암세포는 빠르게 증식할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 공격적인 암세포는 밀접하게 연결된 상피 상태에서 중간엽 상태로 전환되는데, 중간엽 상태는 접촉 제한이 없고 신체의 다른 부위로 쉽게 퍼집니다. 이러한 상피-중간엽 가소성으로 인해 암세포는 항암 치료에 대한 내성을 갖게 된다.

이러한 치료 내성을 극복하고 '악의적인' 암세포를 파괴할 수 있는 새로운 항암제를 찾기 위한 연구가 계속되고 있다. 일본 후지타 보건대학교 종양학 혁신 센터 소장인 히데유키 사야 박사가 이끄는 연구팀은 아몬드, 살구, 무화과 향의 원인 물질인 벤잘데히드의 항암 작용 기전을 밝혀냈다.

사야 박사는 이 연구의 동기에 대해 다음과 같이 설명한다. “1980년대에 연구자들은 벤잘데히드와 그 유도체의 항암 활성을 입증했습니다. 본 연구의 제1 저자인 준 사이토 박사는 초기 연구에 참여했던 연구원 중 한 명의 딸이며, 벤잘데히드의 항암 효과 기전을 밝히고자 하는 강한 열망에 이끌렸습니다.” 2025년 5월 2일 영국 암 저널(British Journal of Cancer)에 온라인으로 게재된 이 연구는 벤잘데히드가 암세포 내 주요 신호 전달 단백질 상호작용에 미치는 영향과 그로 인한 세포독성을 보여준다.

초기 연구에서는 벤잘데히드가 생쥐 배아 세포의 진행성 발달을 억제하는 능력이 보고되었으며, 이는 벤잘데히드가 급속한 세포 증식을 예방할 수 있는 잠재력을 시사한다. 본 연구에서는 성장하는 췌장암에 이식된 생쥐 모델을 이용하여 벤잘데히드의 항암 효과를 연구했다.

세포 배양 연구에서 벤잘데히드는 방사선 요법에 내성을 가진 암세포와 성장인자 신호 전달에서 티로신 키나아제를 차단하는 약물인 오시머티닙(osimertinib) 치료에 내성을 가진 암세포의 성장을 억제했다. 벤잘데히드는 방사선과 시너지 효과를 발휘하여 이전에 방사선 내성을 가졌던 암세포를 제거했다.

연구 결과에 따르면, 벤잘데히드는 신호 전달 단백질인 14-3-3ζ(제타)와 Ser 28- 인산화된 히스톤 H3(H3S28ph)의 상호작용을 억제함으로써 항암 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. 암세포 생존에 중요한 역할을 하는 이 상호작용은 치료 저항성 및 상피-중간엽 가소성 관련 유전자 발현에도 관여하는 것으로 나타났다.

여기서 벤잘데히드는 히스톤 H3의 세린28 아미노산의 14-3-3ζ 의존적 인산화를 억제했다. 결과적으로, 벤잘데히드 처리는 치료 저항성을 유발하는 유전자의 발현을 감소시켰다. 벤잘데히드 유도체로 마우스를 처리한 결과, 췌장 종양의 성장이 억제되었고 상피-중간엽 가소성이 억제되어 폐와 같은 원거리 장기로의 암 전이가 억제되었다.

벤잘데히드는 암세포 생존에 중요한 상호작용을 차단함으로써 치료 저항성을 극복하고 전이를 예방한다. 사야 박사는 연구 결과의 함의를 공유하며 다음과 같이 결론지었다. “14-3-3ζ 단백질은 오랫동안 암 치료의 표적으로 여겨져 왔지만, 정상 세포에서 중요한 기능을 하기 때문에 직접적인 억제는 불가능합니다. 이번 연구 결과는 벤잘데히드를 이용한 14-3-3ζ 단백질과 그 클라이언트 단백질 간의 상호작용 억제가 이 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 시사합니다.”

본 연구는 벤잘데히드가 방사선 및 암 치료에 일반적으로 사용되는 티로신 키나제 억제제에 내성을 획득한 암세포에 효과적임을 보여준다. 장기적으로는 분자 표적 치료법과 함께 병용 항암제로서의 잠재력을 시사한다. 준 사이토 박사는 후지타 보건대학교 종양학 혁신 센터 히데유키 사야 박사 연구실의 연구원이다. 그녀는 니혼대학교 대학원 의학연구과에서 박사 학위를 받았다. 1980년대 벤잘데히드의 항암 활성에 대한 획기적인 연구를 선도했던 부모의 유산을 이어받아, 사이토 박사는 벤잘데히드의 항암 효과에 대한 근본적인 메커니즘을 밝혀냈다. 그녀는 종양학, 병태생리학, 면역학, 응용물리학, 화학 분야에 전문성을 갖추고 있다.

본 연구는 일본 문부과학성의 과학연구지원금(KAKENHI 19K22568)의 지원을 받아 수행되었다.

참조:
Jun Saito, Nobuyuki Onishi, Juntaro Yamasaki, Naoyoshi Koike, Yukie Hata, Kiyomi Kimura, Yuji Otsuki, Hiroyuki Nobusue, Oltea Sampetrean, Takatsune Shimizu, Shogo Okazaki, Eiji Sugihara, Hideyuki Saya. Benzaldehyde suppresses epithelial-mesenchymal plasticity and overcomes treatment resistance in cancer by targeting the interaction of 14-3-3ζ with H3S28ph. British Journal of Cancer, 2025; DOI: 10.1038/s41416-025-03006-4