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암세포 공격력 4배 향상된 나노입자-NK세포 개발

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암세포 공격력 4배 향상된 나노입자-NK세포 개발

2019.08.25 12:12
나노입자를 활용해 항암치료제로 개발한 NK세포를 체내에서 추적한 영상. ①나노입자-NK세포에서 내뿜는 형광신호를 확인(오른쪽). ② MRI 촬영 결과 나노입자-NK세포는 추적이 가능(오른쪽). ③ 나노입자-NK세포를 쥐에게 주입한 뒤 형광신호를 관찰해 추적이 가능. ④ 나노입자-NK세포를 쥐에게 주입한 뒤 MRI로 추적이 가능. 한국연구재단 제공
나노입자를 활용해 항암치료제로 개발한 NK세포를 체내에서 추적한 영상. ①나노입자-NK세포에서 내뿜는 형광신호를 확인(오른쪽). ② MRI 촬영 결과 나노입자-NK세포는 추적이 가능(오른쪽). ③ 나노입자-NK세포를 쥐에게 주입한 뒤 형광신호를 관찰해 추적이 가능. ④ 나노입자-NK세포를 쥐에게 주입한 뒤 MRI로 추적이 가능. 한국연구재단 제공

국내 연구팀이 자연살해세포(NK세포)가 암세포를 공격하도록 돕는 나노입자를 개발했다. 

 

차의과학대 의생명과학과 연구팀은 생체재료 기반 나노기술을 이용해 NK세포가 암세포에 구멍을 내는 면역반응이 잘 일어나도록 하는 세포치료제 제작 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 

 

NK세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포 등 비정상적인 세포를 인식해 파괴시킨다. 다른 면역세포와 달리 면역거부반응이 적어 치료제로 활용하기에 이점이 있다. 학계에서는 암세포 표면에 나 있는 항원을 인식하는 유전자를 NK세포에 도입해 효율 높은 치료제를 연구해왔다. 

 

문제는 NK세포가 자체적으로 방어할 수 있어 외부 유전자를 도입하기가 어렵다는 점이다. 또 유전자를 도입하기 위해 사용하는 바이러스를 NK세포가 병원체로 인식해 공격한다는 한계도 있었다.

 

연구팀은 바이러스 대신 형광을 띠는 자성 나노입자를 활용해 암세포 항원 인식 유전자를 NK세포에 도입하는 데 성공했다. 이 나노입자를 카페익산과 폴리도파민, 폴리에틸렌이민 등 고분자 생체재료로 3중 코팅해 NK세포의 방어를 회피한 것이 비결이다. 이 연구결과는 국제학술지 '바이오머티리얼스' 9일자에 실렸다. 
 
연구팀은 실험을 통해 NK세포 표면에 암세포 항원 인식 단백질이 생기는 것과, 이 NK세포가 암세포를 파괴시키는 능력이 향상된 것을 확인했다. 유방암에 걸린 쥐에 나노입자-NK세포를 넣은 결과 종양 성장을 억제하는 능력이 4배나 더 향상됐다.

 

또한 나노입자에는 자성을 띠는 아연-철 산화물과 근적외선에 활성화하는 형광 분자가 들어 있어 기존 자기공명영상(MRI) 장치로 체내에서 NK세포가 어디에 있고 어디로 움직이는지 추적 가능했다.

 

연구를 이끈 박경순 차의과학대 의생명과학과 교수는 "차세대 항암면역세포치료제로 주목받고 있는 NK세포에 유전자를 넣어 면역기능을 향상시키고, 체내 모니터링도 가능해졌다"며 "이 기술을 활용하면 다양한 종류의 항암면역세포를 치료제로 활용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

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