암 세포가 몸 속에서 증식하고 다른 조직으로 쉽게 옮겨가도록 도와주는 몹쓸(?) 단백질이 국내 과학자에 의해 발견됐다.



한국생명공학연구원 임동수 박사팀은 암 세포의 증식과 전이를 촉진하는 단백질을 찾아내 관련 분야 전문지인 ‘네이처 메디신’(Nature Medicine) 7월 3일자 인터넷 판에 발표했다. 연구팀이 메커니즘을 규명해 향후 암 치료제를 개발할 때 중요한 타깃이 될 것으로 예상되는 단백질은 ‘이투-이피에프 유비퀴틴케리어 단백질’(E2-EPF ubiquitin carrier protein, 이하 UCP)’이다.



연구팀의 이번 성과가 관심을 모으는 이유는 암의 근본적인 성질과 관련되기 때문이다. 인류의 최대 난적이라 불리는 불치병 암은 암 세포가 다른 세포들을 무시하고 무제한으로 ‘증식’하기 때문에 발생한다.



또 암 세포가 주변 조직으로 퍼져나가는 ‘전이’ 현상은 생명을 앗아가는 직접적인 원인인 동시에 치료를 어렵게 하는 주요한 요인이다. 실제 암조직은 수술로 제거할 수 있지만 전이 때문에 다시 재발할 수 있고, 이미 너무 많이 퍼져버려 아예 손을 대지 못하는 경우도 상당히 많다.



임동수 박사팀은 유비퀴틴 접합 효소활성을 갖고 있다는 것 외에 세포내 기능과 암 진행과의 상관성은 전혀 알려진 바 없던 UCP 단백질이 암 세포의 증식과 전이를 촉진한다는 사실을 면역형광기법과 생쥐 종양 모델을 이용해 밝히는 데 성공했다.



연구에 따르면 UCP가 암 억제 단백질인 VHL(Von Hippel-Lindau)의 분해를 유도해 암 조직 주변에 혈관을 만들어서 암 세포 증식에 필수적인 산소와 영양분의 공급을 용이하게 함으로서 암이 형성된다는 원리다.



즉, UCP 단백질이 활동하면 VHL 단백질이 감소하면서 혈관생성촉진인자(VEGF, Vascular Endothelial Growth Factor)의 발현을 촉진하게 되는데, 이러한 과정을 통해 암 조직 주변에 혈관이 생성돼 암 세포 증식에 필요한 산소와 영양분이 쉽게 공급되면서 암 세포의 증식과 전이가 촉진된다. 반대로 ‘작은 간섭 리보핵산’을 이용해 UCP의 발현을 감소시키면 VHL이 증가하면서 정상적인 암 억제 기능을 수행한다.



연구팀이 거둔 또 하나의 성과는 VHL 단백질의 암 증식 억제기능을 인간의 배양세포에서 입증한 것이다. 지금까지 VHL의 억제 기능은 생쥐 모델에서만 관찰돼 암 억제 기능이 의문시됐으나, 연구팀이 배양세포에서 VHL의 암 세포증식 억제 효과의 부실은 UCP의 발현에 기인한다는 것을 밝힘으로써 VHL이 현저한 항암 효능을 갖고 있음을 처음으로 입증했다.





이번 연구성과에 대해 임동수 박사는 “UCP가 간암을 비롯한 대장암, 유방암 등의 원발성 암뿐만 아니라 전이 암의 치료제를 개발할 수 있는 분자 표적으로 활용될 수 있음을 제시한 것”이라면서 “VHL 유전자의 변이는 신장암, 중추신경계의 혈관종의 특정 암과 연관돼 있는 것으로만 알려져 있었으나, 이번 연구를 통해 보다 광범위한 인체 암의 증식과 전이에 관여하고 있음을 알게 됐다”고 밝혔다.



논문의 주 저자인 정초록 박사는 “각종 원발성 암과 전이성 세포에서 UCP가 과 발현돼 있다는 점을 확인했다”며 “UCP가 치료제 개발의 분자 표적이 될 수 있음을 처음으로 제시했다는 데 의미가 있다”고 강조했다.



연구팀은 발암성 단백질 UCP의 기능을 저해하는 저분자 화합물을 발굴할 수 있는 고속약물 검색 체계를 구축했고, UCP의 발현을 차단하는 ‘작은 간섭 리보핵산’과 이를 이용한 암의 유전자 치료에 대해 국내에 특허를 출원했으며 국제특허도 출원 예정이다. 이번 연구는 과학기술부의 21세기 프론티어연구개발사업인 인간유전체기능연구사업단의 지원에 의해 이뤄졌다.