유방암 종양줄기세포 선택적 억제제 「살리노마이신」
종양줄기세포(cancer stem cell)는 암을 최초로 자라게 한 암의 "모세포"라고 할 수 있는데, 이들를 찾아서 파괴하는 물질이 발견돼 화제다. 따라서 항암치료에서 살아남은 암세포를 완전히 소탕할 수 있는 길이 열릴 것으로 보인다고 영국의 일간 데일리 메일 인터넷판 등이 지난 8월13일 보도했다.
미국 매사추세츠 공대(MIT)와 하버드 대학의 공동연구기관인 브로드 연구소(Broad Institute)의 피유시 굽타(Piyush Gupta) 박사는 현재 가축용 항생제로 쓰이고 있는 살리노마이신(salinomycin)이라는 물질이 종양줄기세포만을 골라 죽일 수 있는 효능을 지니고 있다는 사실을 밝혀냈다고 말했다.
이 물질은 현재 유방암에서 가장 많이 사용되는 화학요법제 탁솔(taxol) 또는 파클리탁셀(paclitaxel, Bristol-Myers Squibb Co)보다는 종양줄기세포를 죽이는 힘이 100배 이상 강력한 것으로 생체외 실험과 마우스 동물실험에서 밝혔다.
종양줄기세포는 암세포의 전이와 암의 재발에 관여하는 것으로 알려진 만큼 표준항암치료와 병행해 이 물질을 투여하면 암세포의 완전 소탕도 가능하리라는 설명이다. 종양줄기세포는 일반 암세포에 비해 그 숫자가 아주 적고 채취해도 일단 시험관에 옮겨지면 재빨리 다른 형태의 세포로 바뀌기 때문에 연구가 어렵고 또 죽이기도 쉽지 않았다.
연구팀은 독자적으로 개발한 시약을 이용, 종양줄기세포가 줄기세포로서의 형질을 그대로 유지할 수 있도록 안정시키는 데 성공했으며 이를 통해 종양줄기세포를 대량 증식시켜 연구에 이용했다. 또한 이 암 줄기세포를 1만6천가지 화학물질에 노출시키면서 독성을 지니는 물질을 선별하기 시작해 32가지로 압축했고 최종적으로 이 중 하나를 잡아냈다. 이것이 바로 살리노마이신 성분이었다.
연구팀은 시험관에서 유방암 줄기세포를 이 물질에 노출시키자 탁솔에 노출시켰을 때보다 종양이 좀처럼 형성되지 않았다. 유방암을 유발시킨 쥐에 이 물질을 주입했을 때는 종양의 진행이 억제되었다. 그러나 이 물질이 실제로 암환자에게 사용될 수 있으려면 앞으로 더많은 연구와 임상시험이 필요할 것이라고 논문에서 지적하고 있다.
연구결과는 과학전문지 '세포(Cell)'에 발표되었다.
Cell : 138(4),645-659, 13 Aug 2009
[한림의대 조현찬]
Identification of Selective Inhibitors of Cancer Stem Cells by High-Throughput Screening
Piyush B. Gupta, Tamer T. Onder, Guozhi Jiang, Kai Tao, Charlotte Kuperwasser, Robert A. Weinberg, Eric S. Lander
Summary
Screens for agents that specifically kill epithelial cancer stem cells (CSCs) have not been possible due to the rarity of these cells within tumor cell populations and their relative instability in culture. We describe here an approach to screening for agents with epithelial CSC-specific toxicity. We implemented this method in a chemical screen and discovered compounds showing selective toxicity for breast CSCs.
One compound, salinomycin, reduces the proportion of CSCs by >100-fold relative to paclitaxel, a commonly used breast cancer chemotherapeutic drug. Treatment of mice with salinomycin inhibits mammary tumor growth in vivo and induces increased epithelial differentiation of tumor cells. In addition, global gene expression analyses show that salinomycin treatment results in the loss of expression of breast CSC genes previously identified by analyses of breast tissues isolated directly from patients. This study demonstrates the ability to identify agents with specific toxicity for epithelial CSCs.