자라나는 암세포에 산소와 영양분을 공급해주는 신생혈관형성(angiogenesis) 과정이 없이는 종양의 성장은 불가능하다. 호주 시드니에 있는 University of New South Wales의 Levon Khachigian 박사를 비롯한 연구팀은 DNA에 기반을 둔 효소인 DNAzyme을 이용하여 Egr1(early growth response factor-1) mRNA를 분해하는 기술을 개발하여 “Nature Medicine” 최근호에 “Transcription factor Egr-1 supports FGF-dependent angiogenesis during neovascularization and tumour growth”라는 제목으로 발표하였다. EGR-1은 내피세포 증식과 혈관형성을 조절하는 전사인자이다.
연구팀이 사람의 EGR1 mRNA을 분해하도록 디자인한 DNAzyme들은 배양된 내피세포에서 세포의 이동과 모세관 형성을 억제하는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 생쥐 Egr1 DNAzyme인 ED5를 이용하여 생쥐의 생체 내에서도 혈관형성이 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 임의의 염기서열을 가진 비교용 DNAzyme은 아무런 효과를 나타내지 못했다.
ED5가 혈관형성을 억제하기는 하지만 종양의 성장까지도 억제할 수 있을까? 연구팀은 이를 확인하기 위해 BALB/c 누드 생쥐에 MCF-7 유방암 세포를 주입하고, ED5를 투여하였다. 그 결과 ED5를 투여한 생쥐의 종양이 비교용 DNAzyme을 투여한 생쥐에 비해 크기가 5분의 1로 줄어든 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 ED5가 MCF-7의 증식에 직접적인 영향을 끼치지는 않으며, 특별한 부작용도 없는 것으로 나타났다.
연구팀은 또한 ED5의 작용 메커니즘을 알기 위해 Egr1 활성의 억제가 FGF2(fibroblast growth factor-2)와 VEGF(vascular endothelial growth factor)의 두 인자에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 ED5를 투여한 생쥐 MCF-7 종양에서는 EGR1과 FGF2가 거의 없는 반면, VEGF에는 변화가 없어 FGF2 경로를 통해 작용하는 것으로 확인되었다.
