방정규 박사 연구팀은 지난 2009년 방사광가속기를 이용하여, 암 유발에 관여하는 PLK1의 폴로 박스 도메인과 결합하는 펩타이드 기반 항암제를 개발하고 그 3차원 구조를 규명하여 Nature 자매지에 게재하였으나, 펩타이드 기반 약물은 세포 투과성 문제로 임상 적용을 위한 경구 투여가 불가능했다. 이번 연구에서 개발한 항암제는 기존의 3차원 복합 구조를 바탕으로 세포 투과가 가능한 경구용 저분자로 개발됨으로써, 주사제로 개발되는 일반적인 항암제와 달리 경구 투여가 가능하다는 장점도 있다. 

 공동연구팀은 개발한 항암제를 암에 걸린 실험동물에 투여한 결과 암 억제 효과를 확인했으며, 항암제를 형광 물질과 함께 주입한 결과 정확하게 암 부위만을 타겟으로 하는 것을 확인함으로써 초기 암 진단도 가능함을 증명하였다.

▲ 단백질 3차원 구조를 기반으로 설계된 항암제 및 마우스를 이용한 항암효과

  이번 연구성과는 의약화학분야 저명 국제 학술지인 Journal of Medicinal Chemistry(논문명 : Development of a Polo Like Kinase1 Polo-Box Domain Inhibitor as a Tumor Growth Suppressor in Mice Model; 공동교신저자 : 이경상(미국 국립암연구소), 유은경(KBSI 바이오융합연구부), 방정규(KBSI 바이오융합연구부), IF=6.205, JCR 상위5%이내)에 12월 10일 표지논문으로 게재됐다.

▲ 'Journal of Medicinal Chemistry'  Volume 63, number 23 (발간: '20.12.10)에 표지논문으로 게재 

(그림 설명: 암세포의 생존에 필수적인 단백질인 PLK1만을 선택적으로 공격하는 총알(항암제)의 발사)

  KBSI 방정규 박사는 “이번 연구를 통해 암 유발 단백질의 특정 결합 부위를 타겟으로 하는 항암제를 개발하여 항암제를 암세포에 정확히 전달하는 것이 가능해졌다. 이로써 암세포 주변 다른 세포까지 파괴하는 항암제의 부작용 문제를 해결함과 동시에, 신규 암 바이오마커 개발에도 적용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▲ (왼쪽부터) KBSI 바이오융합연구부 방정규 책임연구원, 유은경 책임연구원, 미국 국립암연구소 이경상 박사

▲ (왼쪽 위 세번째) KBSI 구나 스카란 박사후연구원(공동 제1저자)과 KBSI 방정규 박사 연구팀 등

  이번 연구는 한국생명공학연구원(KRIBB) 김보연 박사팀과 미국 국립암연구소(NCI/NIH) 이경상 박사 등이 참여한 국제적 다학제간 융합연구로 진행됐다. 

  본 연구를 수행한 연구자들은 현재 국가과학기술연구회 창의형 융합연구단에서 “에피프로테옴 기반 저독성 항암 치료제 개발” 에 참여하고 있다.

  향후 국내 제약 회사 또는 벤처 기업들과 공동으로 전임상 및 임상 시험을 통하여 항암제 개발의 가장 큰 문제점인 부작용 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 항암제 개발을 위한 후속 연구를 추진할 계획이다. <끝>