<바르토슈 그쥐보프스키 교수(좌)>

UNIST 자연과학부의 바르토슈 그쥐보프스키 특훈교수 연구팀이 ‘표면에 전하를 띠는 리간드(Ligand)가 부착된 금속 나노입자’를 이용해 암세포만을 선택적으로 파괴할 수 있다는 것을 증명했다. 리간드는 배위결합을 통해 중심 원자를 둘러싸고 있는 이온 또는 분자를 말한다.

이 나노입자는 정상세포와 암세포 속에 모두 있는 ‘리소좀(Lysosome)’ 내부로 침투하여 암세포에서만 커져서 리소좀을 망가뜨리고 세포를 죽인다.

바르토슈 그쥐보프스키 교수팀은 암세포 주변이 산성(Acidic)이라는 점에 착안하여 이런 환경에서 결정화 현상이 달라지는 나노입자를 설계함으로써 기존 문제를 해결했다.

암세포에서만 결정이 커지는 나노입자가 있다면, 암세포 속 리소좀으로 흡수된 뒤 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이끌 수 있다고 본 것이다.

연구팀은 금(Ag) 나노입자 표면에 양전하와 음전하를 각각 띠는 꼬리 모양 물질(리간드)을 특정 비율로 붙였다. 이 물질은 산성에서 결정이 점점 더 커지는 특성을 가지는데, 정상세포와 암세포에 주입하자 암세포만 선택적으로 사멸됐다.

공동교신저자인 크리스티아나 칸델-그쥐보프스카 IBS 연구위원은 “암세포는 산성을 띠므로 나노입자가 잘 뭉치는 데다, 암세포는 그 기능이 비정상적이라 큰 결정으로 자란 나노입자를 배출하기 힘들어 결국 사멸한다”며, “암세포 선택성을 극대화하려면 리소좀으로 나노입자들이 잘 운반돼야 하는데, 나노입자 표면의 양이온과 음이온 비가 8대 2일 때 덩어리 크기가 적당해 잘 운반됐고, 사멸 효과도 높았다”고 설명했다.

이 분석을 주도한 조윤경 UNIST 생명과학부 교수는 “나노입자 하나의 크기가 단백질 분자 수준으로 작아서 관찰이 까다로운 연구”라며, “혹시 관찰을 위한 꼬리표를 붙이면 양이온과 음이온의 황금비율(8대 2)을 해칠 우려가 있어 특수한 관찰법이 필요했다”고 전했다.

한편 이번 연구는 기초과학연구원(IBS)에서 지원했으며, 세계적인 과학 학술지 네이처 3월 16일자에 게재됐다.