KAIST 생명과학과 박태관 교수는 3일 RNA 간섭현상을 통해 특정 단백질의 생성을 막는 소간섭RNA(siRNA)를 고분자물질과 결합시켜 안정성과 효과가 뛰어난 siRNA 나노복합체를 만들고 쥐실험에서 항암효과를 확인했다고 밝혔다.
이 연구결과는 약물전달 분야의 국제학술지인 '저널 오브 컨트롤드 릴리스(Journal of Controlled Release)' 7월 14일자 표지논문으로 선정됐다.
siRNA는 20개 가량의 핵산으로 이뤄진 이중가닥의 RNA 분자로 염기서열이 서로 대응하는 메신저RNA(mRNA)와 결합, 이를 분해함으로써 세포 내에서 특정 단백질이 만들어지지 못하게 한다.
암세포 성장에 필요한 단백질 정보를 가진 mRNA와 결합하는 siRNA를 혈관을 통해 체내에 주입하면 암세포 성장을 억제할 수 있고, 현재 관련 연구가 세계적 제약업체를 중심으로 활발하게 진행되고 있다.
문제는 siRNA 자체가 음이온 성질을 가지고 있어 역시 음이온 성질을 가진 세포막을 통과하기 어렵고, 체내 투여 후 혈액 내 면역세포인 대식세포나 핵산분해효소에 의해 쉽게 파괴돼 암세포까지 도달하기 어렵다는 점.
이 때문에 siRNA를 양이온성 고분자나 지질을 이용해 siRNA 복합체로 만들어 체내에 전달하려는 연구가 많이 수행되고 있으나 효과적인 방법은 아직 개발되지 않고있다.
박 교수팀은 이 연구에서 암세포 성장에 꼭 필요한 단백질인 혈관내피성장인자(VEGF) 정보를 가진 mRNA에 상응하는 siRNA와 친수성 고분자인 폴리에틸렌글리콜(PEG), 양이온성 고분자인 폴리에틸렌이민(PEI)으로 이뤄진 나노복합체를 만들었다.
이 복합체는 중심부에 siRNA가 있고 그 주위를 둘러싼 PEG가 혈액 내에서 대식세포나 핵산분해효소의 공격으로부터 siRNA를 보호하는 역할을 한다.
연구진은 이 siRNA 나노복합체를 인간 전립선 암세포를 가진 쥐의 종양부위에 직접 주사하는 방법과 꼬리 혈관에 투여하는 방법으로 안정성과 항암효과를 조사했다.
siRNA 복합체를 종양부위에 직접 주사하고 3일 후 VEGF 발현율을 조사한 결과 복합체를 투여하지 않은 쥐보다 발현율이 74.8% 감소한 것으로 나타났다.
또 주사 36일 후 종양 크기를 비교한 결과 siRNA 나노복합체를 투여한 쥐는 투여하지 않은 쥐보다 크기가 86.7% 작았고 siRNA만 투여한 쥐는 44.6% 줄어드는 데 그쳤다.
또 siRNA 나노복합체를 꼬리 혈관으로 투여한 경우에도 VEGF 유전자 발현이 대조군보다 86.4% 감소했고 암세포 주변에 새로 생성된 미세혈관의 밀도도 대조군보다77.5% 낮은 것으로 나타났다.
박 교수는 "이는 siRNA 나노복합체가 암세포 성장억제에 효율적이라는 것을 보여준다"며 "이 기술에 대해 국내외 특허 출원하고 국내 제약회사와 기술협약을 체결했으며 세계적인 제약회사 중 한 곳과도 기술이전 및 신약개발 가능성을 논의의 중"이라고 말했다.
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