암세포 항암요법 직면 - 자신을 먹어치우는 자식작용으로 회복
콜로라도 대학 암센터가 최근에 발표한 연구에 의하면 세포가 스트레스를 받을 때 자신의 일부를 먹어치우는 소위 자식(自食)작용이란 세포과정 때문에 암세포가 항암 화학요법에 직면했을 때 죽기보다는 오히려 회복해서 분열할 수 있게 되는 듯한 것으로 드러났다고 한다.

그리스어의 “자신을 먹는다”는 단어에서 연유하는 자식작용은 세포 재생과정의 하나로 자가포식 소포체라는 세포 소기관이 과잉물질이나 위험한 물질을 감싸서 단백질 분해 효소가 들어있는 작은 주머니 같은 세포의 리소좀으로 운반해서 폐기해버린다. 자식작용은 레고 키트를 분해하듯이 필요하지 않는 세포 구성요소를 분해해서 에너지 기초성분이나 단백질로 만들어서 기운이 없을 때 생존하기 위해 이용하거나 독소와 병원균을 저지하는 데 이용한다.

이 메커니즘이 제대로 작동하지 않는 경우 예를 들면 자식작용이 너무 지나치거나 혹은 자식작용으로 조절되는 표적물이 없는 경우에는 암세포가 항암치료로 죽어야 하지만 죽지 않고 살아남을 수도 있는 것을 우리가 밝혀냈다고 콜로라도 대학 암센터 부소장인 앤드류 토번 박사가 말했다.

이번 연구에 관한 온라인 동영상이 암 세포가 죽는 것을 보여주고 있다. 처음의 한두 개 화면에서는 미토콘드리아 세포벽이 붕괴되고 그 세포의 미토콘드리아가 세포 사멸의 일반적 표지로 생각되는 MOMP란 과정을 통해 단백질을 방출하는 것이 나타나 있다. 그러나 그 다음에 MOMP가 그 세포를 잘 유지하면서 정말로 사멸시키기 전에 활발한 자식작용이 일어나 그 세포가 이 방출된 단백질을 감싸서 소화해버린다. 그 후 이 암세포는 되살아나서 분열을 하게 된다. 이런 연구결과가 암시하는 것은 만약 자식작용을 억제하면 이런 일이 일어날 가능성이 적어지는 것이다. 즉 암세포를 죽이면 그런 상태에 머물게 될 것이라고 토번 박사는 설명했다.

세포 자살 중요 매개 단백질 PUMA
연구진은 자식작용이 세포 사멸을 조절하기 위해 표적물인 PUMA에 의존하는 것을 밝혔다. 구체적으로 PUMA가 없으면 자식작용이 억제되는지 여부는 관계가 없다. 왜냐면 PUMA의 전달 행위가 없으면 암세포가 계속 생존하기 때문이다. PUMA는 세포 자살에 관여하는 중요한 매개 단백질이다. 이런 발견은 중요한 의미를 갖고 있다.

첫째 이번 연구로 자식작용이 세포 사멸을 조절하는 메커니즘이란 것이 밝혀졌다. 두 번째는 이번 연구가 자식작용을 억제하면 암세포가 화학요법에 민감해질 수 있는 가능성을 확인해주었다.

자식작용은 복잡하고 아직까지 완전히 이해하지 못하고 있다고 토번 박사는 말했다. 그러나 이제는 세포의 운명이 자식작용에 의해 결정될 수 있는 분자 메커니즘을 우리가 알게 되어서 우리는 그런 행동을 억제하는 약품으로 혜택을 볼 수 있는 환자들을 발견하기를 희망하고 있다고 그는 부언했다.

출처: J. Thorburn et al., "Autophagy Controls the Kinetics and Extent of Mitochondrial Apoptosis by Regulating PUMA Levels" Cell Rep. 2014 Mar 26. pii: S2211-1247(14)00150-8.