충남대학교 의과대학

#의과학연구보고서

암 정복을 위한
기초연구,
‘프로그램된
세포죽음’의 이해
암 정복을 위한 기초연구,
‘프로그램된 세포죽음’의 이해

충남대학교 의과대학 :
약리학교실 원민호 연구교수

인간을 포함하는 지구상의 모든 유기체의 기본 구조 및 활동 단위는 세포(cell)이다. 인간은 엄마로부터 기원된 하나의 세포, 난자의 분열-분화-조직화를 통해 약 60조 개 세포로 구성된다. 각 세포가 본래의 성질(항상성)을 유지할 때 인간의 각 기관은 정상적으로 기능하며, 이것이 우리에게 삶(life)을 부여한다. 인간의 삶이 그렇듯 세포의 삶 또한 영원하지 않다. 모든 세포들은 다양한 내·외부적 요인에 의해 변화를 겪고 이를 극복하려 노력하지만, 그 변화가 회복 불가하여 자신의 항상성을 잃었을 때 세포는 죽음에 이른다. 특히 세포 내부에 프로그램된 세포죽음(programed cell death, PCD)을 통해서 훼손된 세포는 스스로 죽음을 택한다. 이러한 PCD 현상은 세포에게 ‘삶’이라는 생명의 기본 특징에 배반되지만, 다세포 생물/개체의 삶을 유지시키는 중요한 원동력이다. 그러므로 PCD의 촉진 및 억제가 인간에 염증 및 암과 같은 심각한 질병을 유발할 수 있음은 지극히 자명하다. 21세기에 들어선 인간의 삶에 가장 악영향을 끼치는 질환은 의심의 여지없이 암(Cancer)이며, 암은 PCD 조절 오류에 기인한다. 암세포는 정교하게 조절되는 세포주기가 훼손된 세포로, ‘무한 증식’하는 가공할 특징으로 개체의 삶까지도 종료시킬 수 있는 무서운 존재이다. 우리는 ‘암세포의 기원’ 뿐만 아니라, 암세포가 갖는 ‘치료 내성’의 원인이 PCD 회피 능력에 있다고 믿으며, 암 정복을 위한 초석으로 ‘세포내 PCD 및 그 조절 기작’에 대하여 연구한다.

사진

프로그램된 세포죽음
암세포에 Tumor Necrosis Factor(TNF) 자극은 PCD를 야기한다. TNF와 TNF-R1의 결합은 세포막에 TNF-R1/TRADD/RIP1/
TRAF2/
cIAPs/TAK1/IKKs로 구성되는 Complex-I을 형성함으로 세포내 신호를 전달함. Complex-I으로부터 분리된 RIP1은 FADD 및 Caspase-8과 결합하여 Complex-II(A)를 형성함으로 Apoptosis를 유도함. Caspase-8의 활성화가 억제되었을 때, Complex-II는 RIP3 및 MLKL의 추가 유입을 통해서 Necrosome(B)으로 발전하여 Necroptosis를 유도함. Necroptosis에 따른 DAMPs 방출은 inflammation의 원인으로 작용함.

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프로그램된 세포죽음
암세포에 Tumor Necrosis Factor(TNF) 자극은 PCD를 야기한다. TNF와 TNF-R1의 결합은 세포막에 TNF-R1/TRADD/RIP1/TRAF2/cIAPs/TAK1/IKKs로 구성되는 Complex-I을 형성함으로 세포내 신호를 전달함. Complex-I으로부터 분리된 RIP1은 FADD 및 Caspase-8과 결합하여 Complex-II(A)를 형성함으로 Apoptosis를 유도함. Caspase-8의 활성화가 억제되었을 때, Complex-II는 RIP3 및 MLKL의 추가 유입을 통해서 Necrosome(B)으로 발전하여 Necroptosis를 유도함. Necroptosis에 따른 DAMPs 방출은 inflammation의 원인으로 작용함.

PCD는 크게 Caspases-의존적 Apop
tosis와 RIP3-의존적 Necroptosis로
구분되며, 다양한 인자들에 의해 정교하게 조절된다. 이러한 PCD 조절 인자들은 항암치료 및 내성 극복을 위한 새로운 분자 표적이 될 수 있으며, 환자 맞춤 치료를 위한 진단 마커로 활용될 것이다. 하나의 예로 우리는 새로운 PCD 조절 인자인 ANKRD13a 단백질을 동정하고, 다양한 분자 의학적 고찰을 통해 ANKRD13a가 PCD를 억제함을 증명하였다. 특히, ANKRD13a는 난소암 및 뇌암 환자의 전체 생존율을 크게 저해할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 우리는 ANKRD13a를 새로운 항암 표적 및 진단 마커로 제안하며, 추가 연구를 활발히 진행 중이다.사진

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