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전통적인 광역학 치료요법의 한계점을 해결하기 위해 ROS 생성 방식의 전환을 통한
PDT 효과의 제고와 면역치료와의 통합으로 암의 재발을 방지할 수 있는 방법 연구
화학과 이진용 교수 연구팀(공동 제1저자 임종현 박사)는 Dixian Luo(화중과기대 선전병원), Quan Liu(화중과기대 선전병원), Jonathan L. Sessler (텍사스 대학교), 김종승(고려대학교) 교수가 이끄는 연구팀과 공동연구를 통해 면역 광역학치료요법(IPDT)에 사용될 수 있는 새로운 lutetium texaphyrin 코어의 광감응제(PS)인 LuCXB 시스템을 개발했다. 해당 연구는 “Lutetium Texaphyrin-Celecoxib Conjugate as a Potential Immuno-Photodynamic Therapy Agent” 라는 제목으로 2024년 7월에 Journal of the American Chemical Society (IF: 14.4)에 게재되었다.
전통적인 광역학 치료요법은 암 치료를 위한 비침습적인 치료요법으로서 유망한 도구이지만, 암세포 주변부의 저산소증으로 인해 활성산소종(ROS) 생성이 저해되어 치료효율이 감소하거나, 종양의 완전한 제거나 암의 재발 및 전이를 방지하는데 실패하는 등의 한계점을 보여왔다. 이 연구에서는 이러한 한계점을 해결하기 위해 ROS 생성 방식의 전환을 통한 PDT 효과의 제고와 면역치료와의 통합으로 암의 재발을 방지할 수 있는 방법이 연구되었다.
이 연구에서 개발된 LuCXB 시스템은 Lutetium texaphyrin 구조를 통해 종양 조직에 선택적으로 축적됨으로써 암 세포 주변부에 효율적으로 작용할 수 있으며, aqueous 환경에서 Celecoxib 구조와의 상호작용을 통해 ROS 생성에서 type II 메커니즘을 type I 메커니즘으로 전환하여 저산소증 환경에서의 ROS 생성 효율을 높일 수 있었다. 이진용 교수팀은 이러한 LuCXB 시스템에 대해 비단열 분자동역학(NAMD) 시뮬레이션과 범밀도함수이론(DFT) 계산 등을 통해 수용액 환경에서의 폴딩 구조와 그에 따른 에너지 상태 변화를 규명함으로써 ROS 생성 메커니즘 전환에 대한 이론적인 근거를 제시하였으며 reference 시스템들에 대해 속도론적인 관점에서의 ROS 생성 효율의 차이에 대해서도 확인하였다. 본 연구에서 개발된 새로운 광감응제를 통해 암 치료를 위한 광제어 치료법 발전에 기여할 것으로 기대된다.
*논문명:Lutetium Texaphyrin-Celecoxib Conjugate as a Potential Immuno-Photodynamic Therapy Agent.