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성과명달콤함 뒤의 그림자, 과당에 의한 암전이 경로 규명

Ketohexokinase-A acts as a nuclear protein kinase that mediates fructose-induced breast cancer metastasis(Nature Communications (IF: 12.121, 2019년 기준) )

지원 사업
중견연구, 기초연구실
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
서울대학교
연구자
강정민, 김지영, 박종완
발표일
2020-11-16
조회수
53

달콤함 뒤의 그림자, 과당에 의한 암전이 경로 규명


과당-KHK-A-유전자 조절로 이어지는 새로운 경로를 밝히다



개요

박종완 교수(서울대학교 의과대학) 연구팀이 유방암 세포와 유방암 이식 생쥐모델을 이용해, 과당에 의해 억제된 유전자의 발현이 암전이를 촉발함을 알아냈다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 기초연구실사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 Nature Communications에 10월 28일 게재되었다.


연구 내용

다양한 인간 유래 암 세포에 과당을 처리한 후 세포 이동이 증가하였다. 유방암 세포주에 KHK-A 또는 KHK-C를 배타적으로 발현시켰을 때, KHK-A에 의해서만 과당에 의한 세포 이동과 EMT의 촉진 효과가 관찰되었다.
KHK-A 또는 KHK-C를 발현하는 사람 유방암 세포주를 마우스의 유방에 주입하고 과당을 섭취하게 한 후, IVIS-Luciferase activity 를 이용 암세포의 이동 정도를 분석하였다. 그 결과 KHK-A가 발현되어 있는 세포에서 과당 섭취시 폐로 전이가 더욱 빠르게 일어났다.
Mass spectrometry 결과, 과당에 의해 YWHAH과 LRRC59가 KHK-A와 결합함을 발견하였다. 각 유전자의 발현을 감소시키는 siRNA를 이용하여 LRRC59가 KHK-A의 세포핵 이동을 담당하며, KHK-A는 YWHAH와 세포핵 내에서 결합함을 확인하였다. KHK-A 특이적인 Exon 3의 83번 루이신 잔기가 LRRC59와 결합에 결정적인 역할을 하였다.
YWHAH의 25번 세린 잔기가 KHK-A에 의하여 인산화 되는 것을 mass spectrometry로 확인하였다. 또한 YWHAH 세린 25번 잔기의 돌연변이로 과당과 KHK-A에 의한 암전이가 억제되었다. 단백질 분자역동분석을 통해 KHK-A의 ‘DDMA’ 모티프가 기질 특이성을 결정하며, KHK-A는 과당이 아닌, 세린 잔기를 인산화하는 효소라는 것을 확인하였다.


기대 효과

과당 과섭취에 의한 유방암의 전이가 KHK-A 신호전달계를 통하여 이루어짐을 밝혔다. 식재료에 많이 이용되는 과당이 비만을 포함한 대사질환 뿐만 아니라 암전이에도 관여함을 밝혀 암생물학과 암예방 분야에서 중요한 이슈가 될 것이다. 특히 간과하기 쉬운 식습관의 중요성을 다시금 일깨우는 메시지를 제공할 것으로 기대된다.