- VEGF-C·VEGFR-3 결합 3차원 구조 규명

- ‘결합 차단’ 넘어 클러스터링 새 치료표적 제시

이번 연구를 수행한 공동 연구진.[KAIST 제공]
이번 연구를 수행한 공동 연구진.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 팔다리가 심하게 붓는 림프부종부터 암세포가 다른 장기로 퍼지는 암 전이까지, 림프관 관련 난치성 질환을 공략할 새로운 치료 전략이 제시됐다. 국내 연구진이 림프관 생성 신호를 강하게 만드는 ‘숨은 증폭 스위치’를 찾아냈다.

KAIST는 생명과학과 김호민 교수와 기초과학연구원(IBS) 이상규 박사 공동 연구팀이 림프관 생성 단백질 ‘VEGF-C’와 수용체 ‘VEGFR-3’의 결합 구조를 규명하고 신호가 증폭되는 원리를 밝혀냈다고 2일 밝혔다.

림프관은 몸속에 고인 체액을 회수하는 ‘배수로’다. 제대로 기능하지 못하면 림프부종이 발생하고, 반대로 종양 주변에 과도하게 만들어지면 암세포가 퍼지는 통로가 될 수 있다.

연구팀은 초저온전자현미경으로 VEGF-C와 VEGFR-3의 3차원 구조를 분석했다. 그 결과 VEGFR-3 수용체 두 개가 짝을 이룬 뒤 이 복합체들이 다시 옆으로 모이는 ‘cis-clustering’ 구조를 확인했다. 이어 복합체 접촉 부위를 변형하고 빛으로 수용체 결집을 조절하는 실험을 통해 이 과정이 림프관 생성 신호를 증폭시키는 핵심이라는 사실도 입증했다.

초저온전자현미경으로 찾은 림프관 생성 신호의 ‘숨은 증폭 스위치’(AI 생성 이미지).[KAIST 제공]
초저온전자현미경으로 찾은 림프관 생성 신호의 ‘숨은 증폭 스위치’(AI 생성 이미지).[KAIST 제공]

이번 연구는 기존 VEGF-C와 VEGFR-3의 결합 자체를 차단하는 방식에서 벗어나 ‘수용체 클러스터링’을 새로운 치료 표적으로 제시했다는 데 의미가 있다. 림프부종에는 클러스터링을 촉진해 신호를 높이고, 암에서는 반대로 이를 차단해 과도한 림프관 생성을 억제하는 치료 전략이 가능하다.

다만 이번 연구에서 림프부종 치료나 암 전이 억제 효과 자체를 확인한 것은 아니다. 실제 치료제로 이어지기 위해서는 후보물질 개발과 동물실험 등 추가 검증이 필요하다.

연구팀은 향후 AI 단백질 설계 기술을 접목해 클러스터링을 선택적으로 조절하는 항체와 초소형 결합 단백질 등 후보물질 개발에 나설 계획이다.

김호민 교수는 “그동안 보이지 않았던 림프관 생성 신호의 ‘숨은 증폭 스위치’를 찾아냈다”며 “림프부종과 암 전이 등 관련 질환의 새로운 치료 전략을 마련하는 기반이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com