암세포 성장막는 체내 지방산 최초 확인…항암전략 확보

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 몸 속 지방산이 생성하는 물질이 암세포 성장을 억제하는 천연 항암제 역할을 한다는 사실을 국내 연구진이 국제공동연구를 통해 세계 최초로 확인했다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)는 생명과학과 김세윤 교수팀이 식물성 기름 등에 풍부한 지방산이 체내에서 대사되며 생성하는 물질 '13-HODE'가 엠토르(mTOR)에 직접 결합해 암세포 성장을 억제하는 천연 브레이크 역할을 한다는 사실을 규명했다고 2일  밝혔다.

몸속 단백질인 엠토르는 암세포에서 과도하게 활성화돼 세포성장과 전이를 촉진하며 체내 지질 대사물질인 13-HODE는 식물성 기름 등에 풍부한 리놀레산(필수 불포화지방산)이 체내에서 대사되는 과정에서 만들어진다.

이번 연구에는 고려대 약학대학 변영주 교수팀과 KAIST 생명과학과 김미영 교수, 가천대 의과대학 오병철 교수, 미국 메릴랜드대 패트릭 윈트로드(Patrick Wintrode)·다니엘 데레지(Daniel Deredge) 교수팀이 동참했다.

연구팀에 따르면 엠토르는 세포성장과 에너지 사용을 조절하는 중요한 효소지만  암세포에서는 이 효소의 활성이 비정상적으로 증가해 세포증식과 전이를 촉진하는 것으로 알려져 함암 치료에서 엠토르 제어연구가 활발히 진행되고 있다.

이번에 공동연구진은 엠토르 단백질과 결합할 수 있는 몸 속 천연 대사물질에 주목하고 13-HODE이 몸속에서 변하면서 생기는 지질 대사물질이 엠토르 단백질의 활성 부위에 직접 달라붙어 암세의 작동을 멈추게 한다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 "지방산 산화반응을 유도하는 효소 'ALOX15'가 리놀레산을 산화시키면서 13-HODE를 만든다"며 "이번 연구에서 13-HODE가 엠토르 단백질과 물리적으로 직접 결합해 그 기능을 원천적으로 차단한다는 분자기전을 규명한 것"이라고 설명했다.

이어 연구팀은 분자결합 시뮬레이션과 질량분석 기술로 이번 연구에 대한 검증도 완료했으며 특히 유방암과 대장암 세포에서 13-HODE 농도가 매우 낮다는 점도 확인했다. 이는 13-HODE 생성에 필요한 ALOX15 효소의 발현이 감소했기 때문이다.

또 연구팀은 ALOX15와 13-HODE의 생성을 증가시키면 엠토르 활성이 감소하고 암세포 성장도 억제된다는 사실을 입증했다.

김 교수는 "인체 내에서 생성되는 지방 대사물질이 암 성장 핵심 단백질인 엠토르를 직접 억제할 수 있다는 것을 밝혀냈다"며 "향후 지방 대사를 활용한 새로운 항암 치료 전략뿐 아니라 염증과 노화과정에서 나타나는 엠토르 과활성을 조절하는 치료제 개발에도 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 화학생물학 분야 국제 학술지 '셀 케미컬 바이올로지(Cell Chemical Biology)'에 지난달 21일 게재됐으며 연구의 중요성을 인정받아 표지 논문으로 선정됐다

변 교수도 "이번 연구는 생명과학과 약학의 융합을 통해 단백질과 지방산 대사체의 상호작용을 분자수준에서 규명한 연구로 혁신 신약 개발의 중요한 기반이 될 것"이라고 말했고 일리노이대 지에 첸(Jie Chen) 교수는 "암세포 제어의 새로운 돌파구를 제시한 탁월한 발견"이라고 평가했다.


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