인슐린이 간암세포 성장 촉진시켜

인슐린이 간암세포 성장 촉진시켜

정상 간세포와 간암세포에서 서로 다른 인슐린 작용 규명

[한의신문=김대영 기자] 인슐린 농도가 높은 당뇨환자에서 간암 증식이 더 촉진되는 원인이 밝혀져 주목된다.

인슐린은 혈액 중 포도당을 글리코겐의 형태로 간이나 근육에 저장해주는 호르몬으로 인슐린이 정상 세포에 작용하는 기전은 활발히 연구된 반면 암세포에서의 포도당 대사나 암의 발달에 미치는 영향은 거의 밝혀지지 않았다.
이러한 가운데 박재봉 교수(한림대학교) 연구팀은 인슐린이 암세포의 당 대사 효소를 조절하는 방식이 정상 세포와 달라 간암세포의 성장을 촉진한다는 것을 규명해 냈다.

연구팀에 따르면 정상 마우스에 인슐린을 주사해 혈중 포도당 농도를 측정하면 3시간 이후 최저치로 감소한다. 이때 간 조직의 피루브산 탈수소효소(Pyruvate dehydrogenase, PDH)의 인산화가 감소해 PDH 활성이 증가함으로서 포도당 분해가 촉진된다.
반면 간암 세포주인 HepG2 및 Huh7세포(간암 세포주)에서는 인슐린이 PDH의 인산화를 증가시켜서 PDH 활성을 저해한다. 이로 인해 암세포의 일반적인 성질인 세포 내 젖산(lactate)의 증가를 초래할 수 있으며 이를 바르부르그(Warbug) 효과라 부른다.

이에 연구팀은 어떻게 간암세포에서 인슐린이 PDH의 인산화를 촉진하는지를 연구했다.
그 결과 인슐린은 ‘RhoA – Rho kinase(ROCK) – p-Tyr GSK-3β – PDH 인산화’의 경로를 따라 이뤄지는 것을 규명했다.
탈인산화 PDH는 간세포의 성장을 억제했으며 세포 성장에 필요한 C-Myc 및 cyclin D1의 발현을 감소시켰다.
또 Tyrosine 잔기가 탈인산화된 GSK-3β도 역시 세포 성장을 억제했다.
이는 PDH의 인산화 및 GSK-3β의 Tyrosine 인산화가 세포 성장을 촉진한다는 것을 의미한다.

박재봉 교수는 “이번 연구결과는 간암 환자 중 피루브산 탈수소효소의 인산화가 증가된 환자는 항암제를 달리 사용해야 하는 근거가 되며 이로써 맞춤형 항암제 개발에 적용할 수 있을 것”이라며 “향후 더 많은 종류의 간암세포에서 인슐린에 의한 피루브산 탈수소효소의 활성에 어떤 차이가 있는지 또 어떻게 비활성화된 피루브산 탈수소효소가 세포의 성장을 조절하는지 연구할 계획”이라고 밝혔다.

과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(기초연구실)의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 생물학분야 국제학술지 파셉 저널(FASEB Journal) 9월 18일자에 게재됐다.