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미토콘드리아 조절을 통한 유방암의 치료

글_충남대학교 의과대학 생리학교실 김국성 교수

미토콘드리아는 모든 진핵세포에 존재하는 세포소 기관으로 세포 내 에너지를 공급하는 기능을 한다. 유방암은 암 줄기 세포(종양 형성능력, 분화, 자가재생이 가능한 세포)의 비중이 많은 대표적인 암으로 에너지 생산 및 고분자(예를 들어 핵산, 단백질, 지질) 생성을 위해 미토콘드리아 사용 비율이 높다. 이에 따라 최근에는 메트포르민과 펜포르민과 같이 미토콘드리아를 타깃으로 연구한 항암제들이 개발되고 있다.

의학의 발달로 암 생존율이 높아졌지만 대표적 서구형 암인 유방암은 국내 여성 암 발생 1위를 차지하며, 1999년 이후 현재까지 지속적인 증가 추세를 보이고 있다. 전체 유방암 종의 95% 이상이 침윤성 유방암이며 림프절을 통해 뼈, 폐, 뇌의 기관으로 전이가 쉽게 일어난다. 유방암은 발병 기전 상 호르몬 수용체(에스트로겐(ER), 프로게스테론(PR))의 양성 여부와 성장인자(HER2) 수용체 여부에 따라 분류되며 각 현상마다 치료법이 다르다.

호르몬 수용체가 양성인 유방암의 경우 암세포 증식지수(Ki67)를 통해 증식 능력을 확인한다. Ki67 검사 수치에 따라 Luminal A, B로 나뉘는데 Luminal B가 증식능력이 더 강한 암세포지만 Luminal A, B 모두 항암제(화학요법)와 함께 호르몬 요법으로 치료 병행이 가능하다. 삼중음성 타입의 경우 표적항암제(Olaparib), 면역항암제(Teccentriq) 등이 쓰이고 있으나 항암제 단독 치료를 진행하는 실정이어서 항암의 효과가 다른 타입들에 비해 낮고 재발(수술 후 2~3년) 가능성이 높은 편이다

기존 연구에서는 암세포가 미토콘드리아를 이용한 에너지 대사 보다 해당 과정(Glycolysis)을 이용하는 것으로 밝혀져, 미토콘드리아는 항암제 개발에 있어 주된 표적이 아니었다. 그러나 유방암은 암줄기 세포(종양 형성 능력, 분화, 자가재생이 가능한 세포)의 비중이 많은 대표적인 암으로 기존 암들과는 달리 에너지 생산 및 고분자(예를 들어 핵산, 단백질, 지질) 생성을 위해 미토콘드리아 사용 비율이 높다. 따라서 최근에는 미토콘드리아를 타깃으로 연구되는 항암제들이(예를 들어 Metformin, phenformin) 개발되고 있다.

하지만 Metformin의 경우 당뇨병 치료제로는 탁월한 효과와 안전성을 보이지만 항암제로 사용할 때 정상 세포에 대한 독성 정도가 완전하게 확립되어 있지 않다. Metformin은 Organic Cation Transpoter(OCT)를 통해 흡수되는데, 모든 암이 OCT를 잘 발현하고 있는 것이 아니라는 한계를 가지고 있다. 미토콘드리아를 표적으로 항암제 개발 연구가 진행 중에 있으나 아직 비임상 단계에 머무르고 있는 실정이다.

위 사실에 기초하여 본 연구자는 미토콘드리아의 기능 이상을 유도하는 유전자 결핍을 통해 유방암 삼중음성 암세포에서 미토콘드리아 기능 이상을 확인했다. 또한 세포 실험 및 동물 실험을 진행하여 미토콘드리아 기능 이상에 의한 암세포의 전이 및 증식 억제 효과를 확인했다. 나아가 유방암 환자 샘플에서도 해당 유전자의 발현 여부를 확인하여, 미토콘드리아 기능 이상을 통한 암세포의 효과적인 제어를 검증할 예정이다. 미토콘드리아를 제어함으로 난치성 유방암인 삼중음성 유방암의 치료뿐만 아니라, 암줄기세포를 많이 함유한 암(대장암, 췌장암, 난소암, 흑색종, 다발성 골수종, 뇌암)에도 적용할 수 있으리라 기대한다 사진

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