 방법을 개발하고 있으며 이번 연구자료는 훌륭한 시작이라고 주장했다. 그는 “일반적으로 치료법을 개발하는 사람들은 동물이 사람과 다르다는 것을 알고 있다. 동물을 대상으로 한 실험에서 많은 놀라운 결과가 있지만 궁극적으로 약물전달시스템으로서의 유용성은 인간에게서 평가되어야 하며 그래서 이번 연구는 중요하다. 하지만 완전히 그 목표를 달성한 것은 아니다”고 말했다.

출처: <네이처> 2010년 3월 21일
원문출처:
Davis, M. E. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature08956 (2010).  


출처 : http://www.nature.com/news/2010/100321/full/news.2010.138.html









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