암세포를 정상세포로…혁신 항암제 나오나

KAIST 조광현 교수팀, 암 가역화 원리 규명
유전자 조절 네트워크로 정상세포 회복 가능

KAIST는 암세포를 죽이지 않고 성질만 변환시켜 정상 세포로 되돌릴 수 있는 암 가역화 원리를 규명했다. KAIST 제공

조광현 KAIST 교수

암세포를 정상 세포나 정상과 유사한 세포로 되돌려 암을 치료할 수 있는 원리가 밝혀졌다. 암세포를 정상 세포로 유도하는 타깃을 탐색·조절하면 혁신 항암 치료제 개발로 이어질 가능성이 높을 것으로 기대된다.

KAIST는 조광현 바이오·뇌공학과 교수 연구팀이 시스템생물학을 기반으로 암세포를 죽이지 않고 성질만 변환시켜 정상세포로 되돌릴 수 있는 '암 가역화(회복)'의 원리를 규명하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

현재 암 치료는 암세포 사멸을 목표로 하고 있어 암세포의 내성 획득에 따른 암 재발과 정상세포 사멸 등의 부작용은 피할 수 없다. 연구팀은 앞서 암세포를 정상세포로 되돌리는 가역치료 개념을 최초로 제시했고, 지난 2020년 1월 대장암세포를 정상 대장세포로 되돌리는 데 성공했다. 또한 지난해에는 유방암세포를 호르몬 치료가 가능한 유방암세포로 리프로그래밍하는 연구에도 성공했다.

하지만, 이들 연구성과는 서로 다른 암에서 개별적으로 연구된 사례로, 여러 암에 공통적으로 적용하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 정상 세포가 외부 자극에 부합하는 세포반응을 일으키는 것과 달리 암세포는 외부 자극을 무시하고 통제불능의 세포분열 반응만을 일으킨다는 데 주목했다. 컴퓨터 시뮬레이션 분석을 통해 특정 조건에서 유전자 돌연변이에 의해 왜곡된 입출력 관계가 정상적인 입출력 관계로 회복(가역화)됨을 발견했고, 분자세포실험을 통해 입출력 관계의 회복이 실제 암세포에 나타나는 것을 확인했다.

연구팀은 나아가 암세포를 정상 세포로 되돌 수 있는 것은 생명체의 오랜 진화 과정에서 획득된 세포 내 유전자 조절 네트워크에 의한 것이라는 점도 밝혀냈다. 아울러 암 가역화를 위한 조절 타깃으로 유력한 유전자들이 존재하는 것을 발견했고, 이 유전자들을 조절하면 암세포를 정상 세포로 되돌 수 있는 것을 분자세포실험을 통해 입증했다.

조광현 교수는 "항암치료의 한계를 극복할 수 있는 새로운 암 가역 치료 전략에 대한 근본적인 원리를 밝혀냄으로써 암세포 가역화를 유도하는 타깃을 조절해 암을 치료하는 혁신 항암제 개발이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(지난 2일자)' 온라인에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr