암세포 사멸수용체를 조절하는 새로운 단백질을 발견

- 세계 최고 Nature 자매지 발표, “효과적인 암치료법 개발 가능성 열어”-

암세포를 특이적으로 죽이는 세포사멸수용체의 활성을 조절하는 단백질이 국내 연구진에 의해 밝혀져, 더욱 효과적인 암치료법 개발에 가능성을 열었다.

연세대 생화학과 송재환 교수(사진)와 이은우 박사가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원으로 수행되었고, 과학전문지인 ‘네이쳐(Nature)’의 온라인 자매지로서 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 7월 31일자로 게재되었다. (논문명: Ubiquitination and degradation of the FADD adaptor protein regulate death receptor-mediated apoptosis and necroptosis)

세포자기사멸(apoptosis)은 특정 상황에서 동물 세포가 자신을 신속하고 깨끗하게 죽일 수 있는 프로그램화된 세포사멸(programmed cell death)이며, 정상적인 생명체의 배아발생단계에서 필수적으로 작용함과 동시에 정상세포가 암세포로 변하는 것을 억제하는 중요한 기작이다.

암은 다양한 유전자의 변이에 의해 비정상적으로 세포가 분열하며 세포자기사멸(apoptosis)의 저항성을 지님으로써 지속적인 성장이 가능한 것으로 알려져 있다. 암세포의 세포자기사멸에 대한 저항성은 방사선 치료 및 약물치료 등의 항암요법이 효과적으로 작용하지 않는 중요한 원인이다.

세포자기사멸은 다양한 신호에 의해 활성화되는데 크게 세포외부로부터 시작되는 외인성세포사멸(extrinsic apoptosis)와 세포내부에서 시작되는 내인성세포사멸(intrinsic apoptosis)로 분류 되며, 이 둘 또한 밀접한 관계에 있다.

외인성세포사멸은 주로 TNFα, TRAIL, FAS Ligand 등에 의해 활성화 되며, FADD라는 공통의 연결(adaptor) 단백질을 통해 세포사멸을 유도한다고 알려져 있지만, FADD 단백질의 안정도를 조절하는 기작은 전혀 알려져 있지 않다.

송재환 교수 연구팀은 FADD 단백질을 분해하는 원리를 최초로 규명하여, FADD 단백질의 조절을 통해 효과적인 항암치료방법의 가능성을 열였다.

송재환 교수팀은 MKRN1 단백질이 FADD 단백질의 유비퀴틴화(ubiquitination)을 유도함으로써 FADD 단백질의 분해를 촉진시킨 다는 사실을 규명하였다.

유방암 및 자궁암 환자 샘플의 분석을 통해 MKRN1 단백질의 양이 정상세포에 비해 암세포에서 증가되어 있음을 확인하였고, 이에 따라 FADD 단백질은 암세포에서 감소해 있음을 확인 하였다.

또한 연구팀은 유방암 및 자궁암 세포주에서 MKRN1의 기능을 억제시켰을 경우, FADD 단백질의 양이 증가하면서 TRAIL과 같은 항암물질을 처리하였을 경우 종양이 더욱 빠르게 감소함을 생쥐동물모델을 통해 확인하였다.

송재환 교수는 “아직 외인성세포사멸기작 제어기작에서 FADD에 대한 연구가 많이 이루어져 있지 않은데, 이번 연구성과는 FADD 단백질의 분해원리를 최초로 밝힘으로써 효과적인 항암치료를 기대할 수 있게 되었다”고 연구의의를 밝혔다.