국내 연구팀이 면역항암제 원리를 규명

최근 국내 대학 연구팀이 면역체계에 의한 암세포 파괴를 방해하는 면역 체크포인트(immune checkpoint) 단백질과 면역항암제들의 복합체 결정 구조를 규명해 면역항암제 작동 메커니즘을 제시하여 주목받고 있습니다. 한편 암세포는 일반 정상세포와 달리 면역세포인 T세포에 의해 인식되고 파괴되지만, 암세포는 면역 체크포인트 단백질을 이용해 T세포의 공격을 회피할 수도 있어, 인체 면역체계 내에서 암세포가 살아남고 지속적으로 증식할 수 있는 기전으로 알려집니다.

면역 체크포인트 단백질에는 PD-1, PD-L1, CTLA-4 등이 있으며 이들이 서로 결합하여 암세포가 T세포의 공격을 피하기 위해 암세포가 아닌 것처럼 속일 수 있다는 것입니다. 여기서 T세포는 가슴 샘에서 분화한 면역세포로서 세포의 면역에 주된 역할을 하고 외부항원에 대한 B세포의 항체 생성을 돕는 것으로 알려집니다. T세포의 종류는 살해 T세포, 도움 T세포, 조절 T세포, 기억 T세포 총 4가지로 살해 T세포가 암세포를 제거하는 역할을 한다는 것입니다.

면역 체크포인트 단백질인 PD-1, PD-L1, CTLA-4에 4종의 면역항암제가 결합된 단백질 복합체의 3차원 구조

이 연구팀은 면역 체크포인트 단백질과 면역항암제(면역 체크포인트 저해제)들이 결합한 단백질 복합체의 3차원 구조를 X-선 결정학적 방법으로 규명하였는데, 면역항암제가 면역세포의 암세포 공격을 활성화시키는 작동 메커니즘을 원자 수준에서 밝혀내었다는 것에 의미가 있다는 것입니다.

암세포의 PD-L1이 T세포의 PD-1과 결합하면 T세포에게 암세포를 공격하지 말라는 면역회피 신호를 보내게 되는데, 면역항암제가 투여되면 PD-L1과 PD-1의 결합부위에 미리 달라붙어 면역회피 신호를 차단시켜 면역회피 신호를 받지 않은 T세포는 암세포를 제거하게 된다는 것입니다.

면역항암제가 T세포의 CTLA-4에 결합하면 암세포와 T세포가 접근할 수 없게 되어 면역학적 시냅스가 형성되지 못한다. 면역회피 신호를 받지 않은 T세포가 암세포를 파괴하게 된다는 것입니다.

이 국내 연구팀은 면역항암제가 기존의 항체의약품의 매우 높은 생산단가와 불편한 투약 방법 등의 단점을 극복할 수 있는 저분자 합성의약품 형태의 면역항암제 발굴을 위한 새로운 아이디어를 제시하고, 면역항암제 효능을 개선시키기 위한 중요한 분자 구조적 정보를 제공하여 결합 부위와 결합 방식이 서로 다른 면역항암제들을 조합해 암환우들의 치료 효과를 높일 수 있는데 기여할 수 있을 것이라는 연구의 의의 말했다는 것입니다.