앞으로 암세포 단백질로 표적항암제의 치료효과를 예측할 수 있을 것으로 보인다. 우수한 효과를 거둘 수 있는 환자를 미리 예측, 더욱 효율적인 치료가 이뤄질 수 있다는 것이다.

특히, 지금까지 예측을 도와 준 유전자 바이오마커를 갖지 못한 환자에게도 새로 개발 된 진단기술을 적용, 환자 분류의 폭이 넓어 질 것으로 예상된다.

연세암병원 폐암센터 조병철 교수팀은 서울대 생명과학부 윤태영 교수팀, 서울대병원 혈액종양내과 임석아 교수팀과 함께 ‘환자 조직 내에서 추출한 단백질의 상호작용을 측정해 폐암 표적항암제에 대한 반응성을 정밀하게 예측하는 기술 개발’이라는 공동연구 과제를 수행했다.

공동 연구팀은 암 치료 과정에서 보다 높은 효율성을 확보하고 부작용 발생을 낮추기 위해 개별 암 조직에서 비정상적으로 활성화된 단백질을 찾아 특이적으로 저해하는 항암표적치료에 주목하고, 그 중 지금까지 항암표적치료 대상 환자 선별을 위해 치료 표적이 되는 단백질 생산 DNA 돌연변이 유무 확인과정에 의문을 갖고 연구를 수행했다.

연구팀은 먼저 DNA 돌연변이 활용 항암표적치료 대상자 선정 방식을 탈피해 단백질 상호작용 기반의 새로운 정밀진단 기술을 개발했다. 이는 표적 단백질의 단백질 간 상호작용, 즉 단백질 활성을 직접적으로 측정하는 방식으로 항암표적치료 우수 효과 환자를 예측할 뿐 아니라 암 조직에 DNA 돌연변이가 없어 과거엔 효율성이 낮은 환자로 분류되던 대상군에서도 우수 효과 환자를 예측할 수 있게 됐다.

이번 연구는 단백질 사이 상호작용과 단백질 복합체 성분을 ‘단분자 공면역침강 기법’을 이용해 정밀하게 분석함으로써 암 조직에서 EGFR 단백질이 형성하는 특이적 복합체와 상호작용 체계를 규명했다는 것이 핵심이다.

연구팀은 단백질 상호작용과 인산화상태 측정 등 다각적 분석을 통해, 발암성 활성돌연변이가 발생한 EGFR 유전자에서 발현된 변종 EGFR 단백질이 근처 단백질들과 상호작용을 이뤄 특이적인 신호전달 복합체를 형성한다는 사실을 입증했다.

이 변종 EGFR 복합체는 정상 EGFR 단백질과는 다르게 인산화상태에 의한 신호전달조절 기능을 상실해 지속적인 성장신호를 내보냄으로써 암 세포 성장을 가져오는 것으로 나타났다.

조병철 교수는 “7종의 유방암 세포주와 6종의 폐선암 세포주에서 HER2, EGF의 단백질 상호작용 분석결과가 해당 단백질을 대상으로 하는 항암표적치료 효과와 밀접한 상관관계가 있음을 입증했다”며, “유전자 바이오마커가 없어도 새로운 진단기술을 적용해 환자 분류가 가능해져 소위 PPI진단으로써 정밀의학에 근거한 항암표적치료제의 새로운 희망의 장이 열릴 것”이라고 강조했다.

이번 연구논문은 국제전문학술지인 ‘Nature Biomedical Engineering’ 최근호에 ‘단일 분자 기술을 통한 단백질-단백질 상호 작용 관측으로 성장 인자 수용체에 대한 암의 의존성을 예측’ 제목으로 게재됐다.