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비활동 암세포, 각성 후 전이되는 메커니즘 밝혀져
등록일 : 2018-11-05 13:43 | 최종 승인 : 2018-11-05 13:43
김효은
▲감염 또는 해로운 화학물에 대한 노출로 인한 염증이 비활동 암 세포를 각성시킬 수 있다(출처=123RF)

[메디컬리포트=김효은 기자] 암이 호전 상태에서 다시 재발하거나 전이되는 여러 가지 원인이 있다. 그 원인 중 하나는 염증 및 호중구의 활동성이다.

콜드스프링하버 실험실(CSHL) 연구팀은 해로운 화합물로 인한 감염 또는 노출로 발생한 염증이 잠복 중인 암 세포를 각성시킬 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

각성된 휴면 상태의 암과 관련된 호중구

국립암협회(National Cancer Institute)에 따르면, 암 세포는 발생 지점에서 분리되면 인체의 다른 부위로 이동해 새로운 군집을 만들게 된다. 이 과정을 전이라고 하며, 암이 치명적이고 치료가 불가능한 주요 원인은 바로 전이 때문이다. 전이성 암은 건강한 조직을 침입해 혈액과 영양소 같은 자원을 훔치고 성장하고 해당 부위를 지배하게 된다.

CSHL의 연구팀은 활동을 하지 않고 휴면 상태인 암 세포가 각성하여 새로운 공격을 시도하는 방법을 발견했다. 즉, 치료에 의해 활동을 중단한 휴면 상태의 전이성 암 주변에 염증이 발생하면 비활성 상태에서 해제되는 메커니즘이 작용한다는 것이다. 이러한 방식으로 깨어난 암 군집은 번식을 시작하고 새로운 전이성 암을 유도하는 것이다.

연구팀은 이번 연구에서 화학물질 또는 박테리아에 노출되어 유발된 폐 염증을 조사했다. 구체적으로 설명하자면, 담배 연기와 박테리아 세포벽 외부의 독성 물질인 내독소로부터 유발된 염증성 반응에 주목했다.

그리고 만성 염증과 암의 연관성을 판단하기 위해 실험쥐 모델을 사용했다. 실험쥐 한 집단을 가연성 담배 연기에, 또 다른 집단을 내독소에 노출시켰다. 그 후, 염증성 반응과 연관된 폐의 세포 활동을 조사했다. 그 중에서도 호중구라고 하는 백혈구에 중점을 뒀다.

염증 발생시 호중구의 역할

호중구는 백혈구의 일종으로써 감염 부위에서 가장 먼저 반응한다. 감염의 병원균을 제거하여 감염을 중단시키는 호중구의 주요 무기는 식균작용, 즉 미생물을 먹는 것이다. 그러나 이 호중구는 미생물을 제거하는 두 번째 무기도 있다. 바로 독성 효소가 그것이다.

▲이 방법을 각성된 암 세포 군집은 새로운 전이성 암을 유도할 수 있다(출처=123RF)

CSHL의 연구팀은 호중구가 세포막 외부 공간으로 DNA를 배출해 독성 효소를 방출한다고 설명했다. 그리고 배출된 독성 효소는 병원균을 파괴하는 호중구 세포외 덫(NETs)을 만들게 된다. 비록 호중구의 세포외 덫이 방어적인 메커니즘이지만, 활동을 중지한 전이성 암세포 근처의 독성 효소가 배출되어 예기치 못한 결과를 촉진할 수 있다는 것이다.

연구팀은 NETs를 조사하여 두 가지 효소, 호중구 엘라스타제(NE)와 제9형 기질금속단백질분해효소(MMP-9)을 발견했다. 이 두 효소는 라미닌이라는 조직 내에서 단백질과 상호작용을 한다. NE가 먼저 들어가고 그 후 MMP-9이 들어가 그 상호작용으로 단백질을 잘라낸다.

단백질이 잘려지면, 그 형태가 변화해 에피토프라는 새로운 표면이 나타난다. 비활성 상태의 암 세포는 근처의 변형된 라미닌을 감지하고, 라미닌에 노출되면 악성 세포가 각성 신호를 보내고 다시 확산되는 것이다.

연구 선임 저자인 미칼라 에지블래드 교수는 "비활동 암세포는 라미닌의 새로운 형태를 인지하고 '우리가 다시 자랄 수 있어'라고 생각한다"고 말했다.

연구팀은 염증과 비활동 각성 간의 연관성만을 발견한 것이 아니다. 변형된 라미닌에 노출된 에피토프를 차단하는 항체도 같이 개발했다. 실험쥐 테스트 결과, 새로운 항체로 비활동 전이성 암이 각성하지 못하게 만들 수 있다. 그리고 현재는 이 항체를 최적화해 다른 유사한 방법과 비교할 계획을 세우고 있다.

▲새로운 항체가 비활성 전이성 암을 각성하지 못하도록 막을 수 있다(출처=123RF)

전이성 암과 예후에 대해

암 세포는 근처의 건강한 조직을 침범하거나 혈관벽이나 림프절을 통해 이동하거나 혈류나 림프계를 통하는 일련의 행동으로 인체의 다른 부위로 확산될 수 있다.

면역 체계는 인체의 여러 부위에서 악성 세포의 존재를 탐지한다. 그리고 면역체계는 T림프구 같은 백혈구 세포를 사용해 종양을 제거한다. 그리고 본래 군집에서 떨어져 나온 암 세포는 본래 군집의 지원이 없이는 거의 생존하지 못한다.

그럼에도 암 세포가 생존하는 경우, 새로운 군집을 만들어내기 시작한다. 이렇게 만들어진 여러 개의 암 세포 군집은 서로 소통할 수 있으며 상황을 복잡하게 만든다. 암 세포의 협력적 군집은 면역체계로부터 스스로를 보호하는 메커니즘을 만들게 된다.

항암화학요법과 방사선 요법 같은 치료로 전신성 암을 치료할 수 있다. 그러나 이 요법들로 모든 전이성 암을 해결할 수 있는 것은 아니다. 그리고 치료가 성공했다고 하더라도 암 세포를 비활동 상태로 만들 뿐이다. 바로 이것이 종양학자들이 예후와 특정암 생존 확률을 놓고 논의하는 이유다.

[메디컬리포트=김효은 기자]


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