암환자 근육 소모 세계 첫 규명…GIST, 핵심 단백질 밝혀

암세포–섬유아세포 신호 교환이 근육 붕괴 유도

연구팀, CXCL5 차단 시 체중·근력 회복 확인

그림(A)는 대장암 환자 유래 CAF 배양액(CAF CCM)을 처리하여 위축된 근관세포에 CXCL5 중화항체 및 수용체 억제제를 처리한 후 근관 지름의 변화를 측정한 것으로, 약물 처리에 의해 정상 수준으로 회복되는 효능이 확인되었다. 그림(B)는 암세포와 CAF가 이식된 마우스 모델에 CXCL5 중화항체를 투여한 후 근육 조직의 단면적 변화를 측정한 것으로, 중화항체 투여군에서 대조군 대비 유의미한 근육 회복 효과를 확인하였다. (그래픽=GIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

[광주=뉴시스]이창우 기자 = 암 환자의 생존율을 크게 떨어뜨리는 치명적 합병증인 '암 악액질(cancer cachexia)'의 발생 원인이 국내 연구진에 의해 처음으로 분자 수준에서 규명됐다.

광주과학기술원(GIST)은 생명과학과 다런 윌리엄스(Darren R. Williams) 교수와 정다운 연구교수 연구팀이 암세포와 암 연관 섬유아세포(CAF) 간 신호 교환 과정에서 분비되는 특정 단백질 'CXCL5'가 근육 소모를 직접 유발한다는 사실을 세계 최초로 밝혀내고 치려 전략을 제시했다고 29일 밝혔다.

암 악액질은 암이 진행되면서 전신 대사 균형이 붕괴돼 체중과 근육이 지속적으로 감소하는 질환으로, 진행성 암 환자의 약 80%에서 발생하며 전체 암 사망의 20~30%와 연관되는 것으로 알려져 있다.

충분히 식사를 해도 회복되지 않아 항암 치료 효과를 떨어뜨리고 생존율을 크게 낮춘다.

연구팀은 그동안 암 성장과 전이에만 주로 주목해 왔던 '종양 미세환경'에 착안해 암세포와 암 연관 섬유아세포(CAF)가 주고받는 신호가 근육 소모를 유발할 수 있다는 가설을 검증했다.

그 결과 암세포에 의해 활성화된 CAF가 케모카인 계열 단백질인 CXCL5를 대량 분비하고, 이 CXCL5가 근육세포에 직접 작용해 위축을 유도하는 핵심 인자라는 사실을 확인했다.

CXCL5만 단독으로 처리해도 근육세포 위축이 발생했으며 이를 차단하는 항체나 억제제를 사용하면 위축이 현저히 줄어들었다.

연구팀은 대장암 환자로부터 분리한 CAF와 암세포를 이용한 실험과, 이들을 함께 이식한 인간화 생쥐 모델을 통해 연구 결과의 임상적 타당성도 입증했다.

CXCL5를 차단한 생쥐에서는 체중 감소와 근육 위축이 뚜렷하게 완화됐고, 근력 시험에서도 기능 회복이 확인됐다.

분자 분석 결과 CXCL5를 억제하면 근육 생성과 유지에 중요한 PI3K–AKT–MyoG 신호 체계가 다시 활성화되면서 근육 구조가 회복되는 것으로 나타났다.

실제 환자 종양 조직 분석에서도 CXCL5는 CAF 표지자인 비멘틴과 함께 암세포 주변에서 강하게 발현됐으며, 정상 조직에서는 거의 검출되지 않았다. 이는 CAF가 종양 미세환경에서 CXCL5의 주요 공급원이라는 점을 뒷받침한다.

(왼쪽부터) GIST 생명과학과 다런 윌리엄스 교수, 정다운 연구교수, 김준형 ·김현준·김선욱 박사. (사진=GIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

다런 윌리엄스 교수는 "이번 연구는 환자 유래 암 연관 섬유아세포(CAF)와 실제 종양 조직 분석을 통해 CXCL5가 종양 미세환경에서 근육 소모를 유도하는 핵심 인자임을 임상적으로 입증했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

정다운 연구교수는 "현재 CXCL5 발현을 억제하는 약물을 발굴 중이며, 이를 통해 급격한 근육 손실을 막고 암 환자의 생존율을 높일 수 있을 것으로 기대된다"며 "향후 면역치료제 등과의 병용 요법을 통해 암 치료 효율을 더욱 높일 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 중견연구자지원사업, 과학기술정보통신부·정보통신기획평가원 선도 SW 핵심기술 개발사업의 지원을 받았다.

연구 결과는 국제학술지 '저널 오브 바이오메디컬 사이언스(Journal of Biomedical Science)' 온라인에 지난해 12월15일 게재됐으며 관련 국내·국제 특허도 출원했다.

기술이전 관련 협의는 GIST기술사업화센터로 문의하면 된다.


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