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혈관벽 끈적하게 만드는 ‘그놈’…유방암→간 전이 일으킨다

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-UNIST 조윤경 교수팀, 인공 간으로 유방암 간 전이 과정 규명

- 유방암 나노소포체가 ‘암 씨앗’의 간 혈관 접착 늘려

-ACS Nano 표지 선정

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[123rf]

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[헤럴드경제=정태일 기자]유방암이 간에 전이되는 과정이 새롭게 밝혀졌다. 암 전이를 조기 진단하거나 환자 맞춤형 진단·치료법 개발에 속도가 붙을지 주목된다.

UNIST(울산과학기술원) 바이오메디컬공학과의 조윤경 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)팀은 ‘3D 간 칩’(Liver-on-a-Chip)을 이용해 암 전이 과정에서 나노소포체의 역할을 규명했다고 30일 밝혔다.

나노소포체(세포외소체)는 세포 활동에서 발생되는 30~1000㎚ 크기의 작은 소포체다. 처음 발견될 때는 세포 부산물로 여겨졌다. 그러나 종양의 진행과 전이, 세포 신호 전달 등의 세포 활동에서 중요한 역할을 하는 것이 발견됐다.
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유방암 유래 나노 소포체에 의해 간 혈관세포에 부착되는 유방암 세포 양이 증가함.[UNIST 제공]

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세포들은 소포체 안에 각종 단백질 정보를 담아 서로 소통한다. 암세포 역시 나노소포체를 배출한다. &lsquo;암세포에서 배출된 나노 소포체가 전이에 중요한 역할을 한다’는 가설이 있었지만 복잡한 생체 내에서 이를 직접 검증하기는 어려웠다.

이에 연구팀은 이 가설을 검증하기 위해 간세포가 배양된 칩을 이용했다. 유방암에서 나온 나노소포체는 간의 혈관벽을 더 끈끈하게 했다. 그 결과 ‘유방암 씨앗’(순환 종양 세포)이 혈관벽에 3배 이상 더 잘 달라붙게 만들었다. 나노소포체 표면의 종양성장인자(TGF&beta;1)가 혈관벽 ‘끈끈이 단백질’인 파이브로넥틴(Fibronectin) 양을 증가시키기 때문이다.

종양성장인자는 나노소포체 안에 있는 단백질 정보(DNA, RNA등)에 의해 발현된다.

조윤경 교수는 “장기에 암 세포가 뿌리내리기 좋은 환경이 조성돼 전이가 잘 발생한다는 ‘토양과 씨앗’ 가설이 이번 연구로 힘을 얻게 됐다”며 “나노소포체는 이 과정에 토양을 비옥하게 만드는 ‘비료’ 역할을 하는 셈”이라고 설명했다.
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유방암의 간 전이현상과 간을 모방한 인공간칩(Liver-on-a-Chip)의 구조 [UNIST 제공]

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이번 연구에 제1저자로 참여한 김준영 UNIST 생명과학부 박사는 “장기-온-어-칩(Organ-on-a-Chip) 기술’을 나노소포체에 의한 암 전이 과정을 이해하는 데 최초로 적용”했다며 “간을 구성하는 다양한 세포를 함께 배양해 인체 간 조직과 유사 할 뿐만 아니라 혈액을 흘려보낼 수 있어 혈액 속에 포함된 나노소포체의 역할을 제대로 이해할 수 있다”고 설명했다.

장기 온어 칩은 미세(마이크로) 유체 칩 위에 살아있는 특정 장기를 구성하는 세포들을 배양함으로써 해당 장기의 기능과 역학적, 생리적 세포 반응을 모방하는 기술이다. 제약 분야에서 신약의 효능, 부작용, 독성 여부를 확인하는데 많이 활용되고 있다. 미세 칩은 마이크로미터(1000분의 1 mm) 지름의 미세한 관 안에서 액체 흐름(유체)을 조종해 시료를 처리하는 칩을 말한다.
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조윤경 교수(좌측)과 김준영 연구원(우측) [UNIST 제공]

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연구팀은 유방암 외에도 간 전이가 잘 발생하는 암, 간 전이가 발생하지 않는 암, 건강한 사람의 나노소포체 등을 대조군으로 써 나노소포체 요인을 구체적으로 입증했다. 간 전이가 잘 발생하는 췌장암에서 나온 나노소포체는 유방암 나노소포체와 동일한 효과를 보였다.

또 간 전이가 발생한 유방암 환자는 간 전이가 발생하는 않은 유방암 환자나 정상인보다 나노소포체의 종양성장인자 발현양이 많았다. 이는 나노소포체의 종양성장인자 발현과 순환종양세포의 접착 수 증가 간 연관성을 보여준다고 연구팀은 설명했다.

조 교수는 “유방암의 간 전이과정에 대한 이해를 바탕으로 간 전이 빈도가 높은 췌장암, 대장암 등의 전이 과정도 밝혀 낼 수 있을 것”이라며 “간은 전이암 발생빈도가 매우 높고, 전이 암 발생 시 사망률이 급격히 증가한다는 점을 고려한다며 이번 연구의 의미가 크다”고 전했다.
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ACS Nano 표지논문 이미지 [UNIST 제공]

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이번 연구 성과는 ‘ACS Nano’ 표지논문으로 선정돼 지난 24일 출판됐다.

killpass@heraldcorp.com

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