- 마이크로바이옴 기반 박테리아 활용 항암치료제 개발, 기존 항암치료 부작용·한계 개선 기대 … 한국생명공학연구원 공동연구 성과

- 생물학적 약물 전달 및 바이오 소재 분야 권위지 ‘Journal of Controlled Release’ 게재 및 ‘한빛사’ 논문 선정

사진) 국립순천대 의생명과학과 김지선 교수(좌), 공동연구를 수행한 한국생명공학연구원의 박승환 박사 연구팀(우)

국립순천대학교(총장 이병운) 의생명과학전공 김지선 교수가 한국생명공학연구원 생물자원센터 박승환 박사 연구팀과 공동으로 유방암을 특이적으로 표적치료하여 기존 항암치료의 부작용과 한계를 크게 개선할 수 있는 ‘박테리아 생균 기반 표적치료제’를 개발해 주목받고 있다.

이번 연구 성과는 국제 저명 학술지 Journal of Controlled Release 9월 1일 자 온라인판에 게재되었으며, 생물학연구정보센터(BRIC) ‘한국을 빛내는 사람들’(한빛사)에 선정되었다.

연구팀은 항암 면역치료제의 차세대 전략으로 주목받는 세포독소 단백질 Cytolysin A(ClyA)가 대장암 등에서는 효과적이지만 유방암에는 한계가 있음을 확인했다. 이에 착안해 유방암 세포 표면 단백질 Claudin-4에 선택적으로 결합하는 Clostridium perfringens enterotoxin(CPE)을 암 표적 박테리아에 삽입하고, 박테리아가 유방암 부위에서 CPE 단백질을 발현하도록 제어해 맞춤형 항암 표적치료 전략을 제시했다.

동물실험 결과, 이 박테리아 치료제는 종양 성장 촉진 인자인 G-CSF 발현을 억제하고 NK 세포를 활성화해 암세포 성장 억제와 사멸을 유도함을 확인했다. 이는 유방암 치료의 주요 난치성 인자인 Claudin-4를 직접 겨냥해 기존 약물·방사선 치료의 부작용과 한계를 크게 개선할 수 있는 새로운 치료법의 가능성을 보여준다.

연구팀은 앞서 종양 세포외 기질 분해 효소를 함유한 박테리아를 개발해 항암 약물의 침투성과 효율을 높이는 치료제를 선보인 바 있다. 이번 연구는 이 같은 연구 기반을 한단계 발전시켜 정상 세포에 손상을 주지 않으면서 암세포만 표적하는 치료법으로 발전시켰다는 데 의미가 크다.

국립순천대 김지선 교수는 “이번 연구는 종양의 분자적 특성에 맞춘 맞춤형 박테리아 생균 기반 표적치료제 개발 가능성을 입증한 사례”라며 “향후 유방암은 물론 다양한 난치성 암 치료를 위한 마이크로바이옴 기반 항암 생균치료제 전략으로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다.

그림) 유방암 세포 표면 단백질 CLDN-4에 결합하는 CPE 단백질 발현 암 표적 박테이아를 통한 맞춤형 유방암 표적·치료 기전

참고자료: * 논문명 : Optimized bacterial delivery approaches for precision immunotherapy in breast cancer models [IF=11.5, JCR 상위 3.7%, 한국생명공학연구원 박잠언(제1저자), 한국생명공학연구원 박승환(공동교신저자), 순천대 김지선(공동교신저자)]

한빛사 논문:
https://www.ibric.org/bric/hanbitsa/treatise.do?mode=treatise-view&id=97783&authorId=37150#!/list