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건강 항암제 안듣는 백혈병 치료제 개발 단서 찾았다
메디컬투데이 김소희 기자
입력일 : 2013-04-03 16:10:24
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건국대 연구팀, 항암제 내성 백혈병 세포 제거 분자가위 개발

[메디컬투데이 김소희 기자]

건국대학교는 3일 생명특성화대학 특성화학부 생명공학과 연구팀이 항암제 글리벡에 내성을 보이는 만성 골수성 백혈병 세포를 선택적으로 죽이는 DNA 분자가위를 개발했다고 밝혔다.

만성 골수성 백혈병(CML)이란 조혈모세포의 염색체 이상으로 골수 내에 세포가 비정상적으로 증식하는 혈액암으로 표적 항암제 글리벡으로 치료할 수 있지만 세포분열이 활발한 만큼 분열과정에서 원인유전자에 추가적인 돌연변이가 생길 확률이 높다. 결국 골수나 조혈모세포이식만이 유일한 치료법이 된다.

때문에 그동안 이러한 항암제 내성을 극복하기 위해 글리벡 유도체나 다른 인산화효소를 표적으로 하는 항암제들을 개발해 사용했다. 하지만 일부 점 돌연변이를 일으킨 백혈병 세포가 여전히 항암제에 대한 내성을 보일 뿐이었다.

이에 건국대 생명공학과 김동은 교수 주도 하에 윤수진 박사과정 학생과 김지은 석사(이상 공동 제1저자), 건국대 의대 조요한 교수, 가톨릭대 의대 김동욱 교수로 꾸려진 연구팀은 글리벡이 잘 듣지 않는 돌연변이 티로신 인산화효소를 생성하는 점 돌연변이 RNA에만 선택적으로 결합해 절단하는 DNA 분자가위를 설계해냈다.

연구팀은 이렇게 만들어진 DNA 분자가위를 글리벡과 함께 글리벡 내성 백혈병 세포에 도입한 결과 글리벡에 대한 감수성을 회복하고 백혈병 세포가 세포자살 과정을 통해 사멸하는 것을 확인했다.

특히 연구팀은 돌연변이 단백질이 만들어진 후 그 단백질의 활성을 억제하기보다는 돌연변이 단백질을 만드는 정보를 담고 있는 유전자 RNA를 선택적으로 제거해 단백질의 생성 자체를 차단하는 방식으로 접근했다.

열쇠와 자물쇠처럼 꼭 맞는 염기와만 결합하는 핵산의 특성을 이용해 타깃이 되는 돌연변이 RNA 염기서열에 꼭 맞는 20개 정도의 염기들로 구성된 DNA를 포함하는 핵산 분자가위(전체36개 염기)를 디자인해 해당 돌연변이 부위에 선택적으로 결합할 수 있도록 했다.

이 경우 추가적인 돌연변이가 발생하더라도 분자가위의 염기서열을 맞춰 변경할 수 있어 활용도가 더욱 높다는 게 연구팀의 설명이다.

다시 말해 원하는 부위에 결합한 후 DNA 분자가위가 가진 RNA 절단활성을 이용해 RNA 사슬의 인산결합을 끊어주면 결국 돌연변이 티로신 인산화 효소를 만드는 돌연변이 RNA는 절단되고 이로써 돌연변이 인산화 효소가 만들어지는 것을 사전에 차단하는 것이다.

아울러 연구팀은 핵 안에 존재하는 DNA와 달리 핵 밖에 존재하는 RNA를 타깃으로 할 경우 분자가위가 핵 안까지 들어가서 유전자를 절단할 필요가 없으므로 상대적으로 돌연변이 유전자 제거 효율이 더 높다고 설명한다.

김 교수는 “이번 연구는 항암제에 내성을 보이는 백혈병 유발 단백질을 생성하는 돌연변이 유전자를 DNA 분자가위로 선택적으로 절단함으로써 백혈병 유발 단백질을 생성 이전 단계에서 제거할 수 있음을 입증한 것”이라고 말했다.

수원수

연구팀은 이번 기초연구 수준에서의 세포실험 결과를 기반으로 동물실험 등을 통해 바이오 신약으로서의 가능성을 탐색할 계획이다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심) 및 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며 Nature 자매지인 혈액학 및 종양학 분야 저널 백혈병지(Leukemia) 3월20일자 온라인판에 게재됐다.  
메디컬투데이 김소희 기자(kimsh333@mdtoday.co.kr)



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