NAD+ 대사 의존적인 육종암 특징에 기반한 대사 표적 발굴

▲공동 연구팀 사진(좌로부터 서주연 박사과정생, 김진홍 교수, 김이준 교수, 김현경 박사, 강현귀 교수)

뚜렷한 생존율의 개선 없이 수십 년간 개선이 미진했던 육종암(연골육종)의 새로운 치료 전략에 대한 단초가 마련됐다. 이화여대 김이준 의과대학 교수, 강현귀 국립암센터 희귀암센터 교수, 김진흥 서울대 생명과학부 교수 공동연구팀은 새로운 육종암의 표적 항암치료 전략을 밝혀내는 데 성공했다고 지난 12월 21일 밝혔다.

육종암은 뼈 또는 연부조직에서 발생하는 희귀암으로, 어린이와 청소년, 노년층에서 많이 나타난다. 약물이나 방사선 치료의 효과가 크지 않아 종양과 그 주변을 수술로 최대한 제거하는 것이 최선인데, 잦은 재발과 반복된 치료로 많은 육종암 환자들이 힘든 투병 생활을 이어가고 있다. 난치성 희귀암인 육종암은 연구가 활발하지 않고 복잡한 특성으로 인해 표적 치료법 개발도 어려워 오랫동안 환자 생존율이 개선되지 못한 채 제자리걸음이었다. 생존율을 높일 수 있는 유일한 희망은 기존 육종암 치료 한계를 극복할 수 있는 새로운 치료 전략을 개발하는 것이다. 공동연구진은 이러한 육종암 환자의 예후를 결정하는 데 중요한 역할을 하는 대사 경로와 핵심 인자를 밝혀내고 표적 항암치료제 개발을 위한 표적 인자를 제시하는 데 성공했다.

연구진은 육종암 환자 몸의 ‘SIRT1’이라는 탈(脫)아세틸화 효소 단백질이 새로운 표적 치료제 개발을 위한 타깃이 될 수 있음을 밝혔다. 육종암은 영양분과 산소의 공급이 어려울 때 세포 내에서 NAD+ (Nicotinamide adenine dinucleotide)라는 물질을 합성, 연구진은 이 합성 대사 작용이 활발한 환자일수록 암 치료 경과가 좋지 않음을 규명했다. 또한 NAD+를 합성하는 데 중추적인 역할을 하는 NAMPT(Nicotinamide phosphoribosyltransferase) 단백질과 NAPRT(Nicotinate phosphoribosyltransferase) 단백질이 환자 생존율과 높은 연관성이 있음을 밝혀냈다. 육종암의 NAD+ 대사 의존성은 SIRT1 단백질 효소의 활성화를 통해 일어나는 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 방식으로 육종암 세포나 조직에 활성화된 SIRT1을 저해하면 항암 효과가 나타나는 것을 발견했다. 특히 SIRT1 저해제와 항암제를 함께 투약할 경우 기존 항암제 효과보다 더 큰 시너지 효과를 나타냈다. 이는 육종암 치료 분야의 난제로 꼽혀온 항암제 내성을 극복할 수 있는 치료전략으로 주목받고 있다.

이번 연구는 육종암에 특화된 표적 항암치료 전략이 부족한 상황에서 SIRT1 효소 저해제 약물을 기반으로 한 치료 효과를 기대해 볼 수 있는 새로운 생물학적 기전을 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다. 기존의 항암제에 대한 낮은 반응성을 갖고 있던 육종암 치료법의 한계를 극복함과 동시에, 외과적 수술을 통한 절제 외에는 큰 기대를 할 수 없었던 치료 전략에 새로운 패러다임을 제시한 것이다.

김이준 이화여대 의과대학 교수는 “효과적인 약물치료 방안이 한정적인 육종암 환자에서 본 연구는 새로운 대사표적치료를 앞당기는 단초가 될 것”이라고 말했다. 이화여대, 국립암센터, 서울대 공동연구팀의 이번 연구 결과는 세계적 의과학 분야 학술지인 ‘셀 리포트 메디슨(Cell Reports Medicine)’지에 12월 21일자(현지 시각)로 게재됐으며 2024년 1월호의 표지논문으로 선정됐다. 이 연구는 한국연구재단, 국가신약개발재단, 서경배과학재단, 허지영 장학재단 등의 지원으로 수행됐다.

<이데일리>