국내 연구진이 골수조혈줄기세포를 이용하여 대표적인 항암제 부작용인 골수손상을 억제하는 신경전달물질인 뉴로펩타이드 Y (이하, ‘NPY’)를 발견했다.

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 발표됐다.

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.

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.

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.

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.

이는 NPY가 대식세포*에 존재하는 Y1 수용체와 반응하여 신경세포의 생존 및 증식에 관여하는 형질전환증식인자β(TGF-β)의 분비를 증가시켜 나타나는 현상임을 밝혀냈다.

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.

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.