분자의생명과학연구실암세포의 증식과 사멸
- 일반적으로 세포는 대부분 G0상태에 머물러 있다. 이를 생존(Survival)상태라 부를 수 있다.
정상적인세포의 경우 대부분이 G0생존상태를 유지하면서 생리학적인 상황에 따라 증식(Proliferation) 이 되기도 하고 사멸(Apoptosis)이 되기도 한다. 그러나 암세포의 경우 증식과 사멸간의 조절 균형이 깨져서 과도한 증식과 사멸과정이 소실되는 현상이 유도된다. 이러한 현상은 결국 암이 형성되는 핵심 적인 이유로 설명되는 것이다. - 본 실험실에서는 암세포의 증식과 사멸과정을 조절하는 여러 가지 단백질간의 신호전달(Signal Transduction)을 중심으로 연구한다. 또한 기존의 잘 알려진 신호전달뿐 아니라 새로운 신호전달 네트워크 체계를 규명하기 위해서 여러 가지 세포 생리학적인 현상을 적용한 실험 방법을 이용하고 있다. 이를 통해 암세포의 미세환경(Microenviroment)을 이해하게 되며 더불어 암전이(Metastasis)과정으로 발전되는 기전을 규명하고자 한다.
Autophagy (자가 소화)
- Autopahgy는 자가소화로 일컫여지는 세포 현상으로 비교적 최근에 활발히 연구되고 있는 세포 생리현상이다. 기본적으로 autophagy가 일어나는 현상은 세포로의 영양분 수급이 부족하게 되면 세포의 에너지원인 ATP가 부족하게 된다. 여기서 부족한 ATP를 자체적으로 만들어내기 위해 영양분을 대신해서 세포내의 소기관이나 단백질 등을 분해하여 에너지를 얻기 위한 세포 생리현상이 바로 autophagy라고 할 수 있다.
- 암세포는 생체내에 비정상적으로 증식이 일어나는 부위이기 때문에 영양분의 부족이 일어나게 된다. 이때 바로 암세포의 autophagy가 암의 진행 및 운명을 결정짓는 데에 최근 많은 연구가 이루어지고 있다.
위의 그림은 autophagy를 측정하는 대표적인 방법 GFP-LC3의 세포내 형광발현의 패턴을 통해 알아보는 방법이다. Autophagy가 일어나면 LC3가 점의 형태로 나타나 쉽게 autophagy를 확인할 수 있다.
Autophagy는 단순히 autophagy 자체만을 가지고 세포의 운명을 말할 수 없다. 왼쪽 모델처럼 세포 생리현상은 Apoptosis와 survival/proliferation과 함께 맞물려서 돌아가기 때문에 Autophagy 현상이 일어남과 동시에 다른 세포 생리현상을 함께 연구수행해야 한다.
특히 autophagy는 적절한 상태에서 일어나게 되면 세포의 survival에 도움이 되어 apoptosis를 억제하게 되지만, 만약 과도한 autophagy가 일어나게 되면, 결국 autophagic cell death를 통해 오히려 survival에 반대되는 결과를 가져오게 된다. 이러한 점이 암세포의 운명을 결정짓는데 매우 복잡한 네트워크로서 autophagy가 작용함을 시사하는 것이다.
본 실험실에서는 크게 4가지 세포 군인 줄기세포, 암세포 류마티스 등을 이용하여 조골 및 파골세포, 지방세포로의 분화나, 대장암을 비롯한 여러가지 암, 그리고 류마티스 관절염 유래 세포로 실험을 진행하고 있다.
기본적으로 암세포에서 중요하며 autophagy의 핵심 인자인 mTOR, AMPK, p53 을 통해 암세포의 autophagy 현상을 연구하기도 하지만, 본 실험실에서 연구 수행 중인 암세포 외의 다른 줄기세포나 류마티스 세포 등에서도 autophagy 현상을 연구할 계획에 있다.
이로써 autophagy 현상이 단순히 암형성에만 관여하는 것이 아닌 세포의 기본 생리현상으로 이해하는데 그 목적을 가진다고 할 수 있다.
