[메디컬투데이=김미경 기자] 경북대학교병원 내분비대사내과 박근규 교수와 칠곡경북대병원 내분비대사내과 최연경 교수, 경북대 약학대학 변준규 교수, 계명대 의과대학 김미경 교수로 구성된 공동연구팀은 비만이나 지방간과 같이 지방산이 축적된 대사 환경에서 간암세포가 면역항암제에 저항성을 획득하는 새로운 분자 기전을 규명하고 이를 극복할 수 있는 병용 치료 전략을 제시하며 관련 연구 성과를 국제 저명 학술지 'Metabolism: Clinical and Experimental'에 게재했다.

최근 간암 치료에 면역관문억제제(면역항암제)가 도입되었으나, 모든 환자에게 효과가 있는 것은 아니며 치료 반응률이 제한적이라는 한계가 지적되어 왔다. 특히 비만과 지방간은 간암의 주요 위험 인자로 꼽히지만, 이러한 대사 이상 환경이 면역항암치료 효과를 저하시키는 구체적인 원인은 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 비만 환경을 모사한 고지방 환경(palmitate 노출)에서 간암세포가 대사 과정을 재프로그래밍하면서 철 의존적 세포사멸인 페롭토시스(ferroptosis)에 저항성을 획득한다는 사실을 발견했다. 구체적으로, 지방산에 만성적으로 노출된 간암세포는 글루타민 대사를 억제하여 세포 내 알파-케토글루타르산(α-ketoglutarate) 수치를 감소시킨다. 이로 인해 히스톤 단백질 H3 27번 라이신 잔기의 삼중 메틸화(H3K27me3)가 증가하고, 이는 철 대사 관련 헵시딘(hepcidin)의 발현을 억제하는 것으로 나타났다. 결과적으로 세포 내 철 감소에 의한 페롭토시스 저해가 면역항암치료 저항성의 핵심 기전으로 작용함을 확인했다.

이러한 기전을 바탕으로 연구팀은 EZH2를 억제하는 상피양육종 치료제 타제메토스타트(tazemetostat)와 면역관문억제제를 병용 투여했을 때, 페롭토시스 감수성이 회복되면서 면역항암치료 효과가 유의하게 향상됨을 입증했다.

박근규 교수는 "그동안 간암에서 면역항암치료 반응이 제한적인 이유 중 하나로 대사 환경의 중요성이 꾸준히 제기되어 왔다"며, "이번 연구는 지방산-글루타민 대사-후성유전 조절-페롭토시스를 하나의 흐름으로 연결한 구체적인 분자 기전을 제시했다는 점에서 의의가 크다. 특히 대사성 지방간 질환 간암 환자에서 맞춤형 병용 치료 전략을 개발하는 데 중요한 과학적 근거가 될 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부, 교육부, 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 관련 연구 결과는 국제 저명 학술지인 'Metabolism: Clinical and Experimental'에 게재되었다.