치료에 내성 있는 대장암, 비타민 A로 특정 단백질 활성화해 암세포 제거
전 세계적으로 암 사망의 한 가지 주원인이 되는 대장암이 치료에 내성이 있는 것은 잘 알려져 있다. 그 이유는 많지만 그중 하나는 대장 속에 존속하면서 재발을 유발하는 일단의 암세포와 관계가 있다. 이들 암세포에 대해 기존의 치료방법은 별 효과가 없다.

스위스의 로잔 연방 공과대학교(EPFL) 과학자들은 이제 잘 이용하면 대장암 재발을 막을 수 있는 생물학적 메커니즘을 찾아냈다. 이 방법은 끝까지 버티는 암세포에서 활동력을 잃어버린 한 가지 단백질을 활성화한다. 연구진은 비타민 A를 이용해서 그 단백질을 활성화해서 암세포를 제거하고 전이를 막을 수가 있었다. 이번 연구는 대장암을 치료하는 새로운 방법을 제시하고 있다.

대장암 환자가 치료 즉 항암화학요법을 받으면 대부분의 암세포는 죽는다. 그러나 원발부위에 암을 유발한 유전자 돌연변이는 대장의 특정한 암세포 집단에 잔존할 수 있다. 이들 암세포가 바로 줄기세포로 대장의 성숙한 정상세포로 성장하기 위해 대기하고 있는 미성숙한 세포들이다. 암 치료가 끝난 후에 살아남은 줄기세포들은 여전히 암성 돌연변이를 갖고 있어서 다시 나타나서 재발을 일으킨다.

로잔 연방 공과대학교에 있는 조에르크 후엘스켄의 실험실은 대장의 줄기세포들이 어떻게 분화된 대장세포가 되는지를 연구했다. 연구진은 여러 가지 다른 기술을 이용해서 세포와 동물 모델과 환자들의 표본을 살펴보았다.

이 연구는 태아의 발달을 조절하는 단백질 계열에 속하는 HOXA5라는 단백질에 초점이 맞추어졌다. 이들 단백질은 초기 발달 단계에서 만들어져서 함께 작용해서 모든 조직이 정확하게 식별되어지고 태아의 몸과 사지가 올바른 형태를 갖추도록 해준다. 성인의 몸속에서는 HOXA5 같은 단백질들이 몸의 줄기세포를 조절해서 상이한 조직의 신분과 기능을 둘 다 유지해준다. 후엘스켄의 연구진은 대장 속에서 HOXA5 단백질이 줄기세포와 줄기세포를 만드는 세포의 수를 제한하고 데 주요한 임무를 수행하는 것을 발견했다.

레티노이드 분화요법 | 레티노이드, HOXA5 유전자 재활성화시켜 악성 줄기세포 제거
모든 단백질과 마찬가지로 HOXA5는 특정한 유전자에서 연유한다. 이번 연구는 대장의 악성 줄기세포가 생물학적인 메커니즘을 사용해서 그 유전자를 차단하는 것을 밝혀냈다. 이 메커니즘은 도미노처럼 제각기 다음 번 분자를 차례로 활성화시키는 일련의 분자와 관련이 있기 때문에 신호경로라고 부른다. 신호경로의 목적은 생물학적 정보를 세포의 일부로부터 다른 부위로 예컨대 세포외막으로부터 세포핵까지 바로 전달하는 것이다. 대장의 악성 줄기세포는 HOXA5 유전자를 차단해서 제 마음대로 성장하고 퍼져나가 재발과 전이를 유발한다.

연구진은 HOXA5 유전자를 차단하는 것을 되돌리는 방법을 찾아보았다. 비타민 A에서 해결책을 찾았다. 이 작은 화학물질은 레티노이드라고 부르고, 피부에 있는 줄기세포의 분화를 유도하는 것으로 알려져 있었다. 로잔 연방 공과대학교 과학자들은 레티노이드가 HOXA5 유전자를 재활성화 할 수 있는 것을 발견했다. 대장암에 걸린 실험동물을 레티노이드로 치료해보니 종양 진행이 차단되고 조직이 정상화되었다. 즉 실험동물에서 이 치료가 HOXA5 유전자를 다시 활성화시켜 줄기세포를 제거해서 전이를 막아준 것이다. 연구진은 실제 환자들의 표본을 가지고 실시한 실험에서도 유사한 결과를 얻었다.

이번 연구는 HOXA5 유전자에 대한 발현 양태에 기초해서 이 치료방법으로 효과를 볼지도 모르는 환자들을 식별해낼 수 있는 것을 시사하고 있다. 레티노이드 분화 요법은 기존의 대장암을 치료할 뿐만 아니라 대장암 발생 위험이 높은 환자들의 경우 예방 방법으로도 사용해서 대장암에 대해 상당한 효과를 발휘할 수가 있을 것이다.

참고로 비타민 A는 당근 속에 많이 들어있다.

출처: F. Ordonez-Moran et al., "HOXA5 Counteracts Stem Cell Traits by Inhibiting Wnt Signaling in Colorectal Cancer" Cancer Cell. 2015 Dec 14;28(6):815-29.