쥐의 혈액암 세포에서의 30Kc19 단백질과 절단가능한 링커를 이용한 아스파라기나아제의 활성 강화

Abstract

L-asparaginase (ASNase)는 널리 쓰이는 급성 림프구성 백혈병 (Acute Lymphoblast Leukemia (ALL))의 단백질 치료제로 알려져 있다. 급성 림프구성 백혈병은 주로 2~5세 소아에게서 많이 발병하고 항암제를 정맥주사하여 치료하는 완전 관해 유도 치료방법이 있다. 하지만 소아의 경우 80%, 연령이 높아질수록 치료율이 낮아지며 60세 이상의 성인의 경우 10% 미만이 완치에 도달한다. 완전 관해 유도 요법의 치료제 중 L-asparaginase가 이용되는데 E.coli와 같은 외래종 유래의 단백질이기 때문에 과민성 쇼크가 일어나기도 하고 약물의 반감기가 짧아 격일 단위로 투여해야 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 세포를 투과하고 효소를 안정화 시키는 특성이 있는 Bombyx mori 유래의 30Kc19 단백질을 L-asparaginase와 conjugation 하였다. 또한 암세포의 protease인 MMP-2 cleavable linker를 두 단백질 사이에 삽입하여 암세포에서 선택적으로 cleavage되게 하였다. 또한 두 단백질 사이의 물리적 거리를 둠으로써 효소의 steric hindrance를 줄이고 활성을 증가시켰다. 이를 위해 L-asparaginase-Cleavable linker-30Kc19 fusion protein을 대장균에서 생산한 후 정제를 진행했고 L-asparaginase의 효소 활성 강화효과와 fusion protein의 세포 침투성을 확인하였다. 또한 쥐의 혈액암 세포 L5178Y에서 cleavable linker가 있는 fusion protein이 cleavable linker가 없는 fusion protein보다 용량대비 10~100배 가량 효율적임을 확인하였다. 본 연구로 cleavable linker가 달린 fusion protein이 cleavable linker가 없는 fusion protein보다 효율적으로 암세포 치료에 이용될 수 있음을 입증하였고 향후 추가적인 In vivo 실험과 pegylation과 같은 modification을 통해 실제 백혈병 환자에게도 사용될 수 있을 것이라는 가능성을 제시하고 있다.