서울의대 약리학교실 이철환 교수, 서울대병원 유방내분비외과 이규언 교수, 서울대 물리천문학부 류제경 교수 공동연구팀은 갑상선암 환자 조직과 세포주를 활용해 EZH1 Q571R 돌연변이 작동 기전을 규명했따고 24일 밝혔다.

갑상선암은 2023년 기준 국내 유병자 수가 약 58만7000명으로 전체 암 환자의 21.5%를 차지하며, 국내 암질환 중 가장 높은 비율을 보인다. 

이 가운데 여포성 및 호산성 갑상선암 환자에서는 유전자 발현을 억제하는 EZH1 단백질의 ‘Q571R 돌연변이’가 자주 발견된다. 그러나 이 돌연변이가 암 발생과 진행에 어떤 영향을 미치는지 충분히 밝혀지지 않았다.

연구팀이 생화학·단일분자·후성유전체 분석을 시행한 결과, EZH1 Q571R 돌연변이는 효소 활성과 염색질 응축 능력을 높이는 것으로 나타났다.

이에 따라 억제성 히스톤 표지가 활성 히스톤 표지 영역까지 확장되면서 두 표지가 비정상적으로 공존했고, 주요 종양 억제 유전자 발현이 차단돼 암 성장이 촉진됐다.

이런 현상은 실제 환자 조직과 동물 실험에서도 일관되게 나타났다. EZH1 Q571R 돌연변이를 가진 환자 조직에서는 종양 억제 유전자들 발현이 감소됐다. 동물실험에서도 해당 돌연변이는 정상형에 비해 암 성장을 약 34% 촉진했다.

나아가 연구팀은 갑상선암에서 EZH1과 상동성 단백질인 EZH2 돌연변이는 발견되지 않는 이유를 규명하고자 자기 집게 분석을 시행했다. 

그 결과, EZH2 Q570R 돌연변이는 효소 활성이 증가하더라도 염색질 응축 능력이 낮아 암 발생 위험이 적었다. 연구팀은 암 성장 핵심이 염색질 응축 능력에 있다고 봤다.

이규언 교수는 “이번 연구를 통해 EZH1 Q571R 돌연변이가 종양 억제 유전자 발현을 차단하고 암 성장을 촉진한다는 사실을 확인했고, 염색질 응축 능력이 이를 좌우하는 핵심 요인임을 규명한 데 의의가 있다”고 강조했다.

이철환 교수는 “EZH1 Q571R 돌연변이의 기능을 분자 수준에서 설명할 수 있게 됐다는 점이 가장 큰 의미이며, 향후 후성유전 관련 변이의 생물학적 기전을 표적으로 하는 치료 전략으로 연구를 확장해 나가겠다”고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 국제학술지 ‘몰레큘러 셀’ 최신호에 게재됐다.