이화여대 연구진, KRASG13D 대장암 신호경로 세계 첫 규명

[이데일리 김윤정 기자] 이화여대 권영주 약학과 교수 연구팀이 기존 항암 치료에 반응하지 않던 KRASG13D 유전자 변이 대장암의 핵심 생존·증식 신호 경로를 세계 최초로 규명하고, 이를 기반으로 한 새로운 맞춤형 치료 전략을 제시했다고 3일 밝혔다.

(왼쪽부터) 권영주 이화여대 교수, 황수연 박사(제1저자). (사진 제공=이화여대)

이번 연구는 권영주 교수팀(첨단바이오·소재 인재 양성 교육연구단)을 비롯해 김태일 연세대 의과대학 교수, 나영화 차의과대 교수, 한국연구재단 STEAM 과제 공동연구진과의 협업으로 수행됐다. 연구 결과는 국제 암 연구 분야의 저명 학술지 Molecular Cancer에 최근 게재됐으며, 정밀 의료 분야의 주요 성과로 주목받고 있다.

현재 대장암 환자의 약 80%는 암세포 성장에 관여하는 EGFR 단백질이 과도하게 발현돼, 이를 억제하는 세툭시맙(Cetuximab)이 1차 치료제로 사용된다. 그러나 KRAS 또는 BRAF 유전자에 변이가 있는 경우 세툭시맙의 효과가 현저히 떨어지며, 특히 KRASG13D 변이 환자의 경우 예후가 더 나쁜 것으로 알려져 있다. 그럼에도 이 유전자 변이에 대한 연구는 부족해, 치료 전략 마련이 시급한 실정이었다.

권 교수팀은 이러한 공백을 메우기 위해 KRASG13D 대장암의 생물학적 특성을 정밀 분석했고, 이 암에서 HER2 단백질이 과도하게 발현되는 것이 약물 저항성의 주요 원인임을 밝혀냈다. 아울러 HER2 단백질이 ELF3 전사인자를 활성화시키고, 이 ELF3가 다시 KRAS 유전자 발현을 유도하는 ‘HER2?ELF3?KRAS 축’이 존재한다는 사실을 세계 최초로 입증했다. 또한 KRASG13D 대장암은 HER2와 HER3 수용체의 이합체 결합에 의존해 증식하는 특성을 보이며, 이는 기존 KRAS 변이 암종들과 구별되는 생물학적 특징으로 확인됐다.

연구팀은 이 신호 경로를 억제할 수 있는 단백질-단백질 상호작용 억제물질 ‘YK1’을 자체 개발해 실험에 활용했다. 그 결과, 기존 치료제 세툭시맙에 반응하지 않던 KRASG13D 대장암 세포가 다시 치료에 반응했고, 동물 실험에서도 암 성장 억제 효과가 확인됐다.

이번 연구는 KRASG13D 변이 대장암에 특화된 신호 전달 체계를 최초로 규명하고, 해당 경로를 차단해 기존 치료의 한계를 극복할 수 있음을 입증했다는 점에서 학술적 의의가 크다. 유전적 특성에 기반한 맞춤형 치료 전략을 제시함으로써 정밀 의료의 새로운 가능성을 제시했다는 평가다.

본 연구는 한국연구재단의 STEAM 과제와 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 실험에는 교육부와 한국기초과학지원연구원(국가연구시설장비센터)의 연구비 지원으로 설립된 ‘이화 신약개발연구코어센터’의 장비가 활용됐다.

김윤정 (yoon95@edaily.co.kr)