암세포 림프절 통하면 혈관 통과 때 겪는 산화 스트레스 낮아
수십 년 동안 의사들은 많은 종류의 암 세포가 흔히 처음에는 림프절로 퍼지고 그 다음에 혈관을 통해 먼 기관으로 퍼져나가는 것을 알았다. 텍사스 대학교 사우스웨스턴 의료센터의 아동 의료 센터 연구소가 실시한 최근의 연구는 왜 그런 일이 일어나는지를 통찰하도록 하여 암의 전이를 억제할 수 있는 치료법의 새로운 표적물을 제시해준다.

이번 연구는 림프절을 통과하는 흑색종 세포들이 보호막을 얻어 장착해서 혈액 속의 높은 수준의 산화 스트레스를 견디면서 먼 곳에 종양을 만들 수 있게 되는 것을 발견했다. 대부분의 암 사망은 암이 전이라는 과정을 통해 인체의 다른 부위로 퍼진 후에 일어난다. 이는 원발 종양으로부터 암 세포들이 혈관을 통해 퍼지거나 혹은 림프관을 통해 이동한 후 혈관으로 침투할 때 일어난다.

아동 의료 센터 연구소 소장 겸 하워드 휴즈 의학연구소의 연구원인 신 모리슨 박사는 다음과 같이 설명했다. “이전의 연구는 암 세포들이 어떻게 혈관을 통해 전이하는지에 초점을 맞추었고, 그런 암 세포들이 림프관을 통해 전이하는 암 세포들과 어떻게 다른지에 대해서는 알려진 것이 거의 없다. 우리의 데이터는 림프관을 따라 통과하는 것이 전이 중에 보통 겪는 산화 스트레스로부터 암 세포들을 보호해서 흑색종 세포들의 생존과 전파를 촉진할 수 있는 것을 시사한다.”

연구진은 인간의 흑색종 세포를 생쥐의 정맥이나 림프계로 주입했을 때 흑색종 세포들이 어떻게 행동하는지를 관찰했다. 그들은 림프절로 주입한 암 세포들이 혈관 속으로 막 바로 주입한 암 세포들보다 생존해서 종양을 형성할 가능성이 더 큰 것을 발견했다. 연구진은 그런 차이점이 암 세포들이 혈관을 통해 이동할 때 겪는 높은 수준의 산화 스트레스로 설명할 수가 있을 것이라는 가정을 세웠다. 혈액 속에서 산화 스트레스에 노출되는 것이 전이가 아주 비효율적인 과정으로 대부분의 암 세포가 먼 곳으로 가서 자랄 기회를 갖기도 전에 죽어버리는 이유 중 하나이다.

논문의 제1 저자로 모리슨의 실험실에서 박사후 연구원으로 근무하는 제살린 우벨라커 박사는 이렇게 말했다. “더 깊이 분석해본 후 우리는 혈액 내의 산화 스트레스가 암 세포들이 페로토시스(철분 의존성 세포 사멸)라는 특정한 형태의 세포 사멸을 겪도록 만드는 것을 발견했다. 이와 달리 림프액 내의 암 세포들은 낮은 수준의 산화 스트레스를 겪어서 페로토시스로부터 보호를 받는다.”

암세포 림프액에서 올레산으로 보호막 얻어 안전하게 혈액으로 이동
흑색종 세포가 혈액 속에서는 페로토시스(철분 의존성 세포 사멸)를 겪지만 림프액 속에서는 그렇지 않은 이유를 더 잘 이해하기 위해서 연구진은 혈액 속의 암 세포와 림프액 속의 암 세포의 물질대사에 다른 점이 있는지를 찾아보았다.

그들은 림프액의 암 세포는 올리브기름의 주성분인 올레산이라는 단순 불포화지방의 수준이 더 높은 것을 발견했다. 그들은 또 이 단순 불포화지방산이 림프액 속에서 암 세포들의 막으로 흡수 통합된 것도 발견했다. 그로 인해 이들 세포의 막에 있는 다중 불포화지방산이 묽어져서, 페로토시스(철분 의존성 세포 사멸)를 유발하는 화학 반응이 방해를 받아 암 세포가 보호를 받게 되는 것이다.

림프액으로부터 올레산이라는 보호막을 얻어서, 암 세포들은 안전하게 혈액으로 들어가서 다른 곳으로 이동해서 전이성 종양을 만들 수 있게 되는 것이다. 이것이 암 세포들이 흔히 림프절에 먼저 종양을 만든 후에 혈액을 통해 먼 곳으로 전이하는 이유를 설명해준다. 즉 암 세포들이 림프액 속에서 세포를 보호해주는 항산화제들을 충전한 후 혈관으로 들어갈 수가 있는 이유를 설명해주는 것이다.

이제 우리는 암 세포가 왜 처음에 림프액을 통해서 전이할 가능성이 가장 높은지에 대해 더 많이 알게 되었고, 이는 림프액 속의 그런 보호 메커니즘을 표적으로 삼는 약물로 환자들을 치료해서 전이의 초기 단계를 방해할 수 있는 가능성을 제기한다고 모리슨은 말했다.

참조:
J. M. Ubellacker et al., "Lymph protects metastasizing melanoma cells from ferroptosis" Nature. 2020 Sep;585(7823):113-118.