동물분자생체공학연구소 연구교수 양창원 박사
송권화 교수팀, 대장암에서 아피제닌의 새로운 항암 기전 밝혀
생화학 및 분자생물학 분야 국제전문학술지 Redox Biology 게재
각종 과일과 채소류에 함유된 아피제닌이 대장암에서 기존 항암제의 치료 효능을 향상시킬 수 있음이 국내 연구진에 의해 규명되었다.
생명과학대학 생명공학부 송권화 교수 연구팀은 아피제닌이 대장암 세포에서 thymidylate synthase (TS) 효소의 발현을 억제하여 항암제인 5-fluorouracil (5-FU)의 항암 효과를 개선시킬 수 있다는 연구 결과를 발표했다.
본 연구팀의 양창원 박사가 제1저자로 참여한 이 연구는 국민대학교 식품영양학과 임화선 교수 연구팀, 국민대학교 기계공학부 최정일 교수 연구팀과 공동으로 수행되었으며, 그 연구결과는 생화학 및 분자생물학 분야 국제전문학술지 ‘Redox Biology (IF: 11.799, JCR 분야상위 6.9%)’에 ‘Apigenin enhances apoptosis induction by 5-fluorouracil through regulation of thymidylate synthase in colorectal cancer cells’라는 논문명으로 게재됐다.
5-FU는 초기 대장암 치료에 가장 효과적인 항암제로, dUMP를 dTMP로 전환시켜 DNA 복제에 필수적인 효소인 TS의 활성을 억제하여 치료 효과를 나타낸다. 하지만 대장암 조직에서 TS의 높은 발현은 5-FU에 대한 저항성을 유도하여 치료 효율을 떨어뜨리는 것으로 알려졌다. 게다가, TS는 종양 억제 단백질인 P53을 번역 단계에서 특이적으로 억제할 수 있음이 밝혀졌다. 따라서 대장암에서 TS를 조절하는 것은 항암제 치료 효율 개선을 위해 합리적인 접근법으로 여겨지나 TS를 표적하는 마땅한 후보물질의 발굴은 아직까지 미비한 실정이다.
본 연구팀은 TS를 표적하며 부작용을 최소화하는 대장암 치료보조제 후보 물질을 발굴하기 위해 천연물 유래의 단일 성분 12종을 대장암 세포에 처리하여 스크리닝 하였다. 그 결과, 파슬리, 캐모마일, 셀러리, 오레가노 등에 주로 함유된 플라보노이드 성분인 아피제닌이 대장암 세포에서 5-FU에 의한 세포 생존력 억제 효과를 강화할 뿐 아니라 TS의 발현을 유의적으로 억제하는 것으로 확인되었다.
또한 연구팀은 아피제닌이 대장암 세포에서 5-FU의 세포사멸 유도 효과를 개선시킴을 확인하였다. 아피제닌의 대장암 세포 성장 억제 효과는 스페로이드 구조 또는 매트리젤을 활용한 3D 종양 성장 환경에서도 검증되었다. 특히, 연구팀은 아피제닌이 대장암 세포 내에서 활성산소의 생성을 유도하는 등 산화 환원 불균형을 유도하여 세포사멸을 유도할 수 있음을 밝혔다.
연구팀은 또한 TS의 발현이 높아 5-FU에 저항성을 띠는 대장암 세포에서도 아피제닌이 세포 사멸을 효과적으로유도함을 밝혀냈다. 한편, 연구팀은 P53에 대해 돌연변이를 지닌 대장암 세포에서는 아피제닌의 세포사멸 효과가 미비할 수 있음을 제시하였다.
본 연구는 대장암에서 TS를 표적하여 5-FU 항암제에 대한 저항성을 개선함으로써 치료 보조제로서의 잠재력이 있는 후보 물질을 새롭게 발굴하였다는 데 의의가 있다. 이는 향후 대장암에 대한 항암 치료에 있어 저항성을 띠는 환자에서 아피제닌의 잠재적인 활용 가능성에 대해 제시해주는 의미 있는 연구 결과이다.
대장암 세포에서 아피제닌의 항암 작용 기전