성균관대 이효종 교수팀, 천연호르몬 유사체를 활용한 항암 치료물질 개발

▲ 성균관대 약학과 이효종 교수(교신저자, 사진 왼쪽)와 제1저자 황수정 박사 (사진=성균관대)

[에너지경제신문 송기우 에디터] 성균관대학교(총장 신동렬)는 약학과 이효종 교수팀(제1저자 황수정 박사)이 인제대 박요한 교수와 공동연구를 통해 암세포의 성장 및 암 미세환경에서의 혈관 생성을 동시에 저해하는 항암 치료물질을 개발했다고 밝혔다.

Hypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α) 단백질은 암 미세환경에서 암세포 분열, 혈관신생, 침습과 전이를 조절하는 핵심인자로, 이에 대한 억제제 개발 연구가 활발하게 진행되고 있다. 멜라토닌은 체내 송과선에서 만들어지는 천연 호르몬으로 HIF-1α를 조절하여 항암활성을 나타내지만 생체이용률이 낮다는 문제가 있다.

이에 연구팀은 천연호르몬인 멜라토닌으로부터 최소한의 화학 구조변형을 통해 독성은 현저하게 낮으면서 암세포로의 흡수율을 향상시킨 멜라토닌 유사체(NB-5-MT)를 도출하고, NB-5-MT가 암세포 자체의 성장뿐만 아니라 암 미세환경에서 혈관의 생성을 동시에 저해하는 것을 동물실험을 통해 확인했다. 나아가 NB-5-MT는 향상된 세포 흡수율뿐만 아니라, HIF-1α의 단백질 발현 감소, HIF-1α 표적 유전자의 전사감소, 활성산소(ROS) 감소, 종양 크기 및 전이 억제 등에서 우월한 효과를 나타내는 것을 밝혀냈다.

이효종 교수는 "천연 항암호르몬인 멜라토닌의 단점을 보완하면서 그 효과는 극대화한 개량 멜라토닌(melatonin-better)의 발견한 것이 큰 의미가 있다"며, "특히 폐암, 대장암 등의 고형암으로 고통받는 인류에게 암세포와 그 주변 미세환경을 동시에 억제하는 Dual-Action 신약의 개발 가능성을 제시하였으며, 황반변성과 같은 혈관질환에도 활용할 수 있을 것으로 생각된다"고 설명했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 우수신진연구자지원사업과 전통천연물기반유전자-동의보감사업, 이공분야학문후속세대양성사업 등의 지원으로 수행되었으며, 생리학분야 세계적 학술지인 JOURNAL OF PINEAL RESEARCH(IF 13.007, JCR ranking 3.09%) 8월호에 표지논문으로 게재되었다.

※ 논문정보
- 논문명 : Enhanced anti-angiogenic activity of novel melatonin-like agents
- 저자 : 황수정(제1저자, 성균관대 약학대학) 정영훈(제1저자, 인제대 약학대학), 송예슬(참여저자, 성균관대 약학대학), 박수련(참여저자, 인제대 약학대학), 박요한(교신저자, 인제대 약학대학), 이효종(교신저자, 성균관대 약학대학)

▲ (가) 혈관에 녹색형광을 발현하는 제브라피쉬(Fli1a;EGFP)의 눈혈관, (나) 적색형광을 발현하는 암세포를 주입한 제브라피쉬수정한지 2.5일째 되는 제브라피쉬 배아에 HIF-1 안정화 유도물질인 DMOG (Dimethyloxallyl Glycine)를 처리한 후, 멜라토닌과 NB-5-MT를 투약함. 그 결과 대조군과 비교했을 때, DMOG에 의해 제브라피쉬 눈혈관 두께가 상당히 두꺼워 짐을 확인하고, NB-5-MT 처리군의 제브라피쉬 눈 혈관의 두께가 눈에 띄게 감소함을 확인할 수 있었음. 또한, 적색형광을 발현하는 암세포가 시간이 지남에 따라 크기가 증가하고 다른 부위로 퍼져나가는 현상이 NB-5-MT처리시 현저하게 감소함을 확인함. 이러한 결과를 통해, NB-5-MT가 기존의 멜라토닌보다 향상된 억제효과를 나타냄으로써 잠재적인 항암 및 항혈관신생 약물로 응용될 수 있음을 확인하였음 (자료제공=성균관대)