이창환 교수팀, 폐암 조기 진단 가능한 '생화학 마커' 최초 발견
미래부 기초연구지원사업 지원으로 수행...폐암 생존율 향상 기대
이창환 울산의대 교수(서울아산병원 의생명과학교실)는 폐암을 유발하는 새로운 단백질(USE1;(생체 내 단백질의 항상성을 조절하는 유비퀴틴 프로테아좀 시스템을 구성하는 효소 중 하나)을 찾아냈다고 26일 밝혔다. 이 연구는 폐암을 조절할 수 있는 새로운 작용 메커니즘을 규명한 것이어서 주목받고 있다.
이창환 교수의 연구는 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원으로 수행됐으며, 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.
또 조기 진단이 되면 생존율을 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 수름으로 제시된 물질들이 존재하지만, 여전히 충분한 특이성(specificity)과 민감성(sensitivity)을 나타내지 못하고 있다. 따라서 폐암 특이적 마커를 찾아내 효과적인 조기 검진 방법을 확립하는 개발이 시급한 실정이다.
이러한 가운데 이창환 교수팀은 106명의 폐암환자의 폐암 조직과 정상조직의 단백질의 발현양을 비교 분석했다.
연구팀은 세포와 동물을 사용해 USE1의 발현양을 인위적으로 증가시켰을 때 폐암이 증식되고, 반대로 USE1의 단백질의 발현양을 감소시켰을 때 폐암 발병도 감소한다는 것을 알아냈다.
특히 106명의 폐암 환자의 DNA를 분석한 결과, 13명의 폐암환자로부터 5종의 USE1 돌연변이를 발견했으며, 이들 돌연변이들에 의해 실제로 USE1의 단백질의 발현양이 증가돼 폐암을 유발하는 것도 밝혀냈다.
즉, 폐암조직의 92.5%에서 USE1의 발현양이 증가돼 있음을 확인했고, 또 이 중 13%에서는 USE1 유전자에 돌연변이가 발생해 폐암이 발생한다는 사실을 발견한 것.
이는 폐암을 조기에 진단할 수 있는 생화학적 지표를 확보한 것으로, 향후 폐암 진단 및 치료제 개발에 큰 영향을 줄 것으로 보인다.
이밖에 연구팀은 초고속 질량 분석기를 이용해 USE1의 결합 단백질을 확인한 결과, 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 APC/C(유비퀴틴 시스템에 관여하는 효소 중 유비퀴틴 결합효소 중 하나이며, 세포주기에 관련된 단백질 분해에 관여함)에 의해 USE1의 발현양이 조절됨도 알아냈다.
이창환 교수는 "이 연구성과는 폐암의 발병과 관련된 중요한 핵심 단백질을 발견한 것"이라며 "이것은 폐암을 진단할 수 있는 특이적 바이오 마커(단백질이나 DNA, RNA, 대사 물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표)로 사용할 수 있어 폐암에 관한 이해를 높이고, 나아가 폐암의 조기 진단 키트 및 신약개발에 큰 파급 효과를 줄 것으로 기대된다"고 연구 의의를 설명했다.
