바이페린은 영양분과 산소가 잘 공급되면 암 줄기세포의 HIF-1 인자로 인해 잘 발현되지 않아 암 줄기세포가 특성을 유지하고 생존 가능하게 만든다(위 그림). 반대의 경우 바이페린은 암 줄기세포의 대사 조절을 활성화해 암 증식과 성장을 촉진한다(아래 그림).
암세포의 증식ㆍ성장ㆍ생존을 촉진하는 ‘선천 면역 유래 단백질’의 조절 메커니즘을 규명했다는 국내 연구 결과가 나왔다.
암 조직 형성 과정에서 암세포는 정상 세포와 달리 영양분 결핍ㆍ제한된 산소 등과 같은 악조건에서도 증식ㆍ성장ㆍ생존할 수 있게 대사 작용을 변화시키는 특징을 갖는다. 암 대사는 PI3K/AKT 경로를 통해 조절되는 것으로 알려졌지만 이를 암세포의 전형적인 대사 변화를 유도하는 메커니즘으로 단정하긴 어렵다.
암세포는 주변 면역세포를 포함한 다양한 세포들이 분비하는 사이토카인에 노출돼 있다. 최근 항암 면역 반응을 유도하는 다발성 사이토카인으로 알려진 인터페론에 의해 활성화된 JAK/STAT 경로도 암 대사 조절에 관여하는 것으로 보고됐다. 하지만 이에 대한 명확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다.
이에 서준영 연세대의대 의생명과학부 교수 연구팀은 인터페론 유발성 단백질 중 ‘바이페린’의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 연구했다.
연구팀은 먼저 다양한 유형의 암 조직에서 바이페린 발현이 높은 것을 확인했다. 위암(288명), 폐암(230명), 유방암(1,981명), 콩팥장암(443명), 췌장암(184명), 뇌암 환자(206명)의 암 조직에서 바이페린 발현이 높게 나타났고 발현량이 높을수록 암 환자의 생존율이 낮게 나타났다.
연구팀은 암세포에서 바이페린의 대사 조절 기능을 확인하기 위해 바이페린 발현을 억제하거나 높게 발현하는 암세포주를 제작해 분석했다.
연구 결과, 바이페린은 암 미세환경에서 인터페론뿐 아니라 산소 부족, 영양분 결핍에 의해서도 발현이 유도돼 암세포의 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 암세포가 증식하고 생존할 수 있게 하는 것으로 나타났다.
특히 암세포 중 항암 치료제에 내성을 지니고 다양한 암세포로 분화가 가능한 암 줄기세포에서 바이페린이 발현해 대사 변화를 촉진하고 암 줄기세포 특성을 향상시키는 것으로 확인됐다. 이러한 바이페린 기능은 이종 이식 마우스 실험 모델에서도 종양 성장을 촉진하는 것으로 확인됐다.
서준영 교수는 “이 연구로 기존 항암 치료제 한계를 극복하고 암 대사를 표적하는 치료제 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 했다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘임상연구저널(Journal of Clinical Investigation)’에 최근 실렸다.
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