뇌종양 형성 새 메커니즘 세계 첫 규명

삼성서울병원 난치암연구사업단, 아바타마우스 이용 새 발암 경로 밝혀 암 치료제 개발 전기

 

국내연구진이 뇌종양 발생을 억제할 수 있는 새로운 신호전달경로를 규명하여 암 치료제 개발에 새로운 전기를 마련할 것으로 보인다.

뇌종양의 일종인 난치성 교모세포종은 수술로 완전히 제거하기가 어려워 재발의 위험이 높고 항암 및 방사선 치료를 해도 예후가 불량하여 환자들과 가족들이 새로운 치료제 개발을 애타게 기다리는 실정이다.

삼성서울병원 난치암연구사업단 남도현 교수·김미숙 박사와 미국 클리블랜드클리닉 이정우 박사팀은 환자의 암 특성을 대변할 수 있는 아바타 마우스와 뇌종양줄기세포를 이용하여 발암유전자로 알려져 있는 EZH2를 조절할 경우 뇌종양의 억제 효과가 큰 것을 밝혀내고 이를 암 분야 최고권위의 학술지인 (IF 26.5점)에 게재했다.

이번 연구 성과는 뇌종양의 발생에 관련된 EZH2 유전자의 기능을 규명하고 이 유전자 억제시 괄목할만한 암 억제 효력을 입증한 세계 최초의 사례다.

이 메커니즘을 규명하기 위해 삼성서울병원 난치암연구사업단과 미국 클리블랜드클리닉은 오랜 기간 협력연구를 진행해왔다.

남도현 사업단장은 “환자를 대변 할 수 있는 아바타마우스 개발에 따른 큰 성과이며 이번 연구결과를 바탕으로 새로운 항암치료제 개발을 촉진 할 수 있을 것으로 기대된다”고 연구 의의를 밝혔다. 

EZH2는 지금까지 전사억제제로서의 발암유전자로 비교적 잘 알려져 있지만 또 다른 기능은 아직까지 구체적으로 밝혀진 바가 없었다.

난치암연구사업단 박사팀은 뇌종양 환자유래세포를 이용해 발암유전자인 EZH2가 암 줄기세포 증식유전자인 STAT3와 연결돼 신호전달계를 활성화시키고, 이 과정에서 뇌종양줄기세포의 종양형성능력을 촉진시켜 뇌종양이 성장한다는 새로운 메커니즘을 규명했다.

이러한 메커니즘을 견고하게 뒷받침하는 실험결과로 뇌종양 줄기세포에 EZH2를 억제하자 종양의 크기가 현저히 줄어드는 효과를 보였다.

<그림 1> 뇌종양 줄기세포의 변화
뇌종양 줄기세포(A)에 EZH2를 억제한 결과 뇌종양 줄기세포가 크게 줄어(B)들었다.          

         

또 이 결과를 뇌종양 아바타마우스를 이용하여 검증한 결과 아무런 치료를 하지 않은 경우에 비해 EZH2-STAT3 신호전달을 억제할 경우 평균생존기간이 약 1.5배 증가 하는 것을 확인했다.

<그림 2> 뇌종양 아바타마우스의 생존 기간
뇌종양 아바타마우스에 아무런 치료를 하지 않았을 때(A)에는 평균 47일을 생존한 반면, EZH2-STAT3 신호전달을 억제했을 경우(B) 평균 67일로 생존기간이 크게 늘어났다.

 

이번 연구결과는 EZH2를 기능적으로 저해함으로써 뇌종양줄기세포의 자기재생능력과 생존에 관련되어 있는 다양한 주요 신호전달체계를 조절할 수 있음을 밝혀 뇌종양 치료에 다가갈 수 있는 새로운 치료 타깃을 발굴했다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있다.

한편 ‘전사’라는 것은 DNA에 기록된 유전정보를 RNA로 옮기는 과정이며 세포의 발생과 성장에 있어 가장 핵심적인 단계다.

‘전사억제제’는 DNA에서 RNA로 전사되는 과정(DNA → RNA)을 못하도록 방해하여 암을 유발시키게 된다.