백량금 잎 속 천연 살충제 FR 포도막 흑색종 치료한다
지난 30년 동안 널리 알려진 활성물질 한 가지가 눈 종양에 대해 한줄기 희망이 될 수 있을지도 모른다. 이는 본 대학교와 마그데부르크 대학교의 연구가들이 미국의 연구가들과 공동으로 실시한 연구를 통해 밝혀졌다. 테스트한 물질을 함유하고 있는 식물의 잎은 흔한 것이다. 크리스마스 때 여러 종류의 식물로 잘 꾸며 놓은 모든 정원에서 발견할 수 있기 때문이다.

백량금은 겨울철 동안 독일의 많은 거실을 장식하는 데 이용된다. 그 시기에 밝은 붉은 색 열매가 매달려서 인기 있는 장식용 식물이 되었다. 이 식물은 원산지가 한국으로 해충에 놀라울 정도로 내성이 있다. 잎이 천연 살충제를 생산하는 박테리아를 함유하고 있다는 것이다. 그 천연 살충제는 FR900359이라는 암호 같은 명칭을 갖고 있어서 약어로 FR이라 부르는 독소이다.

바로 이 독소가 머지않아 완전히 다른 분야에서 스타가 될 수 있을는지도 모른다. 안암 중 가장 흔하며 공격적인 유형인 포도막 흑색종을 치료하는 잠재적인 약물이 될 수 있기 때문이다. FR은 최근 제약 연구의 중심이 되었다. 이 물질이 세포 내의 중요한 분자 집단인 Gq 단백질을 억제한다고 본 대학교 제약 생물학 연구소의 에비 코스테니스 교수가 설명했다.

FR, Gq 단백질 활성 상태 막는다
Gq 단백질은 세포 내에서 마치 도시의 비상 대응 센터 같은 기능을 갖고 있다. 비상 대응 센터가 전화를 받으면 경찰과 구급차와 소방서에 연락을 한다. 이와 달리 Gq 단백질은 특정한 조종 신호에 의해 활성화될 수 있다. 활성화가 되면 이 단백질이 서로 다른 대사 경로들을 켜거나 끄게 된다. 그렇지만 세포가 행동을 영구적으로 바꾸지는 말아야만 한다. 따라서 Gq 단백질은 잠시 후 스스로 비활성화가 된다.

그러나 포도막 흑색종에서는 작은 돌연변이가 2개의 중요한 Gq 단백질이 비활성 상태로 되돌아가는 것을 막아버린다. 따라서 이들 단백질은 영구적으로 활성화되고 이는 마치 비상 대응 센터가 며칠 전에 화재가 진화되었는데도 불구하고 화재가 난 곳에 비상 차량들을 계속 보내는 것과 같다. 그런 기능 불량 때문에 그런 돌연변이를 갖고 있는 세포들은 제멋대로 분열하기 시작한다.

FR이 그런 분열 활동을 중단시킬 수 있다고 코스테니스가 말했다. 그건 어느 누구도 예상하지 못했던 것이다. FR이 Gq 단백질의 활성화를 막아버릴 수 있는 것은 얼마 전부터 알려졌다. 즉 FR이 Gq 단백질들에 달라붙어 Gq 단백질들이 확실하게 비활성화된 상태로 머물도록 해버린다.

일반적인 견해는 FR이 이미 활성화된 Gq 단백질들을 무시해버린다는 것이었다. 따라서 그 FR이 돌연변이가 되어 영구적으로 활성화된 Gq 단백질들에서 효과를 발휘하는 것은 불가능한 듯하다고 에블린 가팔 박사가 역설했다.

가팔은 최근에 본 대학교에서 마그데부르크 대학교 옮겼다. 그녀의 연구에는 피부암과 싸우는 전략이 포함되어있다. 우리도 실험에서 FR을 사용했고 그게 암세포의 증식을 억제하는 것을 발견하고 놀랐었다고 그녀는 설명했다. 이제는 과학자들도 이것이 어떻게 이루어지는지를 알고 있다.

돌연변이가 된 Gq 단백질들도 때때로 비활성된 상태로 되돌아가는 듯하다. 이런 일이 일어나면 즉시 FR900359이 개입해서 분자를 완전히 장악한다. 그 결과 시간이 가면 갈수록 더 많은 Gq 단백질들이 줄줄이 활성화된 상태로부터 영구적으로 물러난다.

FR 사람에게 적용하기 위해서 극복해야 할 장애물들
FR은 세포 배양과 암에 걸린 실험동물에 대한 실험에서 효과가 있는 것이 이미 입증되었다. 그러나 인간에게 적용하는 것이 가능하도록 하기 위해서는 여전히 극복해야 할 장애물이 한두 개 있다. 무엇보다도 FR이 다른 조직을 건드리지 않으면서 암세포에 정확하게 도달해야만 한다.

Gq 단백질들은 사실상 인체 내의 모든 곳에서 결정적인 기능을 담당하고 있다고 코스테니스 교수가 설명했다. 만약 우리가 FR이 암세포들만 죽이기를 원한다면 우리는 약물을 그곳으로 보내야만 한다. 바로 이 부분이 난제로 다른 많은 항암 화학요법들도 난제에 직면하고 있다고 코스테니스 교수는 부언해서 설명했다.

FR은 30년 전에 일본 연구가들에 의해 처음으로 분리가 되었다. 그 후 25년이 지난 후에야 FR의 생물학적 활동 방법이 바로 본 대학교의 제약 생물학 연구소의 가브리엘레 쾨니히 교수와 에비 코스테니스 교수가 지도하는 연구 집단들에 의해 밝혀졌다. 이제 그 연구는 독일 연구 재단(DFG)의 연구 집단에서 G 단백질 집단과 단백질들의 약리학적 조작 가능성에 대한 기초를 형성하고 있다.

참조: S. Annala et al., "Direct targeting of Gαq and Gα11 oncoproteins in cancer cells" Sci Signal. 2019 Mar 19;12(573). pii: eaau5948.