황화수소

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황화수소는 일반적으로 매우 독성이 강한 가스입니다. 그러나 Angewandte Chemie 저널에 보고된 연구자 팀이 최근 발견한 것처럼 신중하게 준비하면 암 치료에서 광열 요법(PTT)을 지원하는 데 사용할 수 있습니다. 팀이 보고한 바와 같이, 황화수소를 방출하는 보조제는 종양 세포가 자연적인 열 보호 기능을 상실하여 PTT에 훨씬 더 민감해지게 만듭니다.

기체 황화수소를 흡입하면 대개 질식하게 됩니다. 그 기체가 세포의 동력실인 미토콘드리아의 호흡 사슬을 억제하기 때문입니다. 그러나 분자 황화수소는 소량으로 세포에 전달될 때 완전히 독성을 띠지는 않습니다. 대신 메신저 분자 역할을 하며 암세포 성장에 중요한 역할을 합니다. 이를 염두에 두고 싱가포르 국립대학교의 Xiaoyuan (Shawn) Chen과 함께 연구하는 연구팀은 종양 세포의 열 보호 메커니즘에서 황화수소의 영향에 중점을 두었습니다.

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연구팀이 이 각도를 선택한 이유는 종양세포가 과도한 열로부터 자신을 보호하는 능력을 갖고 있기 때문이다. 본질적으로 광열 치료의 목적은 암세포를 안쪽에서 바깥쪽으로 "끓이는" 것입니다. 필요한 온도에 도달하기 위해 세포에 도입된 감광제는 들어오는 레이저 빛을 열로 변환합니다. 그러나 종양 세포는 열 충격 단백질(HSP)의 생성을 증가시켜 이러한 열 공격에 반응하여 치료 효과를 감소시킵니다.

그러나 HSP를 만들기 위해서는 세포가 미토콘드리아 호흡 사슬에서 생성된 에너지 등가물을 필요로 하며, 바로 여기에 Chen과 팀이 개입했습니다. 그들은 황화수소가 적절한 양으로 종양 세포에 방출되면 미토콘드리아 호흡을 방해하고 HSP 생산을 억제하며 종양 세포가 스스로를 보호하는 것을 더 어렵게 만든다는 것을 발견했습니다. 연구진은 황화수소 기증자로 FDA 승인 아네톨 트리티온을 선택했습니다. 이 약물은 원래 구강 건조증 치료제와 담즙 분비 자극에 사용되었지만 세포에서 분해될 때 황화수소를 지속적으로 방출하는 능력으로도 알려져 있습니다.

광열 치료를 완성하기 위해 연구팀은 아네톨 트리티온 유도체를 황화구리 나노디스크와 결합했습니다. 이는 PTT에서 근적외선 빛을 효율적으로 열로 변환하는 감광제로 사용됩니다. 단회 투여 치료로 이전에 유방 종양이 이식된 실험용 쥐의 종양이 단 며칠 만에 박멸되었습니다. Chen과 팀은 또한 보조제-감광제 조합을 사용하여 더 낮은 온도에서 PTT를 수행하여 주변 건강한 조직의 손상을 제한할 수 있음을 발견했습니다. 저자는 효과적인 PTT에 대한 보다 일반적인 접근 방식으로 황화수소 공여 보조제를 사용하는 이러한 에너지 리모델링 접근 방식을 사용할 것을 제안합니다.

참고 자료: Cheng J, Zhu Y, Dai Y, 외. 경미한 광열 치료를 위한 가스 매개 종양 에너지 리모델링. Angew Chem Int Ed. 2023:e202304312. 도이: 10.1002/anie.202304312

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