뽕나무 뿌리 추출물에서 고형암이 저산소 환경에 적응하게 하는 단백질 HIF-1α의 발현을 억제하는 신규 항암물질 ʻMO-2097ʼ 발굴
천연물 기반의 낮은 독성으로 신체적 부담을 낮추는 새로운 항암치료 전략 활용 기대
성낙균 한국생명공학연구원 화학생물연구센터 박사 연구팀은 이경 동국대 교수팀과 함께 우리나라 자생식물인 뽕나무 뿌리 추출물에서 고형암이 저산소 상황에서도 생장할 수 있게 하는 단백질을 제어하는 신규 항암물질을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.
암의 70~80%를 차지하는 고형암은 단단한 형태의 악성 종양으로 폐, 간, 대장 등 여러 신체 장기에서 발병한다. 고형암이 성장하는 과정에서 종종 암의 중심부에 혈관이 제대로 형성되지 않아 산소 공급이 부족해지며, 이로 인해 저산소증이 발생한다.
저산소 상황에 노출되었을 때 일반 세포의 상당수가 이에 적응하지 못하고 사멸하는 데 반해 종양 세포는 저산소 상태에서도 성장하는데 이를 가능하게 하는 것이 HIF-1α(Hypoxia-inducible Factor 1 Alpha) 단백질이다.
HIF 단백질은 산소가 충분할 때는 체내에서 분해되지만, 저산소 환경에서는 분해되지 못하고 농도가 높아진다. 고형암에 산소 공급이 부족해지면 HIF-1α 단백질이 과다 발현하며 사멸을 막아준다는 사실이 밝혀지면서 항암 표적 단백질로서 HIF-1α에 대한 관심이 높아지고 있다.
연구팀은 뽕나무 뿌리 추출물 모라신-오(Moracin-O)에서 HIF-1α 단백질의 발현을 조절하는 효과를 확인하고 이를 활용한 신규 항암물질 ‘MO-2097’을 발굴했다.
연구팀은 이전의 연구에서 HIF-1α의 발현을 조절하는 인자로 hnRNPA2B1 이라는 단백질을 발견했다. 이후 다양한 천연물에서 HIF-1α의 억제 가능성을 살펴 모라신-오 구조를 기반으로 새롭게 개발한 물질 MO-2097이 hnRNPA2B1과 결합해 HIF-1α를 감소시킨다는 사실을 확인헸다.
이번에 개발한 MO-2097는 3D 스페로이드 모델 및 대장암 환자 유래 오가노이드 모델에서 항암 효과를 나타냈을 뿐만 아니라 제브라피쉬, 마우스 등의 동물모델에서는 낮은 독성을 나타내며 새로운 치료물질로서의 적용 가능성을 높였다.
연구책임자인 생명연 성낙균 박사는 “MO-2097은 암세포에는 효과적으로 작용하면서도 정상 세포에 대한 독성이 적다는 점이 고무적이다”라며, “HIF-1α를 타겟으로 하는 항암제 연구를 위한 새로운 파이프라인을 제안한다”라고 말했다.
이번 연구는 국제학술지인 Journal of Advanced Research(IF 11.4) 10월호에 게재되었으며, 과학기술정보통신부 집단연구지원사업 및 이공학학술연구기반구축사업, 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업, 한국생명공학연구원 주요사업의 지원으로 수행됐다.
임혜정 기자
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