살모넬라균은 암조직에 강한 친화성을 가지고 있어서, 몸안에 주입될 경우 정상조직보다 암조직에서 약 10만배정도 더 많이 증식하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 전세계의 여러 연구자들은 암 친화성이 입증된 박테리아로 암 치료제를 개발하는 연구를 진행하고 있다.
연구에서는 독성이 크게 약화된 살모넬라 균주가 암조직에서 비브리오 균의 편모인 플라젤린(flagellin) B라는 면역유발물질을 생산하도록 유전공학적으로 설계하여 다양한 종류의 암이 이식된 생쥐모델에 실험한 결과, 이 박테리아는 강력한 항암 면역작용을 일으켜 원발성 암은 물론 전이암까지 효과적으로 치료할 수 있음을 제시하였다.
전남대학교 민정준 교수와 이준행 교수 연구팀은 보건복지부의 질환극복기술개발사업과 미래창조과학부의 미래유망 융합기술 파이오니어사업 지원으로 연구를 수행했으며, 이 논문은 국제학술지 사이언스 중개의학(Science Translational Medicine, 영향력지수 : 16.264)*에 게재(‘17. 2. 9)되었고, 온라인 커버스토리로 채택되었다.
-논문 주요 내용
1. 연구의 필요성 : 암을 치료하는데 있어서 가장 이상적인 치료약은 암세포만을 선택적으로 살상하고 정상세포에는 아무런 독성을 일으키지 않는 것이다. 살모넬라와 같은 박테리아는 암 조직에 대한 친화성이 강하여, 암에 걸린 생명체에 주입할 경우 암과 정상조직에서의 비율이 10만배에 이를 정도로 암에서 과다증식하는 것으로 알려져 있다. 본 연구팀은 지난 10여년 동안 생체에 거의 독성을 일으키지 않는 살모넬라 균주를 제작하고 이를 유전공학적으로 재설계하여 암 동물모델에서 가장 효과적인 치료용 균주를 개발하고 있다. 2. 발견 원리 : 본 연구팀은 이 무독성 살모넬라가 암 조직에서 증식하면서 강력한 염증작용과 항암 면역작용을 일으키는 것을 보고하였다(Theranostics 2015년). 살모넬라는 암 조직에서 대식세포와 수지상세포와 같은 면역세포를 자극해 이들 면역세포가 항암 염증반응을 일으키도록 유도한다. 본 연구팀은 이 관찰결과를 토대로 강력한 항암면역보조물질인 비브리오 균의 flagellin B(FlaB)를 생산하는 살모넬라 균을 유전공학적으로 제작하여 암 치료에 이용하였다. 3. 연구 성과 : FlaB를 생산하는 살모넬라는 암에서 FlaB를 표적특이적으로 생산하는 것이 관찰되었고, 원발성 대장암 또는 전이성 대장암을 갖는 마우스 모델에서 매우 우수한 치료효과를 보여주었다. 무독성 살모넬라와 이 균주가 생산하는 FlaB는 독특한 항암작용을 하는 것으로 보이는데, 살모넬라가 암에서 증식하는 동안 면역세포의 대량 침윤이 일어났고, 이어 생산된 FlaB는 침윤된 면역세포가 암세포에 대하여 강한 독성을 나타내도록 유도하는 것이 확인되었다. 비유적으로 표현하자면, 암을 표적한 살모넬라는 암으로 군대를 끌어들이는 역할을, FlaB는 이 군대에 발포명령을 내리는 것과 다름이 없다. 암 면역치료의 중요성이 날로 커지는 현 시점에서 독특한 형태의 새로운 암 면역치료 기술이 될 것으로 보인다.
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