젖산과 작용 암성장 단백질 발견…치료제 실마리

국내 연구팀, 새로운 과정 밝혀내

▲ 젖산과 NDRG3 작용에 대한 흐름도.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 피로물질로 알려져 있는 젖산이 세포성장과 혈관생성을 조절하는 중요한 신호물질로 작용한다는 사실이 밝혀졌다. 암과 염증질환 치료제 개발에 도움이 될 것으로 보인다.

국내연구팀이 피로물질로 알려진 젖산(Lactate)이 세포성장은 물론 혈관생성을 조절하는 중요한 신호물질로써 작용함을 규명했다. 앞으로 젖산과 작용하는 세포신호전달체계 조절을 통한 암, 염증질환 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

젖산은 급격한 운동을 할 때 근육세포에서 해당작용(glycolysis)으로 세포 에너지원인 포도당(glucose)이 분해될 때 생산,분비된다. 근육통증을 유발하는 피로물질로 잘 알려져 있다. 젖산은 산소가 적은 상황에서 해당작용(glycolysis)이 활성화되는 경우에도 많이 만들어진다. 특히 세포증식 활동이 활발한 암세포에서 이런 상황이 자주 일어난다.

해당작용이란 세포가 당을 분해해 에너지와 생합성에 필요한 재료를 얻는 물질대사의 핵심적 과정을 말한다.

저산소 상태에서 암세포에 의한 젖산 생성이 암의 악성화와 관련 있음이 일부 보고된 적은 있는데 암세포에서 젖산의 역할과 세부적 작용 원인에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않았다. 연구팀은 저산소 환경의 암세포에서 발현이 증가되고 암세포의 성장과 암세포로의 혈관 생성을 위한 신호를 유발함으로써 암성장을 촉진하는 단백질 NDRG3을 새롭게 발견했다. 이 단백질이 젖산과 상호작용한다는 사실을 알아냈다.

연구팀은 실험을 통해 NDRG3 혹은 젖산생성 효소가 결여된 간암세포주는 종양형성 능력이 현저히 떨어짐을 확인했다. 반대로 젖산생성 효소가 결여된 간암세포에 NDRG3을 인위적으로 발현시키면 간암세포의 종양형성이 크게 증가된다는 것을 밝혔다.

이런 사실은 암 세포의 주요 대사산물인 젖산이 암 유전자인 NDRG3 단백질을 증가시키고 젖산이 암 세포 성장과 악성화를 유도하는 중요한 세포신호인자로 작용함을 규명한 것이라고 할 수 있다. NDRG3 단백질과 젖산이 결합해 NDRG3 단백질 분해가 억제됨으로써 암세포에 NDRG3를 축적시키고 NDRG3는 암세포에 성장을 촉진하는 신호를 보냄으로써 암을 악화시킨다는 것이다.

한국생명공학연구원(이하 생명연) 유전체구조연구센터 염영일 박사팀(교신저자:염영일·박경찬 박사, 제1저자: 이동철 박사)이 수행한 이번 연구는 생물학 분야의 저널인 셀지(Cell, IF 33.116) 4월16일자(현지 시간) 온라인 판(논문명 : A Lactate-Induced Response to Hypoxia)에 실렸다.

염영일 박사는 "이번 연구 성과는 암과 염증 질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 젖산의 생성을 조절하는 것이 중요하다는 사실에 있다"며 "NDRG3의 조절을 통해 암세포의 대사과정과 신호전달체계를 동시에 표적으로 하는 효율적 암 치료제뿐만 아니라 염증 질환, 심혈관 질환, 고산병, 근위축증과 근육노화 관련 질환 등의 치료제 개발에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr