폐암세포가 눈에 보이는 종양으로 성장하기 훨씬 이전부터 주변 세포와 신호를 주고 받으며, 주위 환경을 암과 친화적인 환경으로 길들이는 구체적인 과정이 세계 처음 과학적으로 규명됐다. 폐암 발병 자체를 원천 차단할 새로운 길을 찾았다는 평가다.

광주과학기술원(GIST)은 최진욱 생명과학과 교수 연구팀이 이주현 미국 메모리얼 슬론 케터링 암센터(MSK) 교수 연구팀과  폐암 발생 초기 단계 세포 간 연쇄 반응 구조를 규명했다고 29일 밝혔다.

연구결과는 세계 3대 과학 저널 '네이처'에 온라인으로 게재됐다.

폐 선암(LUAD)은 사망률이 매우 높은 암종이다. 초기 증상이 거의 없는 탓에 병이 상당히 진행된 상태에서 주로 발견돤다. 나중엔 치료가 어려워 사망률이 높은 이유다.

학계에서는 폐 줄기세포(AT2) 유전자 돌연변이(KRAS G12D)가 어떻게 암으로 발전하는지 연구해 왔으나, 돌연변이 세포가 주변 정상 조직을 암 친화적인 ‘섬유화 미세환경’으로 길들이는 구체적인 과정은 베일에 싸여 있었다.

한-미 연구팀이 이를 과학적으로 규명하고, 치료방법까지 제시했다.

연구팀은 마우스 모델과 인공 장기 ‘3차원 폐 오가노이드’ 실험으로 돌연변이 세포가 주변 세포를 포섭, 종양 형성을 돕는 ‘자기 지속적 회로’를 찾아냈다.

연구팀에 따르면, 폐암 발생은 크게 3단계의 연쇄 반응을 거친다. 유전자 돌연변이가 발생한 폐 줄기세포가 ‘암피레귤린(AREG)’이라는 신호 물질을 대량 분비하며 주변 세포에 공격적인 신호를 보내기 시작하는 것이 1단계다.

이어 2단계에서는 이 신호를 받은 주변 섬유아세포들이 본래의 조직 복구 기능을 상실한 채, 조직을 딱딱하게 변형시키는 ‘섬유화 상태’로 전환된다. 주변환경을 친암세포화 환경으로 만드는 과정이다.

3단계에서는 조성된 섬유화 환경이 면역세포(대식세포)를 불러들여 염증 반응을 극대화하고, 이 염증 신호가 다시 돌연변이 세포의 악성 변화를 촉진하는 ‘자기 증폭 회로’를 완성한다.

최진욱 교수는 "연쇄 반응 핵심 고리인 ‘암피레귤린 신호 축’을 유전적·약물적 방법으로 차단했을 때, 섬유화 미세환경 형성이 억제되며 폐암 초기 발생이 현저히 저지되는 것을 확인했다"고 말했다.

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실제 환자 병태생리 환경에서 재현 검증은 연세대학교 세브란스병원 박무석 교수 연구팀이 지원했다.

최 교수는 "폐암 발생을 극초기에 억제하는 차세대 예방 및 정밀 맞춤형 치료 패러다임을 여는 전환점이 될 것”이라고 밝혔다.