한국원자력의학원은 박인철 박사팀이 세계 최초로 암세포 생존 및 성장에 필수적인 아미노산이 부족한 암미세환경에서 폐암세포가 생존할 수 있는 유전인자와 관련 생존신호 전달체계를 확인하고, 이를 차단하여 방사선 치료 효과를 높일 수 있는 가능성을 제시했다고 밝혔다.

암미세환경란 종양 내 혈관세포, 기저세포, 면역세포 등 종양을 구성하는 세포집단 및 저산소, 저영양분, 약산성 등 세포상태까지 포함하는 암세포의 증식·진화와 관련된 환경 총체를 말한다.

우리나라 암 사망률 1위인 폐암은 방사선 치료를 많이 하는 암이지만, 동일한 방법의 방사선 치료를 받아도 암세포의 다양한 환경적 영향에 의해 일부 환자의 경우 방사선 치료가 잘 듣지 않는 저항성을 보여 치료에 한계가 있어왔다. 

연구팀은 아미노산과 같은 영양분이 부족한 암미세환경에서 살아남은 암세포는 항암제 및 방사선 치료에 저항성을 가지는 것에 착안해 아미노산이 부족한 환경에서 폐암세포의 생존 관련 인자를 발굴하고 기전을 규명하여 이를 활용한 방사선 치료 효과를 입증했다.  

폐암 세포실험을 통해 연구팀은 20여 가지의 아미노산을 각각 결여시켜 폐암세포를 배양하고, 아미노산이 결여된 환경에서도 폐암세포가 살아남을 수 있도록 하는 생존 유전인자(AKT)를 확인했다. 
 
또한, 생존 신호가 활성화 되어 생존 유전인자가 잘 전달되려면 단백인자들(GCN2/ATF4/REDD1)이 필수적으로 함께 활성화되어야 한다는 사실을 밝혔다. 

연구팀은 확인한 신호전달체계 기전을 바탕으로 관련 생존 신호를 유전자 저해 방법으로 차단했을 때 방사선에 의한 폐암세포의 사멸이 28% 증가된다는 사실을 확인했다. 

이번 연구 성과는 네이처 자매지인 ‘셀 데스 앤 디지즈(Cell Death & Disease)’ 2021년 12월 3일자 온라인 판(논문명: Amino acid deprivation induces AKT activation by inducing GCN2/ATF4/Redd1 axis)에 게재됐다.

박인철 박사 연구팀은 “각각의 20여개 아미노산에 의한 암세포 생존 신호전달 연구를 통해 새로운 방사선 암 치료 전략을 마련할 예정”이라며 “방사선 치료가 쉽지 않은 암 환자들에게 빨리 치료혜택이 돌아가기를 기대한다”고 전했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부에서 지원하는 방사선반응제어 의생명연구 및 바이오뱅크 운영사업의 일환으로 수행됐다.

이영수 기자 juny@kukinews.com