(왼쪽부터)GIST 김용철 생명과학과 교수,박한수 의생명공학과 교수, 박수빈 생명과학과 박사, 김현 의생명공학과 박사. /GIST 제공

면역항암 치료의 한계를 극복할 수 있는 새로운 기전의 항암 후보물질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

13일 광주과학기술원(GIST·지스트)에 따르면 김용철 생명과학과 교수와 박한수 의생명공학과 교수 연구팀이 암세포의 면역 회피 기전에 관여하는 효소 ‘TPST2’를 표적으로 하는 새로운 저분자 화합물 ‘77c’를 개발했다.

TPST2 효소는 암세포가 면역세포의 공격을 피하도록 돕는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 한국화합물은행이 보유한 방대한 화합물 데이터베이스를 바탕으로 수많은 후보물질 중에서 TPST2 효소 활성을 억제할 수 있는 물질을 선별·검증하고 약물 구조를 최적화하는 연구를 통해 TPST2를 표적으로 하는 최종 후보물질 77c를 도출했다.

후보물질 77c는 사람의 대장암 세포를 이식한 실험용 생쥐 종양 모델에서도 탁월한 항암 효과를 보였다.

단독 투여만으로도 종양의 성장 속도를 54% 억제했으며, 체중 감소 등 부작용 징후는 관찰되지 않았다. 특히 임상에서 널리 사용되는 면역항암제와 함께 투여했을 때는 종양 성장 억제율이 약 80%까지 높아져, 두 약물 간의 뚜렷한 상승 효과가 확인됐다.

또 77c를 투여하자 암세포를 직접 공격하는 CD8+ T세포 등 면역세포가 종양 조직 내부로 더 많이 침투했고, 암을 기억해 다시 공격할 수 있는 CD8+ T세포*와 NK 세포 등 항암 면역 반응을 담당하는 세포들의 활성이 전신 면역계에서 전반적으로 높아지는 것으로 나타났다. 즉, 77c가 면역세포의 ‘공격력’을 전반적으로 끌어올려 암세포를 더 효과적으로 제거하도록 만든 것이다.

연구팀은 세포 실험에서 얻은 결과를 분자 수준에서 확인하기 위해 단백질 구조 분석과 분자동역학(MD) 시뮬레이션을 진행했다.

그 결과, 77c가 TPST2 효소의 핵심 결합 부위에 안정적으로 결합해 효소의 작용을 막는 것으로 나타났다. 이는 77c가 실제로 TPST2를 직접 억제한다는 분자적 근거를 제시한 것으로, 실험에서 관찰된 면역활성 효과를 뒷받침하는 결과라고 연구팀은 설명했다.

김용철 교수는 “이번 연구를 통해 TPST2가 약물로 조절할 수 있는 새로운 면역항암 치료 표적임을 처음으로 밝혀냈다”며 “TPST2를 억제함으로써 기존 면역항암제의 한계를 넘어서는 새로운 치료 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.

김용철 교수와 박한수 교수의 공동 지도 아래, 생명과학과 박수빈 박사와 의생명공학과 김현 박사가 주도적으로 수행한 이번 연구는 국가신약개발사업단(KDDF)과 한국연구재단 글로벌 선도연구센터 사업 지원을 받았다.

연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 ‘저널 오브 메디시널 케미스트리(Journal of Medicinal Chemistry)’에 온라인으로 게재됐다. /박선옥 기자

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