서울시립대 이종범 교수팀, 단백질 치료제 대량 생산·전달 가능한 신개념 mRNA 응축체 개발 … 항암치료 효과 높여

서울시립대학교는 화학공학과 이종범 교수 연구팀이 'GENRISE'라는 새로운 개념의 mRNA(메신저 리보핵산) 과립형 덩어리를 만들어, 세포 내 단백질 생성을 조절하거나 일시적으로 모아두는 작은 공간으로서 기능하도록 하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

이번 연구는 차세대 항암치료 물질을 대량으로 생산할 수 있는 전략을 제시한다. 특히 세포유래 소포체(EV·세포가 분비하는 작은 입자)를 활용해 단백질 치료제를 더 많이 담아서 몸속 목표 지점까지 보내는 전달효율을 효과적으로 높였다는 점에서 의미가 있다.

이번 연구는 울산대 의과대학(서울아산병원) 이창환·진준오 교수 연구진과 공동으로 수행했다.

공동 연구팀은 GENRISE가 특정 위치에서 단백질을 더 많이 만들게 유도하고, 세포 내 소포체(ER)의 가역적 스트레스 신호를 활용해 세포가 특정 단백질을 풍부하게 담은 '유도 우수 세포유래 소포체(iSEV)'를 대량 방출하도록 만드는 원리를 규명했다. 이를 통해 복잡한 유전공학 없이도 단일 RNA 모듈만으로 EV의 '적재 화물'과 '생산 규모'를 동시에 제어할 수 있음을 입증했다.

연구팀은 임상 응용 측면에서 흑색종(Melanoma·악성 종양) 항원 펩타이드(TRP2)를 발현하는 GENRISE로 제조한 iSEV-TRP2를 종양동물 모델에 투여했다. 그 결과, 항원특이적 면역 반응을 통해 종양 성장이 유의하게 억제됐다. 항-PD-L1 면역관문억제제와 함께 사용 시 상승효과가 나타났다.

이종범 교수는 "이번 연구 결과는 RNA만으로 세포유래 소포체의 생산과 화물 적재를 정교하게 제어할 수 있음을 보여준다"며 "면역치료, 백신, 정밀 의료 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 제시한다"고 말했다.

이번 연구 논문은 미국과학진흥협회(AAAS)가 발행하는 세계적 학술지 '사이언스'의 자매지인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances·과학 발전)'에 게재가 확정됐다. 서울시립대 김혜진 박사와 문성현 학생이 공동 제1저자로 참여했다.

이번 연구는 보건복지부 비바이러스성 전달체 개발사업 및 과학기술정보통신부 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.