부산대학교 연구진이 암세포 생존에 관여하는 단백질 복합체의 구조를 규명하고 이를 억제하는 펩타이드(아미노산이 2개 이상 연결된 분자로 생물체 내 호르몬, 효소, 신호전달 물질 등 다양한 역할)를 개발해 암 억제 효과를 입증했다.
부산대는 분자생물학과 장세복 교수 연구팀이 암세포 생존을 촉진하는 'HMGB1(High Mobility Group Box 1)-RAGE(Receptor for Advanced Glycation End-products)' 단백질 복합체의 결합 구조를 극저온 전자현미경(Cryo-EM) 기법으로 세계 최초로 원자 수준에서 해석하고 이 구조를 기반으로 암세포 증식·이동 억제 기능을 갖춘 펩타이드를 설계해 차세대 항암제 후보물질로서의 가능성을 제시했다고 9일 밝혔다.
연구팀이 Cryo-EM을 통해 HMGB1-RAGE 복합체의 결합 부위를 규명한 결과 HMGB1와 RAGE 간 정전기적 상호작용이 확인됐다고 연구팀은 전했다.
이 결합을 차단하는 새로운 펩타이드는 당 독소 수용체인 RAGE와 경쟁적으로 결합해 기존 HMGB1-RAGE 복합체 형성을 저해하고 암세포에서 활성화되는 ERK1/2(Extracellular signal-regulated kinase)–Drp1(Dynamin-related protein 1) 신호전달 경로를 억제해 자가포식(autophagy), 세포 증식 및 이동을 현저히 차단하는 것으로 나타났다는 설명이다.
특히 이번 연구에서는 폐암 세포주와 대장암 세포주 및 췌장암 세포주에서 펩타이드 투여 시 암세포의 ATP(아데노신 삼인산) 생성이 현저히 감소하고, 세포 이동성이 억제됨을 관찰했다고 연구팀은 밝혔다.
또 정상 세포에서는 독성이 나타나지 않아 안전성 측면에서도 긍정적인 평가를 받았다.
동물실험에서는 면역결핍 마우스에 이식된 폐암 모델에서 펩타이드 단독 투여만으로 종양의 부피와 무게를 40% 이상 감소시켰으며 독성은 확인되지 않았다. 정상 세포에서도 세포 독성이 나타나지 않아 안전성 확보 측면에서 유망한 결과를 보였다고 연구팀은 강조했다.
장 교수는 "기존 RAGE 억제제는 낮은 특이성과 독성으로 인해 임상적 한계가 있었다"며 "이번 연구에서 제시한 펩타이드 기반 치료법은 특정 단백질 간 상호작용을 통해 암세포에 관여하는 단백질 복합체의 활동을 선택적으로 차단해 부작용을 최소화하면서 항암 효과를 극대화할 수 있는 전략"이라고 설명했다.
이번 연구성과는 생의학 분야 국제 저명 학술지인 '바이오메디슨 앤드 파마코테라피'(Biomedicine & Pharmacotherapy)의 4월29일자 온라인판에 게재됐다.
- 논문 제목: Cryo-EM structure of HMGB1-RAGE complex and its inhibitory effect on lung cancer(HMGB1-RAGE 복합체의 Cryo-EM 구조와 폐암 억제 효과)
- DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2025.118088
○ 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 교육부·한국연구재단 기초연구사업 및 개인기초연구지원사업의 지원으로 수행됐으며, 부산대 분자생물학과 장세복 교수가 교신저자, 금정제약(주) 정미숙 대표이사가 공동 교신저자, 부산대 생명시스템연구소 김현진 전임연구원이 제1저자로 참여했다. 이번 연구 결과는 국내 특허 등록된 상태다.
