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미국 연구진 “염증으로 DNA가 손상되면 암 발생하는 경로 규명” - 염증으로 생긴 ‘산화 스트레스’가 DNA 손상하는 과정 확인 - DNA ‘G’ 염기가 ‘산화 G’로 변이하면 정확한 복제 방해해 암 발생
  • 기사등록 2022-06-08 11:34:16
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▲ 픽사베이



[트리니티메디컬뉴스=김여리 기자] “염증이 어떻게 건강한 세포를 악성 종양세포로 바꿀 수 있을까” 이런 의문은 암의 발생 메커니즘과 관련해 항상 제기되는 의문이다. 이와 관련, 미국 연구진이 염증이 유발하는 산화 스트레스(oxidative stress)가 이 메커니즘에 밀접하게 관여한다는 사실을 규명했다.

   

결론부터 말하면, 산화 스트레스가 DNA를 손상시켜 유전자 염기서열에 혼란을 야기했고, 이렇게 발생한 돌연변이가 축적되어 암이 됐다. 이번 연구는 특정한 유형의 암이 생길 때 염증과 산화 스트레스가 어떤 역할을 하는지 규명했다는 점에서 주목된다.

   

연합뉴스에 따르면, 미국 밴 앤덜 연구소(Van Andel Institute) 게르트 화이퍼 후성유전학 교수팀은 자체 개발한 신종 ‘써클 대미지 시퀀싱(CD-seq)’ 기술을 이용해 산화 스트레스로 생기는 두 가지의 DNA 손상 유형을 파악한 뒤 이를 COSMIC 데이터베이스에 등록된 암 돌연변이 특성과 비교 분석했다.

   

밴 앤덜 연구소(VAI)는 미시간주에 있는 생의학 전문 연구교육 기관이며, 영국의 웰컴 트러스 생어 연구소가 운영하는 COSMIC는 인간의 암에서 발견되는 체세포(비생식 세포) 돌연변이를 모아놓은 세계 최대 규모의 온라인 DB이다.

   

연구팀은 연구에서 산화 스트레스로 유발된 두 가지 DNA 손상 패턴이 식도암, 위암과 같은 상부 위장관 암의 돌연변이 특징과 일치한다는 사실을 확인했다.

   

실제로 상부 위장관 암은 염증성 전조 질환을 거쳐 생기는 사례가 많다. 예컨대 헬리코박터균이 위벽 상피 조직을 손상시켜 염증과 궤양을 유발하는 사례도 여기에 해당된다. 또 위산 역류로 식도 내벽에 염증이 생기면 점막이 위처럼 변하는 이른바 ‘바렛 식도(Barrett's esophagus)’ 증상도 마찬가지다. 염증이 오래가면 암이 생길 위험도 커진다는 걸 보여주는 대표적인 사례다.

   

염증이 유발하는 산화 스트레스가 DNA의 염기 한 개의 복제를 방해한다는 점도 새로 확인했다. 상부 위장관 암세포는 DNA의 4가지 염기 가운데 ‘G(구아닌)’가 ‘산화 G’로 바뀌어 있었고, 이런 복제 오류가 축적돼 암이 된다는 것이다.

   

화이퍼 교수는 “염증과 산화 스트레스가 구체적으로 어떻게 암을 일으키는지를 놓고 오랫동안 논쟁이 이어졌다”면서 “이번 연구 결과가 게임체인저(gamechanger)가 되기를 희망한다”고 했다.

   

화이퍼 교수는 “‘올바른 도구(right tools)’, 즉 ‘써클 대미지 시퀀싱’ 기술이 있었기에 이 같은 성과를 얻을 수 있었다”고 강조했다.

   

연구팀이 개발한 CD-seq는 DNA를 원(圓)으로 늘어서게 유도해 PCR(중합효소 연쇄반응) 기술로 대량 복제한 뒤 염기서열을 분석하는 기술이다. 이렇게 하면 손상된 위치의 염기가 어떤 것인지 정확히 가려낼 수 있다고 연구팀은 설명했다.

   

염증은 인체의 선천적인 면역반응으로, 감염이나 상처 치료의 한 과정이다. 하지만 이런 염증은 몸에 해로운 병리학적 증상인 경우가 많다. 염증 과정에서 발생하는 활성산소종(ROS·Reactive Oxygen Species)이 대표적이다.

   

불안정한 분자 상태인 ROS는 정상적인 세포 기능과 세포 간 신호 교환에 중요한 역할을 한다. 그런데 염증 반응이 필요 이상으로 오래가면 ROS가 과도하게 축적돼 산화 스트레스가 급속히 증가한다. 이 과정에서 암이 생긴다는 것은 이전부터 알려진 사실이다.

   

화이퍼 교수는 “인체는 손상된 DNA를 수리하고 산화 스트레스를 줄이는 훌륭한 방어 체계를 갖고 있지만, 항상 완벽히 작동하지 않는 게 문제”라며 “염증과 암의 연관성을 더 깊이 이해할수록 더 효과적인 예방 전략을 세울 수 있을 것”이라고 말했다. 이 연구 결과는 6일(현지 시각) ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’에 게재됐다.    



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