분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-05-22 09:50:14 , Hit : 4716
 다운증후군 환자가 암에 잘 걸리지 않는 이유

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-05-21

다운증후군을 일으키는 과잉염색체에 있는 유전자가 일부 암으로부터 인간을 보호한다는 연구결과가 나왔다. 보스턴 소아병원의 연구진은 2009년 5월 20일 Nature에 기고한 논문에서, "마우스와 인간세포를 대상으로 한 실험에서, 다운증후군 환자가 보유한 과잉유전자가 일부 암을 억제하는 작용을 한다."고 발표하였다. 연구진에 의하면 다운증후군 환자가 보유한 추가적인 세 번째 DSCR1 유전자(RCAN1이라고도 알려져 있음)가 암세포에 영양을 공급하는 혈관의 증식을 억제한다고 한다. "이번 연구는 암치료의 새로운 표적을 제공하는 놀라운 발견이다."라고 연구진은 말했다.

21번 염색체가 추가로 존재하면 다운증후군과 관련된 발육장애(developmental disabilities)가 일어난다. 그러나 다운증후군 환자들은 일부 암에 잘 걸리지 않는다는 사실이 밝혀지면서, 과잉으로 존재하는 유전자 중 일부가 암을 억제하는 작용을 할지도 모른다는 추론이 제기되어 왔다. 2002년 란셋에 발표된 논문에 의하면, 약 18,000명의 다운증후군 환자를 대상으로 실시된 연구에서 그들의 암으로 인한 사망률이 일반인의 1/10 미만이라는 결론이 도출된 바 있다.(Lancet 359, 1019? 1025)

연구진은 DSCR1 유전자의 암억제 효과를 테스트하기 위하여, 정상마우스와 Ts65Dn 마우스(다운증후군 모델마우스)에게 폐암 및 피부암 세포를 주입하여 보았다. [Ts65Dn 마우스는 모든 유전자를 두 개씩 보유한 정상마우스와는 달리 21번 염색체의 231개 염색체 중 104개 염색체(DSCR1 포함)를 3개씩 갖고 있다.] 실험 결과, 암세포가 주입된 지 3~4주가 지나자 다운증후군 모델마우스는 정상마우스에 비해 종양의 증식이 50% 감소한 것으로 나타났는데, 이는 DSCR1 유전자가 종양의 증식을 억제한다는 것을 시사하는 것이다. 연구진은 다음으로, 21번 염색체에 존재하는 다른 유전자도 종양의 억제에 관여하는지를 알아보기 위하여, 과잉으로 존재하는 DSCR1을 제거하고 다른 유전자는 그대로 두었다. 그 결과 이 마우스는 정상마우스에 비해 종양의 증식이 25% 감소한 것으로 나타났다. 이는 DSCR1이 암증식을 억제하는 데 중요한 역할을 하지만, Ts65Dn 마우스에게 나타나는 모든 암증식 억제효과를 설명하지는 못한다는 것을 의미한다.

"다운증후군 환자를 암으로부터 보호하는 메커니즘에는 하나 이상의 인자가 작용하는 것이 분명하다. 우리는 4~5개의 유전자가 합세하여 혈관신생과 종양증식을 억제한다고 보고 있다."라고 연구진은 말했다. 따라서 연구진은 암의 증식을 억제하는 다른 다운증후군 관련 유전자를 찾는 후속연구에 착수하였다. 연구진은 마우스의 세포를 대상으로 한 연구에서 21번 염색체에 과잉으로 존재하는 다른 유전자(Dyrk1a)가 Dscr1 유전자와 함께 혈관신생과 종양의 증식을 억제한다는 것을 발견하였다.

연구진은 마지막으로, 인간 다운증후군 환자의 암세포 안에서 어떠한 일이 일어나는지를 알아보기 위해 건강한 사람과 다운증후군 환자의 피부세포를 이용하여 유도만능줄기세포(iPS cells)를 만들어 보았다. iPS 세포를 면역결핍 마우스에게 주입하면 테라토마를 형성하는 것이 보통이다. 그런데 정상인의 iPS세포에서 형성된 테라토마에서는 혈관이 형성되었지만, 다운증후군 환자의 IPS세포에서 형성된 테라토마에서는 혈관의 가지가 뻗어나오기는 했지만, 혈관이 충분히 형성되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이는 다운증후군 환자에서는 종양의 혈관신생이 억제된다는 것을 의미한다.

"이번 연구는 다운증후군 관련유전자가 인간의 암세포 안에서 어떤 작용을 하는지를 짐작케 한다. 우리는 다운증후군 환자를 연구함으로써 암을 치료하는 방법에 대한 단서를 포착할 수 있다."고 영국 퀸메리대학 혈관신생연구소장인 Kairbaan Hodivala-Dilke 박사는 논평했다. 그러나 그는 이번 연구에서 사용된 Ts65Dn 마우스보다 Tc1 마우스를 사용했으면 보다 정확한 결과가 나왔을 것이라고 아쉬움을 나타냈다. Tc1 마우스는 21번 염색체에 존재하는 유전자 중 95%에 대해 3개의 유전자를 보유하고 있기 때문이다. 연구진은 DSCR1 유전자가 혈관내피세포에만 특이적으로 존재하는 특정 단백질을 생성할 것이라고 생각하고 있다. 따라서 연구진은 DSCR1 유전자에 의해 영향을 받는 혈관생성 신호전달경로에서 최적의 표적을 찾는 연구를 진행하고 있다. "이 신호전달경로는 다양한 암세포에 과잉으로 존재한다. 다만 문제는 광범위한 부작용을 억제하기 위하여, 이 경로만을 특이적으로 억제하는 약물을 개발해야 한다는 것이다."라고 연구진은 말했다.

References: 1. Baek, K.-H. et al. Nature advance online publication doi:10.1038/nature08062 (2009).
2. Yang, Q. , Rasmussen, S. A. & Friedman, J. M. Lancet 359, 1019? 1025 (2002).







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