우리의 타게트는 뇌종양! 표적 항암치료제 신약개발(치매DTC융합연구단 김영수 박사)

 - 단백질 ‘GRP78’*이 암 세포표면으로 이동하는 특이적 행동 규명
 - 암 세포표면의 ‘GRP78’ 표적 시, 동시에 뇌종양의 전이억제와 치료가능
     *단백질 ‘GRP78’ (포도당조절단백질(Glucose Regulated Protein 78 kDa)  : 분자량 78,000 포도당제어성 단백질

 

표적 항암치료제 ‘글리벡’은 정상세포에는 없고 암세포에만 있는 특이 유전자 변이를 찾아내고 암의 전이를 억제하는 "마법의 탄환(Magic Cancer Bullet)"이다. 하지만, 암세포가 새로운 유전자 변이를 만들 경우 내성이 생기고 표적항암제는 결국 무력화 되는 치명적인 단점이 있었다. 최근 KIST 연구진이 기존 표적항암제의 단점을 극복할 수 있는 획기적인 항암 치료전략을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 치매DTC융합연구단 김영수 박사팀은 뇌종양 발생 시, 평상시 세포 내부에만 존재하던 단백질 ‘GRP78’이 암세포표면으로 이동하여 과발현되며, 암의 전이를 조절하는 것을 세계 최초로 규명하였다. 연구진은 단백질 ‘GRP78’을 억제할 경우 뇌종양의 치료가 가능하다는 연구결과를 발표했다. 김영수 박사는 기존에 ‘혈액기반 치매진단시스템 개발’ 및 치매에 대한 괄목할만한 성과로 세간의 주목을 받았던 치매 전문가다. 김 박사는 치매 연구를 하는 동시에, 자율성을 보장, 색다르고 도전적인 연구를 위해 수행되는 KIST 기관고유사업 ‘KIST Young Fellowship’ 프로그램에 참여했다. 단순한 호기심에 의해 시작한 연구가 새로운 분야를 발굴하여 이와 같은 성과를 내었다. 
 

[그림2 뇌종양에서의 GRP78 과발현]

 

연구팀은 임상 데이터 분석과 생쥐모델 연구를 통해 정상 뇌조직에 비하여 뇌종양 부위에서 단백질 ‘GRP78(Glucose Regulated Protein 78 kDa)’이 특이하게 과발현 되어있다는 점에 주목했다. 다양한 뇌종양 세포막을 분석한 결과, 신규 단백질의 접힘(Folding, 고유의 2차구조의 배치순서로 중첩을 통한 고차구조 형성)을 조절하는 열충격단백질(Heat Shock Protein, 열충격에 의해 합성이 유도되는 단백질)의 일종인 ‘GRP78’은 정상세포 내부에만 존재한다고 알려져 있었으나, 특이하게 뇌종양 암세포의 표면으로 이동하여 비이상적으로 발현된다. 연구진은 단백질 ‘GRP78’이 단순히 암세포를 정상세포로부터 구분하는 표지인자 역할 뿐만이 아니라, ‘GRP78’을 항체로 표적하여 억제 할 경우 암의 치료가 가능하다는 것을 밝혀냈다. 가장 흥미로운 점은, ‘GRP78’은 변이가 없다는 점이다. 암 특이성이 유전자 변이가 아닌 암세포막 발현 여부이기 때문에 유전자 변이에 의한 내성 문제를 피해갈 수 있다.

 

[사진3] 뇌종양 세포 표면에 발현된 GRP78

 

김영수 박사는 이번 연구를 통해 “단백질 ‘GRP78’은 전이가 되는 암의 표지인자이자 치료인자이다. 즉, 뇌종양의 전이억제와 치료가 동시에 가능하다. 특히 변이가 없기 때문에 내성이 없는 항암제의 개발을 전망하고 있다. 또한, 뇌종양은 대표적인 전이 암으로, 다른 종류의 전이 암도 ‘GRP78’ 표적항암전략으로 치료 가능할 것으로 예측하고 있다”고 말했다.

 

본 연구 결과는 세계적인 우수 과학 저널인 ‘Scientific Reports’에 10월 7일(금) 온라인 게재되었다.
 * (논문명) ‘Cell surface GRP78 as a biomarker and target for suppressing glioma cells’
      - (제 1저자) 한국과학기술연구원 강보람 학연생(UST)
      - (교신저자) 한국과학기술연구원 김영수 박사

 

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