연세대 세브란스병원은 외과 정재호(사진 왼쪽) 교수와 박기청(오른쪽) 교수 연구팀이 항암제 ‘2DG‧메포민’과 ‘탑시가르긴’을 동시 투여하는 방법으로 암 줄기세포의 생존원리와 함께 어떻게 공략하는 것이 가장 효과적인지를 처음으로 확인했다고 27일 밝혔다.
연구결과는 미국암연구학회가 발행하는 국제 학술지 ‘클리니컬 캔서 리서치(Clinical Cancer Research)’ 온라인판 최근호에 실렸다.
우리 몸의 각 조직은 줄기세포를 갖고 있어 성장과 재생을 반복한다. 암 조직 내에도 1~2% 정도 줄기세포의 성격을 지닌 암 줄기세포가 존재한다. 자기 재생 능력이 있고, 다른 세포로 분화할 수 있는 능력도 지녀 암 재발과 전이의 원인으로 작용한다. 특정 환자군에서는 이러한 암 줄기세포가 활성화되면서 강한 항암제 저항성을 나타내는데, 저항성이 매우 강해 기존 항암요법으로는 치료할 수 없는 난치성 암으로 분류된다.
연구결과 암 줄기세포가 갖는 항암제 저항성의 핵심 원인은 세포 내 칼슘이온의 수송과 저장에 관여하는 ‘세르카(SERCA)' 단백질에 있는 것으로 확인됐다.
일반 암세포는 항암제를 투여하면 과도한 스트레스가 유발되면서 죽음에 이른다. 스트레스 발생에 따라 소포체에서 과다 분비된 칼슘이온이 미토콘드리아에 쌓이면서 세포 자살로 이어지기 때문이다.
그러나 암 줄기세포는 항암제 투여 시 과도한 칼슘이온 분비를 줄이고, 동시에 과도하게 분비된 칼슘이온을 다시 소포체로 되돌려 넣을 수 있는 단백질 SERCA의 수는 늘려 칼슘이온 농도를 조절해 생존하는 것으로 나타났다.
이 같은 생존 원리에 착안해 연구팀은 SERCA의 기능을 억제하는 ‘탑시가르긴(Thapsigargin)’을 기존 항암효과가 확인된 항암제 2DG(2-deoxyglucose)‧메포민(Metformin)과 동시에 투여하는 항암칵테일요법을 개발했다.
실험결과 평균 200㎣였던 암 줄기세포 종양에 2DG와 메포민만 투여했을 때는 20일 뒤 525.67㎣, 30일 뒤 1082.44㎣, 40일 뒤 2963㎣로 커졌지만 탑시가르긴을 병용 투여하자 20일 후 372.67㎣, 30일 후 489.67㎣, 40일 후 520.11㎣로 크기가 줄어들었다.
연구팀은 아른 암세포주에서도 비슷한 효과를 보이는지 알아보는 실험도 했다. 그 결과 비교군인 일반암 P-231은 2DG+메포민에 항암효과를 보였으나 암 줄기세포인 S-231은 2DG+메포민에 항암효과를 보이지 않다가 추가 조성물 탑시가르긴을 동시 투여했을 때 항암효과를 나타냈다.
정재호 교수는 “암 줄기세포뿐만 아니라 항암제 저항성을 지니는 여타 난치성 암에도 적용이 가능할 것으로 보인다. 다른 난치성 암도 항암치료로 과도한 스트레스가 발생하거나 종양미세환경이 나빠졌을 때 세포질 내 칼슘이온 농도를 조절해 사멸을 피한다는 원리는 같기 때문”이라고 설명했다. 이어 “향후 생존 관련 메커니즘을 더욱 상세히 규명해 암 줄기세포를 표적으로 삼아 공격하는 새로운 항암치료제 시장을 열어나갈 계획”이라고 포부를 밝혔다.
정 교수 연구팀은 이번 연구 결과에 대한 신기술 특허도 이미 등록해 놓은 상태다. 또 관련 업계에 기술을 이전, 새로운 항암제 개발도 추진 중이다.
이기수 의학전문기자 kslee@kmib.co.kr
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