연세치대, 세포배양 따른 면역 분석…디셰벌드가 YAP 활성 조절해

[의학신문·일간보사=정윤식 기자] 국내 의료진이 암조직 크기 증가와 다른 조직으로 전이되는 정도 사이의 연관성을 밝혀내 주목된다.

연세대학교 치과대학 구강병리학교실 육종인(사진 왼쪽) 교수와 김현실 교수

연세대학교 치과대학 구강병리학교실 육종인·김현실 교수팀은 세포 및 in vivo 동물실험, 임상 데이터 분석 실험을 통해 ‘암 전이와 증식을 조절하는 신호전달 체계의 조절 과정’을 규명했다고 25일 밝혔다.

통상 인체에 암이 발생하여 크기가 커지면 주변 림프절과 다른 조직으로 옮겨가는 비율(전이)이 높은 것으로 여겨진다.

이와 반대로 암의 크기가 작음에도 전이되는 경우도 있어 암조직 전이와 증식 사이 상관관계는 명확하게 드러나지 않은 영역에 속해왔다.

이에 연구팀은 암세포의 전이에 관여하는 윈트(Wnt) 신호전달과 암세포의 증식을 조절하는 히포(Hippo) 신호전달의 상호조절 관계를 규명하면 암조직 크기 증가와 다른 조직으로의 전이 정도 연관성이 밝혀질 것이라는 가설을 세우고 실험을 진행했다.

연구결과, 윈트 신호전달의 활성인자인 디셰벌드(Dishevelled)가 히포 신호전달의 조절인자인 YAP(Yes-associated Protein)의 활성을 조절한다는 사실이 밝혀졌다.

즉, 디셰벌드는 인산화된 형태의 YAP인자와 결합하여 세포핵 밖으로 이송해 YAP인자가 활성화 되는 과정을 막았으며 만약 디셀벌드가 YAP인자를 억제하지 않은 경우에는 윈트 신호와 YAP인자가 함께 활성화 되어 암조직 증식이 확연하게 나타남을 발견한 것.

디셰벌드(DVL)에 의한 YAP의 핵외이송(nuclear export). 정상 DVL 처리할 때에는 DVL(초록)과 YAP(빨강)이 모두 세포질에서 관찰되는데, 이는 DVL이 YAP을 핵에서 세포질로 핵외이송시키기 때문이다(왼쪽 그림). 반면, DVL이 돌연변이된 경우, DVL(초록)과 YAP(빨강)이 모두 핵(파랑)에서 관찰된다. 이는 돌연변이된 DVL이 YAP의 핵외이송을 유도하지 못해 YAP이 핵 내에 머물게 된 것이다(오른쪽 그림).

아울러 연구팀은 암조직 내의 P53 또는 LKB1 유전자 결손일 경우, YAP 인자의 인산화가 억제되면서 디세벌드에 의한 YAP인자 활성억제 기능이 차단될 수 있어 윈트 신호와 YAP인자가 동시에 활성화 될 수 있음도 확인했다.

이와 관련 육종인 교수는 “암세포의 전이와 증식을 유기적으로 조절하는 신호전달 조절 기전을 규명한 연구”라며 “향후 이를 활용해 암의 예후와 예측에 관련 된 지표를 제공할 수 있을 것이란 기대감을 심어줬다”고 말했다.

한편, 관련 내용은 최근 저명 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 ‘Dishevelled has a YAP nuclear export function in a tumor suppressor context-dependent manner’이라는 논문명으로 게재됐으며 연구는 한국연구재단의 기초연구사업과 학문후속세대양성사업 분야 지원으로 수행됐다.

디셰벌드(DVL)에 의한 윈트 및 히포 신호 조절 도식도. 종양억제자 p53과 LKB1 축이 정상일 때 윈트 신호의 활성인자인 DVL는 핵 내 YAP의 활성을 억제한다.(왼쪽 그림) 반면, p53 혹은 LKB1 축의 손실은 DVL에 의한 YAP의 핵외이송을 억제시켜 윈트 신호의 전사인자들, 즉 TCF/LEF와 히포 신호의 전사인자 TEAD를 동시에 활성화되게 유도한다. (오른쪽 그림)
p53과 LKB1이 손실되었을 때 YAP과 디셰벌드(DVL)의 동시 활성화에 의한 암 발생. p53이 손실된 shRNA 실험(왼쪽 그림)에서 p53이 손실된 실험군의 YAP과 DVL이 동시 활성화되었을 때 종양의 크기가 확연히 증가한다. LKB1이 손실된 돌연변이 실험(오른쪽 그림)에서 LKB1이 손실된 실험군의 YAP과 DVL이 동시 활성화되었을 때 종양의 크기가 확연히 증가한다.
p53 정상 및 돌연변이가 있는 유방암 환자의 생존 분석. 20년 장기생존율을 분석했을 때, CTGF(YAP 타겟유전자)와 Axin2(Wnt 신호 타겟유전자) 발현이 동시에 높은 경우(CTGF/Axin2-High) p53 돌연변이 유방암 환자 그룹(오른쪽 그림)에서는 나쁜 예후를 보인다. 이러한 연관성은 p53 정상인 유방암 환자 그룹(왼쪽 그림)에서는 역전되었다.
저작권자 © 의학신문 무단전재 및 재배포 금지