가천대학교 의과대학 강동우 교수 연구팀이 특정 크기의 탄소나노물질을 이용해 항암제를 폐암세포에 효과적으로 투입하는 치료 전략을 제시했다고 한국연구재단(이사장 조무제)이 밝혔다.

폐암은 5년간 환자 생존율이 10~13%에 그치는 난치성 종양이다. 세포독성 및 표적항암약물 등 여러 시도에도 불구하고 폐종양을 표적화하는 효율이 높지 않아서 치료가 쉽지 않은 실정이다.

탄소나노튜브는 탄소로 구성된 나노미터(nm) 직경의 원기둥 모양 구조체이다. 이와 같이 폭보다 길이가 훨씬 긴 나노물질은 폐 조직에 축적되는 성질이 있어, 인체에 유해하다고 여겨졌다. 연구팀은 이 점을 긍정적으로 활용해 독성이 억제된 적은 용량에서 폐종양만 집중 치료하는 효과적인 치료물질을 개발했다.

연구팀은 폐암이 생성된 생쥐모델을 이용해 다양한 크기의 탄소나노약물에 대한 항종양 효능을 평가했다. 그 중에서도 60~100나노미터(nm) 직경의 탄소나노물질은 카베올린 단백질을 통한 세포 내부로의 유입이 활성화됐고, 그 결과 폐종양의 크기가 현저히 줄어드는 것을 입증했다. 카베올린(Caveolin)은 세포 외 다양한 물질들의 세포 내 수송에 관여하는 단백질이다.

강동우 교수는 “막대 모양의 나노물질이 폐에 축적되는 수동적 특성과 나노물질 직경을 통제해 세포 유입을 활성화하는 능동적 조절을 동시에 이용해 나노항암제의 효능을 극대화했다”며, “향후 생분해성 또는 생체적합성 나노물질을 선택해 형태와 크기를 최적화하면 임상적 성공 가능성이 높아질 것으로 기대한다”고 연구 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구자) 및 보건복지부 질환극복기술개발사업 지원으로 수행됐으며, 국제학술지 ACS 어플라이드 머터리얼즈 & 인터페이스(ACS applied materials & interfaces) 1월 8일자에 논문명 ‘Destroying deep lung tumor tissue through lung-selective accumulation and by activation of caveolin uptake channels using a specific width of carbon nanodrug’, 강동우 교수(교신저자, 가천대학교), 김상현 교수(공동교신저자, 경북대학교), 김상우 박사(제1저자, 가천대학교), 박준영(제1저자, 가천대학교), 이소영(한국생명공학연구원) 등으로 게재됐다.