분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-12-20 10:56:42 , Hit : 2229
 유방암 전이의 첫번째 단계를 차단하는 방법

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013120871&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-12-20      
          
존스 홉킨스대학의 세포 생물학자들이 주변 조직으로의 침습을 유도하는 독특한 계열의 유방암 세포들을 발견했다고 한다. 침습은 암이 전이되기 위한 첫 번째 단계이기 때문에, 이번 연구는 암의 전이 차단에 초점을 맞춘 새로운 표적 치료제의 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이번 연구 결과는 12월 12일자 ‘Cell’ 온라인판에 발표되었다. 연구를 주도한 동대학 의학부 세포생물학과 교수인 Andrew Ewald 박사는 “전이는 유방암 환자들의 가장 큰 위협이다. 우리는 이번 마우스 시험에서 유방암 전이의 첫 번째 단계를 막는 방법을 찾아냈다”고 설명했다.

전이가 발생하기 전에 종양의 말단에 위치한 선도 세포(leader cell)라 불리는 세포들이 주변 조직들에 돌출 부위를 형성시킨다고 한다. 이러한 형태는 공중 목욕탕에 어린이들이 물이 뜨거운지 확인하려고 발을 담그는 모습과 유사한다고 Ewald 박사는 설명했다. 주변 조직들의 조건이 적절하다면 선도 세포들이 앞장을 서서 치고 나가고, 다른 여러 종양 세포들이 그 뒤를 따라서 종양의 제한된 영역으로부터 정상조직으로 탈출하게 된다. 완벽한 전이는 이들 종양의 암세포들이 폐와 같은 다른 장기로 이동하는데에 성공하는 것이다. 이후 암세포들은 이동한 부위에서 터를 잡고 새로운 종양을 발생시키게 된다.

여기서 과학자들은 종양의 일부 세포들은 다른 세포들보다 침습성이 매우 높다는 아이디어를 얻게 되었다고 한다. 이를 확인하기 위하여 Ewald 박사의 연구팀은 유방암 환자들의 종양 주변 환경과 유사한 특별한 3차원 젤 모델에서 마우스의 종양을 증식시켰다고 한다. 연구팀의 일원인 Kevin Cheung 박사는 3차원 젤을 침투하는 암세포들 중에서 일부는 앞서 나가고 나머지 암세포는 그 뒤를 따르는 것을 목격했다. 이들 선도 세포 역할을 수행하는 암세포들의 분자적 특성을 조사해 본 결과 cytokeratin 14이라는 특징적인 단백질이 존재하는 것으로 나타났다. 반대로 종양에서도 침습성이 없는 부위의 암세포들은 이 단백질이 거의 확인되지 않았다고 한다.

연구팀은 다른 여러 형태의 마우스 유방암을 대상으로 분석을 해본 결과 침습성이 많은 부위의 세포들은 cytokeratin 14이 발현되는 것을 확인하였다고 한다. 또한 종양이 침습성이 강하면 cytokeratin 14이 더 많은 암세포에서 발현되었다고 한다. 연구팀은 10명의 유방암 환자들에게서 얻어진 유방 종양을 3차원 젤에서 배양하였으며, 사람의 종양에서도 이들 선도 세포들을 확인했다고 한다. Cheung 박사는 “우리 연구는 유방 종양에서 가장 침습성이 강한 세포에서 발현되는 cytokeratin 14이 모든 형태의 유방암에 존재하는 것을 확인했다. 이제 우리가 이들 선도 세포를 유방 종양 환자들에게서 제거하는 방법을 알 필요가 있다”고 밝혔다.

Cytokeratin 14은 여러 다양한 세포 형태에서 구조 형성과 이동에 도움을 주는 내부 골격을 만드는 핵심 단백질이다. 때문에 유방암 전이의 선도 세포에서 이들의 존재가 침습에 관여하는 것으로 나타났지만 추가 시험에서는 이들이 다른 기작에도 관여하는지를 결정해야 한다고 한다. 연구팀은 유방암이 발생한 마우스에서 유방 종양을 분리한 후에 시험 그룹과 대조 그룹으로 분류했다고 한다. 이어서 각 그룹의 종양은 유전 물질을 세포로 도입시키도록 재프로그램된 바이러스에 피폭되었다. 여기서 시험 그룹은 Cytokeratin 14의 생산을 차단하는 유전물질이, 대조 그룹은 세포에 영향을 주지 않은 유전 물질이 도입되었다고 한다. 이렇게 처리된 종양 그룹은 다시 건강한 마우스에 한쪽 면과 다른 면에 이식되고, 효과가 비교되었다.

종양이 이식되고 시간이 경과한 후에 연구팀은 다시 종양을 절제하여 분석하였다. 여기서 연구팀은 대조 그룹에서는 Cytokeratin 14을 발현하는 선도세포가 존재하였으며 정상 조직으로 대량 침습이 발생한 것을 목격했다. 반면에 Cytokeratin 14 생산이 차단된 시험 그룹에서는 종양의 경계에서 돌출되어 나온 세포들이 없었으며 침습이 발생하지 않았다고 한다. Ewald 박사는 “이번 연구결과를 유방암 환자들에게 실제 도움을 주기 위해서는 수년간의 추가 연구가 필요하다. 그러나 우리는 종양에서 선도 세포들이 전이 경로를 시작시키며, 이 때에 침습 유도를 위하여 Cytokeratin 14이 필요한 것을 입증했다”고 밝혔다. 더하여 그는 Cytokeratin 14이 여러 장기의 세포에도 존재하는 많은 다른 암에서도 이 단백질이 유사한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.


Journal Reference: Kevin J. Cheung, Edward Gabrielson, Zena Werb, Andrew J. Ewald. Collective Invasion in Breast Cancer Requires a Conserved Basal Epithelial Program. Cell, 12 December 2013 10.1016/j.cell.2013.11.029  







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