조선대학교 김태형 교수가 이끄는 생화학 및 분자생물학 연구팀은 10년간 세포사와 관련된 연구를 수행, 암을 완전히 제거하는 미토콘드리아 타겟팅 도메인(mitochondria targeting domain, 이하 MTD)을 포함한 암 특이 펩타이드 항암제 후보 물질 3개를 확보하고 이들 후보 물질을 이용하여 집중적으로 연구를 진행하고 있어 많은 관심을 받고 있다. 세포사(細胞死) 연구를 통해 그동안 정복할 수 없을 것이라 여겼던 암에 대한 새로운 패러다임을 제시하고 있는 조선대학교 김태형 교수를 만나 기존 항암제의 한계와 그 한계점을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있는 MTD 펩타이드에 의한 세포괴사에 관련 된 연구에 대해 들어보았다.

 

암세포를 죽이는 단백질 제어기술인 ‘세포사 유도 펩타이드’ 기술에 주목
김태형 교수 연구팀은 현재 미토콘드리아 타켓팅 도메인(MTD)을 이용한 항암제 펩타이드 연구를 통한 치료제 개발과 세포괴사에 관한 연구에 집중하고 있다. 연구팀은 세포내 미토콘드리아라고하는 세포소기관에 존재하는 단백질인 녹사(Noxa) 단백질이 미토콘드리아로 이동하는 정보인 미토콘드리아 타겟팅 도메인(MTD)을 밝혀내기도 했다. 이 MTD도메인을 우리가 주목해야하는 이유는 MTD를 이용한 항암제 펩타이드는 현재까지의 연구 결과에서 단순한 세포괴사를 통해 짧은 시간에 이뤄지기 때문에 세포괴사 중, 항암제 내성을 갖는 암 세포가 거의 존재하기 않고 있다는 점이다. 세포괴사란 세포가 죽을 때 순서적으로 신호가 전달되어서 죽는 방법인 세포사멸과 다르게 갑작스럽게 세포막이 터져서 죽게 되는 방법을 뜻하는데 김태형 교수 연구팀은 동물실험 단계에서 암을 완전히 제거한 MTD를 포함한 암 특이 펩타이드 항암제 후보 물질 3개를 확보하고 있어 언론은 물론 학계의 관심도 동시에 받고 있다. MTD도메인을 이용한 암 치료제가 개발 될 경우 표적지향적 항암 신약시장에 신선한 충격으로 받아들여 질 것으로 예상되고 있다. 합성화학물로 제조되고 있는 기존의 항암제와 비교해 펩타이드를 이용한 항암제는 우선, 암 치료 과정에서 정상세포는 손상시키지 않고 암세포만 괴사시키기 때문에 항암치료의 부작용을 크게 줄일 수 있다는 것과 펩타이드를 구성하는 아미노산의 길이가 짧고 생산이 비교적 쉽기 때문에 단백질 항암제 보다 저렴한 가격으로 암세포를 죽이는 효능을 볼 수 있다는 것이다.

 

세포괴사에 관한 연구를 진행하며 동물실험 단계에서 TU17:MTD 도메인을 이용, 독성 없이 효과적으로 암세포 제거에 성공한 김태형 교수는 치료제 개발과 같은 응용연구는 물론 세포의 죽음에 관한 기초연구에도 심혈을 기울이겠다고 밝혔다. 한편, 고려대학교에서 유전공학을 전공, 석사과정을 마친 뒤, 미국 피츠버그 대학에서 간 재생의 권위자로 알려진 마이클로폴로스 교수의 지도 아래 기질 단백질에 의한 간세포 분화 및 성장 조절에 관한 연구를 수행하며 박사학위를 취득한 김 교수는 부임 초기단계부터 연구사멸에 관한 연구를 지속해온 것으로 알려졌다.

 

당시 가장 강력한 도메인이었던 비드(Bid) 단백질에 존재하는 BH3 도메인에는 미토콘드리아로 이동하는 정보가 없다는 것을 알게 된 김 교수는 이 BH3 도메인에 MTD 도메인을 붙여 새로운 형태의 펩타이드를 만들어 강력한 세포사멸 펩타이드를 하던 중, MTD 그 자체가 강력한 세포사 유도활성을 갖고 있으며 이 세포사는 세포사멸이 아닌 세포괴사임을 증명하게 되었다고 밝혔다. 이와 관련, 김태형 교수는 기초연구를 통해 얻은 지식을 바탕으로 MTD 펩타이드를 이용해 보다 효과적으로 암세포를 제거할 수 있는 이론적 토대가 구축되도록 노력하며 또한 최종목표인 독성이 작고 효과적으로 암세포를 제거하는 항암제를 개발 할 수 있도록 연구에 박차를 가하겠다고 밝혔다.