NKT세포 리간드를 적재하고 암 항원 PSMA와 PAP을 발현하는 B세포 및 단핵구 기반 면역치료백신에 대한 연구

Abstract

최근 암환자 본인의 면역반응을 통하여 치료효과를 나타내는 다양한 항암면역치료 백신이 개발되고 있다. 이러한 백신은 암항원을 매개로 암세포 특이적인 치료효과를 나타낼 수 있다는 특징이 있다. 하지만 암세포가 성장함에 따라 스스로 주조직적합성 복합체(MHC) 발현을 감소시키거나 변이된 암 항원을 제시하여 체내 면역세포가 암세포를 인식하지 못하게 하여 치료효과를 회피한다는 연구결과가 밝혀졌으며, 본 연구실에서는 이러한 암세포의 면역반응 회피를 극복하고 항암면역치료 효과를 나타낼 수 있는 치료백신 개발을 위한 연구를 진행해왔다. 그 결과, 자연 살해 T세포 리간드(α-GC)를 적재한 B세포와 단핵구를 항원제시세포로 사용하는 면역치료백신을 통하여 주조직적합성 복합체(MHC)의 발현이 감소한 암세포를 효과적으로 제거할 수 있다는 사실을 증명한 바 있다. 이번 연구는 전립선암에서 발현이 증가하는 것으로 알려진 암 항원PSMA, PAP을 이용한 면역치료백신을 정립하고 그 백신에 의한 면역반응과 항암효과에 대해 분석하였다. 특히 변이된 암 항원 극복을 위해 단일 항원이 아닌 항원 PSMA, PAP을 융합한 암 항원을 개발하여 각각의 항원에 대한 면역반응 활성분석과 항암치료효과에 초점을 맞춰 진행하였다. 먼저 PSMA의 DNA 서열정보를 통해 human MHC class Ⅰ binding affinity가 높은 부분과 PSMA에서 독성을 유발하지 않는 부분들만 선정하여 PAP과 함께 연결한 융합형 항원을 두 가지 형태(PAP-PSMA, PSMA-PAP)로 제작하였다. 그 다음 아데노바이러스 프로모터 방향에 따른 두 가지 벡터(pAdk35F, pAdk35R)에 제작한 융합형 항원을 각각 도입하여 네 종류의 바이러스를 제작하였고, 네 종류의 아데노바이러스를 human과 mouse의 B세포와 단핵구에 각각 감염시켰을 때 세포에서의 PSMA와 PAP 발현이 높은 바이러스(Adk35R_PAP-PSMA, Adk35R_PSMA-PAP)를 선택하였다. 또한 두 종류의 바이러스로 면역치료백신을 제작하여 종양을 가진 마우스에게 투여하였을 때 항암효과가 우수한 바이러스(Adk35R_PSMA-PAP) 한 종류를 선택하였다. 추가적으로, 융합한 전립선 암 항원을 발현하고 α-GC 를 적재한 B세포와 단핵구 기반의 면역치료백신(BVAC-P)에 의한 선천성 면역반응과 적응면역반응의 유도를 마우스모델을 통하여 확인하였다. 그 결과 BVAC-P 투여 시 선천성 면역반응에 관여하는 것으로 알려진 자연 살해 T세포(NKT세포)와 자연 살해 세포(NK세포)의 활성이 유도되어 사이토카인 IFN-γ를 분비하는 것을 확인하였고, 적응면역반응으로 알려진 암 항원 특이적인 세포성 면역반응이 활성되어 암 항원이 적재된 타겟세포를 효과적으로 사멸하는 것을 확인하였다. 최종적으로 마우스 체내에 PSMA와 PAP을 발현하는 암세포를 이식한 후 BVAC-P 처리 시, BVAC-P가 암세포의 성장을 효과적으로 억제시킬 수 있음을 확인하였다. 이번 연구를 통해 B세포와 단핵구에 적재된 α-GC가 NKT 세포를 활성화시키고 그 도움으로 B세포와 단핵구의 면역원성을 증가시켜서 선천성 면역반응뿐만 아니라 적응면역반응 활성을 유도하고 종양 성장을 억제할 수 있다는 것을 실험으로 증명하였다. 또한 전립선 암에 대한 단일 항원이 아닌 PSMA와 PAP을 융합한 암 항원을 도입하여 항원 특이적 면역반응을 유도하는 것을 확인하였다. 이러한 연구를 발전 시켜 항암면역치료제로 사용 시, 암세포의 특정 암 항원의 변이에도 면역반응을 유도하여 효과적인 항암치료효과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.