세포 "자식작용"으로 암 세포 죽인다

서울아산병원 황정진 교수팀, 자식작용 유도 표적치료제 후보물질 발견

화학물질 "BIX-01294"…대장암·유방암 등 암세포 사멸 50~100% 증가시켜

세포가 자신의 불필요한 성분을 스스로 잡아먹는 "자식작용"을 인위적으로 과잉 유발시켜 암세포를 죽도록 만드는 새로운 표적 치료제 후보물질이 국내 연구진에 의해 발견됐다.

서울아산병원 아산생명과학연구원 의생명연구소 황정진 교수팀은 자식작용이 과하게 일어나면 세포가 죽는 현상에 착안해, BIX-01294(이하 BIX)라는 화학물질로 암세포의 과잉 자식작용을 유도함으로써 암세포를 사멸시키는데 성공했다.

특히 이번 연구결과는 대부분의 암 치료제가 불필요한 세포가 스스로 죽도록 명령하는 세포자살(apoptosis)을 유도하는 것과는 기전이 다르다.

암 세포의 경우는 세포자살에 관계된 유전자의 돌연변이로 인해 세포자살이 잘 일어나지 않아 기존 항암제의 효과에 한계가 있었지만, 자식작용을 경유한 세포사(死) 원리를 항암제 개발에 적용하면 기존의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

황 교수팀은 2400여개의 화학물질 라이브러리를 기반으로 자식작용 유발 효과가 높은 BIX를 선별, 이를 유방암 세포주와 정상 유선 상피 세포주에 10 마이크로몰라 농도(μM)로 배지에 첨가해 24시간 동안 배양했다.

이어 MTT assay(세포 생존율 측정기법)을 이용해 세포사멸 효과를 측정한 결과, 암 세포주에서 정상 세포주 대비 세포사가 50% 증가한 것을 확인했다.

또 BIX는 암세포의 성장을 돕는 G9a 효소를 억제하고, 세포 내의 활성산소를 증가시켜 암세포의 과잉 자식작용을 촉진하는 것으로 확인됐다.

그 결과 G9a효소의 발현 정도가 28배 높은 유방암·대장암 환자의 종양 세포를 배양해 BIX를 처리하는 경우에는 세포사가 100%까지 증가했다.

황정진 교수는 "자식작용을 경유한 세포사 원리가 향후 항암제 개발 등 임상에 성공적으로 적용되면 암환자들이 겪는 부작용과 이상 반응을 최소화해 삶의 질을 높이는데 기여할 수 있을 것"이라며 "후속 연구를 통해 적용 가능한 암 종과 치료 반응성이 큰 환자를 선정할 수 있는 바이오마커를 추가로 발굴하겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 인용지수 12.042의 의학 전문 학회지 <자식작용(Autophagy)>저널 12월호에 게재됐다.

* 자식작용(Autophagy)

자식작용이란 세포가 영양소 결핍에 반응해 비정상 단백질 등 불필요하거나 기능을 제대로 하지 못하는 세포 성분을 분해해 재사용하는 작용이다. 일반적으로 자식작용이 제대로 이뤄지지 않으면 퇴행성 신경질환이나 암이 발병하는 것으로 알려져 있으나, 이번 연구는 자식작용이 과도하게 일어날 경우 세포사로 이어진다는 것에 착안했다.

* G9a 히스톤 메틸화 효소(G9a histone methyltransferase)

G9a는 히스톤(histone) 단백질을 메틸화시켜서 특정 단백질의 양을 감소시키는 효소이다. G9a 효소에 의하여 발현이 감소되는 단백질로는 암세포 성장 억제 단백질이 알려져 있다.

출처- 의협신문 이정환 기자