1. 연구배경

● 두경부암에 속하는 후두암은 발성기관의 보호를 위해 주로 방사선으로 치료하는 암이다. 그러나 암세포가 방사선에 내성을 지니는 경우에는 방사선을 쪼여도 치료효과가 낮아 한계가 있어 왔다. 따라서 방사선 치료가 잘 되지 않는 환자를 구분할 수 있는 진단 및 방사선에 대한 내성을 극복하는 치료법 적용은 환자의 생존율 향상과 직결된다. 아직까지 방사선 치료 저항성을 미리 예측할 수 있는 표적분자에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.

2. 연구내용

● 방사선을 쪼여도 치료가 잘 되지 않는 후두암환자의 암세포에서 특정단백질 ERp57이 증가되어 있음을 확인하였으며, ERp57을 활용한 실험에서 방사선을 쪼여도 암세포가 죽지 않고 살아남는다는 사실을 실험을 통해 밝혔다.

● 방사선 치료 내성을 판별하는 중요한 표적단백질인 STAT3가 ERp57과 결합하면 STAT3의 활성이 촉진된다는 사실을 밝혔다. 또한 STAT3의 많은 조절인자들(MCL1, CYCLIN D1, IL6, VEGF, P53) 중 MCL1은 암세포를 살아남게 하는 조절인자임을 밝혔다.

● 이러한 결과를 바탕으로 STAT3와 조절인자 MCL1을 억제함으로써 방사선에 대한 내성을 지닌 후두암세포의 방사선 치료 효과를 증진시킬 수 있음을 입증하였다.

● 연구진은 후두암 환자군(106 사례) 검체를 활용하여 ERp57-STAT3이 결합이 되었는지 확인하는 기법인 단백질 PCR(in situ PLA)을 시행한 결과, ERp57-STAT3의 결합률이 높은 환자군이 방사선을 쪼여도 치료가 잘 되지 않음을 확인하였다. 

3. 기대효과

● 후두암환자의 방사선 치료 전후에 환자의 방사선 치료 반응성을 예측하여 치료성적을 높일 수 있다.

● 'ERp57-STAT3-MCL1' 단백질군을 활용한 방사선 저항성 분자진단키트제작에 활용 가능하며 분자진단표적으로 활용이 가능하다.

● 방사선 치료 및 표적분자 치료를 결정하고 치료효과를 극대화하는 임상계획에 활용이 가능하다.

주 요 설 명

1. 방사선 치료 저항성

   방사선은 직접 혹은 활성산소 발생을 통해 세포핵 속의 DNA를 순식간에 파괴하여 일반세포보다는 계속적으로 분열하는 암세포를 죽게 만든다. 그러나 방사선 치료에 대해 저항성을 가지는 종양세포는 세포자체의 항사멸기전 활성화, 종양 미세환경변화, 종양 줄기세포화 등을 통하여 방사선에 대한 저항성을 가지는 것으로 알려져 있으나, 정확한 조절분자 및 기전은 아직 알려져 있지 않다.

2. 분자진단

   세포 내에서 일어나는 다양한 분자 수준의 변화를 수치나 영상으로 평가하는 진단기법이다. 혈액검사나 소변검사보다 정확도가 높고 조직검사를 피할 수 있어 급성장 중인 진단기법이다.

3. 방사선 치료 표적단백질

치료의 표적이 되는 단백질은 그 자체로 종양의 악성화 및 항암치료 저항성에 중요한 역할을 하는 단백질을 의미한다. 따라서 표적단백질의 발굴 및 저해제 개발은 방사선 및 항암치료에 따른 환자의 생존율 향상에 매우 중요하며, 또한 이런 표적단백질들은 그 자체로 환자의 생존율을 예측할 수 있는 분자진단 지표로서 많이 이용될 수 있다. 

4. 단백질 PCR

   단백질 간의 항원항체* 반응을 활용하여 항원인 ERp57과 STAT3를 인식하는 항체에 DNA조각**을 붙여 방사선 내성이 강한 ERp57- STAT3 단백질 생성여부를 시각적으로 손쉽게 확인 할 수 있는 새로운 방법이다.

* 항원항체반응 : 생체 내 단백질이 항원이 되고 이를 인식할 수 있는 면역단백질이 항체로 작용하여, 

  특정 항원에 이를 인식하는 항체가 결합하는 반응을 말함

** DNA조각 : 항원항체 결합 반응을 시각적으로 확인(붉은색 반응) 할 수 있도록 특별히 제작된  

   인공적인 DNA서열임