MIT, 고지방 식단이 대장암 간 전이 유발하는 분자 경로 규명

미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 하버드 의대 공동 연구팀이 대장암 세포가 간으로 전이되는 분자 경로를 규명했다. 연구팀은 고지방 식단이 체내 지질 분자인 세라마이드의 생성을 촉진하고, 이 세라마이드가 조직 재생 단백질 YAP1의 제동 장치를 풀어 암세포의 무한 증식과 이동을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스에 게재됐다.

고지방 식단이 암 전이의 스위치를 켠다

대장암 사망의 주요 원인은 원발성 종양 자체가 아니라 간 등 다른 장기로의 전이다. 연구팀은 고지방 식단이 이 전이 과정의 핵심 촉발 요인임을 동물 실험과 인간 환자 데이터 분석을 통해 확인했다. 고지방 식단을 섭취한 쥐는 건강한 식단을 섭취한 쥐에 비해 암세포의 YAP1 경로가 훨씬 강하게 활성화됐다.

YAP1은 본래 장 조직이 심각한 손상이나 감염을 입었을 때 재생을 돕는 단백질이다. 연구 수석 저자인 스와가타 고스와미 MIT 연구원은 "종양 세포가 전이를 진행하기 위해 이 정상적인 인체 회복 프로그램을 교묘하게 가로채는 것을 확인했다"고 설명했다. 고지방 식단으로 세라마이드가 증가하면 YAP1의 비활성 상태가 해제되고, 암세포는 이 재생 프로그램을 이용해 무한 증식하면서 간으로 이동하는 능력을 얻게 된다.

인간 대장암 환자의 RNA 염기서열 분석에서도 같은 패턴이 확인됐다. 체질량지수(BMI)가 높은 환자일수록 전이성 암세포에서 YAP1이 조절하는 표적 유전자의 발현이 훨씬 강하게 나타났으며, 이 유전자 발현이 높은 환자군은 정상 체중 환자에 비해 전반적인 생존율이 유의미하게 낮았다.

세라마이드 차단으로 전이 억제 가능성 확인

연구팀은 유전자 조작을 통해 YAP1이나 세라마이드 생성을 억제한 쥐에서 대장암의 간 전이가 극적으로 감소하는 결과를 확인했다. 오메르 일마즈 MIT 생물학과 교수는 "약물로 조절 가능한 새로운 경로를 발견했다"며 "세라마이드를 만드는 효소를 차단하면 종양 세포가 이 재생 프로그램을 켤 수 없어 간 전이를 대부분 막을 수 있다"고 밝혔다. 그는 "이번 연구가 비만이 대장암 진행을 촉진하는 이유를 분자 수준에서 명확히 설명해 준다"고 덧붙였다.

이 연구 결과는 식단의 급격한 서구화를 겪고 있는 국가들에도 시사하는 바가 크다. 한국은 최근 20~49세 젊은 층의 대장암 발병률이 세계 1위를 기록하고 있으며, 해외 전문가들은 그 원인으로 고지방·고칼로리·육류 위주로의 식단 변화를 지목해 왔다. 이번 연구는 고지방 식단이 세라마이드 증가와 YAP1 활성화를 거쳐 암 전이를 유발하는 경로를 분자생물학적으로 규명함으로써, 이러한 역학적 관찰에 과학적 근거를 제공한다.

표적 치료제 개발 착수와 남은 과제

MIT 연구팀은 현재 세라마이드 생성에 직접 관여하는 두 가지 효소인 DEGS1과 DEGS2를 억제하는 표적 치료제 개발에 돌입했다. 이 약물이 성공적으로 개발되면 대장암 진단 직후 간 전이를 원천 차단하는 혁신적인 예방 치료법이 될 수 있다.

다만 연구팀은 세라마이드가 건강한 정상 조직의 기능 유지에도 필수적인 물질이라는 점을 경고했다. 향후 개발될 약물은 암세포의 경로만 선택적으로 차단할 수 있는 높은 선택성을 갖춰야 한다는 의미다. 또한 이번 연구 결과가 명확하더라도, 이미 대장암을 진단받은 환자에게 즉각적인 식단 변경을 공식 권고하기 위해서는 인체를 대상으로 한 추가 임상 연구가 선행돼야 한다.