암, 전이 일어나는 유전자 경로 밝혔다

암세포 전이 억제‧촉진하는 단백질 조절하면 예방 가능

암의 전이가 조절되는 유전자 경로가 밝혀져 이를 막는 새로운 치료기술 개발이 가능해질 전망이다.

미래창조과학부는 한국원자력의학원 엄홍덕 박사팀이 암세포에서 변이가 자주 관찰되는 complex I 효소와 p21 단백질을 통해 암 전이가 조절되는 경로를 밝혀, 암세포 전이를 막는 새로운 치료기술 개발의 가능성이 열렸다고 2일 밝혔다.

암 전이는 암세포가 원래 발생한 조직이나 장기로부터 다른 조직이나 장기로 이동하는 것을 말한다. 특히 ‘두 번째 암’으로 불리는 전이암은 치료 방법이 제한적이거나 치료효과가 낮은 경우가 많고, 암 전이가 일어나는 원리에 대해 밝혀진 바가 거의 없어 극복에 어려움이 있었다.

지난 1997년부터 2011년까지 국가암등록통계에 따르면, 암 환자 생존율이 66.3%인데 반해, 전이암 생존율은 18.7%에 불과할 정도다.

엄홍덕 박사팀은 폐암 세포와 쥐를 이용한 동물실험을 통해 complex I 효소가 암 전이를 촉진하는 핵심 인자임을 처음으로 밝히고 이 효소의 조절 경로를 확인했다.

complex I 효소는 활성산소 생성을 통해 암 전이를 촉진하는데, 이러한 전이 과정은 세포 사멸 단백질로 알려진 ‘Bax 단백질’을 통해 제어되며, Bax 단백질은 다시 다른 단백질들과 결합을 통해 암의 전이를 조절 경로를 규명함으로써 암 전이 제어기술의 개발이 가능해 졌다.연구팀은 또한 세포 성장을 조절하는 것으로 알려진 p21 단백질이 암 전이를 촉진하는 물질(slug)을 분해함으로써 암 전이를 억제하는 것과 이 과정에 관여하는 여러 단백질들의 분자적 결합과정도 처음으로 규명했다.

p21 단백질은 암 억제 인자로 유명한 p53을 비롯한 다른 단백질들과 거대 결합체를 형성해 slug를 분해하는 것으로 나타났으며, 특히 이 과정에서 p21과 p53의 협력성은 학계의 비상한 관심을 받고 있다.

이번 연구를 통해 암 전이를 촉진하는 작용은 억제하고, 암 전이를 억제하는 작용은 상승시키는 다양한 치료법의 실용화 가능성이 열렸으며, 향후 환자의 유전적 특성에 따른 암 전이 예방을 기대할 수 있게 됐다.

Complex I 시스템에 변이가 일어난 환자와 p21 시스템에 변이가 생긴 환자를 구분해 각각에 적합한 암 전이 억제 치료법 및 치료기술의 개발이 가능해 진 것이다.

미래창조과학부에서 지원하는 방사선기술개발사업의 일환으로 수행된 이번 연구 결과는 이달 세계적 권위의 분자생물학과 암 생물학 학술지인 ‘EMBO Reports’와 ‘Oncotarget’에 두 편의 논문으로 게재됐다.

이번 연구는 암의 전이가 일어나는 새로운 핵심 경로를 밝혀 암 극복을 위한 새로운 기술 개발의 가능성을 열었다는 관점에서 그 의미가 크다.

엄홍덕 박사는 “그간 암 환자에서 complex I과 p21의 변이가 많이 관찰됐으나 그 의미를 정확히 알기는 어려웠다”며 “이번에 규명된 전이 경로를 바탕으로 암 전이 억제를 극대화하는 물질이나 기술을 개발하면 암 전이를 사전에 차단해 암환자 생존율 향상에 크게 기여할 것”이라고 내다봤다.

[주요 용어]

complex I - 세포 속의 미토콘드리아에 위치하는 거대 효소로서 세포의 에너지 대사에 관여함

p21 - 세포 성장을 조절하는 단백질

Bax 단백질 - 결함이 있거나 체내에서 필요가 없어진 세포를 죽이는 단백질

p53 : 가장 대표적인 암 억제 단백질

Slug : 암 전이 촉진 단백질

Bcl-w : 세포사멸 억제 단백질

Mdm2 : 단백질 분해 유도 효소

활성산소 : 강력한 산화력을 보유한 산소의 불완전한 환원체. 세포내에서 아주 다양한 경로를 통해 생성될 수 있지만 에너지를 생성하는 미토콘드리아 호흡의 부산물로 주로 생성되는 것이 가장 대표적임. 생성된 활성산소는 그 양과 생성 기간에 따라 세포 사멸, 노화 등을 유도할 수 있다고 알려져 있음.