ALCAM/CD166 항체를 이용한 폐암의 진단 및 치료 방법의 개발

Abstract

폐암은 현재 전 세계적으로 많이 발병하는 암 중 하나이며 높은 사망률을 가지고 있다. 폐암은 조직학적 분류에 따라 선암, 대세포암, 편평상피암 그리고 소세포암으로 나뉜다. 이러한 다양성과 함께, 효율적인 진단과 치료 방법이 없는 것 또한 폐암의 사망률을 높이는 원인이다. 폐암을 극복하기 위한 여러 시도 중에서 우리는 폐암 특이적 바이오마커를 찾는 방법으로 접근했다. 특히 세포 표면 단백질 분석은 효율적으로 바이오마커를 선별하는데 유용하다. 우선 정상 세포와 폐암 세포 사이의 세포 표면 단백질의 차이를 분석하여 폐암 세포에서만 과량으로 발현하는 단백질을 찾아낸다. 그리고 이를 목표로 하여 항암제나 형광 물질을 붙인 항체를 투여한다면 효율적인 폐암의 치료나 진단이 가능하다. 폐암을 진단하는데 있어서 유용한 방법으로 최근 각광받고 있는 세포 외 운반체를 이용할 수 있다. 세포 외 운반체는 세포가 다른 세포들과 상호작용하기 위하여 내보내는 물질로 이 역시 세포의 종류와 변이에 따라 그 표면과 내부의 단백질과 RNA 등의 구성이 다르다. 폐암 세포 특이적 단백질을 이용하여 단순히 폐암 세포만을 목표로 하는 것을 넘어, 세포 외 운반체도 잡아낼 수 있다면 좀 더 효율적인 바이오마커가 될 수 있다. 바이오마커를 찾기 위해 우리는 4종류의 폐암 세포와 정상 폐 조직의 세포표면 단백질을 분석하였고 비교∙분석을 통하여 폐암 세포 특이적 단백질로Activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM/CD166) 을 선택했다. ALCAM이 확실히 세포 표면에 위치하는지 확인하기 위해 flow cytometry와 immunocytochemistry을 진행하였으며 그 사실을 확인했다. 또 세포 수준을 넘어서 생체 내에서도 ALCAM 항체가 제대로 ALCAM을 잡을 수 있는지 알아보기 위해 폐암 이식 누드 마우스를 이용한 immunohistochemistry, in vivo imaging을 진행하였다. 이 실험들에서 암 조직과 그 주변에 형광 물질을 붙인 항체가 위치하는 것을 확인하였다. 또 antitumor effect 실험을 통하여 ALCAM 항체가 단순히 폐암에 붙는 것뿐만 아니라 항암효과도 있다는 것을 확인하였다. 다음은 sandwich ELISA를 통하여 ALCAM 항체가 폐암 이식 누드 마우스의 혈액 안의 폐암 특이적 세포 외 운반체를 잡아낼 수 있는지 알아보는 실험을 진행했다. 이 실험에서는 세포 외 운반체의 표면에 많이 존재한다고 알려진 CD81의 항체를 plate 바닥에 붙이고 혈장, ALCAM 항체, 2차 항체 (HRP)를 순차적으로 반응시켰다. 결과적으로 정상 누드 마우스의 혈장과 비교하여 폐암 이식 누드 마우스의 혈장에서 더 많은 세포 외 운반체가 검출되었다. 이 논문에서 우리는 ALCAM이라는 폐암 세포 표면 단백질이 폐암에 특이적으로 발현하는지 알아 보았다. 네 종류의 폐암 모두에서 ALCAM이 특이적으로 세포 표면에 발현되는 것과 생체 내에서도 폐암을 잡아내는 것을 확인하였다. 또 ALCAM이 폐암 세포의 성장에도 관여함을 보였다. 그리고 sandwich ELISA를 통하여 폐암 세포 특이적 세포 외 운반체를 잡아내었고 이를 통해 정상과 폐암 사이의 차이를 확인했다. 위의 결과들을 통해 ALCAM이 폐암의 진단과 치료에 있어서 유용한 바이오마커가 될 수 있으리라 생각한다.