
요약: 연구자들이 조절되지 않는다면 종양으로 이어질 수 있는 장 줄기 세포들에 있는 신호전달 분자들을 확인했다. 이 발견은 장암을 표적으로 하는 새로운 접근법을 제시해준다.
샌포드-버넴의학연구소(Sanford-Burnham Medical Research Institute (Sanford-Burnham))에 있는 연구자들이 교란되면 장 종양으로 이어질 수 있는 정확한 줄기 세포 신호전달 과정을 발견했다. 이 발견들은 줄기 세포들이 어떻게 종양을 일으키는지에 대한 우리의 이해를 더하고 장암의 발생과 진행, 재발을 예방하기 위해서 표적이 될지도 모르는 특정한 줄기 세포 분자들을 확인한다. 그 연구의 결과는 Cell Reports에 온라인으로 나왔다.
“축적되고 있는 증거는 암 줄기 세포들이 암 개시, 진행, 전이, 재발 및 약물 내성의 원인이 된다고 제시하고 있다”고 샌포드-버넴의 세포사 및 생존 네트워크 프로그램(Cell Death and Survival Networks Program)의 책임자인 Jorge Moscat이 말했다. “우리의 새로운 연구는 줄기 세포들을 조절하고 암을 위한 새롭고 가장 효과적인 치료법을 고안하는데 필수적인 신호 전달 연쇄 반응에 대한 더 나은 이해를 제공한다”고 Moscat이 덧붙였다.
“우리는 단백질 키나아제 C-zeta(protein kinase C-zeta (PKC-zeta))가 보통 두 가지 신호전달 경로의 하향 조절을 통해서 줄기 세포 활성을 억제한다는 것을 보였다: 베타-카테닌(beta-catenin)과 Yap”이라고 이 프로그램의 교수이며 논문의 공동저자인 Maria Diaz-Meco는 말했다. “이전에 우리 연구실은 PKC-zeta가 장 줄기 세포의 항상성을 유지시키는 종양 억제제로서 작용한다는 것을 보였다. 현재의 연구는 이것이 일어나는 기전을 밝힌다”고 Diaz-Meco는 언급했다.
장은 3~5일마다 재생되는 단일 층의 상피세포들로 덮여있다. 이들 상피세포들을 대신하는 세포들의 풀—장 줄기 세포들—은 항상성을 유지하기 위해서 조절될 필요가 있다. "줄기 세포 풀의 항상성을 교란시키는 것은 두 가지 방식으로 갈 수 있다—그것은 장 상피 세포 재생을 줄이거나 줄기 세포의 증식을 늘릴 수 있다”고 Diaz-Meco는 말했다. “암은 세포 성장의 중심적인 기전을 조절하는 결정적인 유전자들에서의 돌연변이의 축적에 의해서 만들어진다. 줄기 세포들은 장에서 ‘영구적인’ 주민이며 그러한 돌연변이의 저장소이다. 따라서, 만약 PKC-zeta이 부족한 장의 경우에서처럼 줄기 세포 활성이 증가하면, 종양을 발달시킬 가능성이 훨씬 더 높고, 종양이 개시되면 그것은 더욱 공격적이 된다”고 Maria Diaz-Meco는 설명했다.
장암을 위한 유전자 조작된 쥐 모형을 사용해서, 연구팀은 이 과정이 두 가지 필수적인 종양 촉진자들—베타-카테닌과 Yap—의 PKC-zeta에 의한 직접적인 인산화에 의해서 통제된다는 것을 발견했다. “중요하게도, 우리는 인간 대장 선암(adenocarcinoma) 표본에서 PKC-베타와, 베타-카테닌, Yap의 종양형성 프로파일을 확인했다. 인간에서의 결과들고 우리의 in-vivo 쥐 연구들과의 연관성은 Yap와 베타-카테닌이 PKC-베타 기능의 잠재적인 표적들이며 새로운 항암 치료의 잠재적인 표적이라고 강하게 제시하고 있다. “우리의 결과들은 종양으로 이끄는 경로들을 억제함으로써 장암의 예방과 치료를 위한 새로운 가능성들을 제공한다”고 Moscat은 말했다. “그것들은 또한 화학요법과 방사선에 의해서 유도되는 것들처럼, 급성 또는 만성 손상 이후에 장 재생을 촉진하기 위한 새로운 전략을 강조해준다”고 Moscat은 덧붙였다.
Journal Reference: Victoria Llado, Yuki Nakanishi, Angeles Duran, Miguel Reina-Campos, Phillip M. Shelton, Juan F. Linares, Tomoko Yajima, Alex Campos, Pedro Aza-Blanc, Michael Leitges, Maria T. Diaz-Meco, Jorge Moscat. Repression of Intestinal Stem Cell Function and Tumorigenesis through Direct Phosphorylation of β-Catenin and Yap by PKCζ. Cell Reports, 2015; DOI: 10.1016/j.celrep.2015.01.007