의학과 백문창 교수, ‘면역세포 엑소좀’ 면역 항암 치료제 가능성 확인

의학과 백문창 교수팀은 면역세포 엑소좀을 면역 항암 치료제로 활용할 수 있는 가능성을 제시했다.엑소좀(exosome)은 세포 아바타라 불린다. 엑소좀은 대부분 세포에서 분비되는 100nm 크기의 나노 입자로, 단백질과 RNA를 포함하고 있어 이를 분비한 세포의 성질 및 상태를 대변한다.암세포는 면역세포 공격을 피해 살아남기 위한 방법으로 암세포 표면에 PD-L1 단백질을 발현한다. 이를 바탕으로 항PD-L1항체와 항PD-1항체를 이용한 면역 항암제 연구가 대세이지만 여전히 암세포는 면역 회피 기능을 한다. 이와 관련된 주요 기전 중 하나로 암세포는 PD-L1이 발현된 엑소좀을 분비하면서 면역세포의 활성을 억제한다.백 교수팀은 면역세포 중 하나인 CD4+T 세포에서 나온 엑소좀 또는 IL-2로 엔지니어링(engineering)한 CD4+T세포에서 나온 엑소좀이 암세포 유래 엑소좀 PD-L1의 분비를 억제한다는 사실을 확인했다. IL-2는 면역체계를 조절하는 신호전달물질인 사이토카인(cytokine)의 일종으로 과도하게 활성화되면 각종 면역질환을 일으킨다.백 교수팀은 CD4+T 세포 유래 엑소좀은 면역 활성에 영향을 주는 miRNAs(마이크로RNAs)를 다량 보유해 암세포 유래 엑소좀 PD-L1의 분비를 줄이고 면역세포의 기능이 활성화되는 것을 밝혀냈다. 피부암을 유발한 동물 실험에서 암 증식과 전이가 감소하는 것을 확인하고, 현재 여러 가지 암 모델에 적용 중이다.이와 함께 면역세포를 IL-2로 엔지니어링을 한 경우에 다양한 miRNAs의 발현이 증가한다는 사실도 발견했다. IL-2를 이용해 활성화된 면역세포로부터 분비되는 엑소좀은 더 강력한 항암효과를 보이는 동시에 과도하게 면역세포가 활성화할 수 있는 IL-2의 부작용이 감소했다고 백 교수팀은 설명했다.경북대 엑소좀융합사업단을 이끌고 있는 백문창 교수는 “연구 결과를 응용하면, 부작용이 적은 면역 증진 엑소좀을 이용해 새로운 면역 항암제를 제시할 수 있다. 특히 이번 연구는 IL-2를 이용해 면역세포 내에 miRNAs의 양이 증가하고, 이를 포함하는 엔지니어링된 엑소좀이 면역세포의 활성을 증가시킨다는 기전을 세계 최초로 규명한 내용이다. 이와 같은 방식으로 IL-2와 같은 여러 가지 사이토카인으로 엔지니어링된 엑소좀을 개발하는 연구를 향후 지속적으로 진행해 산업화할 수 있도록 하겠다.”라고 밝혔다.연구 결과는 분야 최고 수준의 국제학술지 ‘저널 오브 익스트라셀률라 베지클스 (Journal of Extracellular Vesicles)’ 12월호와 ‘바이오머트리얼스 (Biomaterials)’ 10월호에 각각 게재됐다.

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의대 김상현 교수, 대한약리학회 약리학술상 수상

의과대학 김상현 교수가 최근 광주 김대중컨벤션센터에서 열린 ‘74차 대한약리학회 학술대회’에서 약리학술상을 수상했다.대한약리학회는 매년 약리학 분야에서 학술적 가치가 우수한 연구결과를 발표한 연구자에 대해 학술위원회의 엄중하고 객관적인 심사를 거쳐 학술상을 시상하고 있다.김 교수는 지난 9월 국제저명학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 발표한 플라즈마의 임상적 활용 기술에 대한 연구성과로 이번 학술상을 수상했다. 김 교수가 개발한 플라즈마 패치는 건선, 아토피 등의 만성 피부질환을 자가치료 할 수 있는 의료기기로, 개인？사회적 비용을 줄이고 기존 치료와 병행치료가 가능하다.

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배재성 교수, 산학협력 유공자 교육부장관 표창

경북대 의과대학 배재성 교수가 최근 열린 ‘2022년 산학협력 EXPO 유공자 정부포상 시상식’에서 교육부장관 표창을 받았다.올해로 15회를 맞은 산학협력 EXPO 유공자 정부포상은 산학협력 활성화를 위해 노력하고 있는 인물을 발굴하여 시상함으로써 자긍심 고취 및 문화 확산을 위해 교육부가 주최하고 한국연구재단이 주관하는 시상이다.배재성 교수는 알츠하이머병의 치료 타깃 ASM을 발견하여 세계적 논문 출판 및 국내외 특허를 등록하고, 이 타깃의 항체치료제를 이수앱지스와 공동 개발하여 기술이전에 기여한 공로를 인정받아 이번 교육부 장관 표창을 수상했다.

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의과대학 김상현 교수팀, ‘피부질환의 재택치료 시대를 열다’ 플라즈마 패치 개발

의과대학 김상현 교수팀은 한국재료연구원 이승훈 책임연구원, 가천대 강동우 교수팀과의 공동연구를 통해 건선, 아토피 등의 만성 피부질환을 자가치료 할 수 있는 의료기기인 ‘플라즈마 패치’를 개발했다고 18일 밝혔다.기존의 치료법은 민감한 병변부위에 침습적 치료법이 적용되고, 비싼 치료비로 인해 환자에게 고통과 경제적 부담이 가중된다.연구팀은 플라즈마 기술을 반영해 새로운 피부질환 치료용 플라즈마 패치를 제작했다. 플라즈마는 고체, 액체, 기체 상태가 아닌 ‘제4의 물질상태’로, 최근 플라즈마를 인공적으로 만들어 환경, 공학, 그리고 의학 분야까지 다양한 분야에 적용해 그 효과를 증명하고 있다. 이러한 플라즈마를 발생하는 유연 소재를 피부에 부착하는 플라즈마 패치는 무자극 소재를 사용해 환자의 불편함을 최소화했다. 다양한 크기와 모양으로 환자 맞춤형 제작이 가능하고 제작 비용이 저렴하면서 안전성까지 확보했다. 또한 제작한 플라즈마 패치는 가정용 전원으로도 구동되며 휴대가 가능하다.김상현 교수는 “기존의 치료가 의료진 입장에서의 치료였다면, 이번 연구는 환자의 입장을 반영한 연구성과다. 만성 피부질환은 매년 환자 수가 증가하고 있는데 확실한 치료법이 없어 장기간의 치료가 요구되고, 전염이 되지 않는 피부병이지만 타인의 불편한 시선 때문에 병원 방문이 늦어져 치료가 제대로 이뤄지지 않는 악순환이 반복되어 왔다.”라며, “이러한 문제의 해결을 위해 병원에서의 집중치료뿐만 아니라 재택치료도 반드시 필요하다. 이번 연구에서 개발한 플라즈마 패치는 이런 문제들을 해결해 줄 수 있는 새로운 치료 플랫폼으로, 개인적 및 사회적 비용을 줄이고 기존 치료와의 병행치료를 통해 향상된 치료 효율을 나타낼 것이다.”라고 밝혔다.이번 연구결과는 국제 저명 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 9월 30일자에 발표됐으며, 플라즈마의 임상적 활용 기술에 대한 성과를 인정받아 표지 논문으로 선정됐다.

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의과대학 박준석 교수, 대장암을 정확도 96%로 진단하는 액체 생검기술 개발

경북대학교 의학과 박준석 교수가 참여한 연구팀이 ‘전기화학기반 센서를 이용해 대장암 진단이 가능한 혈액 내 엑소좀 분석방법’을 개발했다.박준석 교수는 강원대학교 화학·생화학부 화학전공 박종민 교수, 미국 하버드대학교 의과대학 이학호 교수 연구팀과 공동연구를 진행하였고, 엑소좀 상에 존재하는 대장암 특이 단백질 표지자(EpCAM, EGFR, CD24, GPA33)를 분석, 조합함으로써 대장암을 96%의 정확도로 진단할 수 있게 된 것이다.뿐만 아니라, 연구팀은 면역자기-전기 분석 기술(immunomagnetic electrochemical analysis)을 이용하여 소량의 혈액 안의 엑소좀 단백질 표지자를 단 1시간만에 분석 가능하게 하였다. 이 방법은 기존의 엑소좀 분석 기술의 약점으로 제시되던 긴 분석 시간을 극복할 수 있는 차세대 진단기술이다.그동안 대장암 진단은 주로 대장 내시경을 통해 이루어져왔으나 검사법의 번거로움 때문에 적절한 진단 시점을 놓치는 경우가 많았다. 하지만 이번 연구를 통해 혈액분석만으로 대장암을 조기에 발견할 수 있을 것으로 예상된다.또한, 연구팀은 경북대학교 대장암 센터의 환자 총 142명의 혈장 샘플을 사용하여 엑소좀 분석을 진행하였으며, 대장암 진단뿐만이 아니라 5년 뒤 대장암 환자의 암재발 가능성도 예측할 수 있음을 밝혀냈다.박교수는 “이 기술을 이용하면 매년 건강 검진에서 이루어지는 혈액 검사를 통해서 대장암을 조기에 발견할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.이번 연구는 한국연구재단의 바이오·의료기술개발사업, 신진 연구자 지원사업, 기초연구실(BRL) 지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, 이번 연구결과는 지난 6월 29일 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링 (Nature Biomedical Engineering)’ 온라인판에 ‘An integrated magneto-electrochemical device for the rapid profiling of tumour extracellular vesicles from blood plasm’라는 제목으로 게재됐다.

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