정환석 한의학연 책임연구원, 2020년 출연연 우수 연구성과 ‘선정’
면역 관문을 표적으로 하는 한의기반 종양면역 치료제 연구
국가과학기술연구회 (NST)가 정부 출연연구기관 (이하 출연연)의 우수한 연구성과를 장려하기 위해 매년 출연연 우수 연구성과를 선정·발표하고 있는 가운데 지난 11일 '2020년도 우수 연구성과'를 발표했다.
NST 이사장상 중 한국한의학연구원 정환석 책임연구원의 ‘면역 관문을 표적으로 하는 한의기반 종양면역 치료제 연구’가 선정돼 눈길을 끌고 있다.
▲ 왼쪽부터 두릅나뭇과 인삼의 뿌리, 이질풀 또는 기타 동속근연식물을 꽃이 피기 전 또는 꽃이 필 때 채취한 현초, 옻나무의 줄기에 상처를 입혀 흘러나온 수액을 건조한 덩어리 건칠
암세포가 면역세포의 공격을 피하기 위해 활용하는 면역 관문*을 인삼, 현초, 건칠 소재가 차단한다는 사실을 규명하고 관련 유효성분을 확인했다고 밝혔다.
* 면역 관문: 인체 내 면역반응이 필요 이상으로 과도해지는 것을 막기 위해 면역세포 (T-림프구 등)의 활성을 저하시키는 기전. 면역 관문은 관련 단백질 (PD-1, CTLA-4 등)을 자극했을 때 활성화되는데, 암세포는 해당 기전을 역이용해 면역세포가 자신을 공격하지 못하게 한다.
최근 의료계에서는 암의 회피성을 차단시키는 ‘면역항암제’ 치료법이 새롭게 주목받고 있다. 해당 치료는 외부요인이 아닌 인체의 면역체계를 활용하고, 정상세포 파괴 및 내성 등 기존 치료제가 지닌 부작용을 대체할 수 있기에 활용 가치가 매우 크다. 하지만 면역항암제 역시 20%의 환자에게만 효과가 있으며 높은 비용과 면역과민 반응 등의 부작용이 있어, 보다 안전하고 우수한 효능의 신소재 탐색 연구가 필요한 실정이다.
* 면역항암제: 화학 치료, 방사선치료에 이어 제3세대 항암제로 불리는 차세대 암 치료제. 특히 면역 관문 단백질의 한 종류인 PD-1 관련 치료제는 91세의 지미 카터 전 미국 대통령의 암을 치료해 큰 주목을 받았으며, 이를 개발한 연구자는 2018년 노벨 생리의학상을 수상했다.
정환석 박사 연구팀은 기존 면역항암제 (면역 관문 억제제)를 대체할 수 있는 치료제 발굴을 위해 1000여 종의 한의 소재를 시험관 내 실험 (In vitro)을 통해 탐색했다.
인삼 성분의 면역 관문 단백질 결합 저해 효과
연구팀은 경쟁적 효소 결합 면역측정법 (Competitive ELISA)을 통해 인삼 내 성분인 사포닌 Rg3과 컴파운드 케이 (C-K)가 면역 관문 단백질 (PD-1*) 분자 결합을 각각 최대 60%, 67% 억제함을 확인했다.
▲ 인삼 성분의 면역 관문 단백질 결합 저해 효과
현초 성분의 면역 관문 단백질 분자 결합 저해 효과
성분 역시 면역 관문 단백질 (PD-1) 분자 결합을 60%까지 억제한다는 것을 생화학적 분석을 통해 확인했다.
* PD-1 (Programmed cell death protein 1, 프로그램된 사멸 수용체 1): 면역 관문 단백질 중 하나로 다수의 면역세포에서 발현됨. 특히, 종양 세포가 면역세포를 피하는 면역 회피 과정에서 PD-1 경로가 자극되면 면역세포 기능이 억제됨.
▲ 현초 성분의 면역 관문 단백질 분자 결합 저해 효과
건칠 추출물 및 화합물의 면역 관문 차단 효과
항암치료제로 한방 병·의원 등 임상에서 많이 쓰이는 건칠 역시 면역 관문 차단 효능을 보였는데, 면역 관문 단백질 PD-1은 물론 CTLA-4*도 차단하는 효과를 나타냈다.
* CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, 세포 독성 T 림프구 관련 단백질 4): 면역단백질 중 하나로 면역 회피 과정에서 백혈구의 일종인 T 림프구의 활성을 억제시켜 면역세포 기능을 조절함.
▲ 건칠 성분의 면역 관문 단백질 (PD-1) 분자 결합 저해 효과
▲ 건칠 성분의 면역 관문 단백질 (CTLA4) 분자 결합 저해 효과
이번 연구는 한의계 최초로 한의약 기반의 암 치료 신약 개발 및 임상 시험으로 한의 임상 기술의 가치 제고했다는 점에서 크게 의미가 있다.