암세포만을 겨냥해 죽이는 세포사멸수용체(death receptor)의 활성을 조절하는 단백질(FADD)이 국내 연구진에 의해 밝혀져, 향후 유방암, 자궁암 등의 항암효과를 배가시킬 수 있을 것으로 기대된다.

연세대 송재환 교수(45세)와 이은우 박사가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원으로 수행되었고, 세계 최고 과학전문지 ‘네이처’의 온라인 자매지인 ‘Nature Communications’최신호(7월 31일자)에 게재되었다. (논문명: Ubiquitination and degradation of the FADD adaptor protein regulate death receptor-mediated apoptosis and necroptosis)

세포자기사멸(apoptosis)은 특정한 상황에서 동물 세포가 스스로를 신속하고 깨끗하게 죽여 없애는 프로그램화된 과정(programmed cell death)으로, 정상적인 생명체의 배아발생 단계에서부터 필수적으로 작용하면서 정상세포가 암세포로 변하는 것을 막는 중요한 원리이다.

암은 다양한 유전자의 변이에 의해 세포가 비정상적으로 분열하며 세포자기사멸에 저항하면서 끊임없이 성장하는 것으로 알려져 있다. 특히 암세포의 세포자기사멸에 대한 저항성은 방사선이나 약물 치료 등 항암요법이 효과적으로 작용하지 않는 중요한 원인이 된다.

세포자기사멸은 다양한 신호로 활성화되는데, 크게 세포 외부로부터 시작되는 외인성(外因性) 세포사멸과 세포 내부에서 시작되는 내인성(內因性) 세포사멸로 분류되며, 이 두 가지도 서로 밀접한 관계를 가지고 있다.

외인성 세포사멸은 세포사멸수용체(TNFα, TRAIL, FAS 리간드 등)에 의해 활성화되고, 이 수용체들의 공통 연결(adaptor) 단백질(FADD)이 세포사멸수용체를 활성화하여 세포사멸을 유도한다고 알려져 왔지만, FADD 단백질의 활성이 어떻게 조절되는지는 거의 밝혀지지 않았다.

송재환 교수 연구팀은 FADD(파드) 단백질을 분해하는 원리를 처음으로 규명하여, MKRN1(마코린 원) 단백질*을 통해 FADD 단백질의 활성을 조절하는데 성공하였다.

송 교수팀은 MKRN1 단백질이 FADD 단백질의 유비퀴틴화*를 유도함으로써 FADD 단백질의 분해를 촉진하여 암세포를 사멸한다는 사실을 밝혀냈다.

특히 연구팀은 유방암과 자궁암 환자 샘플에서 MKRN1 단백질의 양이 정상세포에 비해 암세포에서 증가되었고, 반면에 FADD 단백질은 암세포에서 감소했음을 확인하였다.

또한 연구팀은 유방암과 자궁암 세포주*에서 MKRN1의 기능을 억제하면 FADD 단백질의 양이 증가하여, FADD 단백질이 많은 세포주에 약물(TRAIL)로 항암치료를 하면 종양이 더욱 빠르게 감소하는 등 치료효과가 크게 증가한다는 사실을 동물실험(생쥐)을 통해 검증하였다.

송재환 교수는 “지금까지 외인성 세포사멸과 관련하여 FADD에 대한 연구가 활발히 진행되지 못했는데, 이번 연구성과는 FADD 단백질의 분해원리를 처음으로 밝혀, MKRN1 활성 저해제를 개발하면 다른 항암요법과 병행하여 치료효과를 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.