대장암세포를 정상 세포로 되돌리는 초기 원천기술을 국내 연구진이 개발했다. 후유증 등을 감내하고 암세포를 죽이는 방식으로 진행돼온 기존의 항암치료와는 달리 새로운 방식으로 암을 극복할 수 있는 길을 찾았다는 점에서 주목된다.
한국과학기술원(KAIST)은 본원의 조광현(사진) 바이오및뇌공학과 교수팀이 이 같은 연구성과를 냈다고 9일 밝혔다. 또한 이번에 개발한 방법이 대장암 이외의 다른 여러 암종에 대해서도 적용될 수 있다고 설명했다. 해당 연구내용은 미국암학회(AACR)가 출간해온 국제학술지 ‘분자암연구‘(MCR)’ 의 지난 1월 2일자에 표지논문과 하이라이트 특집기사로 게재됐다.
조 교수팀은 정상대장세포와 대장암세포의 유전체 데이터를 이용해 유전자 발현조절 네트워크를 추론·비교분석했다. 그 결과 암세포를 정상세포로 환원시킬 수 있는 5개의 전사인자(CDX2, ELF3, HNF4G, PPARG, VDR)와 이들의 활성화를 억제하는 1개의 후성유전학적 조절인자(SETDB1단백질)를 발견했다. 아울러 대장암세포에서 SETDB1 유전자 발현을 억제하자 대장암세포가 돌연변이세포가 아닌 정상적인 대장세포의 유전자발현패턴을 회복하며 세포분열을 중지하는 것을 확인했다.
조 교수팀은 해당 발견 내용을 서울삼성병원과 협동연구를 통해 검증했다. 대장암환자로부터 채취한 대장암 세포로 배양한 오가노이드(실제 장기와 비슷한 특성을 갖도록 3차원 구조로 배양된 세포조직)에서 SETDB1의 발현을 억제해보니 정상 세포와 같은 형태로 변환하는 것을 확인한 것이다. SETDB1의 발현이 높아진 환자일수록 예후가 나빠짐도 확인할 수 있었다. 이를 통해 조 교수팀은 SETDB1 단백질이 대장암세포가 정상 대장세포로 분화하는 것을 차단하고 후성유전학적 장애물을 형성하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 또한 이를 억제함으로써 대장암세포를 정상 대장세포로 효과적으로 분화시킬 수 있음을 증명했다. 조 교수는 “그동안 암은 유전자 변이 축적에 의한 현상이므로 되돌릴 수 없다고 여겨졌으나 이를 되돌릴 가능성을 보여줬다”며 “이번 연구는 암을 당뇨나 고혈압과 같은 만성질환으로서 잘 관리하면서 삶의 질을 유지할 수 있도록 하는 새로운 항암치료의 서막을 열었다”고 밝혔다.
사실 암세포가 정상 세포로 되돌아가는 현상은 이미 113년전에 발견됐다. 스위싀 병리학자 막스 아스카나지가 1907년 난소 기형종(테라토마)가 정상 세포로 분화되는 현상을 발견했다. 이후에도 암세포의 정상화 현상이 간간히 학계에 보고됐으나 그 원리와 인위적 제어 기술에 대한 연구는 제대로 이뤄지지 않았다. 조 교수팀은 시스템생물학적 접근으로 이 문제를 풀 수 있었다.
앞으로 과제는 SETDB1단백질 등의 활성을 억제할 수 있는 저분자화합물을 개발해 신약 탄생의 길을 열고 전임상실험 등을 통해 암세포를 정상 세포로 되돌리는 치료기술을 구현하는 것이다. 향후 전임상 및 임상 등을 거쳐 신약이나 신치료기법으로 발전시키게 되면 기존 요법을 보완하거나 일부 대체할 수도 있을 것으로 기대된다. 기존 요법은 주로 방사선 및 화학요법, 표적 항암요법, 면역 항암요법인데 이중 방사선 및 화학요법은 자칫 암세포 이외의 정상 세포까지 대규모로 사멸시켜 환자에게 극심한 고통과 후유증을 남기는 경우가 많았고, 표적 및 면역항암요법은 내성을 지닌 암세포를 키울 수 있는 문제점을 안고 있었다. KAIST는 조 교수팀이 연구개발한 방법에 대해 “항암치료의 많은 부작용과 내성 발생을 모두 최소화함으로써 환자의 고통을 완화해 삶의 질을 크게 높일 수 있을 것”이라고 평가했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, KAIST의 지원을 받아 이뤄졌다. KAIST의 이수범 연구원과 황채영·김동산 박사, 한영현 박사과정 학생, 서울삼성병원의 이찬수 박사 및 홍성노·김석형 교수가 이번 연구에 함께 참여했다. /민병권기자 newsroom@sedaily.com
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
newsroom@sedaily.com
