Journal of Extracellular Vesicles, 2023

이동섭 교수
(의과학과/해부학교실,교신저자)

원솔찬 학생
(의과학과,제1저자)

본 연구는 서울대학교 의과대학 의과학과/해부학교실 연구팀과 포항공과대학교 생명공학과 고용송 교수 연구팀이 공동으로 수행한 연구로, Metal precipitation과 size-exclusion chromatography를 결합한 새로운 제조 공정 방식을 개발하여 대장균으로부터 엑소좀(세포밖소포체)을 대량으로 분리 및 정제하고 이를 활용하여 여러 마우스 항암 모델의 완전 관해 및 종양미세환경 내 암 항원 특이적인 stem-like T 세포의 침투 및 활성화를 검증한 연구이다.

Gram-negative 및 Gram-positive 박테리아에서 유래된 세포밖소포체(EVs)가 뛰어난 항암 반응을 유도할 수 있음에도 불구하고, 박테리아 EVs의 대규모 생산은 새로운 면역항암치료제 개발의 장애물로 남아 있다. 본 연구에서는 Escherichia coli EVs, 즉 outer membrane vesicles (OMVs)의 대량 생산을 위한 새로운 제조 공정 방식을 개발하였다. Metal precipitation과 size-exclusion chromatography를 결합함으로써 160 L의 conditioned medium으로부터 3.93 × 1015 particles에 해당하는 357 mg의 E. coli OMVs를 분리하였다. 대량으로 생산된 E. coli OMVs를 활용하여 항암 반응을 확인한 결과, 두 개의 마우스 종양 모델의 완전관해가 유도되었고, 신항원을 발현하는 종양 모델에서 종양 미세환경에 대한 분석을 진행한 결과, E. coli OMVs에 의하여 CD8+ T 세포, 특히 TCF-1과 PD-1을 높게 발현하는 암 항원 특이 CD8+ T 세포의 침투와 활성화가 증가되는 것을 밝혀냈다. 또한 면역관문억제제로 널리 사용되고 있는 anti-PD-1 항체와의 병용투여를 진행하여 종양 성장 억제와 종양 미세환경 내 암 항원 특이적 stem-like CD8+ T 세포의 침투 및 활성화를 확인함으로 병용투여에 의한 시너지 효과를 검증하였다. 따라서 본 연구는 차세대 면역항암치료제 개발의 새로운 후보로서 E. coli OMVs의 뛰어난 항암 효과를 밝히고, 더 나아가 공정개발의 단계에서 매우 중요한 대량 생산 과정의 새로운 방법을 제시함에 있어 큰 의의가 있다.

< 대량생산한 E.coli OMVs와 Anti-PD-1 항체의 병용투여 시너지 검증 결과 >

논문링크 : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jev2.12357