연세대 의대 윤호근 교수, 암세포의 생성과 증식을 조절하는 스위치 규명
연세대학교 의과대학 윤호근 교수(생화학분자생물학)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 선도연구센터지원사업(기초의과학분야)의 지원으로 수행되었다.
윤호근 교수 연구팀은 암세포의 성장과 전이를 촉진하는 것으로 알려진 ‘윈트(Wnt) 신호’를 생체 내에서 제어할 수 있는 조절 스위치를 규명하였다.
윈트 신호란 암세포의 성장과 전이의 대표적인 작동경로 중의 하나로, 이 윈트 신호가 효과적으로 작동하기 위해서는 베타카테닌(β-catenin)*이라는 단백질이 필요한데, 스모화 (SUMOylation)*라는 조절 스위치가 켜지면 베타카테닌 복합체가 형성되어 윈트 신호를 작동시키며, 반대로 스모화 조절스위치가 꺼지면 윈트 신호가 억제되는 것이다.
* 스모화 (SUMOylation) : 단백질의 세포내 이동 결합 변화 및 활성화를 조절
* 베타카테닌(β-catenin) : 윈트 신호가 작동하면 세포의 핵 안으로 이동하여 윈트 유전자들 생성을 증가시키는 단백질
본 연구에서는 스모화 조절 스위치가 켜지면 대장암 형성이 많이 증가한다는 사실을 동물실험을 통해 입증하였고, 이를 통해 향후 대장암 치료제 개발을 위한 새로운 표적으로서 스모화 제어가 유용한 선택이 될 수 있음을 제시하였다.
윤호근 교수는 “이번 연구는 윈트 신호의 새로운 작동경로를 밝혔을 뿐만 아니라, 향후 암 치료제 개발을 위한 분자표적을 제공하였다”고 연구의의를 밝혔다.
이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀(Cell)’에서 발행하는 분자생물학 분야의 최고 권위 잡지인 ‘몰레큘러 셀(Molecular Cell)’ 7월 23일 자에 게재되었다.(논문명 : Reversible SUMOylation of TBL1-TBLR1 regulates β-catenin-mediated Wnt signaling)
용어설명
1. Wnt(윈트)신호기전과 β-catenin(베타카테닌)
암세포 성장과 발달의 핵심 신호 중의 하나인 윈트(Wnt) 신호기전은 종양학자들에게 큰 관심을 불러일으키는 연구 분야이다. 특히, 윈트 신호의 핵심단백질은 베타카테닌이라는 것인데. 이 단백질의 기능에 변화가 생기면 윈트 신호가 비정상적으로 증가되어 암 또는 암줄기세포의 증식을 촉진하게 된다. 따라서 윈트 신호체계의 핵심 단백질인 베타카테닌의 기능을 조절하는 새로운 단백질 또는 작동경로 규명은 향후 종양치료를 위한 표적을 제공할 것으로 여겨진다. 이러한 맥락으로 최근 윈트 신호를 표적으로 하는 암줄기세포억제제가 혁신신약 개발을 목표로 미 FDA 임상시험에 진입하는 등 윈트 암표적치료제 개발이 활발히 진행되고 있다.
2. 스모화 (SUMOylation) 기전
생물체는 유전자 기능을 다양화하기 위하여 단백질이 생성된 후 단백질의 변형을 통하여 기능을 조절한다. 특히, 단백질의 아세틸화 (acetylation), 인산화 (phosphorylation), 유비퀴틴화 (ubiquitination) 등의 변형 (post-translational modification)은 대표적으로 널리 알려진 단백질 변형의 현상들이다. 이들 중 최근에 널리 연구되고 있는 스모화 (SUMOylation)는 단백질의 세포내 이동, 결합 변화 및 활성화 등을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구를 통해 스모화는 베타카테닌의 결합력을 변화시켜 Wnt 신호를 급격히 증가시켜, 종양형성을 촉진함이 확인되었다.
연세대학교 의료원 개요
연세대학교 의료원은 1885년 미국 선교의사 알렌(Dr. H. N. Allen)에 의해 세워진 한국 최초의 현대적 의료기관으로서 광혜원으로 출발하여 제중원, 세브란스병원을 거쳐 현재의 의료원으로 성장하였다. 연세대학교 의무부총장 겸 의료원장 산하에 교육기관으로는 보건대학원, 간호대학원, 의․치학전문대학원과 의과대학, 치과대학, 간호대학이 있으며 현재까지 졸업생은 총 25,985명에 이르고 있다. 또한 진료기관으로는 세브란스병원, 강남세브란스병원, 치과대학병원, 용인세브란스병원, 세브란스정신건강병원 등이 있으며 세브란스병원 산하 암센터, 재활병원, 심장혈관병원, 안․이비인후과병원, 어린이병원과 강남세브란스병원 산하 척추병원, 치과병원, 암병원 등 총 8개의 전문병원이 있다. 의료원 총 직원 수는 의사직 2,000여명, 일반직 5,800여명 등 총 7,800여명 이며 총 병상 수는 3,137병상이다.
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