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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-10-27
암세포가 방출한 찌꺼기가 건강한 이웃 세포를 종양세포로 전환시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
암세포를 비롯한 많은 세포들은 수천 개의 미세한 막결합 소포체(membrane-bound vesicles), 즉 엑소솜(exosomes)을 방출하는데, 그 속에는 단백질, DNA, RNA가 들어 있다. 세포의 엑소솜 방출 과정은 일종의 폐기물처리 시스템이라고 볼 수 있지만, 세포간 커뮤니케이션을 촉진하는 과정이라고도 볼 수 있다. 왜냐하면 엑소솜 중 일부는 다른 세포와 융합하여 내용물을 떠넘기기 때문이다.
10월 23일 Cancer Cell에 실린 논문에서, 과학자들은 "인간의 유방암 세포에서 방출된 엑소솜을 정상세포와 뒤섞거나 마우스에게 주입해 보니, 종양을 초래하는 것으로 밝혀졌다"고 보고했다(참고 1). 이번 발견은 암의 진행과정을 모니터링하는 표지(marker)를 개발하고, 치료표적을 찾아내는 데 도움이 될 것으로 보인다. "지금껏 쓰레기통 정도로 치부되어 왔던 엑소솜이 암을 옮기는 역할을 한다니 놀랍다. 이번 논문은 엑소솜의 잠재력을 이용하는 데 한 걸음 더 다가가게 해 준 것으로 평가된다"고 캐나다 맥마스터 대학교의 크할리드 알네다위 박사(암 연구자)는 말했다.
위험한 화물
선행연구에서는 암세포가 정상세포보다 더 많은 엑소솜을 방출하는 것으로 밝혀진 바 있다(참고 2). 이에 MD 앤더슨 암센터의 라그후 칼루리 박사가 이끄는 연구진은, `암세포와 정상세포가 방출하는 엑소솜이 어떻게 다른지`를 밝혀내기 위해 이번 연구를 기획했다. 연구진은 배양된 세포에서 엑소솜을 분리하여 관찰한 결과, "암세포의 엑소솜은 정상세포와 달리 마이크로 RNA(miRNA)의 생성요소를 포함하고 있다"는 사실을 발견했다. (miRNA는 표적 유전자의 발현을 차단할 수 있다.)
연구진이 정상세포를 암세포의 엑소솜에 노출시켜 봤더니, 정상세포의 유전자 발현이 변화하는 것으로 나타났다. 그리고 유전자 발현이 변화한 세포를 마우스에게 주입하니 종양이 발생했다. 그러나 정상세포의 엑소솜은 종양을 초래하지 않았고, 암세포의 엑소솜에서 miRNA 생성기구를 무력화시킨 다음 정상세포와 접촉시키자 종양의 생성이 감소했다.
연구진은 건강한 지원자 8명과 유방암 환자 11명의 혈액에서 엑소솜을 채취했다. 채취된 세포를 정상세포와 뒤섞거나 마우스에게 주입한 결과, 유방암 환자의 엑소솜 샘플 중 5개는 종양을 초래한 반면, 건강한 사람의 엑소솜 샘플은 전혀 종양을 초래하지 않는 것으로 밝혀졌다. "엑소솜이 인체 내에서 얼마나 먼 거리를 이동하는지는 분명치 않다. 그러나 그것이 혈액에서 분리될 수 있다는 것은 이동성이 나름 크다는 것을 시사한다. 설사 엑소솜의 역할이 국지적일지언정, 인근의 암세포를 악화시키거나 건강한 세포를 암세포로 전환시키는 것은 얼마든지 가능하다"고 칼루리 박사는 말했다.
그러나 엑소솜을 차단함으로써 암의 진행을 지연시킨다는 것은 그리 간단한 문제가 아니다. 엑소솜이 정상세포에 영향을 미치는 메커니즘이 정확히 밝혀지지 않았을 뿐 아니라, 건강한 세포의 일부 엑소솜에도 암을 예방하는 단백질이 들어 있는 것으로 알려져 있기 때문이다(참고 3).
그러므로 엑소솜을 당장 활용하려고 한다면, 암을 치료하기보다는 암을 탐지하거나 모니터링하는데 눈을 돌리는 것이 현실적이라고 할 수 있다. "엑소솜은 종양세포보다는 혈액 속에 더 많이 존재하고, 종양세포에 붙어 있는 것보다는 혈액 속에 부유하는 것이 분리하기도 쉽기 때문에, 암을 추적하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 각각의 세포들은 수백만 개의 엑소솜을 만들어내므로, 액소솜은 암을 추적할 수 있는 강력한 도구"라고 칼루리 박사는 말했다.
※ 참고문헌
1. Melo, S. A. et al. Cancer Cell http://dx.doi.org/10.1016/j.ccell.2014.09.005 (2014).
2. Logozzi, M. et al. PLoS ONE 4, e5219 (2009).
3. Putz, U. et al. Science Signaling 5, ra70 (2012). http://dx.doi.org/10.1126/scisignal.200308
http://www.nature.com/news/cancer-cells-can-infect-normal-neighbours-1.16212
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