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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-05-14
일반 전기 스위치와 달리 디머 스위치(dimmer switches)는 형광등의 밝기를 조절할 수 있다. 이번에 텍사스 건강과학대학 휴스턴센터와 베일러 의과대학의 공동 연구팀이 마우스에서 뇌종양의 성장을 늦추거나 가속화시킬 수 있는 디머 스위치와 같은 단백질을 발견하여 ‘Nature’ 온라인판에 발표했다. 뇌와 관련 신경계에 발생하는 암은 미국에서만 매년 1만 4320명의 목숨을 빼앗는 것으로 집계되고 있다고 한다. 이번 전임상 연구는 텍사스 건강과학대학의 Eric J. Wagner 박사와 Ann-Bin Shyu 박사 및 베일러 의과대학의 Wei Li 박사의 주도 아래 진행되었다.
텍사스 건강과학대학 생화학 및 분자생물학과 교수인 Wagner 박사는 “우리 연구는 종양 진행을 늦추는 새로운 치료 표적의 개발을 이끌게 될 것”이라고 밝혔다. 동대학 분자생물학과 교수인 Shyu 박사는 “이번 연결고리는 뇌암에서는 지금까지 보고된 적이 없었다”고 밝혔다. 베일러 의과대학 분자 및 세포생물학과 교수인 Li 박사는 “동물시험에 이어진 컴퓨터를 활용한 빅 데이터 분석에서 CFIm25 단백질의 뇌암 진행에서의 역할을 처음으로 규명했다. 이것은 바이오의학 연구에서 흔하지 않은 모델이지만 확실한 효과를 입증하였으며, 더 많은 약물 표적의 발굴에 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 연구팀은 뇌암 마우스 모델에서 CFIm25 단백질을 생성시키는 유전자 경로를 통하여 종양 증식을 막는 방법도 찾아냈다.
전령 RNA라 불리는 물질들은 유전자에 포함된 정보를 조직에 전달하여 이용하게 해준다. 여기서 암화(cancerous) 세포들의 전령 RNA 분자들은 정상 세포의 전령 RNA 분자와 비교하여 짧은 것으로 알려져 있다. 그러나 왜 이런 현상이 나타나는지는 확실하게 규명되지는 못했다. 연구팀은 CFIm25 단백질이 정상세포에서 전령 RNA의 길이 유지에서 핵심적인 역할을 수행하는 외에도 종양 성장 촉진을 감소시키는 것도 확인했다.
이번 연구의 핵심은 암세포에서 CFIm25 단백질 수치를 회복시킴으로써 뇌종양의 증식을 감소시킨 것이다. 연구팀은 실험모델에서 CFIm25 단백질을 결실시키면 cyclin D1을 포함하여 여러 종류의 발암 유전자 발현이 증가하는 것을 발견했다. 또한 뇌 종양 세포에서 CFIm25 발현을 하향조절하면 발암성 특성이 증가하고 종양의 크기가 증가하였다고 한다. 반대로 뇌 종양 세포에서 CFIm25를 과다 발현시키면 발암성 특성이 감소하고 종양의 증식이 저해되었다고 한다. 이처럼 이번 연구는 CFIm25 단백질과 뇌 종양의 발생 및 진행에 대한 이전에는 알려진 적이 없었던 새로운 연결고리를 보여주고 있다.
Wagner 박사는 “전령 RNA 길이가 어떻게 조절되는지를 이해하는 것이 과학자들이 이 경로를 차단하여 짧은 전령 RNA 분자의 발생을 막는 새로운 치료 전략 개발을 가능하게 해 줄 것”이라고 밝혔다. 그러나 이러한 전략을 실제로 사람들에게 적용하기 전에는 충분한 전임상 시험이 요구되고 있다고 한다. 이번 연구에 참여한 텍사스 건강과학대학 신경외과 교수인 Min Li는 “IV 등급 성상세포종(astrocytomas)인 다형성 교아종 (Glioblastoma multiforme(GBM)은 가장 흔하고 악성인 뇌 종양으로 평균 생존기간이 14.6 개월에 지나지 않는다. GBM 발생의 기반이 되는 기작은 충분히 알려져 있지 못하며 이들 환자들에 대한 치료제 선택권도 제한적”이라고 설명했다.
GBM은 악성 종양의 60~70%를 차지하고 뇌종양에서 가장 공격적이며 성인 뇌종양들 중 가장 일반적인 원발성 뇌종양이다. 수술, 약물이나 방사선 치료에도 불구하고 GBM의 예후는 평균 생존율이 14~15개월로 빈약한 상황이다. GBM은 대부분의 항암제에 대해 저항성을 나타내고 매우 침투성이 강하며 완전한 수술적인 절제술이 쉽지 않다. 따라서 대부분 환자들은 다양한 치료법에도 불구하고 종양의 재발생이나 진행이 발생한다. 따라서 높은 사망률 때문에 새로운 치료법이 요구되어 왔다.
이번 연구에 참여하지 않은 텍사스 건강과학대학 생화학 및 분자생물학과장인 Rod Kellems 박사는 “이번 연구는 여러 기초 생물학적인 경로에서 중요한 유전자 발현에서 전령 RNA 길이 조절을 이해하는데 초점을 맞추고 있다. 생화학, 유전학, 생물정보학을 복잡하게 조합시킴으로써 연구팀은 뇌종양에 관련된 특정 단백질의 중요한 역할을 밝혀냈다”고 설명했다. 이번 연구는 미국방부, 미국립보건원, CPRIT, Houston Endowment, Inc., Marnie Rose Foundation, William and Ella Owens Medical Research Foundation에서 자금 지원을 받았다.
Journal Reference: Chioniso P. Masamha, Zheng Xia, Jingxuan Yang, Todd R. Albrecht, Min Li, Ann-Bin Shyu, Wei Li, Eric J. Wagner. CFIm25 links alternative polyadenylation to glioblastoma tumour suppression. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13261
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140512101302.htm
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