림프부종·암 전이 조절 실마리…KAIST, 림프관 신호 원리 규명

VEGF-C·VEGFR-3 결합 구조 규명

복합체 모일수록 림프관 생성 신호 증폭

카이스트(KAIST)는 생명과학과 김호민 교수와 기초과학연구원(IBS) 이상규 박사 공동 연구팀이 림프관 생성에 관여하는 단백질 ‘VEGF-C’와 수용체 ‘VEGFR-3’의 결합 구조를 규명했다고 2일 밝혔다. ⓒ카이스트

림프관 생성에 관여하는 단백질들이 결합한 뒤 다시 모여 신호를 증폭시키는 원리가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 림프부종이나 암 전이 등 관련 질환의 치료 전략을 연구하는 데 단서가 될 것으로 기대된다.

KAIST는 생명과학과 김호민 교수와 기초과학연구원(IBS) 이상규 박사 공동 연구팀이 림프관 생성에 관여하는 단백질 ‘VEGF-C’와 수용체 ‘VEGFR-3’의 결합 구조를 규명했다고 2일 밝혔다.

림프관은 몸속에 쌓인 체액을 거둬들이는 통로다. 제대로 형성되지 않거나 기능이 떨어지면 림프부종이 생길 수 있다. 반대로 종양 주변에 과도하게 만들어지면 암세포가 퍼지는 통로가 될 수 있다.

VEGF-C가 세포 표면의 VEGFR-3에 결합하면 림프관 형성과 기능을 조절하는 신호가 세포 안으로 전달된다. 기존에는 VEGFR-3 수용체 두 개가 짝을 이루는 과정이 핵심으로 알려졌지만 이후 신호가 증폭되는 원리는 명확하지 않았다.

연구팀은 초저온전자현미경으로 VEGF-C와 VEGFR-3의 결합 구조를 분석했다. 그 결과 수용체 두 개가 만든 복합체들이 다시 맞물려 세포막을 따라 모이는 구조가 드러났다.

복합체가 맞닿는 부위를 바꾸거나 빛으로 수용체 결집을 조절한 실험에서는 여러 복합체가 모일수록 신호가 강해지는 점을 확인했다.

이번 연구는 림프관 생성 신호를 조절할 새로운 표적을 제시한다. 림프관 생성이 부족하면 신호를 높이고, 종양 주변에서 림프관이 과도하게 만들어지면 신호를 낮추는 치료 전략 연구로 이어질 수 있다.

다만 림프부종 치료나 암 전이 억제 효과를 직접 확인한 것은 아니다. 실제 치료에 적용하려면 추가 연구가 필요하다.

이번 연구에는 KAIST 이노코어 AI-CRED 혁신신약연구단 조령은 박사와 생명과학과 안진숙 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 김 교수와 IBS 이상규 박사는 공동 교신저자를 맡았다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 지난달 9일 온라인 게재됐다.

김호민 KAIST 생명과학과 교수는 “림프관 생성 신호의 새로운 증폭 원리를 밝힌 만큼 관련 질환의 치료 전략을 연구하는 기반이 될 것”이라고 말했다.