대구경북과학기술원(DGIST·총장 이건우)은 예경무 뉴바이올로지학과 교수, 서대하 화학물리학과 교수 공동 연구팀이 백문창 경북대 의과대학 교수팀과 협력해 세포외 소포체(엑소좀) 표면에 다양한 물질을 안정적으로 부착할 수 있는 모듈형 단백질 어댑터 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구는 복잡한 세포막 환경에서도 기능성 분자가 효율적으로 결합할 수 있도록 설계돼 맞춤형 치료제 제작 가능성을 입증했다.

엑소좀은 세포 간 신호 전달에 중요한 역할을 하며, 체내에서 자연적으로 생성되는 특성 덕분에 차세대 약물 전달체로 주목받고 있다. 하지만 기존 방식은 화학 반응을 이용해 엑소좀 표면을 변형하는 과정에서 구조적 손상이나 기능 저하가 발생할 가능성이 있었으며, 부착된 물질의 양을 정량적으로 측정하는 데도 한계가 있었다.

(위 왼쪽부터 시계방향으로) 서대하 교수, 예경무 교수, 장주희 박사과정생, 신지원 박사과정생.

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연구팀은 이를 극복하기 위해 단백질 어댑터 기반의 플랫폼 기술을 개발했다. 이 기술은 엑소좀 표면을 직접 변형하지 않고도 다양한 기능성 물질을 안정적으로 부착할 수 있도록 설계됐다. 실험을 통해 맞춤형 엑소좀 제작이 가능함을 확인했다.

또 연구팀은 초정밀 현미경 기술을 활용해 개별 엑소좀에 부착된 약물의 양을 정밀하게 측정하는 데 성공했다. 이를 통해 기존 치료제 개발 과정에서 부족했던 정량적 분석 방법을 보완하고, 엑소좀 기반 치료제의 임상적 활용 가능성을 높였다. 특히, 항체가 결합된 엑소좀을 이용해 암세포를 효과적으로 표적하고 항암 효과를 향상시킬 수 있음을 입증했다.

예경무 교수는 “이번 연구를 통해 엑소좀을 활용한 차세대 치료제 개발에 한 걸음 더 다가섰다”며, “맞춤형 기능을 조합할 수 있는 플랫폼 기술을 바탕으로 다양한 질병에 최적화된 치료제 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

나노과학 학술지 'ACS Nano'의 표지 논문(supplementary cover) 이미지

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 선도연구센터(SRC), 바이오·의료기술개발사업 및 DGIST 그랜드챌린지연구혁신프로젝트(D-GRIP) 지원을 받아 수행된 이번 연구성과는 최근 세계적인 나노과학 학술지 'ACS Nano'에 게재됐으며, 표지 논문(supplementary cover)으로 선정됐다.

대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com

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