국내 연구진이 골수조혈줄기세포를 이용하여 대표적인 항암제 부작용인 골수손상을 억제하는 신경전달물질 뉴로펩타이드 Y (이하, ‘NPY’)*를 발견하였다. 이번 연구결과는 향후 심각한 항암제 부작용인 골수손상을 최소화하기 위한 약물 개발의 새로운 표적이 될 것으로 기대된다.
* Neuropeptide Y (NPY) : 신경전달물질인 뉴로펩타이드 중 하나로서 중추신경 및 말초신경에서 풍부하게 분비되어 식욕중추를 조절하거나 다양한 물질 대사에 관여한다고 알려져 있음.
ㅇ 경북대학교 배재성 교수와 진희경 교수가 주도한 이번 연구는 미래창조과학부의 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 생명과학 분야 최고권위의 학술지인 엠보 저널 (The EMBO Journal)지에 4월 27일 발표되었다.
* 논문명 : Neuropeptide Y regulates the hematopoietic stem cell microenvironment and prevents nerve injury in the bone marrow
□ 항암치료요법 중 시스플라틴을 포함한 항암제를 이용한 화학약물치료법은 다양한 부작용을 야기하며, 그 중 골수 손상은 주요한 부작용 중 하나로 실제 항암제 치료를 받은 암환자에서는 급성골수손상이 나타난다.
ㅇ 이러한 항암제에 의한 골수손상은 골수 재생성에 관여하는 조혈줄기세포(Hematopoietic stem cell)*의 기능이 제대로 이루어지지 않아 만성적인 골수 손상으로 이어질 수 있으므로 암환자에게서 화학약물치료법을 지속할 수 없게 되는 한계점이 생긴다.
* 조혈줄기세포: 골수 내에 존재하는 줄기세포로서 다양한 골수세포로 분화가 가능하여 골수 재생성을 유도할 수 있는 세포
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NPY에 의한 골수조혈줄기세포 조절을 통한 항암제 부작용 완화 모식도□ 연구팀은 유전적으로 NPY를 발현하지 않는 생쥐의 골수는 정상생쥐의 골수보다 조혈줄기세포의 수가 적은 것을 발견해 연구를 진행하였고, 이러한 조혈줄기세포의 감소는 이러한 세포의 생존과 유지에 필수적인 골수내 신경세포와 내피세포가 사멸하였기 때문임을 밝혔다.
ㅇ 그리고 NPY가 발현하지 않는 생쥐의 골수 내 신경세포 손상으로 인한 조혈줄기세포의 감소 등의 골수손상은 암환자에서 항암제 투여로 인한 부작용으로 나타나는 골수손상과 비슷한 사실을 확인하였다.
□ 또한, NPY 결핍 생쥐와 항암제를 투여한 생쥐에 NPY를 주입하면 감소되었던 신경세포와 내피세포가 증가하고, 이것으로 인해 조혈줄기세포의 수도 증가되는 것을 확인하였다.
ㅇ 이는 NPY가 대식세포*에 존재하는 Y1 수용체**와 반응하여 신경세포의 생존 및 증식에 관여하는 형질전환증식인자β(TGF-β)*** 의 분비를 증가시켜 나타나는 현상임을 밝혀냈다.
* 대식세포(Macrophage): 체내의 모든 조직에 분포하는 세포로 이물이나 노폐세포 등을 포식하여 생체면역기능을 유지하는데 관여하는 세포.
** Y1 수용체 : NPY와 반응하는 Y 수용체 중 하나로 대식세포에 많이 발현하며 NPY와 반응할 경우 TGF-β의 분비를 증가시킨다고 알려져 있음.
*** 형질전환증식인자β(Transforming growth factor beta, TGF-β) : 다양한 세포들에서 분비되어지는 단백질로서 형질전환증식인자β로 불리며 신경세포의 생존 및 증식을 유도한다고 알려져 있음.
□ 이번 연구는 항암제에 의한 골수손상이 NPY와 대식세포의 Y1 수용체와의 반응으로 인해 완화될 수 있다는 치료기전을 밝힌 것으로 NPY가 항암제 부작용인 골수손상 예방 및 치료제로서 이용이 될 수 있다는 것을 제시하는 데에 의의가 있다.
ㅇ 배재성 교수는 “이번 연구는 항암제에 의한 골수조혈줄기세포의 손상을 억제 또는 완화 시키는 것이 항암제의 부작용인 급성 또는 만성골수손상을 줄일 수 있는 방법임을 제시함으로써 NPY에 의한 조혈줄기세포의 조절이 향후 임상 적용 가능한 항암제 부작용 억제제 개발을 위한 새로운 타겟 물질임을 제시하는 연구이다.”라고 연구 성과의 의미를 강조했다.
