프로스타글란딘 E2, 암 줄기세포가 간으로 전이하는 데 미치는 영향 밝혀내
애리조나 주립 대학교의 바이오디자인 연구소 책임자인 레이먼드 듀보이스가 주도한 연구에서 염증이 어떻게 대장암 세포가 인체의 다른 장기로 전이하도록 하는지가 처음으로 자세하게 규명되었다.

이번 연구결과는 연구가들이 대장암을 예방하고 치료하는 약품의 표적물을 찾아낼 수 있게 해준다. 듀보이스는 20년이 넘는 세월 동안 대장암을 연구한 전문가로 그는 만성염증과 암 간의 위험 요인을 연구했다. 우리는 오랫동안 아스피린이나 비스테로이드성 소염제 같은 여타 항염증 약물이 대장암 발생 위험을 줄여주는 데 유익한 영향을 미치는 것을 알고 있었다고 듀보이스는 말했다. 그러나 비아스피린계 비스테로이드성 소염제는 장기간 복용하면 심혈관에 심각한 부작용을 유발할 수가 있어서 우리는 더 좋은 약품 표적물을 찾을 필요가 있었다. 이번 연구는 우리에게 올바른 방향을 제시해주고 있다고 그는 부언했다.

이번 연구결과는 보다 더 효과적인 대장암 치료제와 검사방법을 찾아낼 수 있는 새로운 희망을 의미할 수 있다. 현재 진행성 대장암 환자들은 거의 과반수가 치료 후 5년 안에 사망한다. 1가지 이유는 암이 항암화학요법에 내성이 더 생겨서 그럴 수가 있지만 다른 증거는 종양의 전이에 염증과 염증 매개체가 역할을 담당하는 것을 보여주고 있다.

연구진은 대장암 종양이 다른 장기를 찾아내기 위해 염증 매개체를 통해 암 줄기세포를 확장해서 어떻게 숙주를 속일 수 있는지를 보여줄 수가 있었다. 그들은 염증을 촉진하는 매개체인 프로스타글란딘 E2와 대장암 줄기세포 증가 간에 직접적인 연관성이 있는 것을 입증했다. 암은 많은 서로 다른 유형의 세포로 구성된 유전자의 집합체이다. 그런 세포 중 어떤 것은 암 줄기세포라 불리는데 그게 종양의 생성, 성장, 관해, 재발을 책임지고 있는 것으로 여겨지고 있다. 프로스타글란딘 E2는 염증을 촉진하는 생리 활성 지방으로 대장암, 폐암, 유방암, 두경부암에서 가장 많이 존재한다. 암에 이 지방의 수치가 높으면 흔히 예후가 나쁜 징후이다.

프로스타글란딘 E2의 정상적인 역할은 손가락을 칼에 베었을 때와 같은 일을 당했을 때 구조 활동을 해주는 것이라고 듀보이스는 말했다. 그게 인체의 면역세포를 끌어모아서 상처부위를 치유하는 경로를 자극한다. 그러나 암인 경우 세포가 프로스타글란딘 E2를 만성적으로 만들도록 하고 그 결과 마치 상처가 결코 치유되지 않는 상태와 같이 되어버린다. 그렇게 되면 암 줄기세포들이 생겨서 암의 진행과 전이를 촉진하게 된다고 듀보이스는 설명했다.

듀보이스의 연구진은 프로스타글란딘 E2가 암세포 표면에 있는 프로스타글란딘 E4 수용체에 달라붙으면 그게 암 줄기세포가 갱생하고 분화하고 마침내는 항암화학요법에 내성을 갖게 하는 연쇄작용을 촉발하는 것을 입증했다. 이는 마치 대장 속에서 산소와 영양분이 부족해서 굶주리든 원래의 암 종양 세포가 숙주가 프로스타글란딘 E2를 만들도록 속여서 새로운 줄기세포가 구명 뗏목을 만들어 인체의 도처에 피난처를 찾아 다시 증식할 수 있도록 구조신호를 보내는 것과 같다.

암 줄기세포군 프로스타글란딘 E2로 처리하니 1,000배나 더 전이를 잘해
듀보이스는 대장암 생쥐 모델을 통해 프로스타글란딘 E2를 추가하면 암 줄기세포의 수와 전반적인 종양 부하가 증가하고 대장암이 가장 먼저 전이하는 첫 번째 표적 중 하나가 간이 되는 것을 입증할 수 있었다. 우리는 우리 연구를 완료하기 위해 인간의 조직과 생쥐 모델을 활용한 결합된 방법을 사용했다고 듀보이스는 말했다. 우리는 인간의 대장암으로부터 표본을 채취해서 암 줄기세포군만 분리해서 프로스타글란딘 E2로 처리해보니 그게 프로스타글란딘 E2로 처리하지 않은 세포들 보다 1,000배나 더 전이를 잘하는 것을 발견했다고 그는 부언했다. 게다가 인간의 대장암 조직 표본에서는 프로스타글란딘 E2의 수치가 높아졌고 암 줄기세포의 수가 증가한 것도 발견했다고 한다. 더욱이 연구진이 프로스타글란딘 E4 수용체에 달라붙는 것을 방해하는 약품을 추가해서 프로스타글란딘 E2 신호를 차단하자 용종과 암 줄기세포의 수가 감소했고 간으로 전이되는 것이 차단되었다고 한다.

이 논문은 프로스타글란딘 E2가 암 줄기세포가 간으로 전이하는 데 미치는 영향을 처음으로 밝혔다. 이런 새로운 증거를 갖게 되어 듀보이스는 미래의 연구에 대해 낙관적이다. 이제는 만약 우리가 대장암 환자의 줄기세포만 골라서 제거할 수가 있다면 우리는 대장암을 치료하고 치료 결과를 개선하는 새로운 치료방법을 개발할 수 있게 된다고 듀보이스는 말했다. 그는 새로운 약품 표적 전략의 효과를 보여주기 위해 적절한 시기에 인간을 대상으로 임상시험을 시작할 수 있기를 희망하고 있다.

출처: D. Wang et al., "Prostaglandin E2 Promotes Colorectal Cancer Stem Cell Expansion and Metastasis in Mice" Gastroenterology. 2015 Aug 7. pii: S0016-5085(15)01097-5.