Oncogene 지 발표, "암줄기세포의 새로운 치료가능성 열어"

건국대 연구팀이 인체에 치명적인 암줄기세포를 억제해 암세포의 사멸을 촉진시킬 수 있는 새로운 조절기전을 처음으로 규명했다.

건국대학교 KU융합과학기술원 화장품공학과 배승희 교수(교신저자. 오른쪽)와 안성관 교수(연구총괄책임. 왼쪽) 최영민 박사과정생(제1저자) 연구팀은 암줄기세포를 유발하는 치명적 효소인 ‘무사시(Musashi)’의 기능을 억제해 암세포 사멸을 촉진하는 효소 'DBC2 (Deleted in Breast Cancer 2)'의 조절기전을 세계 최초로 규명했다.

무사시 효소가 암을 악화시킨다는 것과 DBC2 효소가 암을 억제한다는 것은 보고됐지만, 이 둘 사이의 관계와 새로운 조절기전을 규명한 것은 이번이 처음이다.

DBC2는 무사시를 매우 강력하게 분해시켜, 무사시에 관련된 모든 암세포, 특히 유방암의 진행과정이 억제될 수 있음을 시하한다. 유방암에서 DBC2의 유전자가 결손되어 있거나, 활성이 떨어져 있어, 암의 재발이 높아지고 항암제를 활용한 치료가 어려운 것으로 밝혀져, DBC2의 조절 기전을 통해 항암치료 및 암 재발 위험도를 낮추어 주는 새로운 치료제 개발이 가능해진다. 최근 과학자들에 의해 유방암, 간암, 폐암 등 다양한 고형암을 비롯하여, 림프성 및 골수성 백혈병 등 혈액암 발병과 암줄기세포의 발생에 핵심적으로 관여하는 효소로 무사시가 존재한다고 밝혀졌다. 특히 정상세포와 비교하여 암세포에서는 무사시가 비정상적으로 활성화되어 있으며, 무사시의 활성화는 암세포의 성장, 전이, 항암제 내성 및 재발 등을 촉진시키는 것으로 알려져 왔다.무사시(Musashi)는 줄기세포의 성장, 대사 및 암줄기세포의 형성을 촉진하는 효소로, 줄기세포의 생존과 관련된 모든 기능에 핵심적인 역할을 담당합니다. 무사시가 정상줄기세포에서 활성화되면 줄기세포의 생장에 관련된 모든 기능이 활성화되며, 다양한 암의 원인이 되는 암줄기세포에서 비정상적으로 활성화 되어 있다는 사실이 확인됐다.

따라서 무사시의 수명을 조절하는 세포 내 인자의 발굴은 다양한 암종의 발생뿐만 아니라 줄기세포를 조절할 수 있는 신규조절기전으로 매우 중요한 가치가 있다. 뿐만 아니라 피부줄기세포에서 무사시의 조절은 피부의 노화 및 항상성 유지에 매우 중요하다고 보고되고 있다.

건국대 KU융합과학기술원 연구팀은 다년간의 연구를 통해 세계 최초로 세포 내 무사시만을 선택적으로 분해할 수 있는 신규 효소를 발굴하는데 성공했다.

연구팀은 자체 개발한 인간 유전체 대상 결합단백질 발굴 시스템(Genome-wide Interacting Protein Screening Method)과 시험관 내 유비퀴틴화 시험법(In vitro Ubiquitination assay)을 접목해, 암억제 효소 DBC2의 결합단백질 무사시를 발견했으며, DBC2는 무사시를 매우 강력하게 분해시켜, 무사시에 관련된 모든 암세포, 특히 유방암의 진행과정이 억제될 수 있음을 규명했다.

뿐만 아니라, 같은 유방암 환자라 하더라도 DBC2의 양이 많은 사람은 무사시의 양이 낮아져 암의 단계가 낮고 재발될 가능성도 낮은 반면에, DBC2의 양이 낮아 무사시의 양이 많아진 환자는 암의 단계가 높고 재발될 가능성도 높다는 사실을 규명하여 유방암의 진단과 치료제 개발에 새로운 가능성을 열었다.

안성관 교수는 “암줄기세포에서 무사시의 활성은 매우 위험한 암종으로 발전할 가능성이 있기 때문에, 무사시를 분해시키는 DBC2 의 발굴은 매우 의미 있는 연구성과이며, 관련 세부적인 기전까지 밝혀냄으로써, 이 효소만 잘 활용한다면 향후 항암치료 및 암 재발 위험도 낮추어 주는 새로운 치료제 개발에 중요한 역할을 담당할 수 있다. 또한 후속연구를 통해 피부에서 무사시의 조절이 피부의 노화와 항상성 조절에 핵심적 역할을 수행하는 것도 밝힘으로써, 다양한 질병뿐만 아니라 노화의 비밀을 풀 열쇠가 될 수 있다” 고 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 ‘중견연구자 지원사업(전략연구)'과 ‘신진연구자 지원사업’의 지원을 받아 이뤄졌으며 수행되었으며, 네이처(Nature)에서 발간하는 기초 의학 분야의 권위 있는 국제 학술지 '암유전자(Oncogene)' (Impact Factor 7.932, Oncology 분야 상위 7%) 최신호(2017.05.18)에 게재됐으며, 피부를 대상으로 한 후속연구는 BioMed Central 피부의과학지(Biomedical Dermatology)에 게재될 예정이다.