새로운 항암면역 유전자 역할 규명 및 응용
Chi3l1 유전자가 결핍된 Th1 세포, 세포독성 림프구에서 IFNγ 사이토카인 발현이 증가한다는 사실이 관찰됐다.
연구진이 개발한 dNP2펩타이드-Chi3l1siRNA 중합체를 동물 모델의 비강을 통해 투여한 결과, 흑색종의 폐 조직으로의 전이가 현격하게 감소한 것이 확인됐다.
새로 개발된 dNP2펩타이드-Chi3l1siRNA 중합체가 Chi3l1을 억제해 항암면역세포 활성을 증가시키고, 이를 통해 암세포의 증식 및 전이를 억제한다.
한국연구재단(이사장 조무제)은 한양대학교 최제민 교수 연구팀이 T세포 면역반응을 조절할 수 있는 Chi3l1 유전자의 기능을 규명하고, 이를 표적으로 하는 항암면역치료 물질을 개발했다고 밝혔다.
기존 항암제가 암 세포의 직접적 사멸을 목표로 하는 것과 달리, 최근 대두되는 항암면역치료는 암에 대한 스스로의 면역 능력을 증가시키는 데에 초점이 맞추어져 있다. 항암제의 부작용과 암의 재발을 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
연구팀은 식물이 병충해로부터 자신을 보호하는 데에 사용하는 1차적 방어물질인 키틴분해효소에 주목하고, 유전적으로 보존돼 있는 인간 단백질(Chi3l1)의 면역체계에서의 역할을 연구했다. Chi3l1은 키틴 분해 능력은 잃었지만, 암에 대한 T세포의 면역반응을 조절하는 역할을 한다는 것이 밝혀졌다.
연구 결과에 따르면, Chi3l1 유전자가 결핍된 T세포는 Th1 세포 및 세포독성 림프구(CTL)로의 분화가 증가된다. 분화 후에 인터페론감마(IFNγ)의 발현이 증가하고, 이로 인해 세포의 면역반응이 활성화된다.
연구팀은 이어서, Chi3l1 유전자에 결합해 단백질 발현을 억제하는 표적 치료물질(펩타이드―siRNA 중합체)을 개발해 냈다. 이 물질은 흑색종 암이 폐로 전이되는 생쥐실험에서, 암세포의 폐 전이를 획기적으로 억제해 그 효능을 입증했다.
최제민 교수는 “이 연구는 다양한 종에서 진화적으로 보존된 키틴분해효소 유사 단백질이 인간의 면역조절 기능이 있음을 규명하고, 이를 표적으로 한 항암면역치료제 개발의 가능성을 확인한 것”이라고 연구의 의의를 설명하며, “이와 같이 다른 생물종의 1차적 방어물질의 우리 면역체계에서의 역할을 규명하는 후속연구가 기대된다”고 밝혔다.
이 연구는 교육부·한국연구재단 일반연구자지원사업, 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다.
국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 2월 5일에 논문명 ‘Regulation of chitinase-3-like-1 in T cell elicits Th1 and cytotoxic responses to inhibit lung metastasis’, 최제민 교수(교신저자, 한양대학교), 김도현 박사(제1저자, 한양대학교), 박홍재 박사(예일대학교), 임상호(한양대학교), 구자현(한양대학교), 이홍균(한양대학교), 최진욱(한양대학교), 오지훈(연세대학교), 하상준 교수(연세대학교), 강민종 교수(예일대학교), 이창민 교수(브라운대학교), 이춘근 교수(브라운대학교), 잭 엘리아스 교수(Jack A. Elias, 브라운대학교) 등으로 게재됐다.