얼굴과 목 부위에 발생하는 대표적 난치성 종양인 두경부암의 치료 가능성이 열렸다.

아주대학교병원 이비인후과 김철호·김선용 교수팀은 플라즈마가 두경부 암세포의 라이소좀* 활성을 억제해 종양치료의 효능이 뛰어남을 세계 최초로 국제학술지에 발표했다.

두경부암이 발생하는 부위는 음식을 삼키고, 호흡하고, 목소리를 내는 기관이기 때문에 수술이 어렵고, 치료 후 여러 해부학적, 기능적 장애가 남는 경우가 많아 새로운 치료 기술과 기기의 개발이 매우 중요하다.

플라즈마는 전자와 이온이 분리되어 균일하게 존재하는 상태로 흔히 고체, 액체, 기체이외의 제4의 물질상태라고 일컫는다. 또한 암조직에만 특이적으로 작용하고 부작용이 거의 없어 안전하다는 점이 두드러지지만, 아직까지 플라즈마의 작용기전에 대한 연구 근거가 부족하여 의료기기 개발로 연계되기에는 제한이 있었다.

이에 김철호·김선용 교수 연구팀은 기존 연구에서 한발 더 나아가 플라즈마가 두경부 암세포의 세포소기관, 라이소좀의 활성을 저해해 세포사멸을 유도하는 세부 과정을 세계 최초로 밝혀냈다.

플라즈마 상태의 처리수를 두경부 암세포에 처치하면 암 성장 및 촉진에 중요한 역할을 한다고 알려진 HSPA5 단백질이 감소된다. 이는 HSPA5가 유비퀴틴화**된 후 분해된 것으로 HSPA5가 감소하면 라이소좀의 활성이 억제되고, 결국 암세포가 사멸된다.

연구팀은 기존 연구에서 MUL1이라는 단백질이 두경부 암세포에서 특이적으로 발현이 억제되어 있지만 플라즈마로 인해 발현이 촉진되어 두경부 암세포의 세포사멸을 유발함을 보고했다.

이번 연구에서는 플라즈마 처리수가 MUL1 단백질의 발현을 유도함과 동시에 HSPA5 단백질의 유비퀴틴화를 촉진시켜 분해를 유발하고 암세포가 사멸됨을 확인했다.

이비인후과 김철호 교수는 “이번 연구를 통해 플라즈마를 활용한 암치료법 개발 임상연구가 활성화 될 것”이라며, “향후 플라즈마 기반 ‘플라즈마 의학’ 연구가 미래 의료기기 시장에 중요한 위치를 차지하게 될 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 생물학 분야의 세계권위지인 오토파지 (Autophagy, 최근 5년 간 IF=11.019) 2017년 12월 20일자에 게재됐다.

한편 이번 김철호·김선용 교수 연구팀의 연구 논문은 지난 1월 4일 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에도 등재됐다.

생물학연구정보센터는 세계적으로 권위가 인정되는 생명과학 관련 SCI 등재 학술지 중 피인용지수(IF)가 10 이상인 학술지에 투고한 한국인 과학자들과 그 논문을 소개하고 있으며, 국내 생명과학 연구자들이 가장 많이 이용하는 연구정보·커뮤니케이션 웹사이트다.

김철호·김선용 교수 연구팀은 다년간 제4의 물질이라고 알려져 있는 플라즈마를 활용하여 대표적 난치성 종양인 두경부암 치료뿐만 아니라 다양한 면역관련 질환 치료 연구를 꾸준히 수행해오고 있으며, 이런 노력을 바탕으로 국내 플라즈마 의학(Plasma Medicine) 연구 분야에서 가장 많은 연구 논문과 특허를 출원했다.

*라이소좀: 가수분해 효소를 많이 지니고 있어 세포의 불필요한 물질들을 분해하는 세포내 소기관
**유비퀴틴화(ubiquitination): 유비퀴틴이라는 작은 단백질이 특정 단백질에 결합하여 표시되는 과정

<출처: http://hosp.ajoumc.or.kr/Ajoustory/ResearchView.aspx?ai=3981&cp=1&sid=>