< 윈트신호전달에 의한 일차섬모 형성 기전 >
세포 내 신호전달 체계(표준윈트리간드) 자극으로 인산화효소(CK1δ) 활성 유도를 통해,
β-catenin이란 단백질이 모중심립으로 이동하여 중심립주변물질들의 재배치를 유도하고, 이를 통해 일차섬모가 형성됨
*LRP6, Frizzled : 윈트리간드 수용체
- 세포 내 신호전달(윈트 세포신호전달)에 의한 ‘일차섬모’ 형성 원리 규명
- 일차섬모 조절을 통한, 항암제 내성 암세포 사멸을 유도하는 신개념 치료제 개발 기대
□ 순수 국내연구진이 세포 내 신호전달(윈트 세포신호전달; Wnt)에 의해, 세포 내 신호전달 안테나로 알려진 일차섬모(Primary Cilium)의 생성을 촉진하는 과정을 규명하였다. 일차섬모의 조절을 통해, 항암제 내성 암세포의 사멸을 유도하는 신개념 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
ㅇ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 항암물질연구센터 이경호 박사팀(교신저자: 이경호/김보연 박사, 제1저자: 견미랑/김선옥/이희구)이 수행한 이번 연구는 한국생명공학연구원 주요사업과, 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회가 추진하는 창의형융합연구사업의 지원으로 수행되었고, 생물학 분야의 세계적 저널인 Cell Reports(IF 8.04) 2월 4일자(한국시각 2월 5일) 온라인 판에 게재되었다.
- 논문명 : Wnt3a stimulation promotes primary ciliogenesis through β-catenin phosphorylation-induced reorganization of centriolar satellites, 첨부파일 참조
□ 일차섬모는 세포 내 신호전달 구조로써 세포내 안테나로 알려져 있다. 일차섬모의 비정상적인 형성/분해는 암(Cancer)과 다양한 유전질환증상(불임, 다지증, 다낭신, 망막변성증, 내장역위증, 지방조직의 비만, 소뇌저형성증, 간섬유증, 연골형성저하증등)의 원인으로 알려져 있다.
ㅇ 일차섬모는 인체 거의 모든 세포에 존재하며, 세포주기가 활발할 때 분해되어 있다가, 세포가 휴식상태일 때 형성되는 것으로 알려져 있다.
ㅇ 항암제내성 세포에서 더 많고 더 긴 일차섬모가 관찰됨이 보고되었으나, 항암제 내성세포에서 일차섬모의 생성 기전과 세부적인 작용기전에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않았다.
□ 연구팀은 세포 내 신호전달(표준윈트 세포신호전달 리간드; Wnt3a) 자극이 망막세포에서 일차섬모의 생성을 유도하며, 본 기전이 항암제 내성세포에서의 일차섬모 형성에도 관여함을 발견하였다.
* 윈트(Wnt) 세포신호전달 : 세포운명결정, 세포이동, 세포극성, 세포분화 등 다양한 발생단계에서 세포상태를 조절하는 신호전달기전
ㅇ 연구팀은 실험을 통해 세포 내 신호전달(Wnt3a) 자극으로 인해 일차섬모가 형성됨을 확인하였다. 아울러, 본 기전이 항암제 내성 유방암 세포에서 적용됨을 확인하였다.
ㅇ 이러한 사실은 세포발생 및 항상성 유지에 중요한 윈트(Wnt3a) 신호전달이 기존에 알려져 있는 기능과 구별되는 일차섬모형성을 유도하며, 이는 곧 암세포의 항암제 내성을 유도하는 중요한 세포신호전달 기전임을 규명한 것이라고 할 수 있다.
ㅇ 다시 말해, Wnt3a 자극은, 중심체 주변 물질들의 재배치를 유도하여 비정상적인 일차섬모를 형성하게 함으로써 기존 암세포에 항암제 내성을 부여하는 것으로 추정된다.
□ 연구책임자인 이경호 박사는 “동 연구성과는 발암 및 항암제 내성을 효과적으로 치료하기 위해서 세포내 일차섬모형성을 조절하는 것이 중요하며, 이를 위해 발굴된 신규 기전을 이용할 수 있을 것”이라며,
ㅇ “새로이 발굴된 윈트 유도성 일차섬모형성 조절 기전 인자들을 표적으로 하는 효율적 항암제 내성 치료뿐만 아니라 섬모병증의 여러 유전질환인 불임, 다지증, 다낭신, 망막변성증, 내장역위증, 지방조직의 비만, 소뇌저형성증, 간섬유증, 연골형성저하증 등 관련 질환 등의 치료제 개발에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
< 그림 설명 >
- 그림 1.
(A) 윈트자극에 의한 일차섬모 형성 증가
(B) 윈트자극에 의한 긴 일차섬모 형성
(C) 윈트자극에 의한 두꺼운 형태의 일차섬모 형성
- 그림 2. 윈트자극에 의한 중심체주변물질 (A) PCM1, (B) AZI1, 그리고 (C) CEP290의 중심체 주변 축적
- 그림 3.
(A) 항암제 내성세포(MCF-7/ADR)에서 윈트자극에 의한 일차섬모 형성 증가
(B) 항암제 내성세포(MCF-7/ADR)에서 윈트자극에 의한 긴 일차섬모 형성
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