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IBIO 겸임 장영태 교수 <항암 효과 있는 종양 줄기세포 탐지기 개발>

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작성자 김상아 작성일18-03-12 16:37 조회64회 댓글0건

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기초과학연구원 성과…"형광물질 TiY, 모든 암 줄기세포에 적용 가능"

 

TiY의 종양 줄기세포에 대한 선별능력 검증

TiY의 종양 줄기세포에 대한 선별능력 검증(a) TiY의 화학 구조 (b) 광현미경 관찰을 통해 검증된 TiY 종양 줄기세포 선별성. 노란색 TiY에 추가 처리해 빨간색으로 보이게 했다. 파란색은 염색한 세포핵. 일반암세포 주에서는 TiY가 형광을 나타내지 않지만, 종양 줄기세포주에서는 TiY가 형광을 띤다. (c) 생쥐 실험 결과. [기초과학연구원 제공=연합뉴스]

 

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 장영태 복잡계 자기조립 연구단 부연구단장(포항공대 화학과 교수) 연구팀이 국제 공동연구를 통해 종양 줄기세포에만 선택적으로 결합하는 형광물질 'TiY'(Tumor initiating cell probe Yellow)를 발견했다고 7일 밝혔다.

연구팀은 아울러 이 물질에서 암 재발이나 전이를 막는 항암 치료 가능성도 확인하는 데 성공했다.

종양 줄기세포는 암세포로 분화하기 전 단계의 세포다.

재생·분화 능력이 강해 종양 형성, 암 전이, 재발에 관여한다.

종양 줄기세포 검출에 사용하는 기존 항체 치료법은 암 종류나 사람에 따른 편차를 보이는 한계가 있다.

일반 종양 세포와 종양 줄기세포를 선별하는 데에도 어려움이 있었다.

TiY 개발 및 종양줄기세포 선별 실험 절차 설명도 [기초과학연구원 제공=연합뉴스]

 

연구진은 종양 줄기세포만을 탐지하는 형광물질을 찾기 위한 실험을 고안했다.

대표적 악성 종양인 폐암 줄기세포에 형광 분자를 종류별로 처리해 세포와 결합하는 형광 분자를 찾는 방식이다.

이를 통해 TiY 분자가 종양 줄기세포의 비멘틴(Vimentin)이라는 단백질에 선택적으로 결합한다는 사실을 알아냈다.

비멘틴은 종양 줄기세포 골격을 이루는 근육 단백질의 하나다.

연구진은 면역력을 결핍시킨 세 그룹의 생쥐를 이용해 TiY의 종양 줄기세포 선별 능력을 검증했다.

종양 줄기세포는 공 모양의 종양 구를 형성하는 특징이 있어서 일반 종양 세포와 구분된다.

A 그룹 생쥐에게는 종양에서 무작위로 추출한 세포(일반 폐암 세포+폐암 줄기세포)를 주입하고, B그룹 생쥐에게는 TiY로 형광 염색된 세포만 추출해 넣었다. C그룹 생쥐에게는 TiY로 염색되지 않은 세포만을 적용했다.

그 결과 B그룹 생쥐에서 종양 구가 가장 크게 형성했다. A그룹 생쥐 종양 구는 이보다 작았고, C그룹 생쥐에게선 종양 구가 만들어지지 않았다.

TiY가 종양 줄기세포에만 결합해 형광을 띠게 한다는 걸 입증했다는 뜻이다.

TiY 범용성 검증
TiY 범용성 검증다양한 조직 유래 암세포주에서 TiY를 이용해 분리한 세포 종양구 배양 사진. 왼쪽부터 폐, 피부, 전립샘, 난소, 신장, 유방, 중추신경계, 결장의 암 세포주다. [기초과학연구원 제공=연합뉴스]

 

폐암뿐만 아니라 신장암, 뇌종양, 피부암, 전립선암, 유방암, 난소암, 결장암 등 28종류의 암 조직에서 분리한 TiY 염색 세포를 체외 배양한 결과 모두 종양 구를 형성했다.

연구진은 TiY 농도가 일정 수준 이상이 되면 폐암 줄기세포가 급격히 사멸하며 종양 구 형성 능력이 떨어지는 것도 관찰했다.

종양 형성을 억제할 수 있다는 것이다.

TiY 과량 사용 시 암 치료 효과
TiY 과량 사용 시 암 치료 효과종양구 형성 생쥐 일부 그룹에게는 소금물을, 다른 그룹에게는 TiY를 각각 주입했다. 생쥐 개체마다 종양구 크기에 차이가 있으나, 소금물 주입 생쥐 그룹(윗줄)에 비해 TiY를 과량 주입한 생쥐 그룹 종양구 크기가 훨씬 작거나 종양구가 사라졌다. [기초과학연구원 제공=연합뉴스]

 

장영태 부연구단장은 "살아 있는 종양 줄기세포 내부에서 발현하는 단백질을 표적으로 한 최초의 형광물질을 개발한 것"이라며 "암 치료 약물 개발 가능성을 열어주는 성과"라고 설명했다.

연구 논문은 지난달 26일 독일 응용화학회지(Angewandte Chemie International Edition) 온라인판에 실렸다.

2018-02-07 이재림 연합뉴스기자 walden@yna.co.kr 

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