MEDI:GATE NEWS 암 치료 저항의 원인기전 규명

기사입력시간 16.12.29 14:14최종 업데이트 16.12.29 14:14

사진출처: 게티이미지뱅크 국내 연구팀이 텍사드대학과 국제공동연구를 통해 암 치료 저항의 원인기전을 규명했다. 저산소 미세환경에서 NQO1 단백질이 HIF 단백질의 안정성을 증가시켜 암세포의 증식과 항암제 및 방사선치료 저항성의 증가에 영향을 준다는 것이다. 인하의대 박헌주 교수(미생물학교실) 연구팀이, 저산소 환경의 암세포에서 과발현되어 치료 저항을 일으키는 HIF 단백질과 일반적인 환경의 암세포에서 30~50배 이상 과발현되는 단백질인 NQO1을 세포 수준에서 연구한 결과다. 보통 암이 커질수록 암 덩어리의 내부가 저산소 환경이 되면서 항암제와 방사선 치료에 저항을 보이는데, 이것이 치료가 어려워지는 원인이었다. HIF 단백질이 여기에 관계된 것으로 알려져 전 세계적으로 HIF 단백질의 발현 및 안정을 막기 위한 연구개발이 진행 중이었다. 박 교수 연구팀은 암의 진행에 따라 NQO1의 발현량이 증가하고 생존율을 감소시키는 것에 착안해, HIF 단백질 발현과의 관련성을 환자 유래 데이터베이스를 통해 자세히 검토하고 세포 수준에서 연구에 착수했다. 또 연구팀은 소속 병원의 연구 인프라 및 인체유래물 은행의 환자 샘플을 활용해 재검증했다. 이번 연구결과는 HIF 안정성 증가에 NQO1 단백질이 관여함을 규명함으로써 이 단백질을 표적으로 하는 항암제 개발 및 방사선치료 효능증진에 대한 가능성을 열었다. 또한, 암 이외의 저산소 질환인 뇌졸중, 말초혈관질환 및 뇌 질환 연구에도 적용할 수 있다. [그림] NQO1의 상향조절(upregulation)은 대장암에서 HIF-1α의 나쁜 예후 및 발현과 관련 있음을 보여줌(출처: Nature Communications). 박 교수는 "지난 6년간 꾸준히 연구해 온 NQO1에 의한 HIF 단백질 조절연구를 통해 암 치료효능 증진기술 개발에 중요한 정보를 제공하게 돼 기쁘다"며 "앞으로는 대장암 외에도 다양한 암종에서 본 연구결과가 활용 가능함을 규명하는 연구에 매진하겠다"고 소감을 밝혔다. 이번 연구는 미래창조과학부의 선도연구센터지원사업 기초의과학분야(MRC)와 원자력연구기반확충사업 원자력선진기술연구센터의 지원을 통해 수행되었고, 연구개발의 기술상용화를 위해 특허출원이 진행 중이다. 한편, 이번 연구결과는 과학전문지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인 최신호에 12월 14일 게재됐다(Nature Communications 7, doi:10.1038/ncomms13593).

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암 치료 저항의 원인기전 규명

HIF 안정성 증가에 NQO1가 관여

국내 연구팀이 텍사드대학과 국제공동연구를 통해 암 치료 저항의 원인기전을 규명했다.

저산소 미세환경에서 NQO1 단백질이 HIF 단백질의 안정성을 증가시켜 암세포의 증식과 항암제 및 방사선치료 저항성의 증가에 영향을 준다는 것이다.

인하의대 박헌주 교수(미생물학교실) 연구팀이, 저산소 환경의 암세포에서 과발현되어 치료 저항을 일으키는 HIF 단백질과 일반적인 환경의 암세포에서 30~50배 이상 과발현되는 단백질인 NQO1을 세포 수준에서 연구한 결과다.

보통 암이 커질수록 암 덩어리의 내부가 저산소 환경이 되면서 항암제와 방사선 치료에 저항을 보이는데, 이것이 치료가 어려워지는 원인이었다. HIF 단백질이 여기에 관계된 것으로 알려져 전 세계적으로 HIF 단백질의 발현 및 안정을 막기 위한 연구개발이 진행 중이었다.

박 교수 연구팀은 암의 진행에 따라 NQO1의 발현량이 증가하고 생존율을 감소시키는 것에 착안해, HIF 단백질 발현과의 관련성을 환자 유래 데이터베이스를 통해 자세히 검토하고 세포 수준에서 연구에 착수했다. 또 연구팀은 소속 병원의 연구 인프라 및 인체유래물 은행의 환자 샘플을 활용해 재검증했다.

이번 연구결과는 HIF 안정성 증가에 NQO1 단백질이 관여함을 규명함으로써 이 단백질을 표적으로 하는 항암제 개발 및 방사선치료 효능증진에 대한 가능성을 열었다. 또한, 암 이외의 저산소 질환인 뇌졸중, 말초혈관질환 및 뇌 질환 연구에도 적용할 수 있다.

[그림] NQO1의 상향조절(upregulation)은 대장암에서 HIF-1α의 나쁜 예후 및 발현과 관련 있음을 보여줌(출처: Nature Communications).

박 교수는 "지난 6년간 꾸준히 연구해 온 NQO1에 의한 HIF 단백질 조절연구를 통해 암 치료효능 증진기술 개발에 중요한 정보를 제공하게 돼 기쁘다"며 "앞으로는 대장암 외에도 다양한 암종에서 본 연구결과가 활용 가능함을 규명하는 연구에 매진하겠다"고 소감을 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부의 선도연구센터지원사업 기초의과학분야(MRC)와 원자력연구기반확충사업 원자력선진기술연구센터의 지원을 통해 수행되었고, 연구개발의 기술상용화를 위해 특허출원이 진행 중이다.

한편, 이번 연구결과는 과학전문지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인 최신호에 12월 14일 게재됐다(Nature Communications 7, doi:10.1038/ncomms13593).

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