DNA 복제 스트레스가 만든 일시적 반응 규명… 진단·치료 지표로 확장 기대
병리 검사에서 흔히 발견되는 암세포의 큰 핵은 오랫동안 암 악성화의 지표로 해석돼 왔다. 그러나 KAIST 연구진은 이러한 통념을 뒤집는 연구 결과를 내놓았다. 연구팀은 암세포 핵 비대가 DNA 복제 스트레스에 따른 일시적 반응이며, 오히려 암 전이를 억제할 수 있다는 사실을 분자적 수준에서 규명했다.
이번 연구는 핵 크기의 변화가 단순히 암세포의 공격성을 높이기 위한 적응이 아닐 수 있다는 점을 보여주며, 암 진단과 치료 전략에 새로운 가능성을 열었다.
KAIST 의과학대학원 김준 교수 연구팀은 김지훈·김유미 교수팀과 함께 암세포에서 핵이 커지는 분자적 이유를 추적했다. 그 결과 DNA 복제 과정에서 발생하는 부담과 오류 신호가 핵 내 액틴 단백질의 중합을 촉진해 핵을 비대하게 만든다는 사실을 확인했다. 이 과정은 단순한 크기 변화가 아니라 전사체 패턴과 3차원 유전체 구조까지 바꾸며, 결과적으로 암세포의 이동성과 전이 능력을 낮추는 데 기여한다.
연구팀은 핵 비대를 보이는 암세포가 생쥐 모델에서 실제로 전이 능력이 떨어진다는 사실을 입증했다. 또한 이런 세포들은 항종양 면역세포의 침투가 더 활발히 일어나는 경향을 보여, 핵 비대가 암세포의 생존에 불리하게 작용할 수 있음을 시사했다. 이는 핵 비대가 암세포의 ‘강점’이 아니라 스트레스 상황에서 나타나는 임시 방편적 반응일 수 있음을 보여주는 중요한 단서다. 이번 성과는 국제 학술지 PNAS(미국국립과학원회보) 9월 9일자 온라인판에 게재됐다. 논문 제목은 *“Replication stress-induced nuclear hypertrophy alters chromatin topology and impacts cancer cell fitness”*로, 김창곤 박사(현 고려대 안암병원 혈액종양내과)와 홍세명 박사과정생이 공동 제1저자로 참여했다.
김준 교수는 “DNA 복제 스트레스가 핵 크기 균형을 무너뜨린다는 사실을 확인해, 병리학에서 오래 관찰돼 온 핵 비대 현상의 기전을 설명할 수 있게 됐다”며 “앞으로 암 진단과 전이 예측에 핵 구조 변화를 새로운 지표로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀은 향후 핵 비대가 치료 표적이 될 수 있는지, 전이 억제 전략으로 발전할 수 있는지 탐구를 이어갈 계획이다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구 및 선도연구센터(ERC) 사업의 지원을 받아 수행됐다. 결과는 암세포의 핵 구조 변화를 단순한 ‘악성 신호’로 보는 기존 시각을 바꾸며, 암 진단·치료·예후 관리에 새로운 패러다임을 제시한 성과로 평가된다.
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