지방산-저산소유도인자 신호전달 체계 개념도 및 3차원 암미세환경 모델 PDMS 기반 3차원 배양칩을 이용하여, 암세포(붉은색)와 지방세포(노란색)가 인접해 있는 종양미세환경을 구축하였음. 이 시스템을 통해 종양인접 지방세포가 암세포에 지방산을 제공하여 암세포의 전이능을 증가시키는 지방산-저산소적응 유도인자 경로를 밝힘/자료=서울대학교 전양숙/서지은
연구팀은 암세포와 다른 세포와의 상호관계를 알아보기 위해 지방세포와 암세포가 직접 접촉해 자라도록 산소투과율이 높은 실리콘 소재(PDMS)를 이용, 세포가 3차원의 원형 구조를 가지며 서로 붙어 자랄 수 있는 3차원 배양칩을 제작하고, 암세포와 지방세포를 적정 비율로 함께 배양해 실제 생체환경과 유사한 암 미세환경을 구현했다. 이를 통해 지방세포에서 분비되는 지방산이 인접한 암세포의 HIF-1α를 활성화시키는 자극원임을 밝혔다.
지방세포에 의한 암세포 이동현상 다양한 암세포(대장암, 전립선암, 유방암 세포주)를 지방세포와 함께 3차원 PDMS 칩에서 공배양(그림 가운데 및 오른쪽)하면, 암세포만 단일배양한 경우(그림 왼쪽)와 달리 암세포들이 이동하여 퍼져버리는 현상이 나타남/사진=서울대학교 전양숙/서지은
나아가 형광표지 된 암세포를 지닌 생쥐모델의 복강(결장)에 지방산을 주입하고 암세포의 이동을 추적한 결과 암세포가 결장에서 간 및 두부까지 퍼져나간 것을 확인했다.
반면 HIF-1α를 억제하는 간섭 RNA(리보핵산) 조각을 지방산과 함께 주입한 경우 암세포의 이동이 절반으로 줄어들었다. 지방산에서 HIF-1α로 이어지는 신호가 암세포의 전이능 조절에 관여함을 동물모델을 통해 검증한 것이다.
전 교수는 “구축된 3차원 배양칩은 지방세포 외에도 여러 종류의 기질세포와 암세포간의 상호관계 규명에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 생체의료 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼스’에 게재됐다.