김광명 교수 연구팀, Angewandte Chemie 학술지 게재

  Proteolysis-targeting chimeras (PROTACs)는 암 관련 단백질을 표적하여 분해하는 유망한 기술로서 주목받고 있으나 소수성, 낮은 세포 투과성, 제한적인 종양 표적 능력 등의 한계로 치료 효과에 제약이 있다. 

 이러한 문제를 극복하기 위해, 김광명 교수 연구팀은 대표적 면역 관문 단백질인 PD-L1에 결합할 수 있는 펩타이드와 세포질 내의 E3 ligase를 recruiting하는 펩타이드를 자가조립 유도 펩타이드 링커로 결합하여, 자가조립 펩타이드 기반 PROTAC 나노입자(PT-NPs)를 개발하였다. 이 나노입자는 암세포 표면에서 PD-L1과 다가 가교 결합하여 리소좀에서 PD-L1 분해를 유도하고, 이후 세포질 내에서 지속적으로 PD-L1을 분해함에 따라 기존 면역 치료의 단점 중 하나인 내성문제를 극복할 수 있도록 설계되었다.

 이번 연구 결과는 2024년 11월에 저명한 국제 학술지인 Angenwandte Chemie에 게재되었으며, 대장암 모델에서 효과적인 면역 치료 효능을 나타냄을 입증하였다. 결과에 따르면, PROTAC 나노입자는 암세포 표면의 PD-L1 표적 효과 및 EPR effect에 의해 종양 조직에 효과적으로 축적되었고, PD-L1의 재생을 억제하여 면역 세포를 활성화시킴에 따라 강력한 항암 면역 반응을 유도하였고 기존 항체 대비 우수한 치료 효능을 나타내는 것으로 확인되었다.

 본 연구는 암 치료를 위한 PROTAC 응용 범위를 확장할 수 있는 지속 가능한 분해 메커니즘을 제시한다. 자가조립 펩타이드 기반 PROTAC 나노입자는 대량 생산이 용이하고 생체 내 독성이 낮아 상용화 가능성이 높기에 다양한 표적 수용체에 적용 가능한 범용 플랫폼으로의 활용을 기대한다.