암세포와 가까운 지방세포는 암의 성장과 생존을 돕고 항암제 효과까지 떨어뜨리는 '조력자'로 바뀌는 것으로 알려져 있는데, 국내 연구진이 이 과정을 조절하는 단백질을 새롭게 찾아냈다. 이 단백질을 제거한 생쥐는 대조군보다 종양 무게가 최대 56%까지 줄었다.
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| ▲ 연구진들. 왼쪽부터 강병헌 UNIST 교수, 공선영 국립암센터 교수, UNIST 윤남구·김소연 박사. [울산과기원 제공] |
울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 강병헌 교수와 국립암센터 공선영 교수팀이 세포 속 미토콘드리아 단백질인 TRAP1이 유방암 주변 정상 지방세포가 '암 연관 지방세포'(CAA·Cancer-Associated Adipocyte)로 바뀌는 과정을 조절한다는 사실을 규명하고, 이를 억제하면 기존 항암제의 효과를 높일 수 있음을 동물실험으로 입증했다고 4일 밝혔다.
'암 연관 지방세포'는 염증 물질과 지방세포 유래 분비 단백질을 내보내 암세포의 증식과 생존을 돕고, 항암제도 잘 듣지 않게 만드는 것으로 알려져 있다.
이번 연구에 따르면, TRAP1은 세포 미토콘드리아의 에너지 생산이 잘 돌아가도록 함으로써 정상 지방세포가 암 연관 지방세포로 바뀌는 mTOR–PPARγ 경로가 계속 작동하도록 한다. mTOR–PPARγ 경로는 에너지가 부족할 때 켜지는 AMPK가 제동을 거는데, TRAP1이 에너지 생산을 유지시키면서 AMPK가 작동하지 않게 되는 것이다. 실제 유방암 환자 31명의 종양 주변 지방조직에서는 TRAP1 발현량이 정상 지방조직보다 3.03배 높았다.
유전자 조작으로 생쥐의 TRAP1을 제거하자 지방세포의 미토콘드리아 기능이 감소했고, 암을 돕는 지방세포로의 변화도 억제됐다. 덕분에 종양 무게는 최대 56% 줄었으며, 기존 유방암 항암제를 함께 투여했을 때 항암 효과가 더욱 높아졌다.
TRAP1을 직접 억제하는 약물 후보를 투여했을 때도 비슷한 효과가 나타났다. 주사제인 후보물질 가미트리닙과 시스플라틴 항암제를 함께 투여한 생쥐는 무처리군보다 종양 무게가 76% 줄었다. 특히 먹는 약 형태로 개발 중인 TRAP1 억제제 SB-U015는 뚜렷한 독성 없이 시스플라틴과 파클리탁셀의 종양 억제 효과를 높여, 항암제 내성을 극복할 유망한 치료 후보물질로서 잠재력을 보였다.
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| ▲ 연구그림. 유방암 주변 지방세포의 암 연관 지방세포 전환과 TRAP1 억제의 효과 이미지. |
강병헌 교수는 연구 성과를 UNIST 교원창업기업 '스마틴바이오'에 기술이전해 후속 항암 신약 개발을 진행하고 있다.
공선영 국립암센터 표적치료연구과 교수는 "유방암 주변 지방세포가 항암제 내성에 미치는 역할을 규명한 연구"라며 "기존 항암제에 잘 반응하지 않는 환자뿐 아니라 난소암, 췌장암, 전립선암처럼 지방조직과 가까이서 자라는 다른 암종에도 적용할 수 있도록 TRAP1 억제제의 임상 가능성을 검증하는 후속 연구가 필요하다"고 강조했다.
강병헌 UNIST 생명과학과 교수는 "이번 연구는 암세포뿐 아니라 암을 둘러싼 정상 지방세포의 미토콘드리아까지 함께 조절하면 항암 효과를 높일 수 있음을 보여준다"며 "암세포와 주변 환경을 동시에 겨냥하는 항암 치료제 개발에 활용될 수 있을 것"이라고 전했다. 이번 연구에는 UNIST 생명과학과 윤남구·김소연 박사가 공동 제1저자로 참여했다.
연구 결과는 국제학술지 '시그널 트랜스덕션 앤드 타깃드 테라피'(Signal Transduction and Targeted Therapy, 피인용지수 81.2)에 7월 28일 온라인 공개됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단, 국립암센터, 국가신약개발재단의 지원을 받아 이뤄졌다.
KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr
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