분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2012-06-15 14:42:47 , Hit : 2771
 감염에 의한 발암 방법

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2012-06-15


간, 결장 또는 위암의 경우 가장 큰 위험 요소 중 하나는 이들 장기의 만성적 염증이며, 그 원인이 대개는 바이러스나 세균 감염이다. MIT에 의한 새로운 연구 결과는 그러한 감염이 어떻게 조직에 암을 일으키는 지에 대해서 포괄적 이해를 제공한다. 학술지 Proceedings of the National Academy of Sciences 의 인터넷 판에 6월 11일 실린 논문에서 이 MIT연구팀은 헬리코박터 헵티쿠스(Helicobacter hepaticus)에 감염된 생쥐의 간과 결장에서 일어나는 다양한 유전적 화학적 변화를 추적하였는데, 이 세균은 사람에서 위궤양과 암의 원인이 되는 헬리코박터 필로리와(Helicobacter pylori) 비슷하다.

이번 연구결과는 만성적인 염증이 가져올 건강상의 귀결을 예측하는 방법을 개발하고, 그러한 염증을 멎게 하는 약물을 디자인하는 데 도움이 될 수 있다. 감염으로 발병이 되는 메커니즘을 이해한다면 치료적 개입 방법을 찾을 수 있다는 것이 생물공학 교수인 드돈(Peter Dedon) 박사의 말이다. 이를 테면 만성적인 염증이 가지는 유독한 영향을 차단시키거나 중단시킬 수 있는 방법 개발이다. 드돈 박사는 이번 논문의 4명의 선임저자 중 한 명이고 태넌바움(Steven Tannenbaum) 교수 등이 연구에 참여했다.

<좋은 것이 너무 과함>
태넌바움 교수는 만성적인 염증과 암 사이의 관련성을 연구하는 데 집중하는 MIT 연구팀을 지난 30여 년 동안 이끌었다. 염증은 감염이나 손상 등에 대한 우리 몸의 정상적인 반응이지만, 너무 오래 가면 조직이 손상될 수 있다. 신체의 면역시스템이 병원균이나 세포의 손상을 감지하면, 대식세포 (macrophages)와 호중구(neutrophils)라고 불리는 세포의 유입이 활성화된다. 이들 세포의 임무는 세균, 죽은 세포 및 잔해물 (죽거나 손상된 세포들로부터 유리된 단백질, 핵산 그리고 기타 물질들)을 삼키는 것이다. 이 과정의 일부로써 이들 세포는 세균의 분해에 도움이 되고 반응성이 매우 높은 화학물질을 만든다.

세균을 삼키고 그 세균들에 이들 화학물질을 쏟아 붓는 과정에서, 그 화학물질이 스며 나오고 조직 속으로 들어가는데, 여기서 문제가 생긴다는 것이 드돈 박사의 말이다. 이로 인해서 오랜 기간에 걸쳐 지속된 염증이 결국 암으로 이어질 수 있다는 것이다. 학술지 The Lancet에 최근 실린 한 논문에서 전세계적으로 새로이 발생하는 암의 16% 정도가 감염에 의한 것으로 밝혀졌다.

<광범위한 손상>
이번 연구에서 헬리코박터 헵티쿠스로 감염된 생쥐를 분석했는데, 이 균은 사람에서의 염증성 장질환(bowel disease )과 비슷한 상황을 생쥐에서 유발한다. 20 주에 이르는 기간에 걸쳐서 생쥐의 간과 결장에 만성적인 염증이 발생되었으며, 일부의 경우는 결장 암도 나타났다. 그 20 주 기간 동안 12가지 유형의 서로 다른 DNA, RNA 그리고 단백질 손상이 측정되었다. 또한 감염의 진행에 따라서 조직의 손상이 조사되고 그리고 어떤 유전자가 활성화되고 불활성화되는 지가 측정되었다. 이번 연구에서 얻어진 핵심적인 발견 중의 하나는 간과 결장이 감염에 다르게 반응한다는 것이었다.

간에서와는 달리, 결장에서는 호중구가 하이포염소산 (hypochlorous acid, 가정용 표백제에도 들어있는)을 분비했는데, 이는 단백질, DNA 그리고 RNA에 염소원자를 부가시켜 상당한 손상을 초래한다. 이 하이포염소산은 세균을 죽이기 위한 것이지만, 주변의 조직으로 누출되어 결장의 표피세포에 손상을 가한다. DNA와 RNA에서의 염소성 손상물질인 클로로시토신(chlorocytosine)의 수준과 염증의 정도(severity)와 충분한 상관관계가 있다는 것을 연구팀은 확인했는데, 이는 결장, 간 또는 위장이 감염된 환자에서 만성적 염증이 가지는 위해성을 예측에 이용될 수 있다.
태넌바움 교수는 최근 단백질에서 또 다른 염소성 손상 물질을 확인했으며, 이 역시 염증과 상관관계가 있었다. 이들 결과는 염증에 호중구가 중요한 역할을 한다는 것을 의미하지만, 이들 손상된 분자로부터 암의 위험이 예측될 수 있는 지는 아직 확실하지 않다는 것이 드돈 교수의 말이다.

이번에 발견된 간과 결장 사이의 또 다른 차이점은 DNA 수선 시스템(repair systems)이 간에서는 더 활성화되지만, 결장에서는 덜 활발하고, 이는 두 조직에서 DNA 손상이 일어난 경우도 그러했다. 결장에서 일어나는 이런 현상은 일종의 이중고 일 수 있다고 한다. 즉, 이 세균에 의한 DNA 수선 억제와, 동시에 그 세균에 대한 면역 반응의 결과로 발생하는 인한 모든 DNA 손상을 그대로 가지게 되는 것이다. 이 연구자들은 또한 이전에 알려지지 않았던 유형의 DNA 손상을 생쥐와 사람에서 확인하였는데, 그 중 하나가 DNA의 구조물인 구아닌의 산화로 두 가지 새로운 산물인 스피로이미노디하이드로단토인 (spiroiminodihydantoin)과 구아니디노하이다노토인 (guanidinohydanotoin) 이다.

이 연구팀은 앞으로의 연구에서 암 발생 메커니즘을 더 상세히 조사할 계획이며, 여기에는 세포들에서 어떤 종류의 DNA 손상은 일어나고 다른 종류의 손상은 일어나지 않는 지에 대한 이유를 밝히는 것도 포함된다고 한다.
출처 : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-06/miot-hic061112.php








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