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2015-02-26메포르민, 대사증후군 뿐 아니라 전립선암치료 약물로?
떠오르는 Cancer Hallmark
2000년대까지는, 세포가 죽지 않고, 무한 증식하며, 전이가 되고, 혈관을 생성하는 성질 등이 암을 파악하고 치료하는 근거가 되었습니다. 하지만 거듭된 연구 속에, 2000년대 후반 이후로 immune system과 세포 에너지 대사 분야 역시 중요한 특성으로 여겨지기 시작했습니다.
[그림1]. 2011년 Cell지에 소개된 논문. 해당 논문의 저자는 앞으로 세포 에너지 대사와 면역반응이 암 치료에 있어 중요한 hallmark가 될 것이라고 제시하였습니다.]
암 치료에 있어서 혁신신약이 나올 영역은 ‘면역치료요법(immunotherapy)’과 ‘암세포의 에너지 대사 조절(cancer metabolism)’이 될 것이라는 저자의 의견이 있습니다. 현재 면역치료요법은 항암치료의 새로운 기준이 되어가고 있습니다. 에너지 대사 분야 역시 활발한 연구가 진행되고 있고, 이 분야에서 가장 관심이 집중되고 있는 것 중 하나는 biguanide (예: 메포르민, 펜포르민) 화합물의 항암 효과입니다. 메포르민은 2형 당뇨병에서 사용되는 당뇨병 치료제이며, 다수 연구를 통해 메포르민의 항암 효과가 증명되었습니다. 하지만 고용량을 투여해야 한다는 단점이 있으며, 임상 적용에 있어 한계가 존재하는 것도 사실입니다. 이를 극복하기 위해, 메포르민과 타약물과의 병용 처리를 통한 항암 효능 확인 연구가 진행되기 시작했습니다.
전립선 암에서 메포르민과 세포분열 억제제 병용에 의한 시너지 효과
미국 퍼듀(Purdue)대학 연구진들은 전립선 암에서 메포르민과 세포분열 억제제인 BI2536 을 함께 사용할 경우 뛰어난 시너지 효과를 나타낸다고 보고하였습니다. 주목할 점은, 일부 전립선암 세포에서 BI2536과 시너지 효과를 나타낸 메포르민의 농도인데, 기존 연구보다 약 천 배 적은 농도에서 대부분의 암세포를 사멸시켰다는 점입니다. 즉 해당 전립선암에서 메포르민과 BI2536와의 병용은 대단한 효과를 나타낸다고 생각해 볼 수 있겠습니다.
[그림2]. 보라색 전립선 암세포인 LNCaP 세포. 메포르민과 BI2536을 단독 처리시 암세포가 약간 줄어드나, 이를 함께 처리할 경우 오른쪽 끝과 같이 대부분의 암세포가 사라지는 것을 알 수 있습니다
메포르민과 BI2536을 함께 처리할 경우, 에너지 대사에 필요한 glucose와 glutamine의 소모를 유의적으로 감소시키며, 암세포의 세포 자살 (apoptosis)을 증가시키는 것으로 관찰되었습니다.
[그림3]. C-PARP는 세포 자살 정도를 평가할 수 있는 지표입니다. 메포르민과 BI2536을 단독 처리할 경우 보다, 함께 처리할 경우 c-PARP의 발현이 증가한 것을 알 수 있습니다. 즉 메포르민과 BI2536의 시너지효과로 세포 자살이 증가하였다고 볼 수 있습니다
또한 동물실험에서 각 약물을 적은 양을 사용하더라도, 병용 투여 시 뚜렷한 종양 억제 효과를 나타내었고, 실제 환자의 암세포에서도 역시 종양 억제 효과가 나타났다고 보고하였습니다.
[그림 4]. CTRL (파란색 그래프)은 아무 약물도 투여하지 않은 동물의 암세포 크기 입니다. 메포르민과 BI2536을 단독 투여할 경우, CTRL 군에 비해 변화가 없거나, 약간 감소하는 경향을 나타냅니다 (빨간색, 초록색 그래프). 그에 비해 두 약물을 혼합할 경우, 암세포가 거의 자라지 않는 현상을 나타냅니다 (하늘색 그래프)
Reference
1) Douglas Hanahan and Robert A. Weinberg. 2011. Cell 144, 646-674
2) Chen Shao, Nihal Ahmad, Kurt Hodges, Shihuan Kuang, Tim Ratliff, and Xiaoqi Liu. 2015 THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY VOL. 290, NO. 4, pp. 2024-2033.