협성대(총장 박민용)는 한지유 생명과학과 교수(줄기세포 연구 및 생명공학 연구실)와 중국 Southwest Medical 대학병원의 임문수 교수, 김종승 고려대 화학과 교수가 공동으로 생체재료분야 및 바이오신소재 분야의 세계적인 권위의 학술지인 Biomaterials 10일 자 온라인판에 'COX-2 Inhibition mediated anti-angiogenic activatable prodrug potentiates cancer therapy in preclinical models' 논문을 게재했다고 밝혔다.

▲ 왼쪽부터 한지유 협성대 교수, 김종승 고려대 교수

생체 내, 빠른 증식을 하는 암세포는 커져가는 종양조직 내에서 필요한 영양분과 산소를 신생 혈관 형성을 활성화 시켜서 제공받게 된다. 또한 이러한 신생 혈관 형성은 암의 전이과정에서도 중요한 암세포 이동 경로가 된다. 특이하게도 이러한 신생 혈관 형성은 저산소의 미세환경에 놓인 암세포에서 나오는 다양한 혈관 형성 인자들에 의해서 가속화 된다고 알려져 있다.

따라서 현재의 암 치료 방식에서 신생혈관 억제나 차단 효과를 가지는 항암제 개발은 중요한 암치료 및 증식 억제의 전략으로 고려되고 있다. 그러나 대부분의 항암제는 암세포의 사멸에 초점을 맞춰 개발 된 것이 대부분이기 때문에 신생 혈관 형성으로 혈관의 재성장이 지속됨에 따라 관련 항암 치료 효과가 미미해지거나 제한이 있다.

이번 연구에서는 이러한 한계를 극복하고자 저산소에서 촉매효과가 발생하는 항암제인 TA 및 실시간으로 암조직을 진단할 수 있는 생체탐지자 DA를 개발했다. 이들 TA와 DA는 몇몇 심각한 혈관 형성 인자를 생성하는 암 유형에서 과발현이 되어 있는 cycloxygenase 2 (COX-2)의 억제제인 비(非)스테로이드계 항염증제인 인도메타신(indomethacin, IMC)이 결합돼 있다. COX-2 억제제를 매개로 암세포에 흡수된 TA와 DA는 저산소에서 촉매 반응이 일어나 항암제인 SN-38을 세포내에서 방출하게 돼 세포를 사멸 시킴과 동시에 형광을 통한 진단도 가능함을 증명했다.

또한 2D 종양 세포, 생체 내 종양조직을 모방한 3D 종양편구 모델 및 xenograft 마우스 모델에서 모두 신생 혈관 형성과 관련 인자들의 발현이 억제됨을 확인했다. 따라서 이번 연구는 종양의 사이즈와 무방하게 저산소 촉매성 약물 전달 시스템 (DDSs)과 신생 혈관 형성 기작의 COX-2 억제제가 듀얼로 매개된 종양 치료제 개발의 가치를 인정받은 것이라고 할 수 있다.

한지유 교수는 2016년 협성대학교 생명과학과에 임용 후, SCI급 국제학술지에 총 8편의 논문을 게재하고 관련 특허도 2건을 등록 하는 등 활발한 연구활동을 하고 있다.

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