이번 연구를 수행한 한국기초과학지원연구원(KBSI)과 순천대 연구진. 이재혁(상단 오른쪽부터) KBSI 박사후연구원, 심현보 순천대학교 박사과정생, 문슬기 순천대학교 박사후연구원. 이성수(하단 오른쪽부터) KBSI 박사, 김종진 순천대학교 교수, 장동조 순천대학교 교수.[KBSI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 실시간 세포 추적 이미징 기술을 활용해 폐암 전이를 제어하는 새로운 방법을 제시했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 광주센터 이성수 박사 연구팀이 국립순천대학교과 공동으로 타이니어(TiNIR)의 암전이 억제 효과를 생체영상화, 면역조직화학법, 3차원 홀로토모그래피 기술, RNA 시퀀싱 및 마우스 모델 동물을 이용해 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 생의학분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈 리서치’ 4월 26일 온라인 게재됐다. 적으로써, 유의하다는 연구결과를 생의학분야 권위지인 ‘Biomaterials Research’誌 온라인 판에(4월 26일자) 게재했다고 7일 밝혔다.

HO2는 세포에서 헴(heme)을 분해하는 효소로, 세포 항상성 유지에 중요한 역할을 하며 활성산소(reactive oxygen species, 이하 ROS)를 제거하는 시스템을 제어하는 것으로 알려져 있으며, 특히, HO2는 기존 연구에서 종양 줄기세포의 추적 및 치료를 위한 바이오마커로 보고된 바 있다.

암전이 억제제 TiNIR의 기작_TiNIR에 의한 HO2의 발현 저해, 그리고 이를 통하여 발생된 활성산소가 암세포의 세포 주기 및 이동 억제를 유발, 암전이를 억제하는 것을 직접적으로 규명.[KBSI 제공]

순천대 연구팀은 전이성 암에서 HO2 단백질 발현 증가를 확인하였고, 기능이 억제됨에 따라 세포 내 ROS 축적 및 인산화 제어를 통해 최종적으로 세포골격 합성과 세포주기를 억제함으로써 전이암 치료의 가능성을 확인했다. HO2 억제제로 사용한 TiNIR는 치료 효과 이외에도 형광 특성으로 인해 전이성 암을 추적할 수 있는 프로브(탐침자)로 진단과 치료를 동시에 시행하는 신개념 기술을 일컫는 테라그노시스(theragnosis) 분야에서의 활용 가능성을 확인했다.

이성수 박사 연구팀은 3차원 홀로토모그래피 정량 분석기술을 폐암 전이암에서 활용, TiNIR 처리 후 살아있는 폐암세포의 움직임을 세계 최초로 실시간으로 분석했다. 그 결과, 대조군과 비교하여 속도와 총 이동거리가 의미있는 수준으로 감소한 것을 확인했으며, 또한 대조군과 TiNIR를 처리한 폐암세포를 각각 ‘활발히 움직이는 그룹’과 ‘거의 움직이지 않는 그룹’으로 분류했을 때 TiNIR를 처리한 암세포에서 ‘거의 움직이지 않는 그룹’의 비율이 대조군보다 월등히 높은 것을 확인함으로써, TiNIR의 암세포 이동 저해 효과를 확인하고 더 나아가 전이 억제 가능성을 증명했다.

이성수 박사는 “이번에 적용한 3차원 홀로토모그래피 기술은 살아있는 암 질환세포의 운동성을 실시간 추적하고 정량적으로 분석할 수 있다는 점에서 차별성이 있다”며 “앞으로 3차원 홀로토모그래피를 활용한 실시간 세포 추적 이미징 분석 기법은 암질환 극복 신약 개발 전략 제시에 시금석이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.