교모세포종 성장 조절 핵심 단백질 ‘ATAD2’ 규명… 악성 진행 막을 치료 표적 가능성 제시

 
치명적인 뇌종양 교모세포종(Glioblastoma, GBM)의 악성 진행을 촉진하는 새로운 분자 기전이 규명됐다. 연구진은 ATPase family AAA domain-containing protein 2(ATAD2)가 종양 세포의 증식과 이동, 침윤 능력을 강화하며 전사인자 E2F1과 상호작용해 PDK1(Pyruvate dehydrogenase kinase 1) 발현을 촉진하는 경로를 확인했다.

이 발견은 ATAD2가 뇌종양의 대사 조절과 악성화 과정의 핵심 인자로 작용함을 보여주며, 새로운 표적 치료제 개발의 단서를 제시한다. 연구팀은 뇌종양 조직과 세포주를 분석한 결과 ATAD2의 발현이 정상 뇌보다 교모세포종에서 현저히 높았으며, 발현 수준이 높을수록 환자의 생존 기간이 짧았다.

이는 ATAD2가 단순한 종양 표지자가 아니라 실제 암세포의 성장과 전이를 유도하는 종양 촉진 인자로 기능함을 시사한다. 세포 실험에서 ATAD2 유전자를 억제하자 교모세포종 세포의 증식 속도와 이동, 침윤력이 모두 감소했으며, 반대로 ATAD2를 과발현시킨 세포에서는 종양 활성이 증가했다. 동물 모델에서도 동일한 결과가 나타나 ATAD2 억제군의 종양 크기와 무게가 감소하고, 증식 지표인 Ki67 발현이 낮아졌으며, 생쥐의 생존 기간도 유의하게 연장됐다. 연구진은 RNA 시퀀싱과 단백질체 분석을 통해 ATAD2가 세포 대사와 관련된 유전자 발현을 광범위하게 조절하며, E2F1과 양성 피드백 루프를 형성해 PDK1 전사를 촉진한다는 핵심 기전을 확인했다. E2F1은 세포 주기 조절의 핵심 전사인자로, PDK1은 해당과정 대사를 조절해 암세포의 에너지 생산을 유지한다.

즉 ATAD2는 E2F1 활성을 높여 PDK1 발현을 강화함으로써 교모세포종이 대사적으로 유리한 상태를 유지하도록 돕는 역할을 하는 것이다. ATAD2, E2F1, PDK1의 발현은 서로 양의 상관관계를 보였으며 세 인자가 동시에 높게 발현된 환자군에서 전체 생존율과 무진행 생존율이 모두 낮았다. 따라서 E2F1–ATAD2–PDK1 신호축이 교모세포종의 악성화와 대사 적응을 동시에 조절하는 핵심 생존 경로로 확인됐다.

특히 ATAD2는 정상 조직에서는 거의 발현되지 않지만 종양에서만 활성화되는 Cancer-Testis Antigen(CTA) 계열 단백질로, 면역치료 표적 가능성도 높다. 교모세포종은 전체 뇌종양의 약 15%를 차지하며 진단 후 평균 생존이 15개월 내외로, 수술·방사선·화학요법에도 불구하고 재발률과 내성이 높다.

이번 연구는 ATAD2를 중심으로 한 대사·전사 네트워크가 교모세포종 악성화의 분자적 기반임을 제시하며, 이를 억제하는 약물 개발이나 E2F1–PDK1 축을 차단하는 병용 치료 전략이 새로운 치료 패러다임이 될 수 있음을 보여준다. 연구진은 “ATAD2를 선택적으로 억제하거나 신호축을 차단하는 접근이 교모세포종의 치료 저항성을 극복할 열쇠가 될 것”이라며 향후 임상 적용을 위한 약물 연구의 필요성을 강조했다.