폐암세포 정복? '성장' 억제하는 '항암물질' 개발
폐암세포 정복? '성장' 억제하는 '항암물질' 개발
  • 강지희
  • 승인 2019.11.05 17:45
  • 조회수 1148
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국내 연구진이 폐암 전이가 높은 위치를 발견했습니다. 출처: fotolia
폐암세포 억제 가능한 물질 발견? 출처: fotolia

한국과학기술연구원(KIST) 화학키노믹스센터 심태보 센터장 연구진이 신규 항암물질을 발견했습니다. <Journal of Medicinal Chemistry>에 게재된 논문에 따르면 이 항암물질은 암 세포의 에너지 생성을 교란해 폐암세포의 성장을 저해한다고 하는데요. 이를 통해 암을 억제하는 효과를 가져온다고 합니다.

 

효소 억제하면, 종양세포 억제도 가능

 

종양세포는 급속한 성장과 분열을 합니다. 종양세포는 정상 세포와는 다르게, 젖산 발효를 통해 에너지를 생성하는걸 선호하는데요. 종양세포는 당의 대사산물인 피루브산을 미토콘드리아로 보내지 않고 젖산염으로 변환해 에너지를 생산합니다. 이는 암과 정상 세포의 큰 차이점 중 하나입니다. 이 때문에 이를 공략하면 정상 세포에 영향을 미치지 않고 선택적으로 암세포를 공격할 수 있습니다.

효소는 답을 알고 있다? 출처: pixabay
효소는 답을 알고 있다? 출처: pixabay

'바르부르크(Warburg) 효과'란 종양세포가 효율적인 미토콘드리아 호흡(산화적 인산화) 대신 비효율적인 젖산 발효를 통한 에너지 생성을 선호하는 현상입니다. 이는 노벨 생리-의학상 수상자 오토 바르부르크(Otto Heinrich Warburg)가 밝혀냈는데요. 미토콘드리아의 효소인 '피루브산 탈수소효소 키나아제 (PDHK)'는 당 대사산물인 피루브산이 미토콘드리아로 들어가 산화적 인산화 경로로 들어가는걸 방해해 젖산 발효를 유도하는 효소입니다. 실제로 이 효소는 위암, 피부암, 폐암 등 다양한 암세포에서 과발현됩니다. 즉, 이 효소의 활동을 방해하면 젖산 발효로 에너지를 생성하는 암세포의 성장을 저해할 수 있습니다. 

 

PDHK를 저해하는 약물로는 DCA (Dichloroacetic acid)가 임상단계까지 간 적이 있었습니다. 하지만 기대한 것만큼의 항암효과가 나타나지 않아 중단됐죠. 그 후로도 다양한 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 저해제가 개발됐지만 아직까지 승인된 약물은 없습니다.

PDHK 저해제의 작용기전과 그 효과. 출처: KIST
PDHK 저해제의 작용기전과 그 효과. 출처: KIST

PDHK만 선택적으로 방해하는 새로운 화합물

 

이에 연구진은 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 효소의 활동을 저해하는 신규 화합물을 발굴하려고 노력했는데요.  그 결과 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 만을 선택적으로 강하게 저해하는 신규 화합물을 찾아냈습니다. 본 화합물은 기존의 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 저해제보다 폐암과 전립선암 세포의 성장을 저해시키는 능력과 암세포 사멸 효과가 매우 뛰어났는데요. 암세포의 미토콘드리아 기능을 저해하고 에너지 생성 방법을 변화시키는 등의 방법으로 항암효과를 보였습니다.

 

또한 연구진이 개발한 신규 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 저해제는 정상 세포에 영향을 적게 주면서도 암세포만을 선택적으로 공격할 수 있습니다. 덕분에 세포독성 항암제의 부작용을 경감시킬 수 있습니다. 연구진은 기존의 세포독성 항암제와 함께 투여하면 폐암 세포의 성장 저해와 세포 사멸 효과를 증가시킬 수 있음을 확인했습니다.

심태보 박사. 출처: KIST
심태보 박사. 출처: KIST

KIST 심태보 박사는 "암 뿐만 아니라, 당뇨와 같이 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 때문에 발생하는 질환들의 치료제에 활용될 수 있다"며 "아직까지 약물로 승인받은 '피루브산 탈수소효소 키나아제(PDHK)' 저해제는 전무하기 때문에 'first-in-class' 신약 탐색연구가 성공하게 되면 큰 사회·경제적 파급효과를 가져올 것으로 기대한다"고 밝혔습니다.

 

##참고자료##

 


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