- TiNIR 물질의 종양개시세포 선택적 결합 원리 밝혀… 국제 저명 학술지 IJBM에 연구 성과 게재

(사진) 국립순천대학교 약학과 정승현 교수 및 의생명과학과 김종진 교수 연구진

(왼쪽부터 △이치호 학부생 △문슬기 박사 △김종진 교수 △정승현 교수)

국립순천대학교(총장 이병운)는 의생명과학과·약학과 합동 연구팀의 논문이 고분자생명과학·응용화학 분야 국제 권위 학술지 International Journal of Biological Macromolecules(SCIE)에 최근 게재됐다고 밝혔다.

논문이 게재된‘International Journal of Biological Macromolecules’은 ‘고분자생명과학 (Category : Polymer Science)’ 분야에서 상위 5.8% [저널 영향력 지수 기준 분야 내 세계 저널 순위 : 6/95 (저널 순위 퍼센트 : 94.2%)], 응용화학 (Category : Chemistry Applied)’ 분야에서 상위 7.4% [저널 영향력 지수 기준 분야 내 세계 저널 순위 : 6/74 (저널 순위 퍼센트 : 92.6%)] 이내에 해당하는 국제 권위지이다.

이번 연구에는 의생명과학과 이치호 학부생과 문슬기 박사가 제1저자로 참여했으며, 김종진(의생명과학과)·정승현(약학과) 교수가 공동 교신저자로 연구를 이끌었다. 연구에는 전남대학교 약학과 장지훈 교수팀도 함께 참여했다.

연구팀은 암의 재발과 전이에 중요한 역할을 하는 종양개시세포(TIC, Tumor-Initiating Cell)에 선택적으로 결합하는 근적외선 형광 탐지 물질 TiNIR의 표적 특이성과 결합 메커니즘을 세계 최초로 규명했다.

TiNIR은 암 조직 내 TIC에만 축적되는 특성으로 차세대 암 진단·치료용 물질로 주목받아왔다. 이번 연구에서는 TiNIR가 암세포 내 HMOX2(heme oxygenase-2) 단백질과 선택적으로 결합한다는 사실을 구조 분석과 실험을 통해 확인했으며, 이를 통해 TiNIR의 종양 특이적 탐지 원리를 구조 기반으로 과학적으로 설명했다.

연구팀은 프로테오믹스 분석과 분자 도킹 시뮬레이션을 통해 TiNIR와 HMOX2의 결합 구조를 정량적으로 분석했다. 이어 HMOX2 발현을 억제할 경우 TiNIR의 세포 내 축적이 현저히 감소함을 확인해, HMOX2가 TiNIR의 핵심 표적임을 실험적으로 입증했다.

이번 연구 결과는 TiNIR가 TIC을 고도로 선택적으로 표지할 수 있는 가능성을 보여주었으며, 향후 암 특이적 진단·정밀 치료 플랫폼 개발에 중요한 기반이 될 것으로 기대된다. 특히 기존 HMOX1 억제제에서는 관찰되지 않던 TiNIR 고유의 선택적 결합 특성이 부각돼, 향후 차별화된 항암전략 개발에도 활용 가능성이 높다.

현재 연구팀은 다양한 암종에서 TiNIR 기반 TIC 진단·저해제를 개발하기 위한 후속 연구를 진행 중이며, 약물 전달체계와 융합 연구, 임상 적용 가능성 탐색도 함께 추진할 계획이다.

연구를 주도한 국립순천대 김종진·정승현 교수는 “이번 연구는 TIC 특이적 표적 분자 기반 항암 전략 설계에 중요한 분자적 근거를 제공했다”라며, “향후 정밀 의료 분야에서도 소분자 기반 신약 개발에 의미 있는 연구 토대가 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 창의·도전 및 우수신진연구과제 지원으로 수행됐으며, 향후 암 조기 진단 기술과 신규 항암 치료제 개발에도 폭넓게 활용될 전망이다.

▲(그림1) 연구 요약 모식도

▲ (그림 2) Online published, International Journal of Biological Macromolecules (2025), httpsdoi.org10.1016j.ijbiomac.2025.144863

SCNU Research Team Publishes Breakthrough Study on Cancer-Targeting Probe in Leading International Journal

A joint research team from the Department of Biomedical Science and the Department of Pharmacy at Sunchon National University (SCNU, President Lee Byung-woon) has published a significant study in the International Journal of Biological Macromolecules (SCIE), a top-tier journal in polymer science and applied chemistry.

The journal ranks in the top 5.8% globally in Polymer Science (6th out of 95) and in the top 7.4% in Applied Chemistry (6th out of 74), according to the latest Journal Impact Factor rankings.

The study was led by Professors Jong-Jin Kim (Biomedical Science) and Seung-Hyun Jung (Pharmacy), with Jiho Lee (undergraduate, Biomedical Science) and Seulgi Moon (Ph.D., Biomedical Science) as first authors. Professor Ji-Hoon Jang (Pharmacy, Chonnam National University) also contributed to the research.

The team is the first to elucidate the target specificity and binding mechanism of TiNIR, a near-infrared fluorescent probe that selectively accumulates in tumor-initiating cells (TICs), which play a critical role in cancer recurrence and metastasis.

TiNIR has been highlighted as a promising next-generation cancer diagnostic and therapeutic agent due to its ability to selectively target TICs. The study revealed, through structural analysis and experimental validation, that TiNIR selectively binds to the heme oxygenase-2 (HMOX2) protein in cancer cells. This discovery provides a structural basis for its tumor-specific detection capability.

Using proteomics-based analysis and molecular docking simulations, the researchers quantitatively analyzed the binding structure of TiNIR to HMOX2. They further demonstrated that suppressing HMOX2 ex-pression significantly reduced TiNIR accumulation in cells, experimentally confirming HMOX2 as a key target.

These findings indicate that TiNIR has strong potential as a highly selective probe for TICs, paving the way for the development of advanced cancer-specific diagnostic and precision treatment platforms. Notably, the study also highlighted TiNIR’s unique binding properties not observed in conventional HMOX1 inhibitors, suggesting its potential in differentiated anti-cancer strategies.

The research team is currently conducting follow-up studies to develop TiNIR-based TIC diagnostic and inhibitory agents across various cancer types. They are also exploring its integration with drug delivery systems and clinical applications.

Professors Kim and Jung commented, “This study provides a crucial molecular foundation for designing TIC-targeted anti-cancer strategies. It also lays important groundwork for small molecule-based drug development in the field of precision medicine.”

The research was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) under the Creative and Challenging Research and Outstanding Young Researcher Programs and is expected to contribute broadly to early cancer diagnostics and the development of novel anti-cancer therapies.