▲ p53 돌연변이에 의한 장내 미생물총의 불균형 및 시알산 분해 효소 저해제의 효과에 대한 흐름도 <제공=한국생명공학연구원>

[이미디어= 김한결 기자] 국내 연구진이 타미플루로 대표되는 시알산 합성 저해제의 장 염증 및 염증성 대장암 억제 효과를 최초로 규명했다.

한국생명공학연구원(원장 김장성) 질환표적구조연구센터 이정수 박사팀과 감염병연구센터 류충민 박사팀은 시알산 합성 저해제가 유해균의 증식을 억제해 장내 마이크로바이옴 불균형으로 인한 염증성 대장암(colitis-associated colorectal cancer)의 발생을 제어할 수 있음을 발견했다고 밝혔다. 이를 통해 향후 장 염증을 효과적으로 예방할 수 있는 치료제 개발에 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

p53은 세포의 이상증식을 억제하고 암세포가 사멸되도록 유도하는 유전자로 항암 유전자로도 불린다. 다만 P53 유전자가 분열과 성장 그리고 소멸을 규칙적으로 반복하는 제 기능을 하지 못하고, 돌연변이를 일으키면 비정상적으로 분열만을 반복함으로써 암세포가 되는 것으로 알려져 있다.

최근 연구에 따르면 p53 돌연변이는 대장 내 만성 염증을 유도하고 장 상피 세포를 손상시켜 초기 대장암 발병의 중요한 원인 중 하나로 보고되고 있다.

장 염증과 대장암에 관련된 또 다른 중요한 요소 중 하나로 장내 마이크로바이옴의 불균형이 손꼽히고 있다. 숙주 안에서 균형을 이루며 안정적인 군집을 유지하던 장내 마이크로바이옴이 불균형 상태로 바뀌게 되면 염증 반응을 유도하고 간접적으로 대장암을 촉진하게 되는 것이다.

염증성 대장암 발병에 대해 p53 돌연변이와 장내 마이크로바이옴 불균형이 관계가 있을 것이라는 예상은 있었지만, 이들 간 상관관계에 관한 연구는 아직 보고된 바가 없었다.

이에 연구팀은 제브라피쉬 동물모델을 이용해 p53 돌연변이가 장 염증을 동반한 장내 마이크로바이옴의 불균형을 증가시켜 염증성 대장암을 일으킨다는 것을 규명했다. p53 돌연변이가 장내 유기 화합물 중 하나인 시알산(sialic acid)의 농도를 비정상적으로 높이고, 이는 유해균인 에로모나스(Aeromonas) 세균의 과다 증식을 유발해 장내 마이크로바이옴의 불균형과 장 염증, 나아가 염증성 대장암으로 발전한다는 것이다.

또한 연구팀은 이러한 기전을 바탕으로 시알산 분해효소 저해제 중 널리 알려진 오셀타미비르(Oseltamivir, 제품명 : 타미플루)를 활용해 장내 시알산 농도를 조절하면 에로모나스 세균의 증식을 억제하고 장내 염증 반응을 획기적으로 줄일 수 있다는 사실을 밝혀내었다.

공동 연구책임자인 이정수 박사는 “장내 마이크로바이옴 불균형으로 인해 장 염증과 대장암이 발생할 수 있으며, 시알산 대사를 조절함으로써 장내 마이크로바이옴의 불균형을 통제할 수 있다는 가능성을 보여준 것”이라며, “새롭게 발굴된 시알산 분해 효소 저해제의 기능으로 인해 향후 염증성 장 질환을 비롯한 염증성 대장암과 같은 관련 질환의 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구는 마이크로바이옴 분야의 세계적인 저널인 Microbiome(IF 14.65) 1월 6일자 온라인 판에 게재됐으며, 과학기술정보통신부 개인기초연구사업, 농림축산식품부 포스트게놈다부처유전체사업, 국가과학기술연구회 융합연구단 사업, 한국생명공학연구원 주요사업의 지원으로 수행됐다.

[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]