뽕나무 추출물로 암세포 성장 저해…생명연, 신규 항암물질 발굴

뽕나무 뿌리 유래 신규 항암물질 'MO-2097'의 암세포 사멸 기전 모식도

국내 연구진이 고형암에 대한 새로운 치료전략을 제시했다.

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 화학생물연구센터 성낙균 박사 연구팀이 동국대 이경 교수팀과 함께 뽕나무 뿌리 추출물로부터, 고형암이 저산소 상황에서도 생장할 수 있게 하는 신규 항암물질을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

이번 연구성과는 천연물 기반의 낮은 독성으로 항암치료에 따른 신체적 부담을 최소화하는 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

암의 70~80%를 차지하는 고형암은 단단한 형태의 악성 종양으로 폐, 간, 대장 등 여러 신체 장기에서 발병한다. 고형암이 성장하는 과정에서 종종 암의 중심부에 혈관이 제대로 형성되지 않아 산소 공급이 부족해지며, 이로 인해 저산소증이 발생한다.

저산소 상황에 노출되었을 때 일반 세포의 상당수가 이에 적응하지 못하고 사멸하는 데 반해 종양 세포는 저산소 상태에서도 성장하는데 이를 가능하게 하는 것이 HIF-1α 단백질이다.

HIF 단백질은 산소가 충분할 때는 체내에서 분해되지만, 저산소 환경에서는 분해되지 못하고 농도가 높아진다. 고형암에 산소 공급이 부족해지면 HIF-1α 단백질이 과다 발현하며 사멸을 막아준다는 사실이 밝혀지면서 항암 표적 단백질로서 HIF-1α에 대한 관심이 높아지고 있다.

연구팀은 뽕나무 뿌리 추출물 모라신-오(Moracin-O)에서 HIF-1α 단백질의 발현을 조절하는 효과를 확인하고 이를 활용한 신규 항암물질 'MO-2097'을 발굴했다.

연구팀은 이전의 연구에서 HIF-1α의 발현을 조절하는 인자로 hnRNPA2B1 이라는 단백질을 발견하였다. 이후 다양한 천연물에서 HIF-1α의 억제 가능성을 살펴 모라신-오 구조를 기반으로 새롭게 개발한 물질 MO-2097이 hnRNPA2B1과 결합해 HIF-1α를 감소시킨다는 사실을 확인하였다.

이번에 개발한 MO-2097는 3D 스페로이드 모델 및 대장암 환자 유래 오가노이드 모델에서 항암 효과를 나타냈을 뿐만 아니라 제브라피쉬, 마우스 등의 동물모델에서는 낮은 독성을 나타내며 새로운 치료물질로서의 적용 가능성을 높였다.

성낙균 박사는 “MO-2097은 암세포에는 효과적으로 작용하면서도 정상 세포에 대한 독성이 적다는 점이 고무적”이라며, “HIF-1α를 타겟으로 하는 항암제 연구를 위한 새로운 파이프라인을 제안한다”고 말했다.

이번 연구는 저명한 국제학술지인 Journal of Advanced Research(IF 11.4) 10월호에 게재되었으며, 과학기술정보통신부 집단연구지원사업 및 이공학학술연구기반구축사업, 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업, 한국생명공학연구원 주요사업의 지원으로 수행되었다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com