분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2008-12-11 08:58:58 , Hit : 5308
 살아있는 암세포만을 발광시키는 “스마트 검사 분자”의 개발

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-12-08

  
일본의 독립행정법인 과학기술진흥기구 (JST)는 기초연구사업의 일환으로 도쿄대학 대학원 약학계 연구과의 우라노 (浦野 泰照) 부교수의 연구팀이 내시경검사 및 수술이나 외과적 수술 시에 암세포만을 선택적으로 발광시킴으로써 치료 효과를 real time으로 모니터링 할 수 있는 “스마트 검사 분자”의 개발에 성공했다고 2008년 12월 8일자 보도를 통하여 발표했다.

최근 PET (Positron Emission Tomography), SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging) 등의 방법을 활용한 전신 스캔을 통한 암의 진단법이 확대되고 있는 실정이다. 예로써, 암세포의 경우 포도당의 흡수가 증가한다는 점을 응용하여 18F-FDG (Fluoro Deoxy Glucose)를 이용한 PET 이미징법을 들 수 있다. 지금까지 이들 방법을 통하여 검출이 가능한 암의 크기는 약 수 센티미터 정도였으나, 암의 내시경 검사 및 외과적인 수술 시에는 밀리미터 단위 이하의 작은 암세포를 정확하게 검출하는 것이 중요하며, 새로운 검출 방법의 개발이 요구되어 왔다.

위 연구팀은 암세포에 흡수됨으로써 검출이 가능한 매우 작은 유기 탐침 (probes) 분자를 개발함으로써, 새롭게 개발된 이들 탐침 분자와 암세포에 특이적으로 반응하는 항체를 융합하여 암세포만을 발광하게 하는 새로운 검출 기술을 만들어냈다 (그림 1). 암세포에 특이적으로 흡수되는 항체의 경우, 항체의학 분야 등에서 치료제로써도 폭넓게 사용되고 있는데, 이들 항체는 엔도사이토시스 (endocytosis)라는 기작을 통하여 세포 내로 이동하며, 최종적으로 산성환경을 띠는 세포 내 소기관인 리소좀 (lysosome)에 운반되는 특징을 갖는다. 구체적으로 연구팀은 산성환경에서만 발광하도록 변형시킨 형광성 탐침과 암세포에 특이적으로 결합하는 항체인 Herceptin (Trastuzumab)을 결합시켜 이미징 탐침 복합체를 만들었다. Herceptin은 암세포에서 특이적으로 발현하는 수용체 단백질인 HER2라고 불리는 EGFR (Epidermal growth factor receptor)을 표적으로 하는 항체로 유방암에 대한 효과가 최근 확인된 바 있으며 (GTB2002010585), DNA 백신 등의 암세포 표적화에도 널리 응용되고 있는 실정이다 (GTB2008090536).연구팀은 실제로 새롭게 개발된 기술을 세포 수준에서는 물론 매우 작은 암을 가진 마우스 모델에도 적용시켜 형광 내시경을 통하여 살아있는 상태에서 암세포를 real time  모니터링하는 것에도 성공하였다.

위 연구성과는 외과적인 수술 시에 치료가 필요한 암의 부위를 파악하는 것은 물론 치료 효과를 확인하는 동시에 수술을 계속해서 진행할 수 있다는 장점을 가지고 있어 앞으로 암의 진단 및 치료에 있어서 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대된다. 또한, 최근 들어 급속도로 발전하고 있는 내시경 기술과 결합시켜 소화관이나 복강 등의 손쉽게 접근 가능한 장기에서 발달된 암을 거의 완벽하게 치료하는 것이 가능하여 환자의 부담을 최소화하는 것은 물론 최대의 효율을 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

위 연구성과는 미국의 NIH에 소속된 코바야시 (小林 久隆) 연구원과 공동으로 진행된 실험을 통하여 얻어진 것으로 2008년 12월 7일자로 영국의 과학잡지인 “Nature Medicine”의 on line 판을 통하여 공개되었다.

참고 문헌: Yasuteru Urano, Daisuke Asanuma, Yukihiro Hama, Yoshinori Koyama, Tristan Barrett, Mako Kamiya, Tetsuo Nagano, Toshiaki Watanabe, Akira Hasegawa, Peter L Choyke & Hisataka Kobayashi, “Selective molecular imaging of viable cancer cells with pH-activatable fluorescence probes.” Nature Medicine, Published online: 7 December 2008 | doi:10.1038/nm.1854







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