김형기 교수팀 연구, 뇌종양 등 암 정밀 표적치료 가능성 기대
암 발생과 전이·재발의 원인인 암줄기세포가 스스로 세포 내 특이신호를 활성화시켜 암의 악성을 유지하고, 암 세포 성장을 촉진시키는 것으로 확인됐다.
고려대학교 생명과학대학 생명공학부 김형기 교수(교신저자)·전혜민 박사·미국 클리블랜드 클리닉 김훈 박사팀(공동 제1저자)이 수행한 이번 연구결과는 포생물학 분야 국제적 저명 학술지 셀 리포트(Cell Reports) 7월 28일자에 게재됐다.
암줄기세포는 벌 조직에서의 여왕벌처럼 대부분의 종양 조직에서 암의 생성·전이 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 일상적인 줄기세포 미세환경에서는 외부신호 전달물질인 소닉헷지호그(SHH)와 윈트(WNT)가 분비돼 줄기세포 신호를 활성화시켜 정상 줄기세포를 유지시킨다.
연구팀은 이번 연구를 통해, 줄기세포가 생존하기 어려운 환경에서도 외부신호의 도움 없이 뇌종양줄기세포가 성장하고 암세포가 성장하는 것을 확인했다. 또 뇌종양줄기세포 내 높게 발현하고 있는 세포분화억제인자인(ID1) 단백질이 외부 신호 없이도 암줄기세포를 유지시키고 악성암이 성장할 수 있도록 돕는다는 사실을 밝혀냈다.
▲뇌종양줄기세포가 외부의 도움없이 스스로 세포 내 SHH와 WNT 신호를 동시에 활성화시켜 줄기세포 성격을 유지하는 메커니즘 제시
덧붙여 연구팀은 세포분화억제인자 단백질이 퀄린3(CULLIN3)을 억제해 외부신호인 소닉헷지호그와 윈트의 도움 없이도 세포 내부의 글라이2(GLI2)와 디세빌드2 (DVL2) 줄기세포 신호체계를 지속적으로 활성화할 수 있도록 돕는다는 점도 확인했다. 또한 세포분화억제인자 단백질이 세포분열촉진인자인 시이클린(Cyclin E) 단백질을 증가시켜 암세포가 성장할 수 있도록 돕는다는 사실도 발견했다.
세포 내재적으로 생성되는 다양한 줄기세포 신호조절 메커니즘은, 346명의 환자 데이터를 분석한 결과 48명에서 활성화되어 있었으며, 이들 신호를 암줄기세포에서 동시에 제어했을 때 암줄기세포의 특성을 효과적으로 억제하는 것을 확인했다.
김형기 교수는 “암 재발에 중요한 역할을 하는 단백질과 관련된 메커니즘을 뇌종양줄기세포를 통해 밝혔고 연구결과를 뇌종양 환자 346명의 자료 분석을 통해 재확인했다"며 "줄기세포 특성을 조절하는 단일 신호 억제의 접근이 아닌 각 암줄기세포 특성에 따라 표적 맞춤형 복합 항암치료를 하는 것이 암의 전이나 재발을 방지할 수 있는 새로운 치료 대안이 될 것"이라고 연구의 의의를 밝혔다.
이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업과 보건복지부 세계선도 의생명과학자 육성사업의 지원으로 수행됐다.