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암세포 성장 억제 '물질' 개발···"항암 치료 부작용 감소"

심태보 KIST 박사, 암의 에너지 대사 방해하는 신규화합물 발굴
PDHK 효소만 선택적으로 저해···"암, 당뇨 질환 치료제로 기대"
정상세포에 피해를 주지 않고, 암세포만 선택적으로 억제할 수 있는 물질이 나올 수 있을까? 최근 국내 연구진이 이 물음에 답이 될 수 있는 연구를 진행했다. 

KIST(한국과학기술연구원)는 심태보 화학키노믹스센터 연구팀이 암세포 에너지 생성을 교란해 폐암세포 성장을 저해하는 신규 항암물질을 발굴했다고 5일 밝혔다. 

암세포는 급속한 성장과 분열을 진행한다. 정상 세포와 달리 산소가 존재하는 환경에서도 젖산 발효를 통해 에너지를 생산한다. 이는 암세포와 정상세포의 큰 차이점 중 하나이기 때문에 이를 활용·공략하면 정상세포에 영향을 주지 않고 암을 선택적으로 공격할 수 있다. 

연구진은 종양세포가 당의 대사산물인 피루브산을 미토콘드리아로 보내지 않고, 젖산염으로 변환해 에너지를 생산하는 점을 착안해 연구했다. 연구를 통해 '피루브산 탈수소효소 키나아제'(PDHK) 효소의 활동을 저해하는 신규 화합물을 발굴했다. 

PDHK 효소는 당 대사 산물인 피루브산이 미토콘드리아로 들어가는 것을 방해해 젖산 발효를 유도하는 효소다. 이 효소는 위암, 피부암, 폐암 등 다양한 암에서 과발현되는 것으로 알려져 있다. 효소의 활동을 방해하면 젖산 발효로 에너지를 생성하는 암세포의 성장을 저해할 수 있다. 

연구진은 수많은 효소 중 하나인 키나아제 중에서 PDHK만을 선택적으로 강하게 저해하는 신규 화합물을 발굴했다. 해당 화합물은 기존의 PDHK 저해제보다 폐암과 전립선암 세포의 성장 저해능력과 암세포 사멸 효과가 매우 뛰어나다. 또 암세포의 미토콘드리아 기능을 저해하고 에너지 생성 방법을 변화시키는 등의 방법으로 항암효과를 보이는 것을 확인했다. 

이번 연구 결과는 정상 세포에 영향을 적게 주면서도 암세포만을 선택적으로 공격할 수 있음을 보여줬다. 이에 따라 세포독성 항암제의 부작용을 경감시킬 것으로 전망된다. 연구진은 기존 세포 독성 함암제와 함께 투여하면 폐암 세포의 성장 저해와 세포 사멸 효과를 증가시킬 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 

심태보 박사는 "암세포뿐만 아니라 당뇨와 같이 PDHK 때문에 발생하는 질환들의 치료제에 활용할 수 있다"면서 "아직 약물로 승인받은 PDHK 저해제는 전무하기 때문에 연구가 확장되면 사회·경제적 파급 효과를 가져올 것"이라고 기대했다. 

KIST(한국과학기술연구원)는 심태보 화학키노믹스센터 연구팀이 암세포 에너지 생성을 교란해 폐암세포 성장을 저해하는 신규 항암물질을 발굴했다. <사진=KIST 제공>KIST(한국과학기술연구원)는 심태보 화학키노믹스센터 연구팀이 암세포 에너지 생성을 교란해 폐암세포 성장을 저해하는 신규 항암물질을 발굴했다. <사진=KIST 제공>
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