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국내 연구팀이 세계 최초로 규명한 암세포의 에너지원ㅣ국립암센터 김수열 박사

M김소희

1,382명이 읽었어요

2022.09.08 16:55:57

본 컨텐츠는 의학채널 비온뒤의 컨텐츠를 편집한 것으로,
특정 제품의 효능·효과에 대한 정보가 아닙니다.

암세포의 에너지원, 포도당이 아닌 '이것'이다

2022. 08. 28

기존 항암 치료법의 한계를 돌파할 수 있는 중요한 연구 나왔습니다. 국립암센터 김수로 박사팀이 암세포의 에너지원이 지방산임을 세계 최초로 규명했습니다.

1. 암 세포의 에너지 대사에 관한 기존 연구의 한계

기존의 암 에너지 대사에 대한 개념이 바뀐 내용을 설명드리겠습니다. 먼저, 정상세포가 에너지를 어떻게 공급받는지에 대해 말씀드릴게요. 정상세포는 포도당을 혈관으로부터 공급받아 미토콘드리아에서 ATP라는 에너지로 전환시킵니다. 이게 정상 세포가 에너지를 생산하는 방법이에요. 그런데 암세포는 미토콘드리아가 망가져 미토콘드리아로 가기 전에 포도당이 세포질에서 젖산으로 바뀌면서 세포질에서 약간의 ATP가 만들어진다고 설명합니다. 이것이 와버그 효과(Warburg effect)라고 알려진 내용입니다.

그런데 사실 대부분의 ATP는 미토콘드리아에서 만들어지고 세포질에서 만들어지는 ATP는 정상의 1/36밖에 안 됩니다. 따라서, 굉장히 소량의 에너지가 만들어지기 때문에 앞뒤가 좀 안 맞는 설명이었어요. 이번에 저희는 와버그 효과는 합성 작용에 필요한 대사이고, 암세포의 에너지 대사는 혈중에 있는 지방을 흡수해 지방을 미토콘드리아에서 태우고 ATP라는 에너지를 합성한다는 것을 세계 최초로 규명했습니다. 즉, 암세포가 에너지를 만드는 방식이 지금까지는 포도당이라고 생각했었는데 그게 아니고 지방산에 절대적으로 의존한다는 것을 밝힌 것입니다.

이를 더 쉽게 설명해드릴게요. 여러분도 알다시피 전기를 생산하는 에너지를 생산해 내는 데는 두 가지 방법이 있는데요. 하나는 수력 발전, 다른 하나는 화력 발전입니다. 수력 발전은 물이 들어가 있는 탄수화물을 비유한 것입니다. 정상세포가 탄수화물을 태워 에너지를 만들어내는 수력 발전으로 에너지를 생산한다면, 와버그 박사께서 발견하신 것은 탄수화물은 전부 다 젖산을 만들기 때문에 암세포는 수력 발전을 하지 않는다는 것이죠. 그렇다면 발전기를 돌릴 수 있는 유일한 소스는 화력 발전밖에 없습니다.

그래서 저희가 발견한 것은 암세포는 기름을 태우는 화력 발전으로 전기를 공급한다는 것입니다. 따라서 화력 발전을 막아주는 신약을 개발하면 정상세포는 수력 발전을 하기 때문에 손상을 받지 않고 암세포는 화력 발전이 막혀 전기 공급이 되지 않기 때문에 사멸하게 돼 있는거죠.

현재 암세포의 화력 발전을 막는 약을 만들어서 국립암센터에서 임상시험에 들어가려고 준비 중에 있습니다.

2. 왜 암세포는 지방산으로 대사를 하는가?

이유는 명확하게 밝혀진 바가 없습니다. 모든 암세포가 수없이 많은 돌연변이를 갖고 있는데, 모두 다른 돌연변이를 가진 암세포가 공통적으로 똑같은 현상을 나타내는 게 포도당을 젖산으로 만드는 거거든요. 그러니 왜 그런지, 젖산이 무슨 역할을 하는지도 정확히 알 수는 없습니다.

하지만 명확한 것은 암세포가 포도당을 다 젖산으로 만들어 버린다는 것입니다. 그래서 이를 이용한 항암제도 많이 개발되고 있어요. 지금까지의 축적된 정보를 종합해 보면 암세포는 포도당을 가지고 젖산을 만들어 핵산이나 아미노산을 합성하는 데 많이 쓰인다고 알려습니다.

그럼 에너지는 어디서 올까요? 정상세포는 포도당을 태우면서 CO2가 6개가 나와요. 이렇게 이산화탄소를 만들면서 ATP를 만들어내는데, 암세포는 이산화탄소를 안 만들기 때문에 이를 아미노산이나 핵산을 만들어내는 데 사용합니다. 그러면 호흡을 하지 않으면 ATP는 어떻게 들까요? 이전에는 ATP를 만들 수 있는 소스에 대해 알 수 없었는데, 암세포가 지방을 CO2로 만들면서 지방산을 태워 ATP를 만든다는 것을 저희가 처음으로 규명한 겁니다.

3. 이번 연구결과의 성과

사실 성과는 모든 암에 다 적용이 되는 사안이지만 소외된 암종들, 항암제 개발이 어려운 암종을 겨냥해서 암 치료제를 개발하려고 합니다. 췌장암 치료제 개발을 먼저 도전하려고 하고 있고요. 그리고 효과가 뚜렷하게 있다면 모든 암으로 확대하려고 하고 있습니다. 그리고, 말씀드렸다시피 매커니즘이 지방산 산화를 막는 거기 때문에 식단 중에 지방이 저지방 식단을 이용하는 등 임상시험에서도 항암 치료, 식단 조절도 병행해 진행하려고 하고 있습니다.