유방암의 나노소포체, 암 전이의 '비료'

인공 간으로 유방암 간 전이 과정 규명
유방암 나노소포체가 암 씨앗과 혈관 간 접착 늘려

24일자 ACS Nano 표지논문

[아시아경제 황준호 기자] 유방암이 간에 전이되는 과정이 새롭게 밝혀졌다. 유방암에서 나오는 나노소포체가 유방암의 씨앗을 다른 장기에 더욱 잘 달라붙게 만드는 역할을 한다는 것을 확인한 것이다. 연구진은 간으로 전이 빈도가 높은 췌장암, 대장암 등의 전이 과정도 밝혀낼 수 있을 것으로 예상했다.

조윤경 울산과학기술원 바이오메디컬공학과 교수(기초과학연구원 첨단연성물질연구단 그룹리더)팀은 이같은 내용의 연구 결과를 국제학술지인 ACS Nano의 표지논문으로 최근 실었다고 30일 밝혔다.

3D간 칩으로 유방암 전이 과정을 밝히다

유방암 유래 나노 소포체에 의해 간 혈관세포에 부착되는 유방암 세포 양이 증가함

연구팀은 암 세포에서 나온 나노소포체가 암 전이 과정에서 어떤 역할에 대해 밝혀냈다. 나노소포체는 세포가 배출하는 나노미터(1nm, 10-9) 수준의 행낭이다. 세포들은 소포체 안에 각종 단백질 정보를 담아 서로 소통한다. 암세포 역시 나노소포체를 배출하는데 어떤 역할을 하는지는 밝혀지지 않았다.

연구팀은 암세포에서 나온 나노소포체가 암 전이에 중요한 역할을 한다는 가설을 검증하기 위해 간세포가 배양된 칩을 활용했다. 이를 통해 유방암에서 나온 나노소포체가 간의 혈관벽을 더 끈끈하게 만든다는 것을 관찰했다. 나노소포체 표면의 종양성장인자(TGFβ1)가 혈관벽의 끈끈이 단백질인 파이브로넥틴 양을 증가시켰기 때문이다. 이로 인해 유방암 씨앗(순환 종양 세포)이 혈관벽에 3배 이상 더 잘 달라붙게 됐다.

조윤경 교수는 "장기에 암 세포가 뿌리내리기 좋은 환경이 조성돼 전이가 잘 발생한다는 '토양과 씨앗' 가설이 이번 연구로 힘을 얻게 됐다"며 "나노소포체는 이 과정에 토양을 비옥하게 만드는 '비료' 역할을 하는 것"이라고 설명했다.

이번 연구에 제1저자로 참여한 김준영 UNIST 생명과학부 박사는 "장기-온-어-칩(Organ-on-a-Chip) 기술을 나노소포체에 의한 암 전이 과정을 이해하는 데 최초로 적용했다"며 "간을 구성하는 다양한 세포를 함께 배양해 인체 간 조직과 유사 할 뿐만 아니라 혈액을 흘려보낼 수 있어 혈액 속에 포함된 나노소포체의 역할을 제대로 이해할 수 있었다"고 말했다.

췌장암 나노소포체도 암 전이의 비료 역할

유방암의 간 전이현상과 간을 모방한 인공간칩(Liver-on-a-Chip)의 구조

연구팀은 유방암 외에도 간 전이가 잘 발생하는 암, 간 전이가 발생하지 않는 암, 건강한 사람의 나노소포체 등을 대조군으로 활용해 나노소포체의 역할을 구체적으로 입증했다. 간 전이가 잘 발생하는 췌장암 유래 나노 소포체는 유방암 유래 나노소포체와 동일한 기능을 했다. 또 간 전이가 발생한 유방암 환자는 간 전이가 발생하는 않은 유방암 환자나 정상인보다 나노 소포체의 종양성장인자 발현양이 높은 것으로 나타났다. 이는 나노 소포체의 종양성장인자 발현과 순환종양세포의 접착 수 증가 간 연관성이 높다는 것을 뜻한다.

조 교수는 "유방암의 간 전이과정에 대한 이해를 바탕으로 간 전이 빈도가 높은 췌장암, 대장암 등의 전이 과정도 밝혀 낼 수 있을 것"이라며 "간은 전이암 발생빈도가 매우 높고, 전이 암 발생 시 사망률이 급격히 증가한다는 점을 고려한다며 이번 연구의 의미가 크다"고 전했다.