가톨릭대 김지훈 교수, 담 단백질을 통한 종양 유발 가능성 규명

[이데일리 이순용 기자] 가톨릭대(총장 원종철) 의생명과학과 김지훈 교수 연구팀이 종양 발생과 밀접한 연관이 있는 Wnt 신호의 조절 기전을 찾았다. 담(Daam1, Daam2) 단백질을 통한 비대칭적 Wnt 신호 조절이 장 성체 줄기세포의 분화를 조절한다는 사실을 밝혀낸 것이다.

신체 재생을 돕는 성체 줄기세포가 과도하게 분화될 경우 종양이 발생할 수 있으며, 성체 줄기세포는 Wnt 신호전달 체계의 강도에 따라 분화 정도가 결정된다. 이에 김지훈 교수 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 기술을 활용한 스크리닝을 통해 Wnt 신호전달경로에 영향을 끼치는 두 유형의 단백질 △Rnf43 △담의 역할을 규명했다.

연구팀은 담 단백질의 역할을 규명하기 위해 생쥐유전학, 오가노이드학, 단일세포분석기법 등 다양한 최신 실험 기법들을 적용하였으며 그 결과, Rnf43과 담 단백질이 세포 표면의 Wnt 단백질 수용체를 제거해 Wnt 신호를 억제하는 것을 확인했다. 반면, Rnf43과 담 단백질이 없으면 Wnt 신호가 필요 이상으로 활성화돼 성체 줄기세포가 과도하게 증식·분화되고 종양 발생 가능성 역시 커졌다.

또한, 연구팀은 담 단백질이 Wnt 신호의 비정규경로를 활성화하고 정규경로를 억제하는 비대칭성을 갖는 것으로 밝혀졌다. Rnf43 없이 담만 존재할 경우 Wnt 신호의 비정규경로가 활성화되어 파네스 세포가 많이 발생한 것이다. 연구팀은 Wnt 신호의 비정규경로가 활성화될수록 종양 분화 가능성이 높아지는 만큼, 담 단백질에 의한 Wnt 신호의 비정규경로 활성화를 억제하는 것이 중요하다고 보았다.

가톨릭대 의생명과학과 김지훈 교수 연구팀이 오스트리아 분자 생명공학 연구소(IMBA), 기초과학연구원(IBS)과 함께 진행한 이번 국제 공동 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다.

김지훈 교수는 “기존의 Wnt 신호 관련 항암제는 Wnt 신호의 정규경로 위주로 연구·개발되어 왔다”며 “이번 연구로 담 단백질의 비대칭성이 종양 유발에 관여하는 Wnt 신호의 조절에 직접적인 영향을 끼친다는 사실이 밝혀진 만큼, 앞으로 Wnt 신호의 비정규경로에 대한 보다 깊은 연구와 관련 항암제 개발이 활발히 이뤄질 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

담 단백질의 역할을 규명하기 위한 오가노이드학 실험 결과, Rnf43 단백질이 없을 때, 파네스 세포가 증가한 반면, 담(Daam1, Daam2) 단백질이 없을 때 파네스 세포가 감소했다.