전남대학교 남주택 교수팀의 연구 논문이 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’(영향력지수 29.234) 온라인판 12월호에 게재됐다.

28일 전남대학교에 따르면, 해당 연구는 인하대학교 생명과학과 손세진 교수, 미국 미시간 대학교 James Moon 교수와 공동으로 진행, 병원체를 모방한 고분자 나노입자를 이용하여 TH17 세포에 의한 항암 면역반응을 규명하고 새로운 항암 면역치료제 개발의 패러다임을 제시했다.

병원체 침입에 대한 면역방어기작으로 선천면역 세포들이 패턴인식수용체(pattern recognition receptor; PRR)를 통해 다양한 병원체가 공통으로 발현하는 물질인 병원체연관분자유형(pathogen-associated molecular pattern; PAMP)을 인식, 선천면역 반응을 개시하고 장기적으로 T helper 17(TH17) 세포가 관여된 후천면역 반응을 유발하여 병원체를 억제하는 것이 주요한 기작으로 알려져 있다. 반면 TH17 세포가 종양의 성장과 항암 면역반응에 미치는 영향과 역할에 관해 체계적인 연구가 부족해 잘 알려지지 않았다.

이에 따라 이번 연구는 TH17 반응을 유발하는 것으로 알려진 곰팡이의 일종인 칸디다 알비칸스(candida albicans)를 모방하는 나노입자를 이용, TH17 세포에 의한 항암 면역반응을 규명하고자 했다.

칸디다 알비칸스가 캡슐 형태의 균체 표면에 병원체 연관분자유형으로 작용하는 다양한 다당류 (polysaccharide)를 발현하는 것에 착안, 주요 고분자 다당류인 만난(Mannan)을 나노캡슐 형태로 제조해 병원성 물질을 포함하지 않으면서 칸디다 알비칸스의 구조와 면역작용을 나노 크기에서 모방 가능한 ‘만난 – 나노캡슐(Mannan-nano capsule ’Mann-NC‘)‘을 디자인했다.

’Mann-NC‘는 선천면역 세포인 수지상세포(dendritic cell)의 특정 패턴인식수용체를 자극해 CD4 T 세포가 TH17 세포로 분화되도록 유도하고, 이때 유도된 TH17 세포가 다양한 사이토카인(cytokine)과 케모카인(chemokine)을 분비해 CD8 T 세포와 NK 세포에 의한 항암 면역반응을 매개하는 것을 밝혔다. 특히 이러한 면역세포들이 발현하는 면역자극 수용체인 OX-40에 작용하는 항체를 병용할 때 항암 면역반응의 효과가 매우 증가해 전이암을 포함한 다양한 암 모델에서 종양을 효과적으로 치료할 수 있음을 확인했다.

남주택 교수는 “미생물 병원체를 모방한 나노입자를 이용해 그동안 잘 알려지지 않았던 TH17 세포에 의한 항암 면역반응을 규명했다”라며 “이번 연구 결과와 같이 병원체에 대한 면역반응을 항암 면역치료에 응용하는 전략을 이용해 다양한 암종에 효과적으로 작용하는 새로운 면역 치료제를 개발할 수 있다”라고 성과를 밝혔다.