▲ 수용체의 세포막 발현 메커니즘=수용체는 세포막 단백질이기 때문에 먼저 소포체에서 발현된다. 적절히 폴딩된 수용체는 수송세포에 실려 골지체로 이동하고 결국에는 세포막으로 이동하게 된다. 소포체와 골지체를 거치면서 수용체의 구조등이 변화하게 되며 이러한 과정을 거치면서 세포막으로 이동한 수용체는 적절하게 작동할 수 있다.

숙명여자대학교 박수철 교수팀의유방암 및 조현병 발병과 연관되어 있는 단백질 HER2 이상 발현이 단백질 Anks1a*에 의하여 조절되는 핵심 메커니즘을 규명했다.

Anks1a는 세포질에서 발현하는 단백질로 많은 종류의 세포에서 발현된다. 특히, 암세포 및 뇌실막세포에서 강하게 발현되며 암, 조현병, 자폐증 환자에게서 Anks1a의 다양한 돌연변이가 보고되었다. Eph 카이네즈 수용체 및 EGF 수용체와 상호작용하며 암발생과 뇌발달질환과 연관되어 있는 것으로 보고되었다.

수용체는 소포체 (endoplasmic reticulum, ER)에서 만들어진 다음 골지체(Golgi)를 경유하여 세포 표면으로 이동한다. 세포 표면에 도달한 수용체는 외부 자극에 반응하여 세포의 다양한 행동을 조절한다. 반면에 이러한 수용체의 비정상적 발현은 암 또는 정신병의 발병원인으로 제시되고 있다.

HER2 (Neu, ErbB2) 수용체의 과잉발현은 유방암, 조현병 등과 같은 인간질병의 원인으로 알려져 있다. 예를 들어 허셉틴 (Herceptin)은 현재 시판 되고 있는 유방암 치료제로서 HER2 수용체에 결합하여 그 기능을 억제하는 것으로 잘 알려져 있다.

▲ Anks1a의 카이네즈 수용체 수송 기전=Anks1a 단백질은 주로 세포질에 있으나 성장인자를 포함한 외부 자극에 의해 인산화되면 소포체로 이동하게 된다. 소포체에서 EphA2/HER2와 같은 특정 수용체와 결합하고 Sec23와 협조하여 소포 안에 수용체가 잘 포장되게 도와준다. 따라서 Anks1a의 기능 저하는 세포 표면의 수용체의 양을 감소시킬 수 있으며 Anks1a를 제어할 수 있는 원천기술은 암, 조현병 등과 같은 인간질환 발병 기전을 이해하고 치료법 개발에 기여할 것이다.
따라서 세포표면에 존재하는 HER2 수용체의 양 조절에 관한 이해는 암을 포함한 다양한 인간 질병을 극복할 수 있는 중요한 기술을 제공할 전망이다. 하지만 소포체에서 HER2 수용체가 세포표면으로 수송되는 기작이 어떻게 조절되는지에 관한 연구는 아직까지 알려진 내용이 없다.

Anks1a는 세포질 단백질이지만 인산화되면 소포체 (endoplasmic reticulum, ER)로 이동하여 특정 종류의 단백질 수용체의 수송을 조절한다. 소포체에서 Anks1a는 EphA2 수용체 및 Sec23와 결합하여 수송 소포에 EphA2가 잘 들어가게 함으로써 단백질 수송을 촉진한다. 또한 EphA2는 소포체에서 HER2와 결합하여 안정화를 증가시키고 HER2 수용체의 수송을 도와준다.

그 결과 Anks1a 유전자가 결손된 세포 및 동물에서 EphA2 및 HER2 단백질의 양이 세포표면에서 크게 감소된다. 이러한 이유 때문에 Anks1a 적중 마우스는 HER2 과잉발현에도 불구하고 유방암에 잘 걸리지 않는다.

이러한 연구결과는 Anks1a 단백질의 적절한 제어기술이 암과 조현병을 포함한 여러 종류의 인간질환을 치료할 수 있는 새로운 원천기술임을 제시하고 있다.

연구결과로, 그동안 잘 알려지지 않은 EphA2 및 HER2 카이네즈 수용체 과잉발현의 새로운 원인을 규명한 것으로 암에 대한 새로운 치료 타겟을 제시할 수 있게 됐다.

또힌 연구결과를 바탕으로 조현병 및 자폐증 환자에게서 발견된 Anks1a 돌연변이의 기능 연구가 가능해 졌으며, 이를 통하여 뇌발달질환 유발기전 원인 및 치료법 개발에 기여를 할 것으로 보인다.

최한기 기자
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