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부처연구성과

국내 연구진, 암줄기세포 에너지 대사 규명

  • 등록일2015-07-17
  • 조회수6025
  • 성과명
    국내 연구진, 암줄기세포 에너지 대사 규명
  • 연구자명
    한진, 송인성
  • 연구기관
    인제대학교
  • 사업명
    중점연구소지원사업
  • 지원기관
    교육부, 한국연구재단
  • 보도자료발간일
    2015-07-16
  • 원문링크
  • 키워드
    #암줄기세포 #대장암
  • 첨부파일
    • hwp 150717 [조간] 국내 연구진 암줄기세포 에너지 대사 규명(최종)... (다운로드 1031회) 다운로드 바로보기

핵심내용


국내 연구진, 암줄기세포 에너지 대사 규명
 - 새로운 대장암 치료 타겟 및 신개념 치료 전략 제시 -

◇ 한진 교수 팀, 소화기 연구 분야 최고 권위 학술지 가스트로엔터롤로지 논문 게재 
◇ 암 발생과 전이 일으키는 암줄기세포의 미토콘드리아 에너지 대사 과정 규명
  - 새로운 차원의 대장암 치료제 개발의 전환점 마련 

□ 교육부(장관 황우여)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 “국내 연구진이 암 발생과 전이를 일으키는 암줄기세포의 에너지 대사 과정을 규명하여 대장암 치료의 새 장을 열었다”고 밝혔다. 

□ 한진 교수(인제대)와 송인성 연구교수(인제대) 등은 암줄기세포의 에너지 대사 과정을 규명하는 연구를 교육부와 한국연구재단이 지원하고 있는 중점연구소지원사업을 통해 수행되었으며, 소화기 연구 분야의 최고 권위 학술지인 가스트로엔터롤로지(Gastroenterology,) 6월 16일 온라인 게재되었다.
 ○ 논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
   - 논문명: FoxM1-induced Prx3 regulates stemness and survival of colon cancer cells via maintenance of mitochondrial function
   - 저자 정보: 송인성 (제1저자, 인제대 연구교수), 한진(교신저자, 인제대 교수)

○ 논문의 주요 내용은 다음과 같다.

1. 연구의 필요성

  가. 대장암은 국내·외에서 세 번째로 많이 발생하는 암(표준화 발생률 38.6%)으로 1, 2기 대장암은 재발 위험이 낮고 생존률이 높으나, 원격 전이* 암인 경우 치료 후 생존률(5년 후, 18.6%)이 현저히 낮은 암임. 기존에 재발위험이 높은 3기 대장암환자는 화학치료와 경구용 항암제, 표적치료제 등을 이용한 표준 항암요법을 시행함. 이 같은 치료에도 원격 전이 대장암의 경우 5년 생존율이 매우 낮음.
    * 원격 전이: 암이 발생한 장기에서 멀리 떨어진 다른 부위에 옮겨 발생하는 것

 나. 암줄기세포는 일반 암세포와는 달리 무제한 재생능력을 가져 전이의 원인으로 작용하며 높은 약물 저항성을 나타내는 것이 특징임. 이에 연구진은 암재발과 전이를 막기 위해 암줄기세포 공략법을 연구함.
  
2. 개발 원리: 대장암 환자 암조직으로 부터 분리된 암줄기세포를 통해 미토콘드리아* 기능에 대한 연구 수행. 그 결과 암줄기세포는 미토콘드리아 기능이 일반 암세포보다 증진되어, 미토콘드리아 안에 있는 항산화 단백질, 페록시레독신3**의 활성화를 통해 고효율로 에너지를 얻음을 확인함. 
    * 미토콘드리아 : 세포 소기관의 하나로 세포호흡에 관여함. 따라서 호흡이 활발한 세포일수록 많은 미토콘드리아를 함유하고 있으며 에너지를 생산하는 공장으로 불림
    ** 페록시레독신3(peroxiredoxin 3) : 미토콘드리아 내 활성산소를 제거하는 항산화단백질

3. 연구 성과
 가. 페록시레독신3의 활성화가 암줄기세포의 생존 및 전이, 그리고 항암제 내성 원인이 됨을 동물실험을 통해 증명.
 나. 페록시레독신3은 폭스엠1(FoxM1)이라는 전사조절인자*에 의해 유도됨을 규명.
    * 전사조절인자 : DNA가 mRNA를 만드는 과정을 조절하는 요소

 ○ 한편, 한진 교수는 “이 성과는 암 발생과 전이의 원인이 되는 암줄기세포의 미토콘드리아 에너지 대사 과정을 규명함으로써 암의 재발과 전이를 막는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의의가 크며, 항암 치료제 개발에 큰 전환점을 마련했다󰡓고 밝혔다.

상세내용

 

연 구 결 과  개 요


1. 연구 배경

 ○ 우리나라 인구 4명중 1명이 암으로 사망할 정도로 암은 국민건강에 커다란 위협요인이며, 대장암은 갑상선암과 위암에 이어 높은 발생 빈도를 나타냄. 또한, 대장암은 국소재발과 원격전이가 동반되는 광범위한 재발이 많이 발생함. 이러한 재발 및 전이 그리고 항암제 내성 원인으로 암줄기세포가 최근 대두되었으며, 암줄기세포를 표적으로 하는 치료법의 필요성이 증가함. 그러나 암줄기세포의 특징 및 특이 표적 부재 등의 이유로 임상적용이 이루어지지 않음. 본 연구에서는 대장암 재발 및 전이 원인 암줄기세포 사멸을 위한 치료 표적 발굴을 위해 암줄기세포 에너지 대사와 미토콘드리아 특징을 규명하였음.  



2. 연구내용

 ○ 본 연구팀은 대장암 환자 수술후 절제된 암조직과 대장암 세포주로 부터 암줄기세포를 분리하여 암줄기세포 미토콘드리아 기능연구를 수행하였음. 그 결과, 암줄기세포 미토콘드리아 기능이 일반 암세포에 비해 증진되어 glycolysis 보다 oxydative phosphorylation에 의존해 ATP를 생성함을 확인하였음. 또한, 암줄기세포의 생존 및 전이 그리고 항암제 내성 원인이 과발현된 미토콘드리아 Prx3 단백질임을 유전자 기능연구와 동물실험을 통해 증명하였으며, Prx3의 과발현이 FoxM1 전사인자에 의해 유도됨을 규명하였음.

 

3. 기대효과

 ○ 본 연구를 통해 대장암 암줄기세포는 미토콘드리아 기능이 향상되어 oxidative phosphorylation 의존적으로 에너지를 생성하며, 미토콘드리아 Prx3 단백질이 암줄기세포 생존에 중요한 인자로 FoxM1에 의해 조절됨을 규명하였음. 이는 암줄기세포사멸을 위한 표적으로 제공되어 신규항암제 개발에 기여함으로써 대장암 치료에 획기적인 전환점을 제시해 줄 것임. 



연 구 결 과 문 답


이번 성과 뭐가 다른가

 

대장암 암줄기세포 미토콘드리아 기능을 정밀하게 분석하였으며 이로부터 대장암 및 암줄기세포 특이인자를 규명, 새로운 항암제 표적을 제공하였음.

 

 

 

어디에 쓸 수 있나

 

대장암 치료 신규 항암제 개발 표적으로 제공되며, 항암요법 치료전략 수립에 기여함.

 

 

 

실용화까지 필요한 시간은

  

정확한 시간을 예상하기는 어렵지만, Prx3/ FoxM1 저해제 탐색 후속연구와 암줄기세포에 대한 깊은 연구가 진행된다면 그리 오랜 시간이 걸리지 않을 것으로 기대함.

 

 

 

실용화를 위한 과제는

 

Prx3/ FoxM1 저해제 탐색 후속연구의 진행과 이를 통한 항암제 후보 물질의 발굴이 필요함.

 

 

 

연구를 시작한 계기는

 

대장암 전이와 재발 문제 해결을 위한 암세포 미토콘드리아 기능 변화 분석과 암 발생 및 기원에 대한 의문에서 본 연구를 시작하였음. 

 

 

 

에피소드가 있다면

 

연구초기에 보편화 되지 않은 실험기법과 실험장비들로 많은 어려움이 있었으나, 하나하나 배우고 익히는 시간이 어려웠던 만큼 많이 즐거웠음.

 

 

 

꼭 이루고 싶은 목표는

 

암줄기세포 특이 인자 Prx3/ FoxM1을 타겟으로하는 대장암 표적 치료제의 개발

 

 

 

신진연구자를 위한 한마디

 

미토콘드리아 연구에 많은 관심과 연구 부탁합니다.

...................(계속)

 

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