비만 환자와 당뇨병 환자 및 이들 2가지 증상을 모두 보유한 환자들은 뇌암의 발생 비율이 매우 높다고 한다. 이러한 점에서 인슐린 신호전달 경로가 일부 신경교종 환자들에 대한 치료의 단서를 제공하고 있다. 그러나 이번에 새롭게 발표된 연구 결과에서는 인슐린 신호전달 경로에 작용하는 약물들이 잘못된 분자를 표적으로 삼고 있는 것으로 확인되었다. 라이스대학의 과학자들이 발표한 내용에 따르면 인슐린 경로를 표적으로 삼는 것이 뇌암의 성장을 늦추거나 중단시키는 올바른 방향이지만 잘못된 노선을 탄 것으로 나타났다고 한다. 

Amina Qutub가 주도한 연구팀은 컴퓨터 모델과 2종의 특징적인 신경교종에 대한 실험을 실시하여 종양 발달에 영향을 주는 것으로 생각되고 있는 인슐린 신호전달 경로를 공격하는 것으로 믿어지는 치료법들이 임상시험에서 서로 반대되는 결과가 발생하는 것이 잘못된 표적 때문이라는 것을 발견했다. ‘PLOS Computational Biology’ 최신호에 발표된 이번 연구 결과는 신경교종의 증식에 영향을 주는 인슐린 신호전달 경로에서 주요 인자들 사이의 상호작용에 대한 보다 깊은 이해를 제공해주고 있다. 

여러 연구들에서 비만이나 당뇨병 환자들은 치료법이 거의 없다고 할 수 있을 정도로 위중한 형태의 뇌암인 신경교종의 발생률이 매우 높은 것으로 나타났다. Qutub는 “여러 저명 논문에서 당뇨병과 비만은 암에 대한 일반적인 위험인자였을 뿐만 아니라 보다 공격적인 뇌암에도 큰 영향을 주는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이번에 연구팀의 Ka Wai Lin은 컴퓨터 모델을 이용하여 일부 뇌암은 인슐린 민감성을 보이지만 다른 뇌암들은 그렇지 않은 이유를 설명해주는 기작을 처음으로 제시했다. 그는 초기 실험 연구들에서 신경교종에 영향을 주는 것으로 의심되는 인슐린 경로의 2가지 양상이 관찰되었지만 지금까지 이들이 앞뒤로 연결되었을 것이라고 생각하지는 못했었다고 지적했다. 

현재 임상시험에 도달한 약물들은 IGF1(insulin like growth factor 1)이라는 인슐린 성장 인자 단백질과 여기에 연결된 전사인자 및 세포에서 지속적으로 생산하는 산소 감지 단백질로 산소가 충분할 때에는 분해되는 HIF1a(hypoxia inducible factor 1a)에 초점을 맞추고 있다. 특히 HIF1a는 신경교종의 진행에 중심 역할을 수행하고 있다고 한다. 이번에 Rice 대학 연구팀이 개발한 새로운 모델은 IGFBP2(Insulin like growth factor binding protein 2)라는 HIF1a의 전사인자 역할을 수행하는 새로운 성장 단백질을 통하는 경로를 제시하고 있다. HIF1a 보다 IGFBP2는 악성 뇌종양의 성장에서 보다 핵심적인 역할을 하기 때문에 이후의 치료제 연구에서 가치 있는 표적이 될 수 있다고 한다. 

IGF1 경로에 초점을 맞춘 약물들이 동물 시험에서 성공했지만 사람들을 대상으로 한 임상 시험에서 유사한 성공에 실패한 것은 새로운 방식이 필요함을 가리키고 있다고 Qutub은 밝혔다. 그녀의 연구팀은 동 대학에서의 협력 연구를 통하여 컴퓨터 모델을 통한 분자 신호전달 경로와 산소 고갈과 그 생물학적 시스템에 대한 영향에 초점을 맞춘 실험을 진행했다. Qutub은 “지금까지의 연구는 제대로 된 경로였지만 부적절한 물질에 초점을 맞추었던 것이다. 지난 20년간 인슐린 경로가 암에 대해서 연구되어 왔지만 IGFBP2-HIF1a 신호전달에 대해서는 Lin이 발견하기 전까지는 시험된 적이 없었다”고 밝혔다. 

인슐린 경로에 영향을 주는 약물에 대한 환자들의 반응은 암의 형태에 따라서 영향을 받는다고 그녀는 밝혔다. “시험관 시험과 환자들에게서 일부의 신경교종은 인슐린에 민감했지만 나머지는 그렇지 않았다. 우리는 누가 그리고 얼마나 많은 사람들이 이번에 우리가 제시한 경로를 표적으로 삼을 필요가 있다고 밝힐 예정”이라고 밝혔다. 현재 Lin은 텍사스 아동병원 및 베일러 의과대학의 연구자들과 협력하여 이 경로를 자극했을 때에 세포에서 어떤 반응이 나오는지를 확인하는 실험을 준비 중이라고 한다. 그는 “이 경로는 암세포를 증식시킬 뿐만 아니라 이동과 전이에도 영향을 줄 수 있다”고 밝혔다. 연구팀은 이번 결과들을 컴퓨터 모델의 타당성 평가에도 이용한다고 한다. 

Qutub은 최근의 다른 연구들에서 당뇨병이 신경교종 위험을 줄여주는 것으로 나타난 반면에 또 다른 연구에서는 운동과 혈당 조절이 위험을 줄여주는 것으로 나타나는 등 결론을 내리지 못하는 상황이라고 지적했다. 이러한 점에서 모든 가능성을 포함시킨 새로운 컴퓨터 모델은 이러한 상황을 명확하게 만들어줄 수 있다고 한다. 그녀는 “컴퓨터 모델을 이용하여 우리는 특정 동물 모델이나 사람에 대한 실험 없이도 여러 다양한 시나리오를 신속하게 시험할 수 있다”고 밝혔다.