면역 감시망 피하는 암세포 사멸 방법 찾았다

(왼쪽 상단부터 시계 방향으로) 김도현 울산과학기술원(UNIST) 화학과 연구원(제1저자), 유자형 교수, 양경석 박사(제1저자), 이재모 연구원, 심유정 박사, 박가은 연구원. UNIST 제공.

암세포가 면역 공격을 피할 때 활용하는 단백질을 분해시켜 암세포를 사멸시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 

울산과학기술원(UNIST)은 유자형 화학과 교수팀이 암이 면역 회피에 쓰는 단백질을 분해하는 복합체 자기조립 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 

암세포는 정상세포보다 ‘PD-L1’이라는 단백질을 많이 만들어낸다. PD-L1은 암세포 표면에서 면역세포에 공격하지 말라는 신호를 보낸다. 그 덕분에 암세포는 면역 감시망을 피해 빠르게 증식할 수 있다.  

연구팀은 녹내장, 뇌전증 등을 치료하는 데 쓰는 약물인 ‘아세타졸아마이드’를 기반으로 암세포에서 PD-L1만 골라 분해할 수 있는 기술을 개발했다. 아세타졸아마이드는 암세포 표면에 분포하는 효소인 CAIX에 달라붙어 단백질 나노 복합체를 형성하고 PD-L1을 세포 안으로 끌고 들어간다. 세포 안으로 들어온 나노 복합체는 비정상 단백질로 인식돼 세포 내 청소 공장인 리소좀에 의해 분해된다.

CAIX는 정상 세포에 거의 없는 단백질이기 때문에 연구팀의 기술은 암세포에만 적용된다고 볼 수 있다. 쥐를 대상으로 연구팀의 기술을 적용한 결과 PD-L1 단백질이 눈에 띄게 감소하고 암 크기는 절반으로 줄어든다는 점이 확인됐다. 

기존에도 PROTAC, LYTAC 등 키메라 분자를 이용해 단백질을 분해하는 기술은 있었다. 키메라 분자는 사자·염소·뱀이 합쳐진 신화 속 괴물 키메라처럼 여러 개의 기능성 분자가 조합된 다기능성 분자로 표적 단백질을 찾아가는 분자와 분해하는 분자가 결합된 구조를 갖고 있다.  

키메라 분자들은 덩치가 커 세포 안으로 잘 들어가지 못하거나 복잡한 구조 때문에 설계·합성이 어렵다는 한계가 있다. 연구팀은 기존 기술의 한계를 극복하기 위해 체내에서 스스로 조립해 단백질을 분해할 수 있는 이번 기술을 제시했다. 

유자형 교수는 "기존 고분자 기반 키메라 기술의 한계를 넘는 새로운 형태의 표적 단백질 분해 기술을 개발했다"며 "향후 면역항암제와 병용하거나 다양한 난치성 고형암 치료에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다. 연구 결과는 지난 3일 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 

<참고 자료> 

doi.org/10.1002/advs.202503134

[문세영 기자 moon09@donga.com]