암줄기세포의 암 악성화 및 세포 성장 촉진 메커니즘 밝혀내

김형기 교수 연구팀, 암줄기세포 특이신호 억제로 암 치료 가능성 제시







[한의신문=김대영 기자] 암의 발생과 전이, 재발의 원인인 암줄기세포가 스스로 세포 내에서 특이 신호를 활성화시켜 암의 악성을 유지하고 암 세포의 성장을 촉진시키는 메터니즘이 밝혀져 주목된다.



정상적인 성체줄기세포와 유사하게 뇌종양줄기세포도 혈관 주변 혹은 저산소 지역과 같은 암 미세환경에 의존하며 생존하는 것으로 알려져 있다. 하지만 암 미세환경이 형성될 가능성이 낮은 암 발생 초기에는 이들 미세환경-뇌종양줄기세포 가설에 의한 암 발생을 설명하기에 한계가 있다.



따라서 김형기 교수(고려대학교) 연구팀은 미세환경-뇌종양줄기세포 가설과 달리 미세환경의 도움 없이 뇌종양줄기세포 자신 스스로가 줄기세포 특성을 유지하며 암 생성을 촉진할 수 있는 새로운 메커니즘이 존재할 것이라는 가설하에 실험한 결과 줄기세포가 생존하기 어려운 환경에서도 외부신호의 도움 없이 뇌종양줄기세포가 성장하고 암세포가 성장하는 것을 확인하고 뇌종양줄기세포 내에서 높게 발현하고 있는 세포분화억제인자(ID1 : 세포의 분화를 억제하고 미분화 줄기세포의 특성을 유지시키는 유전자 발현 억제인자)인 단백질이 외부 신호 없이도 암줄기세포를 유지시키고 악성암이 성장할 수 있도록 돕는다는 사실을 밝혀냈다.



세포분화억제인자 단백질은 퀄린3(CULLIN3)를 억제하고 이를 통해 외부신호인 소닉헷지호그와 윈트의 도움 없이도 세포 내부의 글라이2(GLI2)와 디세빌드2(DVL2) 줄기세포 신호체계를 지속적으로 활성화할 수 있도록 돕는다는 것과 세포분화억제인자 단백질이 세포분열촉진인자인 시이클린(Cyclin E) 단백질을 증가시켜 암세포가 성장할 수 있도록 돕는다는 사실을 확인했다.



또한 이러한 세포 내재적으로 생성되는 다양한 줄기세포 신호조절 메커니즘은 346명의 환자 데이터를 분석한 결과 48명에서 활성화돼 있으며 이들 신호를 암줄기세포에서 동시에 제어했을 때 암줄기세포의 특성을 효과적으로 억제하는 것을 확인함으로써 새로운 뇌종양 치료방안을 제시했다.



이번 연구 결과를 통해 암 줄기세포 스스로가 세포 내 여러 줄기세포 신호 체계를 동시에 활성화시켜 암 악성화를 야기하는 것을 확인함에 따라 줄기세포 특성을 조절하는 단일 신호 억제제보다는 비정상적으로 활성화되는 다양한 줄기세포 신호 억제제를 복합적으로 처리하는 것이 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 보인다.



한편 이번 연구결과(논문명 : ID1-CULLIN3 axis regulates intracellular SHH and WNT signaling in glioblastoma stem cells)는 세포생물학 분야 국제적 저명 학술지 셀 리포트(Cell Reports) 7월 28일자에 게재됐다.



<용어설명>

암줄기세포 : 거의 대부분의 암에서 발견되며, 정상 성체줄기세포와 유사하게 자기재생과 분화능력을 가지고 있는 소수의 암세포



퀄린3(CULLIN3) : 유비퀴틴을 단백질에 붙여 분해를 촉진시키는 효소



글라이2(GLI2) : 소닉헷지호그 신호를 받아 세포내에서 유전자 발현을 조절하는 단백질



디세빌드2(DVL2) : 윈트 신호를 세포 내에서 전달하는 단백질



사이클린(Cyclin E) : 세포분열을 촉진시키는 단백질