이 "기적의 단백질"은 암이 퍼지는 것을 어떻게 막을까?

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이 “기적의 단백질”은 암이 퍼지는 것을 어떻게 막을까?


암의 확산을 막을 수 있는 새로운 방법이 캘리포니아 대학교 리버사이드의 한 과학자팀에 의해 발표되었다. 이것은 건강한 세포 활동의 일부이지만 암세포가 발달하면 불량한 상태로 변하는 단백질을 포함한다. 연구자들에 의해 암 치료제 개발의 “기적” 중 하나로 묘사되는 이것은 세계보건기구가 2050년에 3,500만 명 이상의 새로운 환자가 발생할 것이라고 경고하는 질병인 암을 치료하는 다음 단계가 될 수 있을까?

사진을 통해 최근 몇 년간 의학 분야에서 중요한 돌파구 중 하나인 이 단백질에 대해 자세히 알아보도록 하자.

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난치병


수십 년에 걸친 연구에도 불구하고 현재 어떤 종류의 암도 치료할 수 있는 방법이 없다.

 

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암 환자는 증가할 것이다


세계보건기구(WHO)의 최근 보고서는 2050년에 3500만 명 이상의 새로운 암 환자가 발생할 것이라고 예측했다.

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암울한 예측


이 암울한 예측은 2022년에 발생한 약 2천만 건의 암 발병 건수보다 크게 증가한 것이며, 28년 동안 77% 증가할 것으로 예측된다.

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새로운 치료 방법의 필요성


발병률이 증가하고 치료법이 보이지 않는 상황에서, 과학자들은 암을 예방하고 치료할 수 있는 새로운 방법들을 계속 탐구하고 있다.

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새로운 발견


그러나 특정 단백질에 대한 최근의 발견은 새로운 암 치료를 위한 길을 열 수 있다.

 

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원인을 밝혀내다


캘리포니아 리버사이드 대학(UCR) 연구진은 전체 인간 암 발병의 약 75%에서 원인으로 알려진 특정 단백질의 물리적 성질을 바꾸는 새로운 방법을 밝혀냈다.

 

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특정 단백질


이 획기적인 연구의 핵심은 MYC라는 특정 단백질이다.

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MYC란 무엇인가?


MYC는 전사인자로, 유전자 정보를 DNA에서 메신저 RNA로 건강한 세포로 복사하는 속도를 조절하는 데 도움이 된다.

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MYC는 무엇을 할까?


즉, 이 유전자는 원핵생물이며 세포주기 진행, 세포사멸(한 유기체의 성장 또는 발달의 정상적이고 통제된 부분으로 발생하는 세포의 사멸), 세포 변형에 중요한 역할을 하는 핵인산단백질을 암호화한다.

 

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해로운 활동


MYC는 건강한 세포 활동의 일부이지만 암세포 MYC는 과활성화되어 궁극적으로 암 종양의 성장을 돕는다.

 

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많은 암의 발생에 기여


사실, MYC 종양 유전자는 많은 인간 암의 발생에 기여한다.

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잠재적 치료대상


MYC와 암의 연관성은 이전 연구에서 확인되었으며, 이 단백질은 잠재적인 치료 대상으로 조사되었다.

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MYC의 활동을 막는 방법


그러나 이제 과학자들은 정상적이고 신중하게 통제된 역할에서 벗어나 암의 확산을 촉진하는 MYC의 활동을 막는 방법을 발견했다고 한다. 

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암세포가 증식하는 방법


UCR의 생화학자인 수석 연구 저자 민쉐는 “암 세포는 과활성이고, 그들은 감독 없이 그들 자신을 복제합니다. 암 세포는 생체 분자의 대량 생산 파이프라인이라고 생각할 수 있습니다”라고 개요를 설명했다.

 

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DNA의 역할


또한 “이 모든 생산 과정은 일부 DNA에 기반을 두고 있습니다. MYC는 DNA 정보에 대한 접근을 용이하게 하여 통제되지 않는 성장을 위한 구성 요소의 지속적인 공급을 가능하게 합니다.”라고 메디컬 뉴스 투데이에 말했다.

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식별의 어려움


MYC는 전체적으로 모양이 없는 단백질이다. 표적이 될 수 있는 구조가 없기 때문에 약물이 MYC를 효과적으로 식별하고 정상적으로 작동하도록 유지하기가 어렵다.

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도전 과제


따라서 민쉐와 그의 팀이 직면한 과제는 MYC와 결합하거나 상호작용할 수 있는 펩티드 화합물을 개발하고 이를 다시 제어하는 데 도움을 주는 것이었다.

 

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펩티드란 무엇인가?


펩티드는 2개 이상의 아미노산(결합하여 단백질을 형성하는 분자)을 함유한 분자이다. 펩티드는 세포와 조직, 호르몬, 독소, 항생제, 효소 등의 구조적 구성 요소로 작용한다.

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새로운 방법 탐색


UCR 과학자들은 MYC와 직접 강한 결합을 형성할 수 있는 새로운 펩티드를 개발했다. 민쉐는 “3D 결합 표면을 갖고 단백질의 축소판으로 간주할 수 있는 ‘바이사이클릭 펩티드’를 설계했다”고 설명했다.

 

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NT-B2R


NT-B2R이라고 불리는 이 펩티드는 MYC를 무력화시키는 데 특히 능숙한 것으로 밝혀졌다.

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규칙 변경


사이언트알러트에 의해 자세히 설명된 바와 같이, 인간 뇌암 세포로부터 만들어진 배양체를 이용한 실험에서 NT-B2R은 성공적으로 MYC에 결합하는 것으로 나타나 세포가 많은 유전자를 조절하는 방식을 바꾸고 궁극적으로 암세포의 대사와 증식을 감소시켰다.

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결합 과정


민쉐는 “펩티드는 다양한 형태, 모양, 위치를 가정할 수 있습니다. 일단 구부리고 연결하여 고리를 형성하면 다른 가능한 형태를 채택할 수 없으므로 무작위성이 낮습니다. 이것은 결합에 도움이 됩니다.”라고 설명했다.

 

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효과적인 억제제


그는 “펩티드는 MYC에 결합하여 MYC의 물리적 특성을 변화시켜 DNA에 있는 정보에 접근하는 것을 방해할 수 있습니다. 그리고 MYC는 광범위한 암의 수집을 촉진하는 데 필수적이기 때문에, 효과적인 MYC 억제제가 암을 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 덧붙였다.

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암 치료제 개발


“암세포가 정상세포보다 훨씬 높은 수준의 MYC 활동에 중독되어 있으며, 이 특성은 부작용이 적은 암 치료제를 만드는 데 도움이 될 수 있다는 점도 추가적인 장점입니다.”

 

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전달 방법


연구원들은 지질 나노입자라고 불리는 지방 분자의 작은 구체들을 통해 펩티드를 전달했다. 그러나, 그들은 다른 선택들을 검토할 계획이다. 그들은 이 방법은 약물에 있어서 매우 편리하지 않다고 인정했다. “우리는 펩티드가 세포 안으로 자율적으로 들어가도록 하는 다른 방법들을 모색하고 있습니다.”

 

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필요한 개선사항


민쉐는 “우리는 또한 펩티드의 효능을 향상시키기 위해 노력하고 있습니다”라고 덧붙여 말했다. “현재 버전은 약물로서 충분히 강하지 않습니다. 하지만 저는 우리가 매우 좋은 출발을 하고 있다고 생각합니다.”라고 말했다.

 

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“확실한 해결책”은 없다


UCR 연구팀이 수행한 초기 연구 결과는 유망해 보이지만, 그들은 모든 암에 대해 “확실한 해결책”은 없다고 경고했다.

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치명적인 집합체


“암은 ‘질병’이 아니라 질병의 집합체다. 암은 각각의 특성이 있고, 같은 종류의 암이라도 환자마다 다르게 나타날 수 있다.”

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다음 단계


민쉐는 “아직 해야 할 일이 많다”며 “다음 단계는 사람 대상으로 엄격한 검사를 시행하는 것”이라고 인정했다.

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암의 확산을 막는 것


그는 “하지만 우리는 암이 생존하기 위한 생물학적 과정을 방해하는 방법 중 하나를 발견했을지도 모릅니다.”라고 덧붙였다.

 

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암약 개발의 “기적”


민쉐는 “MYC는 기본적으로 구조가 부족하기 때문에 혼란을 나타냅니다”라고 반복해서 말했다. “많은 종류의 암에 대한 이것의 직접적인 영향은 암 약물 개발의 기적 중 하나로 만듭니다. 우리는 이것이 우리의 손 안에 있다는 것에 매우 흥분됩니다.”라고 덧붙였다. 

출처: (Medical News Today) (WHO) (National Center for Biotechnology Information) (ScienceAlert) (Journal of the American Chemical Society)

 

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