화순전남대학교병원(병원장 이완식) 방사선종양학과 윤미선 교수와 삼성서울병원 조덕 교수 공동 연구팀이 NK세포의 항암 기능을 억제하는 새로운 ‘세포 내부 면역 체크포인트’를 최초로 규명하고, 이를 제거해 NK세포의 암세포 공격력과 항암 기능 지속성을 높일 수 있는 전략을 제시했다.

연구팀은 NK세포 내부에서 면역기능을 조절하는 단백질 PTPN22에 주목했다. 연구 결과는 면역항암 분야 국제학술지 Journal for ImmunoTherapy of Cancer(JITC, IF 11.7)에 게재됐다.

논문 제목은 ‘PTPN22 as a novel therapeutic target: a key intracellular checkpoint for NK cell therapy’이며, 윤미선 교수와 Tung N.T. Uong 박사가 공동 제1저자, 윤미선 교수와 조덕 교수가 공동 교신저자로 연구를 이끌었다.

NK세포는 암세포를 찾아 제거하는 대표적인 선천면역세포이며, CAR-NK는 NK세포에 암세포를 인식하는 키메릭항원수용체(CAR)를 도입해 항암 기능을 강화한 면역세포치료제다. 다른 사람의 세포로도 만들 수 있어 차세대 치료제로 주목받고 있다. 그러나 암 주변의 염증과 면역억제 환경에 오래 노출되면 NK세포의 기능이 떨어지고 항암 효과를 지속하기 어려운 한계가 있다.

연구팀은 CRISPR/Cas9 유전자 편집 기술을 이용해 PTPN22를 제거한 NK세포를 제작해 항암 기능을 평가했다. 그 결과 PTPN22가 제거된 NK세포는 암세포를 공격하는 능력이 향상됐으며, 암 주변의 불리한 환경에서도 항암 기능을 더 오래 유지했다.

특히 CD19를 표적으로 하는 CAR-NK에서는 혈액암 세포에 대한 살상 능력이 향상됐고, 메소텔린(MSLN)을 표적으로 하는 CAR-NK에서도 항암 기능이 강화돼 다양한 CAR-NK 치료에 적용할 가능성을 확인했다.

동물실험에서도 PTPN22를 제거한 CD19 CAR-NK92 세포가 일반 CAR-NK92 세포보다 백혈병 성장을 효과적으로 억제하고 생존기간을 유의하게 연장하는 것으로 나타났다.

연구팀은 PTPN22가 NK세포의 기능과 생존을 제한하는 ‘세포 내부 면역 브레이크’ 역할을 하는 것으로 분석했다. 이번 연구는 기존 세포 표면 면역 체크포인트와 달리 세포 내부의 조절인자를 표적으로 삼아 CAR-NK의 항암 효과와 지속성을 동시에 높일 수 있는 새로운 전략을 제시했다는 데 의미가 있다.

화순전남대병원 윤미선 교수 연구팀은 이번 연구 관련 기술에 대해 2건의 특허 등록을 완료했다. 또한 공동 연구팀은 이 성과를 바탕으로 ‘PTPN22 녹아웃 유전자 조작된 항-CD19 키메라 항원 수용체(anti-CD19 CAR) NK 세포 및 이를 포함하는 암 치료용 조성물’에 대한 특허도 출원했다.

윤미선 교수는 “PTPN22가 NK세포의 항암 기능을 제한하는 중요한 세포 내부 면역 체크포인트 역할을 한다는 사실을 최초로 규명했다.”며 “앞으로 PTPN22를 표적으로 하는 새로운 NK세포 치료 플랫폼으로 발전시켜 항암 효과와 치료 지속성을 높일 수 있도록 연구를 이어가겠다.”고 했다.