아미노산 아스파르트산염이 폐에서 암세포의 군락화를 촉진
암 환자의 경우 특히 폐에서 전이가 발생하는 경우가 많다. 그 이유 중 하나는 폐에서 흔히 발견되는 아미노산 아스파르트산염이며, 생의학 과학자들이 발견한 바와 같이 복잡한 메커니즘을 통해 암세포가 쉽게 정착할 수 있도록 해준다. 이 메커니즘을 억제하는 기존 약물이 앞으로 전이를 예방할 수 있다고 연구팀은 "Nature"에 발표했다.
▲ 아미노산 아스파르트산염은 폐 전이의 발생을 촉진한다. pixabay
종양이 원발부위(primary site)를 넘어 신체의 다른 부위로 퍼진 암 환자의 절반 이상이 폐에 전이되었다. 이는 이 기관이 특히 암에 취약하다는 의미다. 폐가 암세포에게 그토록 유혹적인 장소가 되는 이유는 무엇일까? 폐의 구조와 환경은 종양세포에 유리한 것으로 알려져 있다. 하지만 그것만으로는 축적을 설명할 수 없다.
루벤(Leuven) 가톨릭대학교의 Ginevra Doglioni가 이끄는 팀은 최근 전이가 종종 폐에서 형성되는 이유를 더 자세히 조사했다. 이를 위해 생의학 과학자들은 암에 걸린 생쥐와 인간에게서 공격적인 폐 전이 샘플을 채취하고 RNA 서열 분석을 사용해 개별 세포에서 어떤 유전자가 활성화되고 어떤 영양소가 존재하는지 분석했다.
폐 전이 세포는 다른 단백질을 만든다
연구자들은 지나치게 활동적인 "translational programme, 변이 프로그램"의 증거를 발견했다. 따라서 암세포의 유전암호는 건강한 체세포보다 더 많이 단백질로 전이된다.
이는 번역을 시작하는 개시 인자 eIF5A의 후속 수정에 의해 촉발된다. 이러한 변형으로 인해 eIF5A가 과활성화되어 수많은 단백질이 더 많이 생산된다. 여기에는 암세포가 폐에서 자라는 것을 더 쉽게 만드는 콜라겐도 포함되어 있다. 그 결과 폐에 더욱 공격적인 변이가 발생한다.
아스파르트산염은 암세포의 단백질 생산을 변화시켜
도대체 공격적인 전이에서 이러한 증가된 단백질 생산은 어떻게 발생할까? Doglioni는 “우리는 생쥐와 암이 없는 환자에 비해 생쥐와 전이성 유방암 환자의 폐에서 높은 수준의 아스파르테이트를 발견했다”며 "이것은 아스파르테이트가 폐 전이에 중요할 수 있음을 시사한다"고 보고했다.
아스파르테이트는 혈액에서 매우 낮은 농도로만 발견되는 아미노산이다. 놀랍게도 이 단백질 구성 요소는 암 전이가 있는 쥐와 인간의 폐액에서 매우 많은 양으로 발견된다. 그곳에서 아스파르트산은 암세포의 표면 수용체(NMDA)에 결합하여 궁극적으로 eIF5A의 변형으로 이어지는 연쇄 반응을 유발한다.
이런 식으로 아스파테이트는 암세포에서 단백질 생산을 변화시킨다. 연구팀은 "우리는 폐 아스파르트산염이 eIF5A 변형과 콜라겐 합성을 촉진하는 대체 번역 프로그램을 촉진하는 NMDA 수용체를 활성화한다는 사실을 발견했다"고 요약했다.
폐 전이의 특징
Doglioni와 그녀의 동료들은 종양 오가노이드를 사용하여 또 다른 특징을 발견했다. 즉, 폐 전이의 암세포는 다른 기관의 전이에 있는 암세포보다 이러한 아스파르테이트 결합 수용체를 더 많이 가지고 있다는 것이다. "이 상관관계는 아스파르테이트 신호전달이 폐에서 자라는 암세포의 특징일 수 있음을 시사한다"고 KU Leuven의 수석 저자인 Sarah-Maria Fendt는 말했다. 따라서 폐의 높은 아스파르테이트 수치와 특수 암세포의 결합으로 인해 특히 많은 수의 2차 종양이 그곳에서 발생하게 된다.
이번 발견은 암 환자를 치료하고 향후 전이를 예방하는 데 도움이 될 수 있다. NMDA 수용체 또는 후속 신호 전달 경로를 억제하는 승인된 활성 성분이 이미 있다. "우리가 확인한 메커니즘을 표적으로 삼는 약물이 있으므로 추가 연구를 통해 임상 환경으로의 전환이 가능할 수 있다"고 Fendt는 말했다.
(Nature, 2025; doi: 10.1038/s41586-024-08335-7)
출처: Vlaams-Institut für Biotechnologie