전양숙 서울대 의대 생리학교실 교수팀(교신저자, 제1저자 정도원 연구원)는 동식물계에 널리 분포하며 특히 팜유에 많은 지방산인 팔미트산과 간암세포의 관련성을 분석해 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications, IF=16.6)에 발표했다. 

간암 환자의 간에 포화지방산이 증가하면 암이 악성된다고 알려져 있다. 하지만 해당 기전이 정확하지 않아 근본치료가 어려운 상황이다.

연구팀은 간암 유발 쥐모델과 암 미세환경을 구현한 3차원 배양 칩을 이용했다. 쥐모델에 팜유를 먹이자 간암이 급속히 커졌으나 암을 억제하는 효소 PHF2를 과발현시키자 줄어들었다. 특히 팔미트산이 표적단백질에 부착되는 팔미토일화가 일어나지 않은 모델에서는 암 증식이 관찰되지 않았다.

3차원 배양 칩을 통해 암 증식을 추적하자 팔미트산에 의해 간암세포 증식이 유도됐다. 하지만 SREBP1c 간섭(발현 차단) RNA 조각에 의해 간암세포 증식이 억제되는 것으로 나타났다.

팔미토일화 PHF2의 시뮬레이션 구조

전 교수는 “팔미트산이 적은 환경에서는 PHF2(PHD Finger Protein 2, Lysine-specific demethylase, 단백질의 메틸기를 제거하는 탈메틸화 암 억제 효소, 후성유전 조절인자)가 안정화돼 SREBP1c(Sterol Regulatory Element Binding Protein-1c, 간세포 내 지방합성 유도 전사인자)를 파괴함으로써 지방 합성과 암세포 성장이 저하되는 반면 지방의 과섭취에 의해 팔미트산이 풍부한 환경이 되면 PHF2가 팔미토일화되어 파괴됨으로써, 안정화된 SREBP1c가 팔미트산을 포함한 지방 합성을 다시 증가시키고 그 결과 늘어난 팔미트산이 간암세포의 증식을 유도하여 간암의 악성화를 초래한다”고 설명했다.

즉 팔미트산 증가 → PHF2 팔미토일화(암 억제 효소 파괴) → SREBP1c 활성화 → 지방(팔미트산) 합성 증가 등의 악순환 고리가 간암 악성화를 고착화한다는 설명이다. 연구팀은 나아가 PHF2가 SREBP1c를 유비퀴틴화시키는 효소로 작용해 간암 증식을 억제함을 밝혔다. 

전양숙 서울대 의대 생리학교실 교수

전양숙 교수는 “이번 연구는 지방의 과잉섭취가 간암의 악성화를 초래하는 고리의 방아쇠가 될 수 있음을 규명한 데 의의가 있다“며 ”향후 간암 환자의 지방식이 제한이 간암 치료의 효과적인 돌파구가 될 수 있을 것“이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구, 선도연구센터(MRC) 사업의 지원을 받았다.