- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸 - 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대 최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다. 연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다. 더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다. KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다. * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and propagates immunity against cancer - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정) 경북대학교 이은정 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원) 동국대학교 의과대학 박승윤 교수 <그림설명> <그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다. <그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다. <그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다. <그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

- 암세포 장벽 분해하는 효소 발현하는 나노물질인 재조합 ‘엑소좀’ 개발 - 종양 미세환경 리모델링(세포외 기질 분해), 암 치료제 분야 연구에 활용 엑소좀*(Exosome)은 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질로서 최근 세포 재생 및 치료, 진단 연구의 핵심과제로 떠오르는 나노물질이다. 최근 국내연구진은 암 세포 주변에 두텁고 치밀하게 발현하여 약물전달 및 면역세포의 접근을 방해하는 세포외 기질(extracellular matrix)** 장벽을 효과적으로 분해하는 엑소좀을 개발하여 암 성장을 억제시킬 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. *엑소좀 :　세포 간 정보교환을 위해 분비하는 나노 사이즈의 막구조를 가진 소포체. 막단백질의 운반체로 유용함. **세포외 기질(extracellular matrix) : 조직내 또는 세포외의 공간을 채우고 있는 생체고분자의 집합체. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산, 양유수 박사 연구팀은 세포외기질 분해 효소인 ‘히알루로니다아제’***(PH20)를 발현하는 엑소좀(Exosome) 개발에 성공했다. 이 ‘효소 엑소좀’은 암 세포 주위의 세포외 기질을 효과적으로 분해하여 약물과 면역세포의 침투를 증가시키고, 종양 동물 모델에서 암 성장을 억제시킬 수 있다. ***히알루로니다아제 : 세포외기질의 주된 성분인 ‘히알루론산’을 분해하는 효소. 본 연구에서 ‘PH20’을 사용. 히알루로니다아제는 세포막 표면에 발현되는 단백질로, 이러한 막단백질은 그 활용 가능성이 높은데도 불구하고 발현 및 정제 조건의 확립이 어렵기 때문에, 막에 결합하는 부분이 절단된 재조합 단백질 상태로 생산된다. 최근 할로자임 테라퓨틱스(Halozyme Therapeutics, Inc.)사에서는 인간에 적용 가능한 ‘재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)’을 개발하여 현재 항암 치료를 위한 임상실험을 진행 중에 있다. 그러나 KIST 연구진이 개발한 히알루로니다아제는 엑소좀 막에 결합된 상태이며, 할로자임 테라퓨틱스의 ‘재조합 인간 히알루로니다아제’ 보다 약 3배 정도 효소 활성이 높은 것으로 확인되었다. KIST 연구진이 개발한 ‘효소 엑소좀’은 암세포 성장의 지지기반을 무너뜨려, 암 성장 저해를 유도하였다. 또한 연구진은 효소 엑소좀에 의해 암세포 장벽이 무너지면, 면역세포가 암 조직 내로 침투하는 정도가 향상되며, 항암제(독소루비신)가 암 세포 깊숙이 전달되어 항암 효과를 상승시킬 수 있음을 보였다. KIST 양유수 박사는 “본 연구를 통해 막단백질 치료제로서 엑소좀의 활용 가능성을 제시할 수 있었으며, 개발한 히알루로니다아제를 함유한 엑소좀은 항암(면역) 치료제 및 약물 전달체로 활용이 가능할 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 중견연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 4.73%)에 12월 4일(월)자 온라인에 게재되었다. <그림설명> <그림 1> 재조합 인간 히알루로니다아제 (rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)의 효소 활성 비교 및 암세포 주변에 과발현된 히알루론산 분해능 비교. A. 히알루로니다아제 엑소좀은 재조합 히알루론산에 비해 3배 이상의 높은 효소활성을 갖는다. B. 히알루론산을 과도하게 분비하는 인간 방광암 세포에, 재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20)을 처리하였을 때, 재조합 효소에 비해 효소 엑소좀이 히알루론산 영역을 상대적으로 더 감소시켰다. 이러한 결과는 히알루로니다아제 엑소좀이 재조합 히알루로니다아제에 비해 높은 히알루론산 분해능을 지닌다는 것을 의미한다. <그림 2> 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)에 의해 암세포로의 나노입자 및 면역 세포 접근이 증가되었음을 확인. 히알루로니다아제 엑소좀에 의해 암조직 내부에 나노입자(Liposome-cy5.5, 왼쪽)와 면역세포(CD8+ T cell, 오른쪽)의 침투 정도가 증대되었다. <그림 3> 항암제를 담지한 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20Dox)을 이용한 효과적인 약물 전달 항암제(독소루비신)을 담지한 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20Dox)은 히알루로니다아제에 의해 암 깊숙이 침투하고, 담지된 항암제를 방출하여, 암세포에 효과적으로 약물을 전달하였다. 이로 인해, 암세포의 성장이 현저히 저해됨을 확인하였다. <그림 4> 효소 엑소좀을 이용한 종양 미세환경 리모델링 도식화

- 암세포 장벽 분해하는 효소 발현하는 나노물질인 재조합 ‘엑소좀’ 개발 - 종양 미세환경 리모델링(세포외 기질 분해), 암 치료제 분야 연구에 활용 엑소좀*(Exosome)은 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질로서 최근 세포 재생 및 치료, 진단 연구의 핵심과제로 떠오르는 나노물질이다. 최근 국내연구진은 암 세포 주변에 두텁고 치밀하게 발현하여 약물전달 및 면역세포의 접근을 방해하는 세포외 기질(extracellular matrix)** 장벽을 효과적으로 분해하는 엑소좀을 개발하여 암 성장을 억제시킬 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. *엑소좀 :　세포 간 정보교환을 위해 분비하는 나노 사이즈의 막구조를 가진 소포체. 막단백질의 운반체로 유용함. **세포외 기질(extracellular matrix) : 조직내 또는 세포외의 공간을 채우고 있는 생체고분자의 집합체. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산, 양유수 박사 연구팀은 세포외기질 분해 효소인 ‘히알루로니다아제’***(PH20)를 발현하는 엑소좀(Exosome) 개발에 성공했다. 이 ‘효소 엑소좀’은 암 세포 주위의 세포외 기질을 효과적으로 분해하여 약물과 면역세포의 침투를 증가시키고, 종양 동물 모델에서 암 성장을 억제시킬 수 있다. ***히알루로니다아제 : 세포외기질의 주된 성분인 ‘히알루론산’을 분해하는 효소. 본 연구에서 ‘PH20’을 사용. 히알루로니다아제는 세포막 표면에 발현되는 단백질로, 이러한 막단백질은 그 활용 가능성이 높은데도 불구하고 발현 및 정제 조건의 확립이 어렵기 때문에, 막에 결합하는 부분이 절단된 재조합 단백질 상태로 생산된다. 최근 할로자임 테라퓨틱스(Halozyme Therapeutics, Inc.)사에서는 인간에 적용 가능한 ‘재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)’을 개발하여 현재 항암 치료를 위한 임상실험을 진행 중에 있다. 그러나 KIST 연구진이 개발한 히알루로니다아제는 엑소좀 막에 결합된 상태이며, 할로자임 테라퓨틱스의 ‘재조합 인간 히알루로니다아제’ 보다 약 3배 정도 효소 활성이 높은 것으로 확인되었다. KIST 연구진이 개발한 ‘효소 엑소좀’은 암세포 성장의 지지기반을 무너뜨려, 암 성장 저해를 유도하였다. 또한 연구진은 효소 엑소좀에 의해 암세포 장벽이 무너지면, 면역세포가 암 조직 내로 침투하는 정도가 향상되며, 항암제(독소루비신)가 암 세포 깊숙이 전달되어 항암 효과를 상승시킬 수 있음을 보였다. KIST 양유수 박사는 “본 연구를 통해 막단백질 치료제로서 엑소좀의 활용 가능성을 제시할 수 있었으며, 개발한 히알루로니다아제를 함유한 엑소좀은 항암(면역) 치료제 및 약물 전달체로 활용이 가능할 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 중견연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 4.73%)에 12월 4일(월)자 온라인에 게재되었다. <그림설명> <그림 1> 재조합 인간 히알루로니다아제 (rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)의 효소 활성 비교 및 암세포 주변에 과발현된 히알루론산 분해능 비교. A. 히알루로니다아제 엑소좀은 재조합 히알루론산에 비해 3배 이상의 높은 효소활성을 갖는다. B. 히알루론산을 과도하게 분비하는 인간 방광암 세포에, 재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20)을 처리하였을 때, 재조합 효소에 비해 효소 엑소좀이 히알루론산 영역을 상대적으로 더 감소시켰다. 이러한 결과는 히알루로니다아제 엑소좀이 재조합 히알루로니다아제에 비해 높은 히알루론산 분해능을 지닌다는 것을 의미한다. <그림 2> 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)에 의해 암세포로의 나노입자 및 면역 세포 접근이 증가되었음을 확인. 히알루로니다아제 엑소좀에 의해 암조직 내부에 나노입자(Liposome-cy5.5, 왼쪽)와 면역세포(CD8+ T cell, 오른쪽)의 침투 정도가 증대되었다. <그림 3> 항암제를 담지한 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20Dox)을 이용한 효과적인 약물 전달 항암제(독소루비신)을 담지한 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20Dox)은 히알루로니다아제에 의해 암 깊숙이 침투하고, 담지된 항암제를 방출하여, 암세포에 효과적으로 약물을 전달하였다. 이로 인해, 암세포의 성장이 현저히 저해됨을 확인하였다. <그림 4> 효소 엑소좀을 이용한 종양 미세환경 리모델링 도식화

- 암세포 장벽 분해하는 효소 발현하는 나노물질인 재조합 ‘엑소좀’ 개발 - 종양 미세환경 리모델링(세포외 기질 분해), 암 치료제 분야 연구에 활용 엑소좀*(Exosome)은 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질로서 최근 세포 재생 및 치료, 진단 연구의 핵심과제로 떠오르는 나노물질이다. 최근 국내연구진은 암 세포 주변에 두텁고 치밀하게 발현하여 약물전달 및 면역세포의 접근을 방해하는 세포외 기질(extracellular matrix)** 장벽을 효과적으로 분해하는 엑소좀을 개발하여 암 성장을 억제시킬 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. *엑소좀 :　세포 간 정보교환을 위해 분비하는 나노 사이즈의 막구조를 가진 소포체. 막단백질의 운반체로 유용함. **세포외 기질(extracellular matrix) : 조직내 또는 세포외의 공간을 채우고 있는 생체고분자의 집합체. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산, 양유수 박사 연구팀은 세포외기질 분해 효소인 ‘히알루로니다아제’***(PH20)를 발현하는 엑소좀(Exosome) 개발에 성공했다. 이 ‘효소 엑소좀’은 암 세포 주위의 세포외 기질을 효과적으로 분해하여 약물과 면역세포의 침투를 증가시키고, 종양 동물 모델에서 암 성장을 억제시킬 수 있다. ***히알루로니다아제 : 세포외기질의 주된 성분인 ‘히알루론산’을 분해하는 효소. 본 연구에서 ‘PH20’을 사용. 히알루로니다아제는 세포막 표면에 발현되는 단백질로, 이러한 막단백질은 그 활용 가능성이 높은데도 불구하고 발현 및 정제 조건의 확립이 어렵기 때문에, 막에 결합하는 부분이 절단된 재조합 단백질 상태로 생산된다. 최근 할로자임 테라퓨틱스(Halozyme Therapeutics, Inc.)사에서는 인간에 적용 가능한 ‘재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)’을 개발하여 현재 항암 치료를 위한 임상실험을 진행 중에 있다. 그러나 KIST 연구진이 개발한 히알루로니다아제는 엑소좀 막에 결합된 상태이며, 할로자임 테라퓨틱스의 ‘재조합 인간 히알루로니다아제’ 보다 약 3배 정도 효소 활성이 높은 것으로 확인되었다. KIST 연구진이 개발한 ‘효소 엑소좀’은 암세포 성장의 지지기반을 무너뜨려, 암 성장 저해를 유도하였다. 또한 연구진은 효소 엑소좀에 의해 암세포 장벽이 무너지면, 면역세포가 암 조직 내로 침투하는 정도가 향상되며, 항암제(독소루비신)가 암 세포 깊숙이 전달되어 항암 효과를 상승시킬 수 있음을 보였다. KIST 양유수 박사는 “본 연구를 통해 막단백질 치료제로서 엑소좀의 활용 가능성을 제시할 수 있었으며, 개발한 히알루로니다아제를 함유한 엑소좀은 항암(면역) 치료제 및 약물 전달체로 활용이 가능할 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 중견연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 4.73%)에 12월 4일(월)자 온라인에 게재되었다. <그림설명> <그림 1> 재조합 인간 히알루로니다아제 (rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)의 효소 활성 비교 및 암세포 주변에 과발현된 히알루론산 분해능 비교. A. 히알루로니다아제 엑소좀은 재조합 히알루론산에 비해 3배 이상의 높은 효소활성을 갖는다. B. 히알루론산을 과도하게 분비하는 인간 방광암 세포에, 재조합 인간 히알루로니다아제(rHuPH20)와 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20)을 처리하였을 때, 재조합 효소에 비해 효소 엑소좀이 히알루론산 영역을 상대적으로 더 감소시켰다. 이러한 결과는 히알루로니다아제 엑소좀이 재조합 히알루로니다아제에 비해 높은 히알루론산 분해능을 지닌다는 것을 의미한다. <그림 2> 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20)에 의해 암세포로의 나노입자 및 면역 세포 접근이 증가되었음을 확인. 히알루로니다아제 엑소좀에 의해 암조직 내부에 나노입자(Liposome-cy5.5, 왼쪽)와 면역세포(CD8+ T cell, 오른쪽)의 침투 정도가 증대되었다. <그림 3> 항암제를 담지한 히알루로니다아제 엑소좀 (Exo-PH20Dox)을 이용한 효과적인 약물 전달 항암제(독소루비신)을 담지한 히알루로니다아제 엑소좀(Exo-PH20Dox)은 히알루로니다아제에 의해 암 깊숙이 침투하고, 담지된 항암제를 방출하여, 암세포에 효과적으로 약물을 전달하였다. 이로 인해, 암세포의 성장이 현저히 저해됨을 확인하였다. <그림 4> 효소 엑소좀을 이용한 종양 미세환경 리모델링 도식화