암의 전이를 막기 위해서 세포를 단단하게 하는 새로운 전략

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-26

요약: 기존의 암 치료법들은 종양 세포들을 죽이는 것에 맞춰져 있지만, 연구자들이 다른 전략을 제안했다: 암세포들이 몸의 새로운 영역을 침범하는 것을 막기 위해서 암 세포들을 미세하게 단단하게 하는 것. 그들은 이 원하는 효과를 위한 화합물들을 스크리닝하는 한 방법을 고안해냈고 췌장 암과 싸우는데 전망을 보여준 한 화합물을 확인했다. 그림. 세포들을 4-HAP로 처리하는 것은 단백질 마이오신 II(myosin II)이 그 세포의 주변으로 이동하게 해서, 그것들을 더 단단하게 만든다. 기존의 암 치료들은 종양 세포들을 죽이는 것으로 맞춰져 있지만, 존스홉킨스대(Johns Hopkins University) 연구자들이 다른 전략을 제안하고 있다: 암 세포들이 몸의 새로운 부위를 침입하는 것을 막기 위해서 암 세포들을 미세하게 더 단단하게 하는 것. 그들은 원하는 효과를 위해서 화합물들을 스크리닝하는 방법을 고안하고 췌장암과 싸우는데 전망을 보인 한 화합물을 확인했다. 그들의 연구는 이번 주 미국 과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)의 초판에 나왔다. “이것은 다른 현재의 약물들보다 부작용과 약물 내성에 대한 잠재성이 더 적은, 그 질병과 싸울 수 있을 것이라고 우리가 믿고 있는 암요법에 대한 새로운 접근법”이라고 존스홉킨스대 의대의 기초 생물의학과학연구소(Institute for Basic Biomedical Sciences)에 있는 세포 생물학 교수인 Douglas Robinson이 말했다. “우리는 우리가 고안한 그 새로운 스크리닝 시스템이 많든 다른 질병들을 위한 약물을 확인하는 것도 도울 것이라고 생각한다”고 Robinson이 덧붙였다.  이 프로젝트의 뿌리는 그 당시에 박사후 연구원이었던 Robinson이 처음으로 세포가 어떻게 두 개로 나누어지는지에 대해 더 잘 이해하는 것이 세포들의 모양이 보통 어떻게 변하는지에 대해 밝힐 것이라는 아이디어를 가졌던 1997년으로 올라간다고 그는 말했다. 세포 모양에서의 변화가 암으로부터 만성 폐쇄성 폐질환과 퇴행성 신경질환들까지 질환들에서 중요하기 때문에, 세포 모양에 영향을 주는 화합물들이 질병 진행을 멈추는 것으로 밝혀질 수 있다. 2008년에 이 연구의 주저자인 Alexandra Surcel는 박사후 연구원으로서 Robinson의 연구실에 합류했고 세포 모양을 조정하는 분자들을 위한 스크리닝을 연구하기 시작했다. 대부분의 약물 스크리닝들은 질병과 연관된 특정한 생화학적인 “경로”에 대한 영향을 찾는다; 대조적으로, 이 스크리닝은 전체 세포—이 경우에는 다수의 포유류 세포 종류들을 밀접하게 닮은, 아메바 딕티오스텔리움(Dictyostelium)—에 대한 최종 결과를 기반으로 한다고 Surcel은 설명했다. 세포들을 한 분자로 처리한 후에, Robinson의 팀은 두 개나 그 이상의 핵을 가진 보통을 벗어난 세포들의 수를 살폈다. 딕티오스텔리움이 정상적으로 두 개의 딸 세포들로 나누어지는 과정에 있을 때에만 두 개의 핵을 가지기 때문에, 하나보다 많은 핵을 가진 세포들의 높은 비율은 그 분자가 아마도 세포 골격의 역학을 비틀어서 세포 분열의 과정을 방해했다는 것을 나타낼 것이다. 수천 개의 분자들의 스크리닝은 그 팀이 찾고 있던 효과를 가진 25 분자들을 찾게 되었다. 더 많은 연구들은 그것들 중의 하나인 4-HAP가 세포 골격의 빌딩 블럭인 마이오신 II에 영향을 주는 것을 밝혔다. 병리학 부교수인 Robert Anders가 이끄는 또 다른 존스홉킨스대 연구실과 협력해서, Robinson의 그룹은 췌장암 세포들이 원래의 종양으로부터 다른 영역으로 퍼져 나갈 때 췌장암 세포들에서 마이오신 II의 양에서의 변화를 확인했다.  연구팀은 실험실에서 키운 췌장암 세포들에서 4-HAP를 시험하고 그것이 그것들을 더 단단하게 하는 방식으로 그것들의 골격에 있는 마이오신에 영향을 주는 것을 발견했다. “우리는 비교적 부드러운 것이 침입하는 암 세포들이 몸을 통해서 미끄러져 들어가서 새로운 부위에 대량 서식하게 해준다고 생각한다. 문어가 바닷가재보다 훨씬 더 쉽게 작은 구멍을 통과하는 것을 상상할 수 있다. 4-HAP는 암 세포들을 바닷가재처럼 만드는 것 같다”고 Surcel은 말했다. 그 팀은 이제 쥐에서 4-HAP를 시험하고 있다. 그 약물은 이미 황달 대한 치료제로서 몇몇 나라들에서 사용되고 있어서, 그것이 췌장암에 대항해서 성공을 보인다면 잠재적으로 비교적 빠르게 시장에 나갈 수 있을 것이라고 Robinson은 말했다. 그러나 그렇지 않더라도, 그 연구는 그 새로운 약물 스크리닝이 큰 잠재성을 가진다는 것을 증명해 보여주었다고 그는 말했다. Journal Reference: Alexandra Surcel, Win Pin Ng, Hoku West-Foyle, Qingfeng Zhu, Yixin Ren, Lindsay B. Avery, Agata K. Krenc, David J. Meyers, Ronald S. Rock, Robert A. Anders, Caren L. Freel Meyers, and Douglas N. Robinson. Pharmacological activation of myosin II paralogs to correct cell mechanics defects. PNAS, January 2015 DOI: 10.1073/pnas.1412592112 hardening.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2015/01/150120142658.htm