장내 미생물이 탄수화물을 대사해서 종양을 만들게 한다
대장암은 탄수화물이 많이 들어있는 서구식 음식과 연관이 있지만 그 근본적인 메커니즘은 불확실했다. 최근의 연구에 의하면 유전적으로 대장암에 걸리기 쉬운 실험동물에서 장내 미생물이 음식 속의 탄수화물을 대사해서 장 세포가 증식해서 종양을 만들게 하는 것으로 드러났다. 또 이 실험동물을 항생제나 저탄수화물 식이요법으로 치료하면 종양이 상당히 줄어들어서, 그런 간단한 방법이 인간의 대장암을 예방할 수가 있는 것을 시사하고 있다.

유전성 대장암은 공격적이고 종양의 빠른 성장과 관련이 있기 때문에 미생물이나 음식과 같은 주요한 환경적 요인이 유전적 요인과 어떻게 상호 작용해서 대장암의 진행에 영향을 미치는지를 파악하는 것이 중요하다고 논문의 선임저자인 토론토 대학의 알버토 마틴이 말했다. 이번 연구는 장내 미생물이 탄수화물이 풍부한 음식과 상호 작용해서 유전성 대장암을 촉진하는 것을 밝혀서 바로 그런 문제에 대해 새로운 통찰력을 제공해준다고 그는 부언했다.

서구식 식사에 있어서 탄수화물은 성인들이 섭취하는 하루 칼로리의 약 절반을 차지하고, 이전의 연구들은 탄수화물이 풍부한 식사가 대장암과 관련이 있는 것을 밝혔다. 이런 유형의 암은 흔히 APC라 불리는 종양억제 유전자뿐만 아니라 DNA 손상을 수리하는 데 중요한 역할을 담당하는 MSH2 유전자에 생긴 돌연변이와 관련이 있기도 하다. 그러나 다른 암과 비교해서 왜 대장암에서 DNA 수리 경로에 영향을 미치는 돌연변이가 훨씬 더 흔한지는 불분명하다. 마틴과 그의 연구진은 그런 유전자들이 음식과 상호 작용해서 돌연변이가 생겨 그런 암을 유발하는 것으로 의심했다.

대장암 가능성 높은 사람, 탄수화물 많은 식품 주의해야
이 문제를 연구하기 위해 연구진은 APC와 MSH2에 돌연변이가 생겨 대장암에 걸릴 가능성이 높은 실험동물을 이용했다. 그런데 항생제나 혹은 저탄수화물 먹이로 치료해보니 세포 증식이 감소했고 소장과 대장의 종양의 수도 감소했다. 또 이 2가지 치료방법은 탄수화물을 대사해서 부티르산염이라 불리는 지방산을 생성하도록 만드는 특정한 장내 미생물의 수도 감소시켰다. 연구진이 항생제로 치료한 실험동물에서 부티르산염의 수치를 증가시키자 소장에 세포 증식과 종양의 수가 늘어나기도 했다.

종합하면 이런 연구결과는 장내 미생물이 생산하는 탄수화물에서 파생하는 대사 산물이 유전적으로 대장암에 걸릴 가능성이 높은 실험동물에서 비정상적인 세포의 증식과 종양의 성장을 촉진하는 것을 시사한다. 이번 발견은 유전자와 장내 미생물 간에 직접적인 연관성이 있는 것은 밝힘으로서 탄수화물을 줄인 식생활뿐만 아니라 장내 미생물 군집의 개조가 유전적으로 대장암에 걸리기 쉬운 사람들에게 유익할 수 있는 것을 시사한다고 마틴은 말했다.

대장암에 걸릴 가능성이 높은 사람들은 탄수화물이 많이 들어있는 식품에 대해 주의해야 할 듯하다.

출처: A. Belcheva et al., "Gut microbial metabolism drives transformation of msh2-deficient colon epithelial cells" Cell. 2014 Jul 17;158(2):288-99.