[쿠키과학] KAIST, 암세포 성장 스위치 끄는 천연물질 찾았다

KAIST가 우리 몸에서 생성되는 지방산 대사물질이 암세포 성장의 핵심 단백질을 직접 억제하는 원리를 세계 최초로 규명했다.

이번 연구는 암세포 성장에 제동을 거는 조절 메커니즘을 밝혀 부작용을 줄인 차세대 항암제 개발의 새로운 가능성을 제시했다.

KAIST는 생명과학과 김세윤 교수팀은 고려대 약대 변영주 교수팀과 공동연구로 지질 대사물질 13-HODE의 항암 작용 메커니즘을 밝혀냈다.

13-HODE는 우리 몸이 식물성 기름 등에 들어 있는 지방산을 분해하는 과정에서 자연스럽게 만들어지는 천연물질이다.

연구팀은 13-HODE가 암세포 성장과 증식을 조절하는 핵심 단백질인 mTOR의 활성 부위에 직접 결합해 기능을 억제한다는 사실을 확인했다.

mTOR는 세포 성장과 에너지 대사를 조절하는 단백질로, 암세포에서는 과도하게 활성화돼 종양 성장과 전이를 촉진하는 것으로 알려졌다.

연구팀은 대사체 분석을 통해 13-HODE를 발굴한 뒤 분자 결합 시뮬레이션과 질량분석 기술을 활용해 mTOR와의 직접 결합을 검증했다.

아울러 암세포가 13-HODE 생성을 의도적으로 억제한다는 사실도 밝혔다.
실제 유방암과 대장암 세포를 분석한 결과 13-HODE를 만드는 효소인 ALOX15의 발현이 감소하면서 13-HODE 농도도 낮아진 것으로 나타났다.

반면 ALOX15 발현을 높이거나 13-HODE 생성을 증가시키자 mTOR 활성이 감소하고 암세포 성장도 억제됐다.

동물실험에서도 유사한 결과가 확인됐다.

연구팀은 13-HODE를 투여했을 때 종양 크기가 크게 감소하는 효과를 확인했다.

이는 인체가 자연적으로 생성하는 물질을 활용해 암세포 성장 경로를 제어할 수 있음을 보여주는 결과다.

현재 mTOR를 표적으로 하는 항암제가 사용되고 있지만 면역기능 저하 등 부작용 문제가 제기되고 있다.

이번 연구는 13-HODE가 어떤 방식으로 암세포 성장 신호를 차단하는지 분자 수준에서 규명했다는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 이를 기반으로 인체 내 대사물질을 활용해 보다 안전하고 정교한 항암 치료 전략을 개발하는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.

김 교수는 “인체 내 지방 대사물질이 암 성장의 핵심 단백질을 직접 억제할 수 있다는 사실을 밝혀냈다"며 ”향후 항암 치료뿐 아니라 염증과 노화 과정에서 나타나는 mTOR 과활성을 조절하는 치료제 개발에도 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 KAIST 생명과학과 박승주 박사, 김세라 박사과정이 공동 제1저자로 참여했고, 연구결과는 지난달 21일 국제학술지 ‘셀 케미컬 바이올로지(Cell Chemical Biology)’에 게재됐다.
(논문명: Mechanism by which a linoleic acid metabolite suppresses cancer cell growth by inhibiting mTOR / 저자: 박승주 박사(KAIST, 제1저자), 김세라 박사과정(KAIST, 제1저자), 변영주 교수(고려대학교 약학대학, 공동교신저자), 김세윤 교수(KAIST 생명과학과, 공동교신저자))

이재형 기자 jh@kukinews.com