한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 김인산·양유수 박사 연구팀은 이런 내용을 담은 논문을 학술지 '어드밴스트 머티리얼즈'(Advanced Materials)에 게재했다고 21일 밝혔다.
세포 안에는 '막단백질'이라는 것이 있다. 세포막이나 세포 속 미토콘드리아 등 세포소기관의 막에 결합돼 물질 수송이나 신호 전달 등 기능을 수행하는 단백질을 가리킨다. 당뇨병, 알츠하이머병 등 주요 질병 중 많은 수가 막단백질에 생기는 문제와 관련이 있다.
지금까지 막단백질 결함 치료법으로 유전자 치료나 약물 치료 등이 있기는 했으나, 세포막에 원하는 단백질이나 지질을 넣는 등 세포막 자체를 직접 편집·교정하는 기술은 없었다.
연구진은 세포막 편집 기술을 구현하기 위해 막단백질의 운반체로 쓰이는 '엑소좀'(exosome)이라는 나노 사이즈의 세포 소기관을 이용했다. 엑소좀은 세포에서 자연적으로 생성된다.
연구진은 이런 엑소좀을 '융합 유도 엑소좀'으로 만들고 이를 통해 원하는 치료용 막단백질을 전달하는 방법을 고안했다.
융합을 일으킬 수 있는 '수포성 구내염 바이러스 G 단백질'(VSV-G)이라는 물질과 포도당 수송체를 엑소좀의 표면에 동시에 표출시키는 기술을 개발하고, 이를 통해 근육세포의 막에 포도당 수용체를 전달할 수 있음을 실험으로 확인했다. 또 이렇게 전달된 포도당 수용체가 수용 세포의 포도당 흡수를 증가시키는 기능을 수행했다는 점도 함께 확인했다.
제1저자 겸 공동교신저자인 양 박사는 "이번에 개발된 플랫폼으로 포도당 수용체 외에 다른 치료용 막단백질 역시 표적 세포막에 전달할 수 있다"며 암 치료나 근육 재생 등에 이 기술이 활용될 가능성을 제시한 데 연구의 의미가 있다고 설명했다.
