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신인재 교수팀
신인재 교수 국제공동연구팀 ‘항암제 내성 문제를 해결할 새로운 형태의 항암제 개발' 화학과
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신인재 교수 국제공동연구팀 ‘항암제 내성 문제를 해결할 새로운 형태의 항암제 개발'
[사진. 신인재 교수(좌), 박상현 제1저자(우)]
연세대 화학과 신인재 교수 연구팀이 미국 텍사스 오스틴 대학의 조나단 세슬러 교수 연구팀, 호주 시드니 대학의 필립 게일 교수 연구팀과 국제공동연구 및 국제인프라 구축 사업을 통해 양이온 교환 운반체를 기반으로 한 새로운 형태의 항암제를 개발하였다. 이 연구는 기존 항암제 내성 문제를 해결할 수 있는 새로운 길을 개척한 것으로 인정 받고 있다.
지난 수십 년에 걸쳐 다양한 작용기전의 항암제들이 개발되어 암 치료에 이용되고 있지만, 이들 항암제의 가장 큰 문제점 중 하나는 항암제 내성으로 인해 치료효과가 떨어진다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서는 새로운 작용기전을 가진 항암제 개발이 필요성이 대두되고 있었다. 이번 연구에서 개발된 양이온 교환 운반체는 새로운 작용기전을 통해 암세포를 사멸시킨다는 것을 확인하였고, 이 연구는 향후 항암제 내성 문제를 해결할 새로운 방향을 제시한 것으로 평가 받고 있다.
[그림. 양이온 교환 운반체의 암세포사멸 작용기전]
신인재 교수 국제공동연구팀이 개발한 양이온 교환 운반체는 염소(Cl-) 음이온이 결합되었을 때만 소듐(Na+)이나 포타슘(K+) 양이온과 선택적으로 결합한다는 것을 확인하였다. 좀 더 자세히 설명하면, 이 운반체는 암세포 외부에 많이 존재하는 소듐과 염소 이온과 결합하여 암세포 안으로 이동한다. 그 후 염소 이온은 운반체에 그대로 결합한 상태에서 소듐 이온이 암세포 내에 많이 존재하는 포타슘 이온으로 치환되어 암세포 밖으로 빠져 나간다. 이 작용으로 인해 암세포 내 소듐 양이온 농도는 증가하고, 포타슘 양이온 농도는 감소하여, 암세포 내 양이온 항상성이 파괴되어 소포체에 스트레스를 주게 되고, 이로 인해 미토콘드리아 매개 세포자살과정을 촉진시켜 암세포를 사멸시킨다는 것을 규명하였다.
연구팀은 ‘본 연구를 통해 개발된 양이온 교환 운반체는 기존 항암제 내성 문제를 극복할 수 있는 새로운 작용기전을 갖는 항암제 개발의 길을 제시하였으며 향후 효능이 더 뛰어난 양이온 교환 운반체 개발 및 신약으로 개발되기 위한 추가 실험들을 진행할 것’ 이라고 밝혔다.
본 연구는 한국연구재단의 중견연구지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, 화학 분야 세계적 학술지인 ‘Chem (IF 22.80)’ 논문에 온라인으로 게재되었다. 또한 신인재 교수 국제공동연구팀은 이 내용을 포함한 다양한 종류의 인공 이온 운반체가 항암제로서 사용 가능하다는 것을 정리한 총설 논문을 ‘Chem’ 논문에 온라인으로 발표하였다.
논문정보
- 논문제목
‘Synthetic Na+/K+ exchangers promote apoptosis by disturbing cellular cation homeostasis(연구논문)’ ‘Artificial transmembrane ion transporters as potential therapeutics(총설논문)’
-논문주소
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929421004277 (연구논문)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929421005349 (총설논문)
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