암줄기세포 줄기세포능의 억제와 분화를 동시에 유도하는 새로운 암 치료 전략이 제시됐다.

2일 한국연구재단에 따르면, 고려대 김형기 교수 연구팀은 암줄기세포 줄기세포능의 억제와 분화에 대한 연구를 통해 이 같은 암 치료법을 새롭게 제시했다.

대부분의 종양조직에서 발견되는 암 줄기세포는 암의 발생과 전이의 원인이다. 또 암줄기세포는 방사선 치료 시 내성을 키워 암의 재발율을 높이기도 한다. 최근 암줄기세포를 표적으로 하는 암 치료법이 한창 연구 중이지만, 암줄기세포의 줄기세포능만을 억제하게 되면 항암 효과가 미미하거나 암이 재발되는 등의 문제는 풀어야 할 숙제로 남아 있다.

이런 가운데 김 교수팀은 암줄기세포의 줄기세포능을 억제하는 한편, 분화 능력은 촉진하는 ‘채찍과 당근’의 투 트랙 전략을 제시해 관심을 끌고 있다.

연구팀은 줄기세포의 분화를 억제하는 전사조절인자인 ID1(Inhibitor of differentiation 1)은 줄기세포능과 분화 능력을 모두 조절함을 확인했다. 즉, ID1은 윈트(WNT) 및 소닉헷지호그(SHH) 신호전달계를 활성화 해 줄기세포능을 촉진시키는 한편, BMP 신호전달계 억제를 통해 분화를 막는다는 것이다.

연구팀은 이런 조절 과정을 거꾸로 돌려 뇌종양 줄기세포의 분화를 유도하게 되면 암의 억제가 가능함을 생쥐 모델의 연구를 통해 밝혔다. 즉, 악성뇌종양에 걸린 생쥐에 대해 줄기세포 억제제와 분화도제를 동시에 처리했을 때 생존율이 가장 높은 것으로 조사됐다.

김 교수는 이번 연구의 의미에 대해 “암줄기세포의 분화조절 과정을 규명하고, 줄기세포능과 분화유도능을 표적으로 종양을 억제하는 새로운 ‘항암분화치료’ 전략을 제시한 것”이라며 “다양한 종류의 암줄기세포에 대한 맞춤형 항암제 개발의 진보가 기대된다”고 했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부․한국연구재단 기초연구지원사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과를 담은 논문은 국제학술지 ’임상종양연구(Clinical Cancer Research)’ 12월 12일자에 실렸다. 다음은 연구팀과의 일문일답.

-연구를 시작한 계기는 뭔가.

▲뇌종양 줄기세포 특성을 유지하려면 줄기세포능을 부여하는 것도 중요하지만, 분화신호를 억제하는 것이 중요한 신호기작이다. 강력한 줄기세포능 전사조절인자인 ID1에 의한 줄기세포능 특성 메커니즘은 잘 규명되어 있지만, 분화가 어떻게 억제되는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않은 상태다. ID1의 분화억제 기전에 대해 연구하다가 줄기세포능 억제와 분화 유도를 동시에 시도하면 뇌종양이 억제된다는 연구 결과가 도출되었다.

ㅡ그동안의 연구 과정에 대해 설명해달라.

▲ID1의 분화억제 기전에 대해 연구하다가 생물정보학적 통계법으로 BMP 분화유도 신호를 확인했고, 줄기세포능을 억제하는 동시에 BMP 분화유도 신호를 활성화시켜 보니 암 줄기세포가 억제되면서 종양도 억제되는 현상을 관찰하게 되었다. 따라서 암줄기세포 항암분화치료 전략을 제시하게 되었다.

ㅡ연구 과정에서 어려움이 있었다면 무엇이었나.

▲WNT와 SHH 억제제들이 마우스에 복강주사 처리를 하면 뇌혈관장벽을 통과하지 못하는 경우가 발생하였다. 공동저자들의 추천으로 시약을 소개받아 억제제 및 유도제들과 같이 복강주사 처리를 해 주니 뇌혈관장벽을 통과해 뇌까지 전달됨을 확인했다.

ㅡ이번 연구는 성과는 무엇인가.

▲암 줄기세포 줄기세포능을 억제함과 동시에 분화를 유도하면 암 줄기세포를 억제하면서 궁극적으로 종양도 억제된다는 것을 확인하면서 항암분화 치료라는 전략을 제시한 것이다.

ㅡ앞으로의 연구 목표와 향후 계획에 대해 말해달라.

▲다양한 항암 전략이 제시될수록 환자 맞춤형 치료의 발전이 더욱 빨라질 것이라는 믿음이 있다. 본 연구에서 제시하는 항암분화치료 전략에 기존의 표준 치료법을 병행하면 다양한 환자에 대응되는 맞춤형 치료를 진행할 수 있을 것이다. 본 연구팀은 이 같은 환자 맞춤형 치료에 비중을 두는 연구를 계속할 계획이다.

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

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