표적항암제 내성원리를 규명한 연구결과를 실은 분자세포생물학지 표지.© News1


한국연구재단은 12일 KAIST 조광현 교수 연구진이 최근 항암치료법으로 주목 받고 있는 표적항암제(멕 억제제, MEK inhibitor)의 근본적인 내성 원리가 국내 연구진에 의해 밝혀져, 향후 항암제 내성을 극복하고 암환자의 생존률을 높일 수 있는 토대를 마련했다고 밝혔다.조광현 교수가 이끈 융합 연구팀은 어크 신호전달경로를 표적으로 하는 멕(MEK : 어크의 활성화를 담당하는 상위 신호전달 분자) 억제제에 대한 내성과 그 근본원리를 수학모형과 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 분석하고, 그 결과를 분자생물학실험과 바이오이미징 기술(세포 또는 분자 수준에서 일어나는 현상을 영상으로 확인하는 기술)을 통해 검증했다.

조 교수팀은 종양의 다양한 변이조건을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 수행한 결과, 멕 억제제를 사용하면 어크(ERK: 세포신호전달경로에서 세포의 증식과 생존을 담당하는 대표적인 신호전달 분자) 신호전달은 줄어들지만, 또 다른 신호전달경로가 활성화돼 멕 억제제의 효과가 반감됨을 입증했다.

또 이러한 반응이 신호전달 물질간의 복잡한 상호작용과 피드백으로 이루어진 네트워크 구조에서 비롯되었음을 밝히고, 그 원인이 되는 핵심 회로를 규명해 이를 억제하는 다른 표적약물을 멕 억제제와 조합함으로써 표적항암제의 효과를 증진시킬 수 있음을 제시했다.

특히 이번 연구는 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학 연구로 이루어졌다는데 의미가 큰 것으로 평가된다.
카이스트 조광형 교수.© News1
조광현 교수는 “이번 연구는 멕 억제제에 대한 약물저항성의 원인을 시스템 차원에서 규명한 첫 사례로, 약물이 세포의 신호전달경로에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션으로 예측함으로써 표적항암제의 내성을 극복할 수 있음을 보여주었다”면서 “또한 신호전달 네트워크에 대한 기초연구가 실제 임상의 약물 사용에 어떻게 적용될 수 있는지와 표적항암물질의 저항성에 대한 근본원리를 이해하고, 그 극복방안을 찾아내는 새로운 융합연구 플랫폼을 제시한 것으로 평가받고 있다”고 밝혔다.

KAIST 조광현 교수가 주도하고 원재경 박사과정생, 신성영 박사, 이종훈 박사과정생, 허원도 교수 및 양희원 박사가 참여한 이번 연구결과 권위 있는 학술지인 ‘분자세포생물학지(Journal of Molecular Cell Biology, IF=13.4)’의 표지논문으로 선정돼 6월 1일자에 게재됐다. (논문명: The cross regulation between ERK and PI3K signaling pathways determines the tumoricidal efficacy of MEK inhibitor)

표적항암제는 종양세포 속에 있는 특정 신호전달경로의 분자를 목표로 하는데 최근 폐암, 유방암 등 일부 종양에서 기존 항암제와 달리 부작용이 적고 임상효능이 높아 전 세계 과학자들로부터 큰 주목을 받고 있다. 특히 표적항암제는 개인 맞춤형 항암치료제로 개발될 수 있어 기대를 모으고 있다.

그러나 실제 임상 또는 전(前)임상 단계에서 많은 표적항암제의 내성이 관찰돼 결국 신약개발로 이어지지 못하는 경우가 많고, 효능은 있더라도 생존율이 낮거나 재발하는 경우가 빈번한 것으로 알려졌다.


smyouk@news1.kr