국내 연구진 ‘암세포 사멸’ 유도하는 백혈병 항암제 원리 규명

백혈병 항암제 이중 역할 규명 연구 이미지(AI 생성·KAIST 제공) /뉴스1

국내 연구진이 항암제가 암세포를 죽이는 새로운 작동 원리를 밝혀냈다.

KAIST는 임정훈 생명과학과 교수·김동욱 의정부을지대병원 혈액암센터 교수·김홍태 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 교수 공동연구팀이 23일 만성골수성백혈병 항암제의 반응을 조절하는 새로운 분자 기전을 규명했다고 밝혔다.

만성골수성백혈병은 조혈모세포에 문제가 생기면서 시작되는 병이다. 조혈모세포 유전자에 이상이 생기면 ‘BCR::ABL1’이라는 비정상 단백질이 만들어지는데, 이 단백질은 암세포에게 성장 신호를 멈추지 않고 보내는 고장난 스위치 같은 역할을 한다. 현재는 이 단백질의 작용을 억제하는 ‘표적항암제’가 치료에 쓰이고 있다. 다만 일부 환자에게는 시간이 지나며 약물 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 한계가 있었다.

이번 연구의 핵심은 기존과 다른 ‘암세포 사멸 방식’이다. 지금까지 표적항암제는 암을 유발하는 특정 단백질의 기능을 억제하는 방식으로 작용한다고 알려져 왔다. 하지만 연구팀은 여기에 더해 약물이 세포 내 단백질 생산 과정에서 ‘리보솜 충돌’을 일으켜 강한 스트레스를 유발하고, 결국 암세포가 스스로 죽도록 만든다는 사실을 확인했다. 리보솜은 단백질을 만드는 ‘단백질 공장’ 역할을 하는 분자 기계로, 단백질 합성 과정에서 여러 리보솜이 줄지어 작동하는데 앞선 리보솜이 멈추거나 속도가 느려지면 뒤따르던 리보솜과 부딪히는 리보솜 충돌이 발생할 수 있다.

연구팀은 이 과정에서 ‘ZAK 단백질’이 핵심 역할을 한다는 점을 밝혀냈다. ZAK 단백질은 평소에는 암세포 성장을 돕지만, 항암제 치료 상황에서는 리보솜 충돌을 감지해 세포 사멸을 유도하는 두 가지 역할을 수행하는 것으로 나타났다. 실제 백혈병 환자 유래 암세포 실험에서 리보솜 충돌을 인위적으로 증가시키자 항암 효과가 크게 향상됐으며, 반대로 ZAK 기능이 떨어지면 약물 반응도 감소하는 것으로 확인됐다.

연구팀은 이번 결과가 약물 내성의 원인을 ‘ZAK 기능 이상’과 ‘리보솜 스트레스 반응’으로 설명할 수 있는 근거를 제시한 것이라고 강조했다. 아울러 향후 환자별 특성에 맞는 맞춤형 치료 전략과 병용 요법 개발에도 중요한 단서가 될 것으로 기대된다고 밝혔다.