국내 연구팀이 암세포에 영양분을 공급하는 대사 작용을 방해하는 방법을 찾아내 대사항암제 개발에 기여할 것으로 예상된다.

한국연구재단은 연세대 한정민 교수 연구팀이 암 세포의 주 영양분인 글루타민을 세포 안까지 전달하는 '미토콘드리아 글루타민 수송체’를 발견했다고 밝혔다.

글루타민은 혈액에 가장 많이 들어 있는 아미노산으로 세포 내 에너지 공장인 미토콘드리아에서 작용한다. 암세포는 이 글루타민을 주요 에너지원으로 사용한다.

하지만 그동안 글루타민이 어떻게 세포 내 미토콘드리아로 들어가는 지에 대해선 알려진 바가 없었다.

연구팀은 특정 유전자(SLC1A5)에서 만들어진 유전자 변이체가 글루타민을 미토콘드리아까지 수송하는 역할을 한다는 사실을 확인했다.

SLC1A5 유전자는 기존 연구를 통해 세포의 가장 바깥 쪽인 세포막에서 글루타민을 옮긴다고 알려져 있었는데 이번 연구로 SLC1A5 변이체가 미토콘드리아에서 글루타민을 수송하며 암세포에 에너지를 줄 수 있음을 처음 확인한 것이다. SLC1A5 변이체는 SLC1A5 유전자가 단백질을 만드는 과정에서 변화를 일으켜 생성되며 저산소 환경에서 높게 발현하는 것으로 나타났다.

연구팀은 산소 농도가 낮으면 SLC1A5 유전자 변이체의 특정한 전사인자(HIF-2α)에 의해 발현이 증가하는 것도 확인했는데 이에 따라 암세포의 글루타민 사용이 늘면서 활성화되는 것으로 밝혀졌다.

연구팀이 실제 SLC1A5 유전자 변이체의 발현을 억제한 실험 쥐에 췌장암 세포를 이식한 뒤 25일 동안 관찰한 결과, 암 조직이 괴사한 것으로 나타났다. 반면 대조군은 암 덩어리의 부피가 1천 세제곱 밀리미터(㎣)로 증가했다.

연구팀은 암세포의 미토콘드리아 글루타민 대사 과정이 더욱 뚜렷해졌으며, 향후 이 연구 결과를 토대로 글루타민에 대해 의존하는 암세포를 표적으로 항암제를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

한정민 교수는 "암세포 신호전달경로를 억제하는 항암제는 저항이 쉽게 생길 수 있다는 한계가 있다"며 "암세포의 성장과 생존에 필요한 영양분을 공략하는 대사 항암제 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '셀 메타볼리즘'(Cell Metabolism)에 게재됐다.