암 새 원인 발견...'맞춤형 항암제' 시대 열리나

미래창조과학부와 보건복지부는 고려대학교 김형기 교수 연구팀이 암줄기 세포가 스스로 세포 내에서 특이 신호를 활성화시켜 암의 악성을 유지하고, 암 세포 성장을 촉진시킨다는 사실을 발견했다고 11일 밝혔다.

암줄기세포는 거의 대부분의 암에서 발견되며, 정상 성체줄기 세포와 유사하게 자기재생과 분화능력을 가지고 있는 소수의 암세포다. 암줄기세포는 대부분의 종양 조직에서 암의 생성, 전이 등에 중요한 역할을 하며 항암 방사선 치료에 대한 내성이 높아 암 재발 가능성을 높이는 주요 원인으로 지목된다.

정상적인 성체줄기세포와 유사하게, 암줄기세포도 혈관 주변 혹은 저산소 지역과 같은 종양 미세환경에 의존하며 생존하는 것으로 알려져 있다. 하지만 종양 미세환경이 형성될 가능성이 낮은 암 발생 초기에는 이들 미세환경-뇌종양 줄기세포 가설에 의한 암 발생을 설명하기에는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 암줄기세포 미세환경이 없는 곳에서도 뇌종양 줄기세포 스스로가 줄기세포의 특성을 유지하며 암 생성을 촉진할 수 있는 새로운 메커니즘이 존재할 것이라는 가설을 제시하게 되었다.

연구팀은 실제 줄기세포가 생존하기 어려운 환경에서도 외부신호의 도움 없이 뇌종양 줄기세포가 성장하고 뇌종양줄기세포 내 높게 발현하고 있는 세포분화억제인자인(ID1) 단백질이 외부 신호 없이도 암줄기세포를 유지시키고 악성암이 성장할 수 있도록 돕는다는 사실을 확인했다.

특히 이번 연구 결과를 통해 암 줄기세포 스스로가 세포 내 여러 줄기세포 신호 체계를 동시에 활성화시켜 암 악성화를 야기하는 것을 확인했다. 따라서 줄기세포 특성을 조절하는 단일 신호 억제제 보다는 비정상적으로 활성화되는 다양한 줄기세포 신호 억제제를 복합적으로 처리하는 것이 암세포만 타겟으로 한 맞춤형 항암치료의 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 재발 가능성이 높은 뇌종양 줄기세포에서 암을 만드는 암줄기세포의 메커니즘을 발견한 것으로서, 암줄기세포의 특이신호를 억제하는 방법으로 암을 궁극적으로 치료할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다는데 의의가 있다.

김형기 교수는 "현재의 항암치료 방법 중 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 것이다”고 연구의 의의를 설명했다.

김 교수 연구팀은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구)와 보건복지부 세계선도 의생명과학자 육성사업(Medi-Star) (개인연구)의 지원으로 연구를 수행하였으며, 연구결과를 세포생물학 분야 국제적 저명 학술지 셀 리포트(Cell Reports) 7월 28일자에 게재했다.