혈관에서 분비되는 단백질이 약물 내성 암과 연관되는 연구

암은 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나입니다. 암이 치명적인 질병인 주된 이유 중 하나는 암세포가 약물에 내성을 갖게 되기 때문입니다.

수십 년간의 의학 연구 끝에 과학자들은 암성 종양에 암 줄기 세포(CSC)라는 특별한 세포 집단이 포함되어 있는 경우가 많다는 사실을 이해하게 되었습니다. 일반 줄기세포와 마찬가지로 CSC는 자가 재생이 가능하고 종양 내에서 다양한 세포 유형으로 분화할 수 있으며 종양 성장 및 전이뿐 아니라 약물 내성 발달에도 중요한 역할을 합니다.

안타깝게도 CSC를 특별히 표적으로 삼는 치료법을 개발하는 것은 CSC의 적응 및 재형성 능력을 고려할 때 상당히 어려운 것으로 입증되었습니다. 따라서 일부 연구자들은 종양 조직 내부의 혈관에 관심을 돌렸습니다.

지난 몇 년 동안 과학자들은 내피 세포(혈관을 형성하는 세포)의 특정 하위 집단이 줄기 세포의 증식과 성숙을 조절하는 혈관분비 인자를 분비한다는 사실을 발견했습니다. 어떤 세포가 이러한 인자를 생산하고 종양 미세환경에서 그 기능이 무엇인지 이해하면 새로운 암 치료법이 개발될 수 있습니다.

이런 배경에서 일본 후쿠이대학교 의과학부 혈관통합생물학과의 키도이 히로야스 교수와 하야시 유미코 박사를 포함한 연구팀이 분비된 프리즐 관련 단백질 1(Sfrp1)에 대한 연구를 수행했습니다. ), 혈관분비 인자를 사용하여 종양 조직에서의 역할을 명확히 했습니다.

그들의 결과는 저널 In Vitro Cellular & 발생 생물학.

“혈관은 일반적으로 산소와 영양분을 공급하는 경로로만 간주되지만, 우리 연구는 혈관의 완전히 다른 기능, 즉 혈관분비 인자 생성에 중점을 두고 있습니다. 우리는 혈관분비 인자도 종양 진행에 관여할 수 있다는 생각으로 이 연구를 수행했으며 Sfrp1이 일반적으로 CSC 및 종양 조직의 유지에 영향을 미치는지 여부를 알아내려고 노력했습니다.”라고 Kidoya 교수는 설명합니다.

이러한 질문을 명확히 하기 위해 연구진은 CRISPR-Cas9 유전자 편집을 사용하여 Sfrp1 유전자 녹아웃(Sfrp1-KO) 마우스를 만들었습니다. 그런 다음 그들은 폐암종 종양을 Sfrp1-KO 및 야생형 쥐에 이식하고 면역조직화학적 염색, 유세포 분석 및 정량적 유전자 발현 분석과 같은 표준 기술을 사용하여 Sfrp1의 효과(또는 Sfrp1의 결핍)를 관찰했습니다.

초기 실험에서는 Sfrp1이 종양 조직에 있는 혈관 내피 세포의 작은 하위 집합에 의해 생성되며 Sfrp1의 존재가 종양 성장에 중요하다는 사실이 밝혀졌습니다. Sfrp1-KO 생쥐에서는 종양 성장이 억제되었으며, Sfrp1을 과발현하는 종양 세포를 이식하면 종양 성장이 더 빨라졌습니다.

흥미롭게도 연구진은 Sfrp1이 결여된 종양이 초기 CSC 비율이 더 높음에도 불구하고 종양 성장 후반에 상당한 수준의 CSC 집단을 지원할 수 없다는 사실을 발견했습니다. 이번 발견은 종양 미세환경에서 Sfrp1의 생물학적 역할 중 하나와 암 병리학에의 참여를 나타내기 때문에 특히 중요합니다.

Kidoya 교수는 “종양 조직의 일부 CSC는 세포 증식이 정지된 상태에 있으며, 이들의 존재는 종양 성장과 항암제에 대한 내성을 촉진합니다.”라고 설명합니다. "우리의 결과는 Sfrp1이 CSC 자가 복제와 일시적 악성 성장을 조절할 뿐만 아니라 정지 상태를 유지할 수 있음을 나타냅니다."

추가 결과에서는 Sfrp1이 종양 내 혈관 구조에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 이는 종양 성장에 대해 관찰된 효과가 혈관 구조와 관련이 없음을 시사합니다. 대신, 유전자 발현 분석에서는 Sfrp1이 잘 보존된 Wnt 신호 전달 경로(세포 운명 결정, 세포 이동 및 배아 발달에서 기관 형성의 중요한 측면을 조절하는 진화적으로 보존된 경로)를 조절하여 CSC 유지를 촉진한다는 사실이 밝혀졌습니다.

전반적으로, 이 연구에서 제공되는 새로운 지식은 CSC 유지에 도움이 되는 메커니즘을 목표로 하는 새로운 암 치료법 개발의 길을 열어줄 수 있습니다.

"안지오크린 인자 생성에 관여하는 전문 혈관 내피 세포를 표적으로 삼는 것은 CSC 틈새 시장을 파괴하는 데 도움이 될 수 있으며 최소한의 부작용으로 종양 성장을 억제하는 잠재적 접근 방식이 될 수 있습니다."라고 Kidoya 교수는 결론지었습니다.

“이를 통해 종양이 항암제에 내성이 있는 난치성 암 환자의 치료제 개발은 물론, 암의 재발과 전이를 억제하는 치료제 개발로 이어질 수 있다고 믿습니다.”

이번 연구 결과를 바탕으로 한 추가 연구는 약물 내성 암에 대한 효과적인 치료법을 위한 디딤돌이 될 것입니다.