암전이 억제유전자의 발현을 조절함으로써 암 전이를 온-오프(On-Off)할 수 있다는 기전이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 규명됐다.
보건복지부는 작년 4월 영국의 과학저널인 네이처지(Nature誌)에 유전자의 암전이 억제 효과를 발표한 서울대 생명과학부 백성희 교수팀이 그 후속연구를 진행해 1년 만에 또다시 SUMO 단백질이 암전이에 미치는 기능을 연구해 그 결과를 Nature 자매지인 '네이처 셀바이올로지(Nature Cell Biology)지에 발표하는 등의 성과를 거뒀다고 15일 밝혔다.
네이처 셀바이올로지는 이 연구의 중요성을 높이 평가해 '주목할만한 논문(highlighted paper)'으로 특별히 선정, 'SUMO가 암전이의 On/Off를 바꾼다'는 제목으로 자료를 작성해 전 세계 언론사에 직접 배포했다.
백 교수는 지난 1년 동안 네이처(Nature), 셀(Cell) 등 세계적인 학술지에 4편 이상의 논문을 발표함으로써 국내외 생명과학계의 지대한 관심을 끌고 있다.
이번 연구결과는 암 정복의 최대 난제로서 모든 암의 마지막 단계에서 공통적으로 발생하는 암 전이를 효과적으로 차단할 수 있는 새로운 표적을 발굴했다는 점에서 그 의미가 매우 큰 것으로 평가되고 있다.
특히 이 표적을 이용하면 암세포만이 갖고 있는 특성을 이용해 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만을 선택적으로 공격할 수 있는 신개념 항암제 개발이 가능하다.
백 교수는 작년 4월에 암전이 억제 유전자의 발굴 및 작동 메커니즘 연구를 네이처지에, 올 2월에는 전립선암에서 호르몬 치료법에 내성이 생기는 기전을 연구해서 Cell과 PNAS 저널에 발표하기도 했다.
이번 연구는 우리나라 유일의 암전문국가연구개발사업으로서 국립암센터가 관리하고 있는 보건복지부 '암정복추진연구개발 사업'의 지원을 통해 수행됐다.
■연구배경
백 교수 연구팀은 Reptin 단백질과 결합하는 단백질들을 프로테오믹스 방법으로 분리 정제를 시도했는데 놀랍게도 SUMO 단백질의 조절에 관여하는 단백질이 발견돼, 암전이와 SUMO와의 연관성과 조절기작에 대한 연구를 수행해 암전이 과정에서 SUMO라는 새로운 player를 밝혀냈다.
이 SUMO가 reptin에 결합하면 이는 Reptin의 기능을 바꿔서 KAI1 암전이 억제유전자의발현을 막는다. 반대로 SUMO가 Reptin에서 떨어지면 KAI1이 활성화되어 암전이가 억제된다.
결과적으로 Reptin에 SUMO가 붙고 떨어지는 것을 조절함으로써 암세포의 전이 능력을 간섭하고 조절할 수 있음을 증명했다. 백 교수팀은 "이번 연구는 암전이를 조절하는 새로운 인자를 발굴했다는 데에 의의가 있으며 새로운 암치료제의 발굴을 위한 기반연구로 활용될 수 있다"고 밝혔다.
■연구개발 내용
정상상태의 전립선세포주에는 Reptin에 SUMO가 결합하지 않은 형태가 많이 존재하고 전이단계의 전립선 암세포주에는 Reptin에 SUMO가 결합한 형태로 많이 존재한다. 또한 전이단계의 세포주에는 Reptin에 SUMO를 결합시키는 효소가 많고 반대로 Reptin에서 SUMO를 제거하는 효소는 그 양이 별로 없는 것으로 나타났다.
이를 토대로 백 교수팀은 Reptin의 SUMOylation 상태에 따라 암전이가 어떻게 조절되는지를 알아보기 위해 그 분자적 기전을 심도 있게 연구한 결과, 전이단계의 전립선 암세포주에 SUMOylation 되지 않는 Reptin 돌연변이체를 과발현시키면 놀랍게도 KAI1 유전자는 활성화되고 암전이가 억제됐다.
또한 SUMOylation 돼 있는 Reptin으로부터 SUMO를 잘라내는 효소를 과발현시킨 경우에도 암전이가 억제됐다.
이는 Reptin에 SUMO가 결합하면 KAI1의 발현이 억제돼 암전이가 일어나고 Reptin에 SUMO가 결합하지 않으면 KAI1을 억제하지 못해 KAI1이 활성화되고 결국 암전이가 억제된다.
■연구결과 의의
이번 연구결과는 암연구 분야의 최대 난제인 암전이 분야에서 SUMOylation이 암전이 억제유전자의 발현을 조절함으로써 암전이를 On/Off할 수 있다는 기전을 최초로 규명한 것으로 생명과학 분야의 새로운 패러다임을 창출했다는 점에서 그 학술적 의의가 크다.
또한 모든 암의 마지막 단계에서 공통적으로 발생하는 암전이를 직접 차단할 수 있는 표적을 제공함으로써 암세포만을 선택적으로 공격하는 신개념 항암제를 개발할 수 있는 기반을 마련했고, 새로운 표적 발굴을 통한 암전이 억제 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의미를 부여할 수 있다는 해석이다.
[성인병뉴스] 기사입력 2006-05-15, 9:26
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