폐암유발단백질 잡는 간섭RNA 나노구조체 개발
불안정한 RNA의 엉김을 이용해 안정적으로 전달, 동물모델에서 항암효과 확인
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 이창환 교수(울산의대 서울아산병원)와 이종범 교수(서울시립대) 연구팀이 폐암 발생과 증식에 관여하는 핵심 단백질(USE1※)을 표적으로 하는 간섭RNA 나노구조체를 디자인하고, 동물모델을 통한 항암효과를 확인했다고 밝혔다.
※ USE1(유에스이1) : 단백질 항상성을 조절하는 효소(유비퀴틴 프로테아좀 구성요소) 중 하나로 폐암의 발생과 증식에 관여함. 상기 연구팀은 2017년 유에스1이 폐암형성에 중요한 역할을 하는 것을 규명함.
○ 한국인 암 사망률 1위인 폐암에 대한 유전자치료의 임상적용을 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다.
□ 질병의 원인단백질이 생성되지 않도록, 애초에 그 단백질에 대한 정보가 담긴 유전자를 차단하는 유전자치료제는 원하는 단백질을 표적할 수 있다는 것이 장점이다.
○ 특히 세대를 거쳐 보존되는 DNA 자체보다는 중간체인 RNA를 차단하는 방식이 안전성 측면에서 유리하기 때문에, RNA와 결합하는 짧은 RNA가닥을 이용한 RNA 간섭현상이 주목받고 있다.
○ 하지만 구조적으로 불안정한 RNA는 생체고분자로 화학항암제에 비해 독성우려는 적지만 체내에서 분해되기 쉬워 활용이 어려웠다.
□ 연구팀은 폐암유발단백질 USE1을 표적으로 하는 짧은가닥 간섭 RNA를 디자인하고 이를 표적부위까지 도달할 수 있는 나노입자로 합성하는 데 성공했다.
□ 먼저 불안정한 RNA가 분해되지 않고 표적에 잘 도달하도록 복제효소를 이용해 간섭RNA 가닥을 대량으로 증폭하고, 이 가닥들이 엉기면서 자가조립되는 방식으로 나노구조체를 합성했다.
○ 세포 내로 들어가기 용이한 크기와 세포 내에서 간섭RNA 방출에 유리하도록 넓은 표면적을 갖도록 제작되었다.
□ 특히 세포 내에 존재하는 유전자절단효소를 이용해 RNA 가닥들이 선택적으로 방출될 수 있도록 설계했다.
○ 반복되는 간섭RNA 사이사이에 서로 달라붙지 않고 버블형태로 존재하는 부위를 도입하여 절단효소에 의한 방출효율을 높였다.
□ 실제 사람의 폐암조직이 이식된 쥐에 합성된 간섭RNA 기반 나노구조체를 투여한 결과 이식된 종양의 크기가 작아졌다.
○ USE1이 만들어지지 않는 인간종양세포주(HeLa 및 A549)에서의 결과가 동물모델에서도 재현된 것이다.
□ 연구팀은 나아가 이러한 간섭RNA의 항암효과가 무분별하게 분열하는 암세포의 분열정지와 세포사멸 유도에 따른 것임을 알아냈다.
○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘바이오머티리얼스(Biomaterials)’에 11월 22일 게재되었다.
