암세포 계속 증식하는 이유는?

정상세포와 달리 암세포는 비정상적으로 무한증식을 한다는 특징이 있습니다.

때문에 외과수술, 화학적 항암요법과 방사선 치료 등으로도 쉽게 죽지 않고 살아남아 환자를 괴롭히는 경우가 있죠.

그런데 국내 연구진이 암세포가 외부 스트레스에도 빠르게 증식하는 이유를 밝혀냈습니다.

 

울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 세포 분열 중 발생하는 DNA 복제 스트레스를 해소시켜

암세포가 죽지 않고 살아남게 만드는 단백질을 발견했다고 20일 밝혔습니다.

이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 핵산연구에 실렸습니다.

연구 수행은 한국연구재단, 기초과학연구원(ISB), 국가마우스표현형사업단,

대학중점연구소(세포간 신호교신에 의한 암제어 연구센터)의 지원을 받아 이뤄졌습니다.

 

세포가 분열해 증식할 때엔 세포 속 DNA가 함께 복제되는데

DNA를 이루는 약 30억 쌍의 염기물질이 복제가 되는 과정 중 다양한 원인으로 오류가 발생합니다.

이 오류를 제때 교정하지 못하면 복제스트레스가 발생하여 세포가 죽게 되는데

복제스트레스는 복제 과정에서 발생하는 오류로 DNA 복제가 멈춰 세포 분열과 증식도 멈추게 만드는 역할을 합니다.

연구팀은 살아있는 세포에서 실시간으로 단백질 위치를 확인할 수 있는

단초점 세포형 광이미징 기술을 활용해 암세포의 변화를 관찰하였는데

그 결과 세포 핵 내부에서 DNA 복제스트레스 때문에 DNA 복제가 멈춘 위치로

NSMF 단백질이 빠르게 이동하는 것을 관찰하였습니다.

 

NSMF 단백질은 신경세포 이동을 촉진해 뇌의 발달과 형성에 관여하는 것으로 알려져 있었는데

이번 연구를 통해 암세포의 생존과 확산에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌습니다.

NSMF 단백질은 PRP19, ATR 같은 DNA 복제스트레스를 해소하는 역할을 하는 단백질들을

복제오류가 발생한 지역으로 이동시켜 복제오류를 수정하여, DNA 복제가 다시 이뤄지도록 합니다.

실제로 정상세포와 비교하여 암세포에서는 NSMF 단백질 발현량이 특히 높았는데

이는 NSMF 단백질이 암세포 성장과 분열, 전이를 촉진시키는 역할을 한다는 것을 보여줍니다.

정상세포보다 더 빠르게 분열해 복제스트레스를 더 받는 암세포가 생존할 수 있는 비결이 NSMF 단백질과 연관된 것입니다. 

 

연구팀은 유전자가위 기술을 이용해 관련 유전자를 제거해 NSMF 단백질 발현을 억제시키면

DNA 복제오류가 누적돼 DNA 복제가 멈추면서 암세포가 성장하지 못하고 죽는 것을 관찰하였습니다.

연구팀은 생쥐실험을 통해 이 같은 사실을 입증하는데 성공하기도 했습니다.

세포가 아닌 개체수준에서 이와 같은 사실을 입증한 것은 최초인데

연구팀은 유전독성 화합물질 처리로 유도된 DNA 복제스트레스가 NSMF 단백질에 의해 조절돼

유전체 항상성이 유지된다는 것을 쥐 모델 실험을 통해 확인하였습니다.

유전체 항상성은 DNA를 포함하는 각종 유전물질을 온전히 보존하는 것을 의미합니다.

이번 연구는 암 발생 억제와 새로운 치료제 개발에 기여할 것으로 기대 되는데요.

연구진은 지금까지 암세포의 복제스트레스 대응 과정은 미지의 상태로 남아있었다며

이번 연구를 통해 뇌발달에 관여한다고 알려졌던 NSMF 단백질이세포 복제스트레스 해소에도 참여한다는 새로운 사실이 밝혀져

암세포 복제 스트레스 대응방식을 교란시켜 암세포를 죽이는 방식의 4세대 표적항암제 개발에 도움이 될 것이라고 전했습니다.