경북대학교 연구팀이 간암 세포만을 선택적으로 인식해 약물을 전달하고 방출 이후에도 종양 부위에 머무는 새로운 표적 치료 플랫폼을 개발했다.경북대 화학과 이규의 교수와 생물학과 김은정 교수 연구팀은 간암 세포 표면에 과다 발현되는 시알산(sialic acid)을 표적으로 삼은 하이드로젤 기반 약물 전달 시스템을 설계해 간암 치료 효율을 크게 높였다고 22일 밝혔다.이번 연구는 항암·항염 효과가 뛰어난 식물 유래 폴리페놀 계열 약물의 한계를 보완하는 데 초점을 맞췄다. 폴리페놀 약물은 체내 대사가 빠르고 반감기가 짧아 종양 부위에 충분히 축적되지 않는 문제가 있었다.연구팀은 이를 해결하기 위해 젤 형태의 약물 운반체인 하이드로젤을 개발하고 간암 세포에 많이 존재하는 시알산을 인식하도록 설계했다. 하이드로젤에는 보론산 작용기가 도입돼 약물을 안정적으로 결합하는 동시에 간암 세포 표면의 시알산과 선택적으로 결합할 수 있도록 했다.특히 이 시스템은 약물이 방출된 이후에도 운반체가 다시 종양 부위에 달라붙는 ‘방출 후 재흡착’ 구조로 작동한다. 종양의 산성 환경에서 약물이 방출된 뒤 보론산 작용기가 다시 노출돼 간암 세포와 결합함으로써 치료 부위에 머무는 시간이 크게 늘어난다.실험 결과, 간암 세포(HepG2)의 하이드로젤 섭취량은 정상 세포 대비 약 21배 높았으며, 암세포 이동은 96.2% 억제됐다. 간암 마우스 모델에서도 하이드로젤 투여군은 종양의 크기와 개수가 뚜렷하게 감소했다.또 혈청 분석 결과 ALT와 빌리루빈 수치가 유의하게 낮아지는 등 간 기능이 개선됐고, 염증성 사이토카인 발현 감소와 함께 조직 병리 분석에서 간 섬유화 완화 효과도 확인돼 항암·항염·간 보호 효과가 동시에 나타났다.이규의 교수는 “천연 항암 물질의 불안정성을 분자 설계를 통해 보완하고, 간암 세포를 인식해 약물을 전달한 뒤에도 다시 고정되는 구조를 구현했다”며 “다른 폴리페놀 계열 약물에도 적용 가능해 부작용을 줄이면서 치료 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.이번 연구의 교신저자는 이규의 교수와 김은정 교수이며, 제1저자는 화학과 학위강 석박사통합과정생과 생물학과 김현지 석박사통합과정생이다. 연구는 한국연구재단 우수신진연구사업과 교육부 G-램프(G-LAMP) 사업, 한국보건산업진흥원 연구중심병원육성 R&D 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 머터리얼즈 투데이 바이오(Materials Today Bio) 1월 8일 온라인판에 게재됐다.