미래창조과학부(장관 최양희)는 폐암을 유발하는 새로운 단백질(USE1)을 찾아내어, 폐암을 조절할 수 있는 새로운 작용 메커니즘을 국내 연구진이 최초로 발견했다고 밝혔다.
연구결과, 폐암환자의 92.5%에서 USE1 단백질이 증가되어 있으며, 이중 13%에서는 USE1 유전자에 돌연변이가 발생하여 폐암이 발생한다는 사실을 발견했다. 이에 따라 폐암을 조기에 진단할 수 있는 새로운 생화학적 지표를 확보하였다. (유에스이1 : 생체 내 단백질의 항상성을 조절하는 유비퀴틴 프로테아좀 시스템을 구성하는 효소 중 하나 )
이창환 교수(사진) 연구팀(울산의대 서울아산병원)은 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구결과는 세계적인 학술지 국립암학회지(JNCI) 10월 18일자에 게재됐다
폐암은 국제적으로 연간 100만명이 사망하는 것으로 알려져 있다. 지난 수십년 간 진단 및 치료 기술이 개발됐지만 특별한 자각증상이 없고 대부분 진행 암 또는 다른 부위에까지도 전이된 상태에서 발견돼 폐암 환자의 완치율은 30% 이하로 예후가 매우 좋지 않다.
이러한 폐암이지만 조기 진단이 되면 생존률을 80% 이상 획기적으로 증대시킬 수 있으나, 현재 폐암 진단을 위해서는 이미징 방법(X-ray, CT, MRI 등)에 의존도가 높은 편으로 생화학적 지표로 사용될 수 있는 물질은 발견된 예가 적다.
현재 폐암 진단을 위해 바이오 마커라는 이름으로 제시된 물질들이 존재하지만, 여전히 충분한 특이성(specificity)과 민감성(sensitivity)을 나타내지 못하고 있다. 따라서 폐암 특이적 마커를 찾아내어 효과적인 조기 검진 방법을 확립하는 개발이 시급한 실정이다.
106명의 폐암환자의 폐암 조직과 정상조직의 단백질의 발현양을 비교 분석한 결과, 폐암조직의 92.5%에서 USE1의 발현양이 증가되어 있음을 확인했다.
세포와 동물을 사용하여 USE1의 발현양이 증가 시 폐암을 증식시킴을 확인하였으며, 반대로 USE1의 단백질의 발현양이 감소 시 폐암을 감소시킴을 확인했다.
106명의 폐암 환자의 DNA를 분석한 결과, 13명의 폐암환자로부터 5종의 USE1 돌연변이를 발견하였으며, 이들 돌연변이들에 의해 실제로 USE1의 단백질의 발현양이 증가되어 폐암을 유발함을 확인했다.
초고속 질량 분석기를 이용하여 USE1의 결합 단백질을 확인한 결과, 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 APC/C에 의해 USE1의 발현양이 조절됨을 밝혔다.( APC/C : 유비퀴틴 시스템에 관여하는 효소 중 유비퀴틴 결합효소 중 하나이며, 세포주기에 관련된 단백질 분해에 관여한다.)
연구 성과는 폐암 환자의 조직 분석을 통하여 폐암 형성에 중요한 역할을 하는 새로운 단백질인 USE1을 발굴함으로써 폐암 특이적 바이오마커를 확보하였다.
USE1 단백질의 조절을 통하여 폐암을 실제적으로 감소시킬 수 있음을 세포와 동물에서 보임으로써 폐암의 신약개발의 새로운 타깃을 제시했다.
이창환 교수는 “이 연구성과는 폐암의 발병과 관련된 중요한 핵심 단백질을 발견한 것이다. 이것은 폐암을 진단할 수 있는 특이적 바이오 마커로서 사용할 수 있어 폐암에 관한 이해를 높이고, 나아가 폐암의 조기 진단 키트 및 신약개발에 큰 파급 효과를 줄 것으로 기대된다.”라고 연구의 의의를 설명했다. ( 바이오 마커 : 단백질이나 DNA, RNA, 대사 물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표)
