【런던】 영국 임페리얼컬리지 화학부 마리아나 퀴모바(Marina Kuimova) 박사팀은
암세포가 광감수성항암제의 공격을 받아 사멸할 때 세포내 다양한 부분의 점성이
크게 높아진다는 사실을 새로운 영상 기술로 확인했다고 Nature Chemistry에 발표했다.
암세포의 새로운 손상 촉진 광선역학요법(PDT)에서는 암세포에 들어간 광감수성
항암제에 레이저광을 조사하여 활성산소의 일종인 일중항산소를 발생시켜 암세포를
공격하게 만든다.
이번 연구에서는 PDT에 의해 암세포가 사멸하는 과정에 주목하여 세포 내부에서
일어나는 물리적 변화를 실시간 영상으로 파악했다.
퀴모바 박사팀은 독특한 형광 특성을 가진 PDT용 신약으로 살아있는 암세포 내부의
점성 변화를 추적했다. 이 약제에는 로터(회전자)처럼 회전하는 부위를 가진 분자가
들어있어 주변 점성에 따라 다른 파장의 빛을 내보낸다. 방사광의 파장 변화를 10분간
측정한 결과, PDT제를 활성 후 세포 내부의 점성 수치는 크게 높아졌다.
박사팀에 따르면 점성 수치가 높아진 것은 세포 내로 방출된 활성 산소가 원인이며,
세포 내부의 중요한 전달과 수송 과정을 지연시켜 암세포의 새로운 손상에 관여한다.
이 연구는 세포사처럼 생물학적으로 중요한 과정에서 세포 내부의 시간적 점성
변화를 정량적으로 측정한 최초의 실시간 지도다. 세포사 초래 기전은 복잡 이 방법은
암치료 뿐만 아니라 보다 넓은 영역에서도 중요하다.
지금까지 연구에서 사람 세포와 기관의 점성은 당뇨병 및 죽상동맥경화증 환자에서도
변화하는 것으로 보고됐다. 퀴모바 박사는 세포내 점성수치 상승과 질환의 관련성에
대해 “아직은 확신할 수 없지만 관련있다고 보고 있다”고 말했다.
이 연구를 임페리얼 컬리지와 공동으로 실시한 영국과학기술시설평의회(STFC)
스탠리 보츠웨이(Stanley Botchway) 박사는 “우리가 파악한 거대한 점성 변화는
놀랄 만한 것이었다. 세포사 과정에서 발생하는 세포내 환경 변화에 대한 견해는
확실히 바뀌었다”고 말했다.
한편 박사팀은 암세포 내부의 점성이 높아지면 활성 산소의 살세포 능력도 지연된다는
사실을 확인했다. 박사팀은 이에 대해 “이 점성 상승은 세포사를 유도하지만 이와
동시에 이 ‘끈기있는’ 세포 상태는 약제의 작용도 지연시키는 것 같다.
따라서 점성과 세포사는 생각만큼 단순하지 않을 수 있다”고 설명했다. 아울러
“점성과 세포사의 복잡한 상호작용을 이해하기 위해서는 새로운 연구가 필요하다.
향후 여러 종류의 세포에서 점성 변화를 실시간으로 추적할 때 이번 영상기술이 활용되는
것으로 기대한다. 그리고 세포가 기능하고 이상을 일으켜 사멸할 경우 내부에서 무엇이
일어나는지 그 비밀이 해명되길 기대한다”고 덧붙였다.
김준호 기자
