중앙대학교 화학과 이민희 교수 연구팀이 단일 분자로 암세포의 공격성을 평가하고 표적 치료까지 수행할 수 있는 차세대 ‘테라노스틱스(Theranostics)’ 플랫폼을 개발했다.

테라노스틱스는 진단과 표적 치료를 결합한 기술이다. 기존 시스템은 표적 리간드와 약물 등 여러 요소를 복잡하게 결합해야 한다는 한계가 있었다.

연구팀은 암세포의 증식과 사멸에 관여하는 핵심 대사 보조인자인 ‘NAD(P)H’가 암세포에서 비정상적으로 증가한다는 점에 주목했다. 이를 바탕으로 NAD(P)H에 반응하는 새로운 활성형 형광 분자 ‘DE-CQ’를 설계했다.

쿠마린과 퀴놀리늄 골격을 결합한 DE-CQ는 NAD(P)H에 의해 환원되면 강한 형광을 낸다. 연구팀이 유방암과 췌장암 등 다양한 암세포주에 DE-CQ를 적용한 결과, 암세포의 공격적 성향이 강할수록 형광 반응도 증가하는 것으로 나타났다.

특히 전이 능력이 높은 유방암 세포주인 ‘MDA-MB-231’에서 가장 뚜렷한 반응을 보였다. 형광의 세기를 통해 암세포의 대사적 공격성을 평가할 수 있다는 의미다.

치료 가능성도 확인됐다. DE-CQ는 암세포의 미토콘드리아와 소포체에 스트레스를 일으켜 선택적인 세포사멸을 촉진하고 침습을 억제했다. 이러한 종양 억제 효과는 3차원 종양 스페로이드와 생체 내 이종이식 마우스 모델에서도 검증됐다.

이번 연구는 한국생명공학연구원 고성균 박사팀, 협성대학교 한지유 교수팀, 숙명여자대학교 신동식 교수팀과 공동으로 진행됐다.

이민희 교수 연구팀의 차유진·김희주 학생이 공동 제1저자로, 강민주 학생이 공동저자로 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘앙게반테 케미 인터내셔널 에디션(Angewandte Chemie International Edition)’에 ‘매우 중요한 논문(VIP·Very Important Paper)’으로 게재됐다.

이민희 교수는 “단일 형광 분자만으로 암세포의 대사적 공격성을 정량적으로 평가하고 세포사멸까지 유도할 수 있음을 확인했다”며 “정밀 암 진단과 치료 기술 개발에 유용한 기반이 되기를 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF), 한국생명공학연구원(KRIBB) 연구지원사업과 국가과학기술연구회(NST)의 지원을 받아 수행됐다.

최용진 기자 news660@naver.com

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