근육 통증과 피로를 일으키는 '피로 물질'로 알려진 젖산(Lactate)이 세포 성장과 혈관 생성을 촉진하는 신호물질로 작용, 암세포를 키우고 전이(轉移)를 촉진한다는 사실이 국내 연구진에 의해 규명됐다.
17일 미래창조과학부에 따르면 한국생명공학연구원 유전체구조연구센터 염영일 박사팀은 저산소 환경의 암세포에서 발현이 증가하고 암세포 성장과 주변 혈관 생성을 촉진하는 발암성 단백질 'NDRG3'을 새로 발견하고 이 단백질이 젖산에 의해 조절된다는 사실을 확인했다. NDRG3은 현재까지 세포내 기능이 거의 알려지지 않은 신규 유전자다.
이에 따라 향후 젖산과 작용하는 세포신호전달체계 조절을 통한 암 및 염증질환 치료제 개발이 기대된다.
젖산은 급격한 운동 시에 근육세포에서 세포 에너지원인 포도당이 분해될 때 생산·분비되며 근육통증을 유발하는 피로 물질로 잘 알려져 있다. 특히, 젖산은 세포증식 활동이 활발한 암세포에서 다량 생성된다. 저산소 상태에서 암세포에 의한 젖산 생성이 암의 악성화와 관련 있다는 것이 일부 보고된 바 있지만 암세포에서 젖산의 역할과 세부적인 작용기전에 대해서는 밝혀지지 않았다.
연구팀은 실험을 통해 NDRG3 혹은 젖산생성 효소가 결여된 간암세포주는 종양형성 능력이 현저히 떨어지는 것을 확인했다. 반대로 젖산생성 효소가 결여된 간암세포에 NDRG3을 인위적으로 발현시키면 간암세포의 종양형성이 크게 증가하는 것을 밝혀냈다.
이는 암세포가 저산소 환경에서 다량으로 만들어내는 젖산이 암 촉진 단백질인 NDRG3을 증가시키고 NDRG3은 암세포에 성장을 촉진하는 신호를 보내 암을 악화시킨다는 것을 보여준다고 연구진은 설명했다.
정상적인 세포에서는 NDRG3이 생성됐다가 세포성장 촉진 등 기능을 하고 바로 분해돼 없어지지만, 암세포의 저산소 환경에서 젖산이 다량 생성되면 NDRG3이 젖산과 결합해 분해되지 않고 축적되면서 암세포의 성장과 악성화를 유도한다는 것이다.
염영일 박사는 "이번 연구는 암 및 염증 질환을 효과적으로 치료하기 위해선 젖산의 생성을 조절하는 것이 중요하다는 사실을 밝힌 것"이라며 "암세포의 대사과정과 신호전달체계를 동시에 표적으로 하는 효율적 암 치료제뿐만 아니라 염증 질환, 심혈관 질환, 고산병, 근위축증 및 근육노화 관련 질환 등의 치료제 개발에도 기여할 것"이라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 생물학 분야의 세계적 저널인 셀지(Cell)에 16일자(현지시간) 온라인 판에 실렸다.
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