피부, 혈관, 뼈, 연골 등을 구성하는 단백질인 ‘콜라겐’은 피부 노화를 방지하는 이로운 성분으로 널리 알려져 있다. 하지만 암 환자의 경우 콜라겐이 암 전이에 악영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

광주과학기술원(GIST)은 남정석 생명과학부 교수 연구팀이 암 전이 단백질인 ‘디스에드헤린’의 종양 악성화 메커니즘에 콜라겐이 관여한다는 점을 확인했다고 최근 밝혔다.

‘디스에드헤린’은 암에서만 발현하는 단백질로 특히 침윤성과 전이성이 강한 암일수록 발현 정도가 높은 것으로 밝혀져 미국 국립 인간유전체연구소(NHGRI)의 질병유전체 데이터베이스에서 암 전이 단백질로 분류되고 있다.

암은 재발과 전이로 인해 치료가 어려운 질병이다. 암으로 인한 사망의 대부분은 특정 장기에서 처음 발생한 원발성 암이 아니라, 전이로 인해 필수 장기가 기능이 손상되면서 발생한다. 따라서 암 전이 메커니즘을 규명하고, 이를 제어할 수 있는 새로운 치료 전략을 수립하는 것이 매우 중요하다.

연구팀은 2022년 선행 연구에서 디스에드헤린이 세포신호변환을 통해 암의 악성화 및 전이를 유도한다는 사실을 밝히고, 이를 억제하는 펩타이드 항암제를 발굴한 바 있다.

선행 연구를 바탕으로 대장암 환자의 단일세포 공개데이터 분석 및 임상 조직 분석을 통해 연구팀은 디스에드헤린이 종양 미세환경 내 세포외기질(Extracellular Matrix, ECM)의 대표적 구성 성분인 콜라겐 리모델링에 중요한 역할을 한다는 것을 규명했다. 콜라겐 리모델링은 콜라겐의 분해, 재배치 등 구조적 변화를 의미한다. 또한 암의 악성도가 높을수록 이러한 현상이 더 활발히 일어난다는 사실을 밝혔다.

연구팀은 인간화 마우스(인간 세포나 조직을 이식한 쥐)를 만들어 디스에드헤린과 MMP9 간 신호전달 매개의 콜라겐 리모델링이 면역억제 및 혈관신생을 촉진해, 암세포 친화적 종양 미세환경을 형성하는 데 기여한다는 사실을 입증했다.

연구를 지도한 남정석 교수는 “이번 연구는 암 전이 단백질인 디스에드헤린에 의한 종양 미세환경 변화를 통해 암의 악성화와 전이를 촉진하는 신규 메커니즘을 규명했다는 데 의의가 크다”면서 “이는 향후 종양 악성화 및 전이를 제어할 수 있는 새로운 치료 전략의 기반을 마련하는 데 기여할 것으로 기대한다”라고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업, IRC 선도연구센터지원사업, GIST GRI 사업의 지원을 받았으며, 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 지난달 30일 게재됐다.

최현정 동아닷컴 기자 phoebe@donga.com