NYU Langone Health의 연구자들은 고반응성 분자의 축적과 관련된 특정 형태의 세포 사멸이 폐종양의 성장을 늦출 방법을 밝혀냈다. 페롭토시스(ferroptosis)로 알려진 이러한 유형의 세포 사멸은 원래 신체가 과도한 스트레스를 받은 세포를 제거하는 방식으로 진화했다. 암세포는 이 범주에 속하지만, 시간이 지남에 따라 페롭토시스를 차단하는 방법을 개발하여 해로운 환경에서도 계속 증식할 수 있게 되었다.

FSP1 차단은 폐종양을 극적으로 약화해
지난 11월 5일 네이처 (Nature)에 온라인으로 게재된 어떤 연구에 따르면, 페로프토시스 억제 단백질 1(FSP1)이라는 단백질을 표적으로 삼는 실험적 치료법이 폐선암(LUAD) 생쥐의 종양 성장을 유의미하게 감소시키는 것으로 나타났다. 암세포의 페로프토시스 회피를 돕는 이 단백질을 차단했을 때 종양 크기가 최대 80%까지 감소했다. 폐암은 여전히 ​​전 세계 암 사망 원인 중 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, LUAD는 비흡연자에게서 가장 흔한 형태로 전체 암 사망의 약 40%를 차지한다.

“페로프토시스 억제를 차단하는 약물에 대한 이 최초의 시험은 암세포 생존에 있어 이 과정의 중요성을 강조하고 새로운 치료 전략의 길을 열어줍니다.”라고 NYU Grossman 의과대학 병리학과[GW2]의 부교수이자 수석 연구 저자인 Thales Papagiannakopoulos 박사[GW1]가 말했다.

반응성 분자와 세포 손상에서의 역할
페롭토시스는 세포 내 철분 수치가 상승하여 산소, 물, 과산화수소로 구성된 반응성이 높은 분자인 활성산소종(ROS)의 생성을 촉진할 때 발생한다. 소량의 ROS는 세포 간 소통을 돕는다. 과다하게 생성되면 산화 스트레스를 유발하는데, 이는 ROS가 필수 단백질과 DNA에 산소 분자를 결합하여 손상하거나 분해할 때 발생한다. 또한 ROS는 세포 외막을 형성하는 지방에도 손상을 입혀 세포 사멸과 조직 손상을 유발할 수 있다.

FSP1 차단은 강력한 종양 억제 효과 보여
FSP1이 폐암에 미치는 영향을 연구하기 위해 연구팀은 폐암 세포에 FSP1 유전자가 결핍되도록 생쥐를 유전자 변형했다. 이 생쥐들은 암세포 사멸이 증가하여 종양 크기가 더 작았다. 연구진은 또한 FSP1을 억제하도록 설계된 신약인 icFSP1을 시험했다. icFSP1로 치료받은 생쥐는 더 오래 살았고, FSP1이 결핍되도록 암세포를 조작한 생쥐와 유사한 종양 감소세를 보였다.

이 연구는 또한 FSP1이 암 연구에서 장기간 연구되어 온 또 다른 페롭토시스 차단 단백질인 글루타티온 퍼옥시다제 4(GPX4)보다 더 유망한 치료 표적일 수 있음을 발견했다. 이 연구 결과는 FSP1이 폐암 세포의 페롭토시스 예방에 더 적극적으로 관여하는 반면, 정상세포 기능에는 더 적은 역할을 한다는 것을 시사한다.(이는 부작용이 더 적다는 것을 의미) 또한 FSP1 수치 증가는 GPX4와 달리 인간 LUAD 환자의 생존율 저하와 관련이 있었다.

미래 방향 및 진행 중인 연구
“저희의 향후 연구는 FSP1 억제제를 최적화하고 췌장암과 같은 다른 고형암의 치료 전략으로 페로프토시스를 활용할 가능성을 연구하는 데 집중할 것입니다. 저희는 연구실에서 얻은 이러한 연구 결과를 암 환자를 위한 새로운 임상 치료법으로 전환하는 것을 목표로 합니다.”라고 파파기아나코풀로스 연구실에서 의학박사 학위를 취득한 캐서린 우는 말했다.

Wu와 Pagagiannakopoulos 외에도 NYU Langone 병리학과의 기여자로는 공동 제1저자인 Alec Vaughan, Jozef Bossowski, Yuan Hao, Aikaterini Ziogou, Mari Nakamura, Ray Pillai, Mariana Mancini, Sahith Rajalingam 및 Suckwoo Chung이 있다. 다른 연구 저자로는 서울대학교 약학대학 약학연구소의 김선민, 김태하, 강윤표; 캘리포니아대학교 로스앤젤레스 데이비드 게펜 의과대학 폐 및 중환자의학과의 Mingqi Han과 David Shackelford; 독일 헬름홀츠 뮌헨 소재 대사 및 세포 사멸, 분자 표적 및 치료 센터 연구소의 나카무라 도시타카(Toshitaka Nakamura)와 마커스 콘래드(Marcus Conrad); 캘리포니아 대학, 샌디에고, 라호야 무어스 암 센터의 Lidong Wang과 Diane Simeone.

이 연구는 미국 국립보건원(NIH)의 연구비 S10RR027926, S10OD032292, R37CA222504, R01CA227649, R01CA283049, R01CA262562, T32GM136542, T32GM136573, T32GM136542로부터 지원을 받았다. 추가 지원은 미국 암 협회 연구 학자 보조금(RSG-17-20001-TBE), 루스 L. 키르슈슈타인 개인 박사 전 국가 연구 서비스 상 펠로우십(F30CA275258), 독일 연구 협회(DFG)(CO 291/7-1 우선 프로그램 SPP 2306 [CO 291/9-1, #461385412; CO 291/10-1, #461507177]), 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램에 따른 유럽 연구 위원회(보조금 GA 884754), 펄머터 암센터 지원 보조금 P30CA016087에서 제공되었다.

파파기아나코풀로스는 화이자 의학 교육 그룹(Pfizer Medical Education Group), 드라센 파마슈티컬스(Dracen Pharmaceuticals), 키메라 테라퓨틱스(Kymera Therapeutics), 브리스톨 마이어스 스퀴브(Bristol Myers Squibb), 아기오스(Agios)로부터 자금 지원을 받았으며, 해당 자금은 aCC-BY-NC-ND 4.0 국제 라이선스에 따라 제공된다. 이러한 협력 관계는 뉴욕대학교 랭곤 헬스(NYU Langone Health) 정책에 따라 관리되고 있다.

[참조]
Katherine Wu, Alec J. Vaughan, Jozef P. Bossowski, Yuan Hao, Aikaterini Ziogou, Seon Min Kim, Tae Ha Kim, Mari N. Nakamura, Ray Pillai, Mariana Mancini, Sahith Rajalingam, Mingqi Han, Toshitaka Nakamura, Lidong Wang, Suckwoo Chung, Diane Simeone, David Shackelford, Yun Pyo Kang, Marcus Conrad, Thales Papagiannakopoulos. Targeting FSP1 triggers ferroptosis in lung cancer. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-09710-8