Ajou News
NEW 박대찬 교수 연구팀, 암세포 표적 新 면역세포 치료기술 개발
- 2026-05-08
- 134
- 췌장암 등 고형암 치료에 적용 기대
아주대학교 박대찬 교수가 췌장암의 암세포만을 표적 공격할 수 있는 면역세포 치료기술을 개발했다. 생존율이 낮은 췌장암뿐 아니라 기존에 면역치료가 어려웠던 고형암 치료제의 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
우리 학교 박대찬 교수(첨단바이오융합대학·대학원 분자과학기술학과, 사진)와 서울아산병원 의생명연구소 전은성 교수·한국과학기술연구원 장미희 박사 연구팀은 면역세포의 접근을 막는 형질전환증식인자(TGF-β) 신호를 차단하고 암세포를 표적 공격하는 키메릭항원수용체 자연살해세포(CAR-NK 세포)를 개발했다고 밝혔다.
해당 내용은 ‘인체 NK 세포에 대한 원스텝 녹인 구조의 고형암 확장가능 TGFβ1 내성 면역 요법(One-step knock-in CAR constructs in human NK cells enable scalable, TGFβ1-resistant immunotherapy for solid tumors)’이라는 제목의 논문으로 의학연구 분야 국제 학술지 <테라노스틱스(Theranostics> 최근호에 게재됐다.
NK세포(Natural Killer Cell, 자연살해세포)는 인체의 1차 방어 역할을 하는 선천 면역 백혈구로, 별도의 항원 인식 과정이 필요 없이 손상된 세포나 암세포를 직접 공격해 제거한다. 특히 ‘키메릭항원수용체(CAR)’라는 인공 수용체를 장착한 ‘CAR-NK 세포’는 기존의 다른 면역 치료에 비해 세포 손상 등 부작용 위험이 낮고 대량 생산이 가능해, 차세대 면역항암제로 주목받고 있다.
그러나 췌장암 같은 고형암에서는 종양미세환경에 존재하는 형질전환증식인자(Transforming Growth Factor-beta, TGF-β)가 방어 역할을 하는 NK세포의 기능을 강하게 억제하는 것으로 알려져 있다. TGF-β는 세포 독성과 활성 수용체 발현을 억제하고, 세포의 에너지 대사까지 저하시켜 면역세포의 전반적인 항암 능력을 떨어뜨린다.
때문에 기존 CAR-NK 치료는 췌장암 같은 고형암에서는 한계를 보여왔다. 지속적 기능 유지가 어렵고, 유전자 제거와 삽입을 각각 수행해야 하는 복잡한 제조 공정 역시 상용화의 걸림돌이었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 공동 연구팀은 크리스퍼 카스9(CRISPR-Cas9) 기반 유전자 편집 기술을 활용해 NK 세포에서 TGF-β 신호를 전달하는 수용체를 제거하는 동시에 췌장암 표적 단백질인 메소텔린(mesothelin)을 인식하는 키메라항원수용체를 삽입했다.
연구팀은 바이러스를 사용하지 않고 전기 천공 방식으로 유전자 제거와 삽입을 단일 공정으로 수행하는 시스템을 활용, 제작 효율과 임상 적용 가능성을 높였다. 더불어 유전자 편집 과정에서 염증을 억제하는 스테로이드 약물인 덱사메타손(dexamethasone)을 사용해 유전자 삽입의 효율을 높이고 세포 기능을 강화했다.
공동 연구팀이 개발한 CAR-NK 세포는 암세포 사멸 효과가 강화됐을 뿐 아니라, 세포 증식 능력과 주요 활성 수용체 발현도 증가했다. 세포의 에너지 대사 활성화를 통해 더욱 많은 에너지를 생성하고 장기간 기능을 유지할 수 있는 가능성도 보여줬다.
실제 췌장암 환자의 종양 특성을 반영한 오가노이드 모델을 활용해 치료 효과를 평가한 결과, CAR-NK 세포는 TGF-β가 존재하는 면역억제 환경에서도 암세포 사멸률이 55.4%인 것으로 확인됐으며, 덱사메타손을 병용했을 때에는 68.3%까지 증가했다. 동물 실험에서도 종양 성장이 효과적으로 억제되어 강한 항암 효과를 보임이 확인됐다.
아주대 박대찬 교수 연구팀은 유전체 및 전사체 기반 생명정보 분석을 통해 개발된 CAR-NK 세포의 작동 원리와 안정성을 규명하는 데 기여했다.
박대찬 교수는 “유전자 편집 이후 NK 세포 내부에서 나타나는 변화를 분석, 덱사메타손 처리 시 세포의 에너지 생성과 면역 기능 유지에 관련된 신호들이 활성화되는 것을 확인했다”며 “암세포를 공격하는 과정에서 필요한 에너지 생산 능력이 향상되며, 이를 통해 CAR-NK 세포의 항암 기능이 강화될 수 있음을 규명했다”라고 설명했다.
이번 연구는 G-LAMP 사업과 중견연구자지원사업 지원을 통해 수행됐다.
공동 연구팀의 연구 성과를 설명하는 이미지.
유전자 편집 기술을 활용해 강한 항암 효과를 보임과 동시에 제작 효율이 높은 방식을 개발, 임상 적용 가능성을 높였다