‘산소 가용성’ 개념 확립과 대사변화 이해 기전 제시 업적…빈혈과 암 등 난치병 새 치료방향 제시
[의학신문·일간보사=오인규 기자] 산소농도에 따른 세포의 생리학적 적응과 대사변화를 이해할 수 있는 기전을 처음 제시한 의과학자들이 올해의 노벨생리의학상을 차지했다.
스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회는 지난 7일 2019년 노벨 생리의학상 수상자로 윌리엄 케일린(62, William G. Kaelin Jr) 미국 하버드대 데이나파버 암연구소 교수와 피터 랫클리프(65, Sir Peter J. Ratcliffe) 영국 프랜시스크릭연구소 교수, 그레그 서멘자(63, Gregg L. Semenza) 미국 존스홉킨스대 교수를 선정했다고 발표했다.
노벨위원회에 따르면 이들은 세포가 산소농도에 적응하는 과정을 밝혀내, 빈혈과 암 등 혈중 산소농도와 관련된 질환의 치료법 수립에 기여했다. 특히 세포가 저산소 농도에 적응하는 과정에 ‘HIF-1’이란 유전자가 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.
연구진이 확립한 것은 ‘산소 가용성(Oxygen Availability)’이라는 개념이다. 인간이나 동물은 호흡을 통해 얻은 산소를 섭취한 음식과 함께 에너지로 변환하는 데 활용한다. 산소 수치는 격렬한 운동을 하거나 고도가 높은 곳에 있을 때, 그리고 상처가 났을 때 등 여러 경우에 따라 다르게 나타난다.
산소농도가 떨어지면 세포는 신진 대사에 빠르게 적응해야 한다. 인체의 산소 감지 능력은 새로운 적혈구의 생성 또는 혈관의 생성으로 이어진다. 인체의 산소 가용성을 이해하면 난치성 질환의 치료법을 개발할 수 있다.
앞서 수상자들은 생명과학 분야의 노벨상으로 평가받는 래스커 상을 2016년에 수상한 바 있다. 또한 윌리엄 케일린 교수는 11월 7일부터 서울 용산구 드래곤시티호텔에서 열리는 대한종양내과학회(KSMO 2019)에 발표자로 나선다.
한편 서울아산병원 종양내과 이대호 교수는 이번 수상에 대해 “종양분야에서 이들의 연구만으로 면역항암제와 같은 분야에 있어 특이적인 표적치료제가 개발되지는 않았지만, 약제 연구가 많은 진척을 이룰 수 있을 것으로 기대된다”고 평가했다.
구체적으로 윌리엄 케일린 교수는 폰히펠린다우 유전자 이상에 따른 선천성 질화부터 암 발생 또는 예방에 해당 유전자 역할을 밝혔고, 그레그 세멘자 교수는 히프1 유전자를 처음 발견하고 위의 폰히펠유전자 관련성을 규명했다.
또한 피터 랫클리프 교수는 적혈구 생성 촉진 호르몬인 에리스로포이에틴과 함께 관련해 EPO 유전자 연구를 지속해왔다. 특히 저산소증에 EPO 유전자 역할을 규명했다.
이대호 교수는 “종양은 크기가 점점 커지면서 저산소증에 빠지게 되는데 저산소 상태에서 암 세포가 어떻게 반응하는지를 이해하는데 도움을 준다”며 “가령 예를 들면 종양세포가 산소가 없는 상태가 되면 치료에 저항성을 가지게 된다. 이들의 연구로 저산소증에 빠진 상태에서는 항암제가 잘 듣지 않는다는 이유를 설명할 수 있게 됐다”고 덧붙였다.
이 교수는 “연구를 통해 항암치료나 방사선 치료를 할 때 암은 저산소 상태에 빠져 있을 때 왜 치료제가 잘 안 듣는지? 약제가 효과가 없는지? 항암치료제가 왜 안 듣는지? 뿐만 아니라 앞으로 어떻게 개선할지, 어떻게 치료 효과를 향상할지에 대한 큰 해답을 제시했다”고 강조했다.