식이 제한해 암 전이 막는다

과학기술

식이 제한해 암 전이 막는다
아스파라긴 제한 효과, 다른 암에도 영향 미칠 듯

2018.02.08 07:37 김병희 객원기자

다기관 연구팀이 유방암 전이를 막는 식이요법을 발견했다.

영국 암 연구소(Cancer Research UK)와 미국 시더스-사이나이 의료원 등 10여개 기관의 과학자들은 아스파라긴(asparagine)이라는 아미노산이 유방암 전이에 필수요소라는 사실을 발견하고 이를 제한함으로써 암세포가 실험용 쥐의 다른 장기에 침범하는 것을 막을 수 있었다고 과학저널 ‘네이처’(Nature) 7일자에 발표했다.

대부분의 유방암 환자는 1차로 발생한 원발 종양으로 사망하기보다 종양이 폐나 뇌, 뼈 등 다른 장기로 전이됨으로써 사망에 이른다. 암이 전이되기 위해서는 먼저 원래의 종양을 남겨놓은 다음 혈류로 들어가 ‘순환하는 종양 세포’로 생존하다 다른 장기에 침범해 둥지를 틀어야 한다.

따라서 이 과정을 중단시킬 방법을 찾는 것이 유방암 환자의 생존률을 증진시키는 기본이 된다.

유방암 세포를 3차원으로 배양한 모습. CREDIT: National Institutes of Health (Dao Tiensinh)

재발 잘 되는 삼중음성 유방암 대상 실험

영국 케임브리지 인스티튜트 암 연구소 과학자를 비롯한 연구진은 삼중음성 유방암을 가진 실험용 생쥐에서 L-아스파라기나아제(asparaginase)라 불리는 약제로 아스파라긴 생산을 차단하는 한편 아스파라긴산 저감 식이요법을 시행해 유방암 전이 능력을 크게 감소시키는 성과를 얻었다.

삼중음성 유방암은 에스트로겐 수용체(ER)와 프로게스테론 수용체(PR), 인간 상피성장인자 수용체(HER-2) 등 세 가지 수용체가 모두 발현되지 않아 항호르몬 치료나 표적치료제를 사용할 수 없고, 다른 유형에 비해 재발이 잘 되며 예후가 나쁜 암으로 알려져 있다.

아스파라긴은 아미노산의 일종으로 세포가 단백질을 만들기 위해 사용하는 구성요소다. 우리 몸에서도 아스파라긴을 만들 수 있고, 먹는 식단에도 들어 있다. 특히 아스파라거스나 콩, 유제품, 가금류와 해산물 등에 고농도로 함유돼 있다. 아스파라긴이 많은 식품에는 유제품과 유청, 쇠고기, 가금류, 계란, 생선, 해산물, 아스파라거스, 감자, 견과류, 종자, 콩과 식물을 비롯한 전체 곡물이 포함된다. 이에 비해 대부분의 과일과 채소에는 아스파라거스가 적은 것으로 알려져 있다.

연구 성과 설명 동영상 캡처. https://twitter.com/i/web/status/961299628623884288 CREDIT: Cancer Research UK

연구 성과 설명 동영상 캡처. 관련 동영상 CREDIT: Cancer Research UK

아스파라긴 합성효소 억제하자 암 전이 크게 줄어

연구팀은 유방암 환자들의 데이터를 조사하기 위해 실험용 쥐를 대상으로 연구를 실시했다. 연구 결과 환자들의 데이터는 유방암 세포들이 아스파라긴을 만들 수 있는 능력이 클수록 질병이 더욱 잘 퍼진다는 사실을 나타냈다. 다른 여러 암 종류에서도 암세포가 아스파라긴을 만드는 능력이 증가하면 환자의 생존률이 감소되는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 원발 종양에서 아스파라긴을 만드는데 사용된 효소 세포인 아스파라긴 합성효소(asparagine synthetase)의 존재가 암 전이와 밀접한 관련이 있다는 사실을 발견하고, L-아스파라기나아제 약제와 식이 제한으로 이 합성효소를 감소시키자 암 전이가 크게 줄어들었다.

연구에 참여한 과학자들은 앞으로 병원에서 항암요법과 같은 전통적인 치료법과 함께 질병 확산을 막고 치료 결과 개선을 위해 암환자들에게 아스파라긴 제한 식이요법을 시행해 줄 수 있을 것으로 믿고 있다. 이번 발견은 또 신장암과 두경부암을 비롯한 다른 유형의 암 치료에도 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

연구 성과 설명 동영상 캡처. CREDIT: Cancer Research UK

“다른 암 치료에도 활용할 수 있을 것”

논문의 시니어 저자인 그렉 해넌(Greg Hannon) 영국 암 연구소 교수는 “이번 연구를 통해 유방암 세포의 전이 능력을 촉진시키는 핵심 메커니즘 하나를 찾아냈다”며, “아스파라긴을 제한해 그 유용성이 줄어들었을 때 유방암 원발 종양에는 영향이 거의 미치지 않았으나 암세포가 신체 다른 부위로 전이되는 능력은 감소했다”고 밝혔다.

그는 “이번 발견은 암 환자가 사망하는 주요 원인인 암 확산을 어떻게 막을 것인가에 대한 중요한 정보를 추가했다”고 말하고, “앞으로 식단 조절계획이나 다른 방법을 통해 이 아미노산을 제한하는 것은 유방암이나 다른 암 환자들을 위한 추가적인 치료의 한 부분이 될 수 있다”고 덧붙였다.

연구 성과 설명 동영상 캡처. CREDIT: Cancer Research UK

환자 임상시험 착수 예정

영국 암연구소 수석 임상의인 찰스 스완튼(Charles Swanton) 교수는 “이번 연구는 암 확산에 필수적인 영양 공급을 차단하는 것이 암 억제에 어떻게 도움이 될 수 있는지를 살펴본 흥미로운 연구”라고 평했다.

흥미롭게도 L-아스파라기나아제는 아스파라긴에 의존하는 급성 림프구성 백혈병 치료에 사용되고 있다. 따라서 이 약은 앞으로 유방암 치료에도 도움이 될 가능성이 있다.

연구팀은 현재 건강한 참가자들이 아스파라긴 저감 식단을 섭취하는 초기 임상시험을 고려하고 있다. 이 식이요법을 통해 아스파라긴 수치가 줄어들면 다음 단계로 암 환자에 대한 임상시험이 실시될 것으로 보인다. 논문 제1저자 중 한 사람으로 시더스-사이나이 의료원 생물정보학 및 기능유전체학센터 부원장인 시몬 노트(Simon Knott) 박사는 “암 환자를 대상으로 한 임상시험에는 화학요법 및 면역요법과 함께 식이 제한 요법이 사용될 것”이라고 밝혔다.

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