디셀레나이드 약물전달체에 의한 산화⦁환원 균형 조절
암세포 내 항산화물질 글루타치온 빠르게 소비... 암세포 사멸 가속화
□ 체내 표적부위에서 약물을 방출하는 것에서 나아가 약물의 작용을 도와 시너지 효과를 낼 수 있는 약물전달체가 소개되었다.
○ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 강한창 교수(가톨릭대학교 약학대학) 연구팀이 세포 내 산화·환원에 반응하는 디셀레나이드 기반 약물전달체가 항암제의 작용을 도울 수 있음을 세포 및 동물 실험을 통해 확인했다고 밝혔다.
※디셀레나이드(diselenice) : 셀레늄(Se) 두 분자가 화학결합한 화합물로 산화 및 환원 조건 하에서 생분해되는 특성을 보임
□ 자극 감응성 약물전달체는 특정조건에서 스스로 반응하면서 안에 탑재된 약물을 방출한다. 온도, 산성도, 화학물질, 효소 등 세포의 다양한 물리화학적 자극이나 효소활동 등에 반응, 분해되거나 또는 크기가 변화는 원리다.
○ 디셀레나이드 결합이 포함된 화합물 역시 세포 내 화학물질인 글루타치온(항산화물질)과 활성산소(산화물질) 모두에 의해 분해될 수 있어 자극감응성 약물전달체의 좋은 구성성분이 될 수 있다.
○ 세포 내 활성산소와 글루타치온이 공존하는 만큼 이 둘을 모두 고려한 약물전달체 연구가 필요했다.
□ 연구팀은 활성산소보다 글루타치온이 디셀레나이드를 더 잘 분해하는 것을 알아내고 항산화물질 글루타치온이 활성산소보다 더 빠르게 소비되면서 산화스트레스가 가속화되는 것을 알아냈다.
○ 특히 암세포는 활성산소의 산화능과 글루타치온의 항산화능이 모두 정상세포에 비해 상대적으로 높다. 때문에 글루타치온에 의한 디셀레나이드 분해가 정상세포에 비해 더 빠르게 일어나면서 항산화능이 급격히 감소, 산화스트레스로 인해 암세포만 선택적으로 죽게 되는 원리를 알아냈다.
□ 실제 암세포에 디셀레나이드 약물전달체에 독소루비신(항암제 일종)을 탑재하여 처리하자 독소루비신 단독처리시 보다 암세포 사멸 능력이 2배 우수한 것으로 나타났다.
○ 나아가 대장암 생쥐모델을 통해서도 이를 확인했다. 고용량(5 mg/kg 2회 주사)의 독소루비신 만을 투여했을 때 보다 저용량의 독소루비신(10분의1 농도)을 디셀레나이드 약물 전달체에 탑재해 투여한 경우 종양크기의 감소가 1.9배 더 높게 나타났다.
□ 연구팀은 암 뿐 아니라 다른 질병 내의 산화능과 항산화능을 조절하여 시너지 약효를 기대, 디셀레나이드 약물전달체의 병용과 관련한 후속연구를 지속할 계획이다.
○ 과학기술정보통신부·한국연구재단 중견연구사업과 기초연구실후속 연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 11월 9일 게재되었다.