김효수·권유욱 교수연구팀 '카이-원 단백질' 주피세포서 주로 발현하고 있음 첫 규명
'카이-원이 혈관신생 억제는 물론 혈관 항상성 유지시키는 사실' 세계 최초 규명
김 교수 "향후 KAI1 펩타이드, '항암과 혈관성 망막증 바이오치료제'로 개발"
논문, 세계적 권위지 '혈액·종양학'에 게재
[보건타임즈] 국내 연구진이 혈관신생을 억제하는 핵심 유전자를 발굴, 이를 이용해 암 전이를 억제하는 항암제 개발에 착수했다. (논문보기)
서울대병원 김효수(사진 左)·권유욱 교수(右) 연구팀은 주피세포에 카이-원(KAI1/CD82) 유전자가 발현하고 있다는 사실을 발견했으며 '이 유전자가 카이-원이 혈관신생을 억제하는 중요한 조절자 역할을 하는 것은 물론 혈관의 항상성을 유지시킨다'는 것을 세계 최초로 규명해냈다.
혈관신생은 기존 혈관 구조에서 새로운 혈관이 만들어지는 과정이며, 혈관 내피세포와 주변 주피 세포의 상호작용에 의해 조절된다.
주피 세포 내에서 합성된 카이-원 단백질은 세포 표면에 정착한 후 혈관신생 억제 인자 LIF의 발현을 증가시킨다.
카이-원은 혈관 신생을 유도하는 대표 사이토카인 VEGF 또는 PDGF와 결합해 수용체와 합치는 기능을 차단함으로써 혈관신생을 억제한다.
즉 혈관신생을 차단하면 암의 증식을 막을 수 있다는 뜻이다.
하지만 지금까지 세계적으로 혈관 내피세포의 역할만 널리 연구가 돼 왔을 뿐 주피 세포 연구는 미흡했다.
이에 김효수 교수연구팀은 카이-원 단백질의 혈관신생 억제 효과를 이용, 새로운 암 치료제개발에 들어가 먼저 카이-원이 혈관신생 사이토카인 VEGF, PDGF와 결합하는 부위의 분자 구조와 아미노산 서열을 분석해 카이-원 펩타이드를 제작했다. (그림 1)
또 시험할 마우스에 유방암과 전립선암 세포를 이식해 종양 모델을 만들었다.
이 모델에게서 생성한 종양은 수많은 혈관을 만들어 영양분을 공급받았으며 크기가 점차 커져 여기에 김 교수팀이 만든 카이-원 펩타이드를 투약했다.
이 결과 종양의 혈관 신생이 억제하는 것은 물론 크기를 획기적으로 줄어들었다. (그림 2)
이와 함께 연구팀은 마우스 망막혈관을 구성하는 내피세포 주위로 주피세포가 있으며 카이-원 단백질이 혈관 내피세포가 아닌 주피세포에서 주로 발현하고 있음을 규명해냈다.
이러한 유전자 조작을 통해 카이-원을 제거한 마우스 망막의 혈관 형성이 훨씬 활발하다는 사실을 밝혀냈다.
당뇨병성 망막병증 동물모델도 카이-원 펩타이드를 투약했을 때 혈관 신생이 억제됨과 함께 정상과 유사한 수준으로 망막혈관 과증식이 차단되는 치료 효과를 나타냈다. (그림 3)
이로써 연구팀은 카이-원 펩타이드가 혈관신생 억제, 종양의 성장을 억제하는 것은 물론 암 전이를 예방할 수 있음을 확인함으로써 기존의 항암제와 병용요법을 사용해 치료 성적을 높일 수 있을 것으로 기대했다.
이런 효능의 카이-원 펩타이드는 당뇨병성 망막병증처럼 혈관 과잉증식이 원인인 질환의 치료제로도 사용할 수 있다. (그림 3, 4)
연구팀은 2016년, 카이 유전자가 골수 조혈모세포의 영원불멸 기전의 열쇠라는 사실을 세계 학계에 발표한 이후 후속으로 이번 연구에 몰두해왔다.
5년 동안 이 프로젝트를 지휘한 김효수 교수는, "세포치료 실용화 센터의 여러 구성원의 노고로 큰 성과를 이뤘다"며 "향후 카이-원 펩타이드를 항암과 혈관성 망막증 바이오-치료제로 개발하기 위해 고도화 작업을 추진할 예정"이라고 공개했다.
이 프로젝트는 보건복지부가 지원하는 세포치료 실용화 센터와 연구중심병원 사업의 일환으로 수행됐다.
이번 연구결과를 상세하게 정리한 논문은 'KAI1(CD82) is a key molecule to control angiogenesis and switch angiogenic milieu to quiescent state'란 주제로 암의 기초연구 분야의 세계적 권위지인 '혈액·종양학(Journal of hematology & Oncology, IF; 17.4)'에 게재됐다.
기사최종편집일: 2024-05-02 10:10:38
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