화학과 이진용 교수-고려대학교 김종승 교수 공동 연구팀,
저산소암 광역학치료 위한 약 개발
- 활성산소 생성과 GST-pi 억제를 동시에 일으켜 저산소암 광역학치료 효율을 높임

화학과 이진용 교수(공동 제1저자 Hao Li 박사과정)와 고려대학교 화학과 김종승 교수(공동 제1저자 원미애, 구세영 박사)가 공동 연구를 통해 저산소암 광역학치료를 위한 새로운 치료제를 개발했다고 밝혔다. 광역학치료는 활성산소를 필요로 하기 때문에 저산소암에 적용하기에 한계가 있었다. 연구팀은 활성산소 생성과 GST-pi 억제를 동시에 일으켜 저산소암 광역학치료에 새로운 방안을 제시하였다.   

본교-고려대학교 공동 연구팀은 기존의 감광제인 BPS를 EA와 결합시켜 활성산소를 생성하고, 활성산소에 의한 광역학치료를 방해하는 효소인 GST-pi를 억제시켜 저산소암 광역학치료 효율을 향상시키는 방법을 제시하였다. 

현재 광역학치료는 임상이 허가되었지만 치료를 위해 활성산소가 있어야만 한다. 따라서 암세포 주위에 산소가 부족한 저산소암에 적용하는데 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 산소를 운반하는 방안과 산소를 생성하는 방안 등이 다양하게 시도되었으나, 활성산소의 과다 생산으로 부반응들 때문에 어려움이 있었다.

이러한 난제를 해결하기 위하여 공동 연구팀은 기존의 감광제인 BPS에 EA를 공유결합시켜 저산소암 광역학 항암치료 성능을 향상시켰다. EA-BPS는 EA를 전달하여 글루타티온(GSH)를 청소하고 GST-pi 효소의 활성을 줄이는 역할을 한다. 특히, 실험을 통해 EA-BPS는 리소좀 분해와 지질 과산화를 촉진시켜서 GST-pi의 활성을 낮추는 것을 확인하였다. 

또한, 도킹 및 분자 역학 (MD) 시뮬레이션을 수행하여 5 개의 잔기(체인 A : F7, W37 및 Y107; 체인 B : Y107 및 A120)가 활성 부위에서 중요한 역할을 하는 것으로 밝혔으며 EA-BPS가 단지 하나가 아니라 두 서브 유닛을 통해 GST-pi 효소 포켓과 상호 작용하고 있음을 밝혔다. 

이진용 교수는 “저산소암 광역학치료제 개발을 위한 새로운 길을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

김종승 교수는 “본 연구에서 개발한 EA-BPS는 이종이식 종양마우스 모델에서 우수한 치료효과를 검증하였으며 이를 기반으로 임상에 적용 가능한 방안을 모색하고 있다”고 말했다.

본 연구결과는 화학 분야의 학술지인 “Angewandte Chemie International Edition (ACIE; IF=12.959)”에 2.8(월) 게재되었다.