건국대 생명과학특성학과 연구팀이 약용 식물 등 천연물에 많이 존재하는 플라보노이드 유래 화합물을 이용해 유방암 세포에만 선택적으로 작용해 유방암의 전이를 막는 저분자 화합물 구조를 개발, 새로운 유방암 치료제 개발의 가능성을 열었다.

건국대 상허생명과학대학 생명과학특성학과 신순영 교수 연구팀은 유방암 세포가 인접 조직으로 침투되는 것을 방해하여 암세포의 전이(metastasis)를 조기에 차단할 수 있는 폴리페놀 화합물 구조 기반 플랫폼 ‘DPP-23’을 개발했다고 26일 밝혔다.

건국대 연구팀의 이번 연구는 미래창조과학부의 ‘중견연구자지원사업’의 일환으로 수행되었으며 세계적 과학학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 온라인 판에 지난 23일 게재됐다. (논문명: The UPR inducer DPP23 inhibits the metastatic potential of MDA-MB-231 human breast cancer cells by targeting the Akt-IKK-NF-κB-MMP-9 axis, Scientific Report 2016;6:34134)

유방암은 전 세계적으로 발병률이 점차 증가되고 있는 대표적 여성암중 하나로 우리나라 여성의 경우도 서구형 식습관 등으로 인해 발병률이 점차 늘어가고 있는 추세이다. 2015년 12월 발표된 보건복지부 국립암센터 자료 (2013년 국가암등록사업 연례 보고서)에 의하면 2013년 기준으로 유방암 발생자수는, 전체 암발생 중 15.4%를 차지하여 갑상선암(30.5%)에 이어 두 번째이며, 암으로 사망한 여성 중에서 유방암은 7.8%로서 폐암(16.2%), 대장암(12.5%), 위암(11.0%), 간암(10.3%), 췌장암(8.2%)에 이어 여섯 번째로 여성의 주요 암 사망 원인이 되고 있다.

건국대 신 교수 팀은 지난 2014년 과일과 채소, 약용 식물 등 천연물에 다량으로 존재하는 플라보노이드 유래 화합물을 이용한 항암 효과를 연구하던 중, 암세포에서만 선택적으로 활성산소를 과잉 축적시켜 소포체 스트레스 반응에 의한 암세포사멸을 유도하는 ‘DPP-23’ 화학적 구조를 발견하고이를 미국암학회에서 발간하는 임상암연구 전문학술지인 ‘클리니컬 캔서리서치’(Clinical Cancer Research; 논문명: Targeting cancer cells via the reactive oxygen species-mediated unfolded protein response with a novel synthetic polyphenol conjugate. Clin Cancer Res 2014;20:4302; impact factor 8.738)에 보고한 바 있다.

연구팀은 이러한 지난 연구에 이어 DPP-23 화합물이 암세포의 전이 과정에 중요한 제9형 기질금속단백질분해효소(matrix metalloproteinase-9; MMP-9)의 유전자 발현을 억제시킨다는 점과 Akt(단백질인산화효소)에 결합하여 효소 기능을 차단시킨다는 사실을 발견하고, DPP-23 화합물에 의한 유방암 세포의 암전이능 억제 분자 약리 기전을 최종적으로 규명했다.

MMP-9 효소는 Akt가 활성화되면서 Nuclear factor kappa B(NF-kB) 라는 전사인자 특정 유전자의 전사 조절 부위 DNA에 특이적으로 결합하여 그 유전자의 전사를 활성화시키거나 억제하는 전사 조절 단백질)에 의해 유전자 발현이 촉진된다고 알려져 있었다.

특히 DPP-23는 천연에 많이 존재하는 플라보노이드 계열의 화합물러 탈모, 구토, 백혈구 감소증 등 다양한 부작용을 발생시키는 대부분의 항암제와 달리 정상세포에서는 독성을 나타내지 않으면서 암세포에서만 선택적으로 작용하는 특성을 가지고 있다.

연구팀의 저분자 화합물 구조 모델링을 주도하고 DPP-23 약물을 합성한 건국대 임융호 교수(융합생명특성학과)는 “연구팀이 개발한 DPP-23 플랫폼을 이용하여 향후 부작용이 없는 유방암 예방 및 암전이 치료제 개발에 탁월한 효과를 보이는 다양한 화합물 플랫폼 개발에 박차를 가할 수 있을 것”이라며 “후속 연구를 통하여 암세포 살해 효과는 뛰어나지만 정상세포에서 심한 독성 효과를 보이는 기존의 항암제와 병용 투여하여 항암제 독성을 감소시키면서 암전이 현상을 조기에 차단할 수 있는 새로운 개념의 신규 유방암 치료제를 개발할 것”이라고 말했다.