빛 활성 스위치와 마스터 조절인자 연구, 치료 어려운 폐암의 취약점 노출

연구진이 치료가 어려운 폐암의 새로운 취약점을 드러내고 있다. 두 건의 별도 연구가 더 효과적인 치료법으로 가는 잠재적 경로를 제시한다. ETH 취리히 연구팀은 빛으로 조절되는 분자 스위치를 개발해 폐암 세포를 보호성 휴면 상태에서 깨웠고, 콜드 스프링 하버 연구소 과학자들은 특정 암종이 치료에 저항하도록 하는 분자적 마스터 조절인자를 발견했다.

종양 세포는 수면과 유사한 상태에 빠져 암 치료제의 파괴 효과를 회피할 수 있다. 특정 형태의 폐암과 같은 일부 질환에서 이 상태는 체내 스트레스 호르몬에 의해 유발된다. 암 세포 내부에서 글루코코르티코이드 수용체가 호르몬을 인식하고, 세포는 거의 분열하지 않는 상태로 전환되어 많은 치료법이 효과를 내지 못하게 된다. 과학자들은 이 수용체를 차단해 암 세포를 수면에서 깨워 공격에 취약하게 만들려고 시도하고 있다.

신체의 모든 세포에는 글루코코르티코이드 수용체가 있으며, 이는 염증 감소와 면역 체계 지원을 포함한 중요한 기능을 수행한다. 몸 전체에서 이 수용체를 모두 제거하면 심각한 부작용이 발생할 수 있으므로 고도로 특이적인 방법이 필요하다. ETH 취리히 연구진은 세 부분으로 구성된 스위치를 만들었다: 수용체에 결합하는 하위 단위, 유연한 연결 부분, 그리고 '쓰레기' 라벨을 부착하는 효소에 결합하는 또 다른 하위 단위. 정상적인 조명 조건에서는 연결 부분이 펼쳐져 효소가 수용체로부터 적절한 거리에 위치해 라벨을 붙이고, 세포가 수용체를 분해하여 처리한다. 특정 파장의 빛에 노출되면 연결 부분이 구부러져 라벨 부착이 차단된다.

이 시스템은 종양에 주입되며, 빛을 사용하여 종양에서 건강한 조직으로 이동한 모든 스위치를 특이적으로 끈다. 따라서 활성은 종양 중심부로 엄격히 제한되어 주변 조직을 보존하고 부작용을 현저히 줄일 수 있다. 연구진에 따르면 이 효과는 가역적이며 정밀하게 제어할 수 있다. 폐암 세포 배양 실험에서 활성 물질은 종양 세포의 글루코코르티코이드 수용체를 빠르게 분해했고, 유전자 활성 분석 결과 세포가 휴면 상태에서 깨어난 것으로 나타났다. 연구진은 다음 단계로 살아있는 유기체에서 효과를 검증할 것이라고 밝혔다. 또한 조직에 더 깊이 침투하는 근적외선과 같은 더 긴 파장에 반응하는 스위치를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.

별도로, 콜드 스프링 하버 연구소(CSHL) 과학자들은 치료가 어려운 암종의 중요한 약점을 발견했다. 특정 암은 세포 정체성을 바꿔 피부를 포함한 완전히 다른 기관의 세포 특성을 취할 수 있어 치료가 극도로 어렵다. CSHL 교수는 "종양은 세포 정체성에 있어 악명 높을 정도로 가소성이 크다"고 말했다. 이러한 유연성 덕분에 종양은 적응하고 치료에서 생존할 수 있다.

Nature Communications에 게재된 연구에서 연구진은 췌장암 세포가 전통적인 정체성을 유지할지, 아니면 피부 세포와 유사해지고 행동할지를 제어하는 단백질을 확인했다. 2025년 11월 18일 Cell Reports에 보고된 별도 연구에서 팀은 터프트 세포 폐암의 핵심이 되는 또 다른 단백질 군의 결정 구조를 밝혀냈다. 터프트 세포 폐암은 2018년에 처음 확인되었으며, 연구진은 종양 성장의 후생유전학적 동인을 찾아왔다. 이 발견은 궁극적으로 종양 성장을 막는 후생유전학 치료법의 기초가 될 수 있다.

연구진에 따르면 장기적 목표는 세포 정체성의 마스터 조절인자를 식별하고 이를 표적으로 하는 치료법을 개발하는 것이다. 이는 호르몬 치료가 유방암과 전립선암 치료를 변화시킨 것과 유사하다. 췌장암과 폐암 마우스 모델에서 연구진은 독성이나 주요 장기 손상의 징후를 관찰하지 못했다. CSHL 교수는 "우리는 새로운 암 표적과 치료법에 있어 특이성의 기준을 더 높이고 있다"고 말했다.