동국대 이경 교수팀, 고형암 치료 新항암물질 개발 … 뽕나무 뿌리 추출물로 독성 낮아

동국대학교는 약학대학 이경 교수 연구팀이 신규 항암물질 'MO-2097'을 발굴해 고형암에 대한 새로운 치료 전략을 제시했다고 23일 밝혔다.

이 교수팀은 한국생명공학연구원 화학생물연구센터 성낙균 박사 연구팀과 함께 국내 자생식물인 뽕나무 뿌리 추출물을 활용해 저산소 상황에서 종양 성장 단백질을 제어하는 신규 항암물질 개발에 성공했다.

다양한 종류의 암에서 전이, 재발, 항암제 내성, 항암제 부작용 등의 문제가 발생하는 가운데 이번 연구 성과는 낮은 독성을 가진 천연물 기반의 모라신계 물질이 고형암의 항암치료에 따른 신체적 부담을 최소화하는 대안이 될 것으로 기대를 모은다.

암의 70~80%를 차지하는 고형암은 단단한 형태의 악성 종양이다. 폐, 간, 대장 등 여러 신체 장기에서 발병한다.

고형암이 성장하는 과정에서 종종 암의 중심부에 혈관이 제대로 형성되지 않아 산소 공급이 부족해진다. 이런 저산소증 상태에서 일반 세포는 적응하지 못하고 사멸하지만, 종양 세포는 HIF-1α(Hypoxia-inducible Factor 1 Alpha) 단백질이 과다 발현하며 세포의 사멸을 막아준다는 사실이 밝혀졌다. 이에 따라 항암 표적 단백질로써 HIF-1α에 관심이 높아지고 있다.

연구팀은 이전의 연구에서 HIF-1α의 발현을 조절하는 인자로 hnRNPA2B1 이라는 단백질을 발견했고, 다양한 천연물에서 HIF-1α의 억제 가능성을 검토했다.

MO-2097은 뽕나무 뿌리 추출물인 모라신-오(Moracin-O)의 구조로부터 새롭게 합성한 물질이다. 천연물의 구조 단순화를 통해 비대칭성이 없는 물질이다. 새로운 구조적 특징을 가진 이 물질은 합성이 쉽고 활성 측면에서도 개선됐으며, 특히 hnRNPA2B1과 결합해 HIF-1α 발현을 감소시킨다.

연구팀은 3D 스페로이드 모델, 대장암 환자 유래 암 오가노이드 모델에서 MO-2097의 항암 효과를 입증했다. 제브라피쉬, 마우스 등 동물모델에서는 낮은 독성을 나타내 새 치료 물질로써 가능성을 높였다.

이 교수는 "HIF 단백질의 기전연구로 노벨상이 나왔지만, 아직 HIF-1α 단백질 조절을 통한 신약이 개발되지 않은 상황"이라며 "MO-2097이 hnRNPA2B1과 직접 결합해 HIF-1α의 발현을 억제하는 것을 증명함으로써 저산소 공략 항암제 개발에 새로운 전략을 제시한다"고 말했다.

이번 논문은 의약학분야 저명 국제학술지 '저널 오브 어드밴스드 리서치' 10월호에 게재됐다. 이 교수와 성 박사가 교신저자, 동국대 애니쉬 연구교수와 생명연 한호진 박사가 제1저자로 각각 참여했다.

이번 연구는 한국연구재단, 국가과학기술연구회, 한국생명공학연구원 주요 사업의 지원으로 수행됐다.