생명연, 유방암 성장 촉진 단백질 'ATE1' 역할 최초 규명...맞춤형 치료제 개발 기대

차현주 박사(앞줄 가운데) 연구팀

한국생명공학연구원(원장 권석윤)은 단백질 변형 효소인 'ATE1'이 유방암 세포에서 종양 성장을 촉진하는 '가속 페달'로 작동해 암세포 증식·이동·생존을 돕는다는 사실을 처음으로 규명했다고 25일 밝혔다. 차현주 핵산치료제연구센터 박사팀이 이룬 성과다.

유방암은 세계에서 매년 약 230만 건(전체 암의 11.6%)이 새로 발생하는 가장 흔한 여성암 중 하나로, 암 사망 원인 4위를 차지할 정도로 치명적이다. 아형별로 이질성이 크고, 빠르게 진행하며, 예후가 좋지 않기 때문이다.

이 가운데, 세포 단백질을 변형시키는 효소인 ATE1은 간암이나 전립선암에서는 종양 억제자로 작용하는 반면, 흑색종에서는 오히려 종양 성장을 촉진해 학계에 의문을 남겼다.

연구팀은 먼저, 대규모 유방암 환자 유전체 데이터(TCGA)를 분석해 ATE1이 정상 세포보다 유방암 세포에서 현저히 높게 발현됨을 확인했다.

ATE1이 많이 나타난 환자일수록 치료 결과가 좋지 않다는 사실이 확인되면서, ATE1 발현 정도가 환자의 생존과 밀접하게 관련돼 있음을 보여줬다.

이어 세포주 모델을 이용한 실험에서는 ATE1을 억제했을 때 암세포 증식과 전이 능력이 뚜렷하게 줄어드는 반면, 정상 세포에는 큰 영향을 주지 않았다. 또 유방암 세포 이식 마우스 모델에서도 ATE1 억제 시 종양 크기·무게가 현저히 감소했다.

이는 ATE1이 단순히 실험실에서만 관찰되는 현상이 아니라, 살아 있는 몸속에서도 유방암 성장을 돕는다는 확실한 증거로 볼 수 있다.

나아가 연구진은 단백질을 정밀하게 분석하는 기법을 이용해, ATE1이 세포 속 신호 전달 경로(MAPK-MYC)를 움직여 암세포가 더 잘 자라고 오래 살아남도록 만든다는 사실을 밝혀냈다.

ATE1이 암을 키우는 단백질 MYC를 보호해 세포가 멈추지 않고 증식하도록 만들고, 동시에 세포가 스스로 죽어 없어지는 '자살 프로그램(아폽토시스)'을 차단해 유방암이 더 심해지게 한다는 것이다.

이번 성과는 유방암 연구와 치료 전략에 중요한 의미를 갖는다. ATE1은 환자의 예후를 예측할 수 있는 새로운 바이오마커로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 이를 직접 겨냥한 신약 개발의 가능성을 열어 줬기 때문이다.

무엇보다도, 정상 세포에는 거의 영향을 주지 않고 암세포에서만 강하게 작용한다는 특징은 부작용이 적은 맞춤형 치료제로 발전할 수 있음을 보여준다.

연구책임자인 차현주 박사는 “우리가 밝혀낸 ATE1은 암 환자의 치료 결과를 좌우할 수 있는 핵심 단서가 될 수 있다”며, “앞으로 암 연구의 새로운 길을 열고, 부작용이 적은 맞춤형 치료제 개발의 중요한 이정표가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구성과는 국제학술지 Cell Communication and Signaling 9월 2일자 온라인 판에 게재됐다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 국가과학기술연구회(NST) 글로벌TOP 사업, 한국연구재단 나노·소재기술개발사업 및 생명연 주요사업 지원으로 수행됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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