송은주 교수팀, 난치성 대장암의 치료 내성 해결할 핵심 단백질 발견
송은주
약학과
USP13- cIAP2 분해 조절 기전 규명… 새로운 항암표적 제시
국제 저명 학술지 Cell Death & Differentiation 게재
약학과 송은주 교수 연구팀이 기존 항암제에 반응하지 않던 난치성 대장암의 ‘세포 괴사 저항성’을 뒤집는 핵심 분자 기전을 규명하며 새로운 항암치료 전략을 제시했다. 이번 연구 성과는 생화학 및 분자생물학 분야 상위 2.5% 국제 저명 학술지 <Cell Death & Differentiation (Impact Factor 15.4)>에 10월 22일(수) 온라인 게재됐다.
연구팀은 대장암 세포가 치료에도 살아남는 원인을 찾기 위해 세포 내 단백질 안정성을 조절하는 탈유비퀴틴화 효소 USP13의 역할에 주목했다. 그 결과, USP13이 세포사멸 억제 단백질인 cIAP2의 분해를 막아 대장암 세포 생존을 돕는 방패 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. USP13이 제거되면 cIAP2 단백질이 빠르게 분해되어 암세포가 네크롭토시스(necroptosis, 프로그램된 괴사성 세포사멸)에 더 취약해지며 기존 항암제의 효과 또한 크게 증폭되는 것으로 확인됐다. 이는 USP13이 대장암 세포의 생존을 매개하는 핵심 조절 인자임을 보여주는 중요한 발견이다.
대장암에서 USP13-cIAP2 축이 항암제 내성 및 세포 생존에 작용하는 분자 기전 모식도
연구팀은 임상 환자 데이터 분석에서도 USP13 발현이 높은 환자일수록 예후가 나쁘고 생존율이 낮아짐을 확인했다. 반대로 USP13을 억제한 세포와 동물 모델에서는 암 세포 성장이 급격히 감소하고, 항암제와의 병용 효과가 극대화됐다. 이러한 결과를 바탕으로 송은주 교수팀은 USP13을 직접적으로 억제하거나 cIAP2 단백질의 안정화를 방해하는 전략이, 기존 치료에 반응하지 않던 난치성 대장암 환자를 위한 새로운 맞춤형 치료 접근법이 될 수 있음을 제시했다.
송은주 교수는 “이번 연구는 암세포의 생존 신호를 정밀하게 조절하는 새로운 분자 기전을 규명함으로써, 치료 저항성 대장암의 한계를 극복할 수 있는 혁신적 치료 표적을 제시했다는 데 큰 의의가 있다”고 밝혔다.
이번 성과는 본교의 기초의학·생명과학 융합연구 역량이 국제적으로 인정받은 사례로, 암세포의 생존 기전을 분자 수준에서 규명한 점에서 학문적·임상적 파급력이 크다. 연구진은 향후 USP13 억제제 후보물질을 개발해, 난치성 대장암 환자 치료의 새로운 돌파구를 마련할 계획이다.
송은주 교수(교신저자), 김연정 박사(제1저자)
본 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 BK21 첨단바이오소재 인재양성 교육연구단, 교내 전임인력지원사업의 지원을 받아 진행되었으며, 실험에는 교육부 및 한국기초과학지원연구원(국가연구시설장비센터)의 지원으로 설립된 이화 신약개발연구코어센터의 첨단 연구장비가 활용되었다.
논문 바로 가기: https://www.nature.com/articles/s41418-025-01595-4