한국생명공학연구원, 암의 발생과정에서 발암유전자간의 상호작용 규명
이번 연구는 한국생명공학연구원(생명硏, 원장 정혁, www.kribb.re.kr) 노화과학연구센터 이정수 박사가 공동 주저자(제1저자)로 참여한 연구로서, 미국 다나-파버 암연구소(Dana-Farber Cancer Institute) 연구진과 공동으로 수행되었다.
연구 결과는 종양학 분야의 세계적 권위지인 ‘Cancer Cell’지 10주년 기념호에 3월 19일자로 발표되었으며, 같은 권에 예고편(Preview)으로 소개되어 연구결과의 의의가 강조되었다.
※ 신경모세포종(Neuroblastoma) : 소아에서 발병하는 암 중 약 10% 정도를 차지하는 소아암으로 교감신경계에서 발병함. 미국의 경우 한 해 약 700여명의 환자가 신경모세포종으로 보고되고 있음.
※ 논문명 : Activated ALK Collaborates with MYCN in Neuroblastoma Pathogenesis
그동안 신경모세포종을 일으키는 발암 유전자로 MYCN 유전자와 ALK 돌연변이 유전자가 중요한 인자로 알려져 왔으나 암이 발생하는 기작이나 두 유전자 간의 상호작용에 대해 많은 부분이 밝혀지지 않았었다.
본 연구에서는 모델동물인 제브라피시(zebrafish)를 활용한 연구를 통해, MYCN 유전자가 비정상으로 증폭되면서 신경모세포가 암세포로 발전하는 과정에서 ALK 돌연변이 유전자가 작용하여 암의 발생을 촉진시키는 과정을 새롭게 밝혀내었다.
우선 제브라피시에서 MYCN 유전자만을 교감신경계 특이적으로 과량 발현시킨 결과, 제브라피시의 교감신경계 신경모세포가 비정상적으로 증식하다가 특정 시기에 도달하면 다수의 신경모세포가 죽어 버리는 현상을 보였다.
또한 ALK 돌연변이 유전자만을 발현시킨 경우에는 신경모세포의 비정상적인 증식이 일어나지 않아 암세포로 발전하지 않았다.
반면, MYCN 유전자와 ALK 돌연변이 유전자를 동시에 발현시킨 결과 MYCN 유전자만 발현된 경우보다 암 발생의 빈도가 약 3배 (55.6% vs. 17.3%) 증가하였다. 또한 암의 발생시기도 ALK와 MYCN 유전자가 같이 발현되는 경우 MYCN 유전자만 발현될 경우에 비해 약 6-8주 이상 (5~7주 vs. 13~15주) 빨리 발병하는 결과를 보였다.
이러한 결과의 원인으로서, MYCN 유전자에 의해 암 발생 과정 중 나타나는 신경모세포의 죽음을 돌연변이 ALK 유전자가 저해함으로써 암의 발생시기와 빈도를 증가시킨다는 사실을 규명하였다.
이번 연구 결과는 신경모세포종의 진단과 치료 시, 암 유전자 변이에 따른 맞춤 치료를 위한 중요 단서를 제공한 데에 의의가 있다. 특히 증폭된 MYCN 유전자와 ALK 돌연변이 유전자를 같이 갖고 있는 신경모세포종의 치료에 있어서 ALK 유전자를 저해하는 치료물질을 활용해 암을 치료할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
생명硏 이정수 박사는 “앞으로 제브라피시를 활용하여 신경모세포종을 포함한 다양한 암을 대상으로 암의 발생 과정과 유전자 기능 연구를 통해 새로운 암 치료 접근법을 발굴해 나가겠다”고 밝혔다.
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