|데일리포스트=송협 선임기자| “이번 연구 개발은 높은 전이 능력과 약물저항성을 획득한 폐암 세포를 전이 능력이 제거되고 항암 화학 요법치료에 민감한 상피세포 상태로 역전시키는 데 성공, 암 환자 예후 증진이 가능한 새로운 치료전략을 제시했습니다.” (KAIST 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수)
인류의 건강수명을 위협하는 최악의 질병 암은 조기 발견을 놓치면 인체 내 여러 장기로 전이되면서 치명률을 높인다. 하지만 최근 국내 연구팀이 암의 전이 능력을 제어하고 약물 반응을 높이는 상태로 역전시키는 새로운 항암 치료 기술을 개발하면서 난제로만 여겨졌던 암 치료 극복에 탄력이 붙을 전망이다.
KAIST 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수 연팀은 시스템 생물학 연구를 통해 폐암 세포 성질을 변화시켜 암세포 전이를 막고 약물저항성을 제거할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.
연구팀은 폐암 세포 전이 능력이 없는 상피세포에서 전이가 가능한 중간엽세포로 변화되는 천이 과정(이하 EMT)에서 다양한 암세포 상태들을 나타낼 수 있는 세포 분자 네트워크 수학모델을 만들었다.
실제로 컴퓨터 시뮬레이션 분석과 분자 세포실험을 기반으로 악성종양으로 증식해 인접한 조직 또는 세포로 침입하거나 약물에 내성을 가진 중간엽세포 상태에서 전이 되지 않은 상피세포로 다시 바뀔 수 있도록 세포 성질을 변환시켜주는 핵심 조절인자들을 발굴했다.
이 과정에서 난제로 남았던 중간과정의 불안정한 암세포 상태(EMT)를 피하고 항암 화학요법 치료가 잘되는 상피세포 상태로 역전하는 데 성공했다.
불안정한 암세포 상태는 높은 전이 능력과 약물저항성을 가지는 EMT 하이브리드 세포 상태를 회피하면서 암세포를 전이 능력과 약물 저항성이 제거된 상피세포 생태로 역전시키는 현상을 어려웠다.
하지만 연구팀은 중간엽세포 상태인 폐암 세포를 EMT 하이브리드 세포 상태를 회피하면서 전이 능력이 상실된 상피세포 상태로 역전시킬 수 있는 세 개의 분자 타깃인 ▲p53(암 억제 단백질) ▲SMAD4(뜼를 조절하는 중심물질로 SMAD 그룹에 포함된 단백질) ▲ERK1/2(세포 성장 및 분화에 관여하는 조절인자)를 발굴하고 분자 세포실험을 통해 검증했다.
연구팀이 개발한 폐암 세포의 EMT 역전 기술은 암세포를 리프로그래밍해 높은 가소성과 전이 능력을 제거하고 항암 화학치료 반응성을 높이도록 하는 새로운 항암 치료 전략이다.
조광현 교수 연구팀은 이에 앞서 지난 2020년 1월 암세포를 정상세포로 되돌리는 가역 치료원리를 최초로 제시하고 대장암세포를 정상 대장 세포로 되돌리는 연구 결과를 발표한 데 이어 지난해 1월 가장 악성인 유방암세포를 호르몬 치료가 가능한 유방암세포로 리프로그래밍하는 연구를 성공한 바 있다.
한편 KAIST 김남희 박사과정과 황채영 박사, 김태영 연구원, 김현진 박사과정이 참여한 이번 연구 결과는 지난 30일 미국암학회(AACR)에서 출간한 국제저널 ‘캔서리서치’ 온라인판 논문으로 출판됐다.