20일 미래창조과학부와 한국연구재단에 따르면 강창율 교수(서울대) 연구팀은 특정 단백질(인터루킨-21)이 전이암·말기암 환자의 감소 또는 소실된 체내 면역세포(자연살해세포) 기능을 회복한다는 사실을 최초로 밝혔다.

암세포는 체내 면역세포인 T세포에 의해 제거될 수 있지만, 전이암·말기암 환자일수록 암세포 표면의 주조직성 복합체 I(MHC class I)가 감소 혹은 소실되면 T세포가 인지하지 못하는 결과를 초래해 T세포가 암세포를 제거하지 못하게 된다. 동시에 다른 면역세포인 자연살해세포는 기능을 상실해 환자 치료에 어려움이 있다.

일반적으로 이러한 암세포는 자연살해세포에 의해 제거되는 것으로 알려져 있지만 실제 자연살해세포의 기능 또한 정상적이지 않아, 암이 쉽게 재발 및 전이돼 이에 대한 원인과 치료 방법에 대한 연구가 필요한 상황이었다.

이에 연구팀은 주조직성 복합체 I를 소실한 암세포가 자연살해세포에 의해 초기에 제거되지만 장기적으로는 자연살해세포의 기능 소실(exhaustion·면역 세포가 과다하게 활성화 돼 그 기능이 저하되는 현상)을 유도해 암이 진행·전이 된다는 것을 밝혔으며, 사이토카인인 인터루킨-21이 기능 소실된 자연살해세포(exhausted NK cells)를 회복시켜 암세포를 제거할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다.

이번 연구를 수행하기 위해 연구팀은 크리스퍼/카스9(Cripsr/Cas9)라는 유전자 가위를 이용해 암세포 표면의 주조직성 복합체 I를 제거한 세포를 만들어 생쥐에 이식한 후 면역회피 현상이 일어나는 전이암·말기암 모델을 만들었다. 연구팀은 암세포 표면의 주조직성 복합체 I가 결핍된 자궁경부암 혹은 대장암을 이식한 생쥐의 자연살해세포의 기능이 소실돼 있고 그 표면에 PD-1(면역관문 분자 중 하나로 면역세포의 기능소실과 관련)과 Tim-3(면역관문 분자 중 하나로 면역세포의 기능소실과 관련)분자가 발현되는 것을 최초로 발견했다.

연구를 통해 인터루킨-21(IL-21)이 전이암·말기암 치료에 효과가 있음을 생쥐모델뿐 아니라, 암환자의 암 조직으로부터 얻은 기능 저하 자연살해세포 실험을 통해서도 증명했다. 이는 앞으로 항암면역치료에 있어서 인터루킨-21(IL-21)의 중요성과, 전이암·말기암 환자들을 치료할 수 있는 새로운 방법을 제시했다고 볼 수 있다.

강창율 교수는 "이 연구는 전이암·말기암 환자에서 항상 발견되는 주조직성 복합체 I가 결핍된 암세포를 치료할 방법을 최초로 제시했다는데 의미가 있다"며 "앞으로 인터루킨-21(IL-21)을 활용한 면역항암치료제 개발을 통해 말기암 환자의 치료 길을 열 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 강창율 교수와 서형석 연구원(서울대)의 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 지난 6일자에 게재됐다. 김달호 기자

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