분절 수면, 면역체계가 암 대응 방법을 바꿔 더 공격적인 암으로 만들어
연구결과 제대로 잠을 자지 못하고 자주 잠을 깨면 암 성장을 촉진하고 종양의 공격성을 증가시키고 또 초기 암을 억제하거나 제거하는 면역체계의 능력을 약화시킬 수 있는 것으로 드러났다.

이번 연구는 동물 모델을 통해서 분절 수면이 종양 성장과 침습성에 미치는 직접적인 영향을 처음으로 밝혔고 또 잠재적인 치료 표적이 될 수 있는 생물학적 메커니즘도 밝혀내고 있다. 이번 연구를 주도한 시카고대학 코머 아동병원의 소아과 과장인 데이비드 고잘은 그것은 종양이 아니라 면역체계라고 말했다.

분절 수면은 면역체계가 암에 대응하는 방법을 바꾸어서 암이 더 공격적이 되도록 만들어버린다고 그는 설명했다. 다행스럽게도 이번 연구가 약품의 잠재적인 표적도 지적해주고 있다고 그는 말했다. 일종의 생물학적 심부름꾼인 톨-유사수용체(TLRs)가 타고난 면역체계의 활성화를 조절하는 것을 도와주는데, 그게 수면부족이 암을 촉진하게 되는 핵심이 되는 듯하다고 그는 부언했다. 우리가 초점을 맞추고 있는 분절 수면이 미치는 영향은 이 단백질이 결핍된 실험동물에서는 발견되지 않았다고 그는 설명했다.

수면 무호흡증의 영향에 관한 권위자인 고잘은 수면 무호흡증을 암 사망 증가와 연관 짓는 최근의 논문 2건을 읽어보게 되었다. 그 결과 그는 시카고대학과 루이빌대학의 동료들과 함께 분절수면이 암에 미치는 영향을 측정하는 일련의 실험을 해보게 되었다. 그들은 실험동물을 2개의 작은 집단으로 갈라서 실험을 했다. 실험동물들이 보통 잠을 자는 낮 시간에 조용한 모터가 달린 브러시를 2분마다 우리의 반을 통과해 움직이도록 해서 실험동물들이 잠을 깼다가 다시 잠이 들도록 했다. 그러나 다른 실험동물들은 잠자는 것을 방해하지 않았다.

일주일 뒤에 실험동물들은 모두 다 2가지 유형의 종양 세포 중 1가지씩을 주입했다. 실험동물들은 모두 다 9~12일 안에 종양이 생겼다. 암세포를 주입한 후 4주 뒤에 연구진은 종양을 평가해보았다. 연구진은 분절 수면을 한 실험동물들의 종양은 정상적으로 잠을 잔 실험동물들의 종양보다 2가지 유형이 모두 다 2배나 더 큰 것을 발견했다. 후속적인 실험에서는 종양세포를 넓적다리 근육에 이식했을 때 분절 수면을 한 실험동물에서는 종양이 훨씬 더 공격적이고 주변 조직을 침투하는 것을 발견했다.

종양세포를 넓적다리 근육에 이식하면 보통 주변 조직이 종양을 둘러싸서 흉터같이 되어버린다고 고잘은 말했다. 종양이 작은 공 같은 모양이 되어 암 조직과 정상 조직 간에 분명한 경계선이 생긴다. 그러나 분절 수면을 한 실험동물에서는 종양이 훨씬 더 공격적이었다. 종양들이 둘러싸고 있는 피막을 뚫고 나와서 근육과 뼈 속으로 침투해서 엉망이 되어버렸다고 그는 설명했다.

이렇게 차이가 나는 이유는 종양 부위에 밀집한 면역체계의 세포인 종양-연관 대식세포(TAMs) 때문인 듯했다. 종양-연관 대식세포는 면역체계가 암에 대해 반응을 보이는 1가지 특징이지만, 그들이 받는 화학신호에 따라 여러 가지 방법으로 반응할 수가 있다. M1이라 불리는 일부 종양-연관 대식세포는 강력한 면역반응을 촉진해서 종양세포를 제거할 수가 있다. M2라고 불리는 또 다른 종양-연관 대식세포들은 면역반응을 억제해서 새로운 혈관의 성장을 촉진하는데 이게 종양 성장을 조장한다.

잠을 제대로 잔 실험동물들은 종양의 중심부에 주로 M1 유형의 종양-연관 대식세포가 집중되어있었다. 분절 수면을 한 실험동물들은 주로 M2 유형의 종양-연관 대식세포를 가지고 있었다. M2 유형의 종양-연관 대식세포는 종양의 가장자리 주변에 특히 많았다. 잠을 제대로 자지 못한 실험동물들은 톨-유사수용체 4(TLR4)의 수치도 높았다.

신호경로의 일부를 구성하는 3가지 핵심적인 분자들이 대식세포가 M2로 기울게 하는 듯한데 이는 TLR4와 2가지 하향 신호인 MYD88과 TRIF이다. 이런 이유로 연구진은 이 3가지 단백질 중 1가지를 생산하지 못하는 실험동물들에게 종양세포를 주입한 후 분절 수면을 하도록 만들었다. MYD88나 혹은 TRIF이 결여된 실험동물의 경우 종양 성장이 약간 감소했지만 TLR4가 결여된 실험동물은 종양 성장이 잠을 제대로 잔 실험동물의 종양보다 더 크지 않았다.

암환자 수면의 질과 양 신경 써야
TLR4를 제거하면 종양 성장이 크게 줄어드는 결과가 나왔다. 우리가 TLR4가 결여된 실험동물에 종양세포를 주입하면 잠을 제대로 잔 실험동물과 분절 수면을 한 실험동물 간의 차이점이 사라져버렸다고 고잘은 말했다. 이번 연구는 분절 수면과 암 예후 간에 역학적인 상관관계가 있는 것을 보여주고 있다고 그는 부언했다. 이번 연구를 통해 수면의 질과 양은 마치 은행 구좌처럼 신경을 써야한다는 교훈을 얻었다고 그는 말했다.

미국 질병 통제 예방 센터는 약 7천만 명의 미국인들이 만성적인 수면 문제를 갖고 있는 것으로 추산하고 있다. 연구진은 다음 단계로 수면이 전이나 항암제에 대한 내성에 영향을 미치는지를 연구해볼 예정이다.

출처: F. Hakim et al., "Fragmented sleep accelerates tumor growth and progression through recruitment of tumor-associated macrophages and TLR4 signaling" Cancer Res. 2014; DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-13-3014.