이번 연구성과가 게재된 국제학술지 ‘셀 케미컬 바이올로지’ 5월호 표지.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 인체 내 단백질은 엠토르(mTOR) 단백질은 암세포에서 과도하게 활성화되어 종양의 증식과 전이를 유발한다. 하지만 엠토르 단백질 활성을 정교하게 조절하는 분자들에 대한 기전은 규명되지 못했다.

KAIST는 생명과학과 김세윤 교수 연구팀이 고려대학교 약학대학 변영주 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 체내 지질 대사물질인 13-HODE(지방산이 대사되며 생성되는 지질 대사물질)가 암세포 성장의 핵심 조절 인자인 엠토르의 활성을 억제한다는 사실을 밝혀냈다고 2일 밝혔다.

이번 연구는 차세대 항암 치료 전략 개발 가능성을 제시한 성과다.

연구팀은 엠토르 단백질과 결합할 수 있는 물질들, 특히 우리 몸이 스스로 만들어내는 천연 대사물질에 주목했다. 방대한 대사체 스크리닝(생체 내 대사물질을 대량 분석하는 기술)을 통해 발굴한 ‘13-HODE’ 라는 지방이 몸속에서 변하면서 생기는 지질 대사물질이 엠토르 단백질의 활성 부위에 직접 달라붙어 암세포에서의 작동을 멈추게 한다는 것을 밝혀냈다.

13-HODE 분자는 우리 몸에서 식물성 기름 등에 풍부한 리놀레산(필수 불포화지방산)이 체내에서 대사되는 과정에서 만들어진다. 이 과정에서 ‘ALOX15(지방산 산화 반응을 유도하는 효소)’가 리놀레산을 산화시키며 13-HODE를 만든다.

김세윤(왼쪽) KAIST 교수와 변영재 고려대학교 교수.[KAIST 제공]

이번 연구의 핵심은 13-HODE가 암을 억제하는 효능이 있다는 단순한 수준을 넘어서, 엠토르 단백질과 물리적으로 직접 결합하여 그 기능을 원천적으로 차단한다는 분자 기전을 규명한 것이다.

연구팀은 ALOX15와 13-HODE의 생성을 증가시키면 엠토르 활성이 감소하고 암세포 성장도 억제된다는 사실을 입증했다.

이번 연구의 핵심은 13-HODE가 단순히 암세포 성장을 억제하는 수준을 넘어, 암 성장 핵심 단백질인 엠토르에 직접 결합해 활성을 차단하는 분자 기전(생체 내 작동 원리)을 규명했다는 점이다.

김세윤 교수는 “이번 연구성과는 암세포 성장을 억제하는 대사 기반 치료 전략 개발의 원천 기술로 활용될 수 있을 것으로 판단된다”면서 “향후 이러한 개념은 염증 및 노화와 같이 엠토르 신호가 과활성화된 다양한 질환에서도 적용 가능성이 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 화학생물학 분야 국제학술지 ‘셀 케미컬 바이올로지(Cell Chemical Biology)’ 5월호 표지논문으로 선정돼 게재됐다.