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[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 방정규 박사팀이 한국생명공학연구원(KRIBB), 한국과학기술연구원(KIST), 미국 국립암연구소(NCI/NIH) 등과의 국제공동연구를 통해 부작용을 최소화하며 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 표적항암제를 개발했다고 10일 밝혔다.
기존 항암제들은 약물 결합 부위가 매우 다양하여 암세포만을 타겟으로 할 수 없었고 이로 인해 화학적 항암치료로 건강한 세포까지 파괴하는 부작용이 매우 컸다.
이번 연구팀은 지난 2009년 방사광가속기를 이용해 암 유발에 관여하는 PLK1의 폴로 박스 도메인과 결합하는 펩타이드 기반 항암제를 개발하였으나 이 펩타이드 기반 약물은 세포 투과성 문제로 임상 적용을 위한 경구 투여가 불가능했다.
그러나 이번에 개발된 항암제는 암 유발과 밀접한 관련이 있는 폴로유사인산화효소(Polo-like Kinase-1, PLK1)의 폴로 박스 도메인(Polo-Box Domain)을 대상으로 하기 때문에 부작용이 매우 적고 이를 이용해 암을 초기에 진단할 수 있는 진단제로서의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
폴로유사인산화효소(PLK1)은 세포의 유사분열(mitosis) 과정에서 중요한 역할을 하는 효소이며 PLK1은 세포주기 중 세포분열준비기/분열기(G2/M)에 방추사의 발생과 염색체와의 결합, 딸세포 분열까지 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 인자로 폐암, 흑색종 등 다양한 종의 암세포에서 발현이 증가하는 것이 관찰된다.
또 폴로유사인산화효소가 과발현하면 비정상적인 중심체가 증폭되고 이로 인해 세포의 부적절한 분리가 발생해 종양을 형성한다.
폴로 박스 도메인(Polo-Box Domain)의 경우 PLK1은 카이나아제 도메인과 폴로 박스 도메인으로 구성되어 있으며 이 중 폴로 박스 도메인은 PLK1의 생존에 중요한 역할을 담당한다.
특히 공동연구팀은 이번에 개발한 항암제를 암에 걸린 실험동물에 투여한 결과에 의하면 암 억제 효과를 확인했으며 항암제를 형광 물질과 함께 주입한 결과 정확하게 암 부위만을 타겟으로 하는 것을 확인함으로써 초기 암 진단도 가능함을 증명했다.
KBSI 방정규 박사는 “이번 연구를 통해 암 유발 단백질의 특정 결합 부위를 타겟으로 하는 항암제를 개발하여 항암제를 암세포에 정확히 전달하는 것이 가능해졌다”며 “이로써 암세포 주변 다른 세포까지 파괴하는 항암제의 부작용 문제를 해결함과 동시에 신규 암 바이오마커 개발에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구는 국생명공학연구원(KRIBB) 김보연 박사팀과 미국 국립암연구소(NCI/NIH) 이경상 박사 등이 참여한 국제적 다학제간 융합연구로 국제 학술지인 의약화학 저널(Journal of Medicinal Chemistry)에 12월 10일 표지논문으로 게재됐다.
