생명/의료

중국과학자, 종양재생세포 색출을 위한 새로운 방법 개발

발행일 : 2012 / 07 / 19

해외 우수인재 유치프로그램인 ‘천인계획(千人計劃)’을 통해 귀국한 화중(華中)과학기술대학 왕닝(王寧)교수와 퉁지(同濟)의학원 황버(黃波)교수가 이끌고 있는 연구팀이 완성한「Soft fibrin gels promote selection and growth of tumorigenic cells」연구논문이 2011년 7월 1일자《Nature Materials》지에 게재되었다.

이 논문에서 세포생물역학, 생체재료학, 줄기세포생물학, 종양면역학 등의 융합연구를 통해 종양재생세포(tumor-repopulating cell)를 분리 및 배양할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 미국 일리노이대학의 세포분자역학실험실도 이번 연구에 동참하였다.

왕교수에 의하면, 암의 치명적인 원흉(元凶)은 암세포가 아닌 종양재생세포로서 일단 인체에 잠복하면 악성 종양으로 증식하고 궁극적으로 사망을 초래한다.

일반적인 암세포를 ‘일개미’에 비유한다면 종양재생세포는 ‘여왕개미’에 해당된다. ‘일개미’는 수명이 길지 않고 번식능력도 없기 때문에 악성 종양으로 증식하지 못한다. 반면에 ‘여왕개미’는 수명이 길고 끊임없이 증식하기 때문에 악성종양으로 발전할 수 있다. 따라서 ‘여왕개미’를 찾아서 죽여야 만이 암을 완치할 수 있다.

세계 각국의 과학자들은 다양한 방법을 통해 ‘여왕개미’를 색출하는데 노력을 기울여왔다. 한 과학자가 줄기세포 막단백질(membrane protein)의 발현(表达,signal)을 선별하는 방법으로 백혈병의 종양재생세포를 발견하는데 성공했지만, 같은 방법으로 흑색종(melanoma), 대장암(colon cancer) 등 악성 고체종양의 재생세포를 발견하는 데는 실패하였다.

왕교수 등이 개발한 새로운 방법은 다양한 종양에 적용될 것으로 전망되는데, 이미 8종류의 암세포에 대한 실험을 성공시켰다. 연구팀은 실험과정에 3차원의 피브린글루(Fibrin glue)를 이용해 암세포를 배양하였다. 심해 연어에서 추출한 이 특수한 피브린글루는 암세포를 위해 무간섭(noninterference)의 성장환경을 제공할 수 있다. 흑색종 세포를 이 속에 넣었더니 그 중 일부 세포가 살아남았는데, 기존의 세포와 달리 생명력이 강했고, 성장속도도 빨랐다.

생쥐를 이용한 생체실험에서 배양한 암세포 10개만 주입해도 체내에서 종양이 자라났다. 반면 일반적인 흑색종 세포는 1만개 정도를 주입해야만 체내에서 종양이 자라나기 시작하였다.연구팀이 간암 및 난소암 세포를 피브린글루에 넣었는데 실험에서 살아남은 암세포는 흑색종 암세포와 마찬가지로 성장이 빨랐고, 종양 유발 가능성이 일반 암세포보다 훨씬 높은 특점이 나타났다.이는 해당 세포가 종양재생세포일 가능성이 높다는 것을 뜻한다.

또한 흑색종 재생세포 메커니즘에 대한 연구를 통해 이 세포가 일종의 자기재생의 유전자를 발현하고, 배아줄기세포와 유사한 독특한 생물역학 성능과 강한 항자멸사(antiapoptosis)능력을 유지하고 있다는 것을 발견하였다.

현재까지 알려진 종양 유형은 200 가지에 달하고, 종양재생세포에 관해서도 아직 탐구해야 할 부분이 많다. 하지만 이번 연구결과로 암의 재발에 대해 기초적으로 해석할 수 있게 되었으며, 향후 암의 진단과 항암약물의 개발에 기여할 것으로 전망하고 있다.