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"헤모글로빈 색소 헴 성분 늘면, 비소세포 폐암 증식"

미 텍사스대 연구진 보고서
형광 바이오센서로 추적한 암세포 종양
형광 바이오센서로 추적한 암세포 종양[밴더빌트대 라인하르트-킹 실험실 제공]

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 폐암은 사망 원인으로 상위권에 속하는 암이다.

전이성 폐암은 접어두고, 폐 자체에서 생기는 원발성 폐암만 보면 비소세포 폐암과 소세포 폐암 두 종류가 있다. 다행히 전체의 80~85%를 점유하는 비소세포 폐암이 소세포 폐암보다는 덜 위험한 것으로 알려졌다.

미국 텍사스대 과학자들이 비소세포 폐암(NSCLC; non-small cell lung cancer)의 증식에 직접 작용하는 산소 대사 분자를 발견했다.

바로 적혈구 헤모글로빈의 붉은 색소 성분인 헴(heme)이다. 연구팀은 헴 성분이 폐암 세포와 결합하지 못하게 차단하는 펩타이드(아미노산 화합물)를 디자인해 동물실험에 성공하기도 했다.

23일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 이 대학의 장 리 생물학 교수팀이 이런 내용의 연구보고서를 저널 '캔서 리서치(Cancer Research)'에 발표했다.

실험결과 이런 유형의 폐암 종양은 헴과 잘 접촉하지 못할 때 성장이 느려졌고, 반대로 주변에 결합할 헴이 증가하면 성장이 빨라졌다.

1920년대부터 암세포는 성장 에너지를 글루코스(포도당)로부터 얻는 것으로 알려졌다.

그런데 비소세포 폐암은 헴과 결합해 진행하는 산소 대사에 더 많이 의존하는 것으로 밝혀졌다. 헴이 증가하는 곳에서 암세포의 산소 대사가 늘고, 더 많은 ATP(adenosine triphosphate)가 만들어졌다.

장 교수는 "수년 전까지만 해도 암세포는 에너지를 만드는 데 산소를 이용하지 않고 오로지 글루코스에만 의존한다고 알려졌다"면서 "이제 대부분의 암세포가 산소를 이용한다는 걸 알게 됐고 비소세포 폐암이 바로 그런 예"라고 말했다.

비소세포 폐암 세포의 포도당 산화는 매우 효율성이 높아, 글루코스 분자 한 개로 약 30개의 ATP 분자를 만들어낸다고 한다.

연구팀은 약제 가능성을 타진하는 차원에서, 자체 디자인한 '헴 차단 펩타이드(HSP; heme-sequestering peptides)'의 작용도 실험했다. 그 결과 암세포들이 접근할 수 있는 세포 사이 공간에서 HSP가 헴을 차단해 정상 세포에만 머물게 한다는 걸 확인했다.

연구팀은 NSCLC 세포를 조작해 헴과 더 빨리 결합하게 한 뒤 어떤 일이 벌어지는지 지켜봤다. 결과는 예상대로 나왔다. 헴과 결합한 암세포는 산소 대사와 ATP 생성량을 늘리면서 더 공격적이고 침습성이 강한 암으로 변했다.

연구팀은 인간에게 적용할 수 있을 만큼 HSP의 디자인을 정밀하게 다듬는 걸 다음 목표로 정했다.

장 교수는 "계속 독성을 낮게 유지하면서 HSP의 효험을 이상적인 수준으로 높이면 기대했던 것보다 더 근사한 그림이 그려질 듯하다"며 기대감을 보였다.

cheon@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2019/04/24 17:03 송고

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