산소가 부족하면 세포가 만드는 'HIF1α' 단백질이 암의 침투력을 키운다. 이를 이용해 가짜 산소 부족 신호를 내는 방식으로 전이 능력을 강화하는 암세포의 생리 회로가 처음 밝혀졌다.

울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 강병헌 교수팀은 산소가 충분함에도 부족한 것처럼 신호를 내 전이를 유도하는 회로를 피부암인 흑색종 세포에서 발견했다고 27일 밝혔다.

강 교수팀은 'CypD'라는 단백질을 다시 활성화하는 방식으로 이를 차단할 수 있음을 입증했다.

HIF1α 단백질은 산소가 부족할 때 활성화돼 세포 생존을 돕는 이로운 단백질이다. 그러나 암세포 안에서 이 단백질이 과도하게 발현하면 세포가 더 잘 움직이고, 혈관을 새롭게 만들어 주변 조직으로 쉽게 퍼지게 된다.

연구진은 흑색종이 '활성 산소'를 가짜 산소 부족 신호로 활용한다는 점을 확인했다.

연구진은 CypD 단백질을 활성화하면 흑색종 세포의 가짜 저산소 신호 회로를 끊을 수 있다는 사실도 찾아냈다.

CypD 단백질이 활성화하면 세포 미토콘드리아의 '투과성 전이공'(mPTP)이 열리면서 세포 안에 활성 산소가 과도하게 축적되지 않는다. 활성 산소가 축적된 상태에서는 HIF1α 단백질 분해를 유도하는 PHD 효소의 작용이 억제된다.

연구진은 동물 실험에서 CypD 단백질이 과발현할 수 있는 유전자 운반체를 피부암 조직에 국소 투여하자 림프절과 페로의 전이가 효과적으로 차단됐다고 설명했다. 반면 피부 표면의 원발 종양 크기에는 영향을 주지 않았다.

강병헌 교수는 "흑색종은 피부 표면에 위치해 약물 주입이 쉽다는 점에서 국소 유전자 치료의 적용 가능성이 높다"며 "CypD 기반 유전자 치료는 기존 면역항암제와 병용 시 전이를 효과적으로 억제하는 동시에 암세포를 직접 공격함으로써 상승효과를 낼 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이런 연구 결과는 과학 저널 '네이처'(Nature)의 암 치료·신호 전달 분야 자매지인 '신호 전달과 표적 치료'(Signal Transduction and Targeted Therapy) 온라인판에 7월 24일 실렸다.