연구내용:
세포는 원형질막 바깥의 외부 환경으로부터 신호(Signal)라고 부르는 다양한 유형의 기계적, 전기적, 온열적, 삼투압 및 화학적 자극들을 받는다. 이러한 신호들은 대부분 세포 안으로 직접 전달되지 않으며 원형질막에 존재하는 수용체 단백질 (Receptor)들을 통해 세포가 반응할 수 있는 형태로 전환되는데 이러한 전환을 신호전달 (Signal Transduction)이라고 부른다. 세포가 외부 신호에 조화롭게 반응함으로써 정상적인 생체기능을 유지할 수 있다.
본 연구실에서는 Transforming growth factor-beta(TGF-β)라고 하는 형질전환 성장 분자를 통해 세포의 성장과 분열 및 죽음이 유도되는 세포 내 신호전달 경로를 규명하고 있다. TGF-β는 25 kDa의 분자량을 지닌 이량체 구조의 단백질이며 세포의 성장, 분화 및 면역조절 기능을 지닌 사이토카인(Cytokine)이다. TGF-β는 생체의 정상적인 생리적 조건에서 조직의 항상성 유지 및 염증반응을 조절함으로써 암 억제 기능을 나타낸다. 그러나 종양 환경에서는 암세포의 성장과 암 전이 과정을 촉진 시켜서 암의 악성화를 유도한다. 특별히 암 전이 초기 단계인 상피엽 세포에서 중간엽 세포로의 전환 (Epithelial to Mesenchymal Transition: EMT) 과정을 촉진 시킨다.
암 억제인자에서 암 유발인자로 TGF-β 기능이 전환되는 기전을 이해하는 것은 암 치료를 위한 타겟 발굴에 중요하다. 이러한 기전을 이해하기 위해서 본 연구실에서는 두 가지 방향으로 연구를 진행하고 있다.
① 정상 세포의 성장을 조절하는 TGF-β의 신호전달 경로를 이해한다.
TGF-β의 세포 성장억제 신호전달에 중요한 기능을 담당하는 세포주기 조절 단백질 및 이들의 발현을 조절하는 전사조절 인자 및 유비퀴틴 단백질들을 발굴하고 작용기전을 규명하는 실험을 진행하고 있다.
② 암세포에서 TGF-β의 기능적 전환이 형성되는 분자적 기전을 이해한다.
세포 성장이 정상적으로 조절되지 않는 것은 암세포가 보이는 가장 중요한 특성이다. 암세포에서는 세포 성장을 유도하는 핵심 유전자의 발현 및 단백질 활성이 조절을 벗어나 증가 되어 있으며 궁극적으로 암 유발인자 (oncogene)로 작용한다.
본 연구실에서는 암 유발인자 기능을 지닌 PIM (Proviral Integration site for Maloney murine leukemia virus kinase) 인산화 단백질을 포함하여 중요한 암 유발인자들이 어떻게 TGF-β의 암 억제 기능을 암 촉진 기능으로 변환시키는지를 이해하기 위한 연구를 수행하고 있다.
③ PIM kinase 저해제 발굴
PIM kinase의 발현을 전사수준에서 억제하거나 단백질 수준에서 분해하는 효능을 보이는 물질을 천연물 소재에서 탐색하고 발굴하여 염증 및 암 치료에 이용하기 위한 실험을 수행하고 있다.