많은 과학자들은 종양발생(oncogenesis, 정상세포가 암세포가 되는 과정)의 메커니즘을 이해하기 위해 연구에 매진하고 있다. 격렬한 운동을 하는 동안 생성되는 젖산(lactate)이 종양형성 과정에서 담당하는 역할에 대해 설명하는 새로운 연구가 발표되었다.
Carcinogenesis 에 게재된 이 연구는 종양발생에서 젖산의 역할을 분석하였다. 젖산은 해당과정(glycolysis)의 부산물로, 설탕(sucrose) 또는 포도당을 통해 에너지를 생산하는 과정에서 만들어진다. 강도 높은 운동을 하는 동안 젖산은 조직 및 혈액에 축적되며, 때때로 신체기능 저하와 근육경직을 일으킨다.
20세기 초, 독일의 과학자 Otto Warburg는 암세포가 정상세포보다 많은 포도당을 소비한다는 것을 발견했다. 바르부르크 효과(Warburg effect)라고 불리는 이러한 현상은 암세포가 정상세포에 비해 더 활발한 해당과정을 통해 더 많은 젖산을 생성한다는 사실을 의미한다.
Colorado 대학 Boulder's Sports Medicine and Performance Center의 Sports Performance Department and physiology laboratory 소장이며 이 연구의 제 1저자인 Inigo San Millan과 연구진은 바르부르크 효과가 발생하는 원인을 알아보고자 연구를 시작했다. Warburg의 연구 이후 암 연구의 초점은 세포 대사(cell metabolism)에서 유전학으로 옮겨갔지만 이들의 새로운 연구는 젖산을 암 연구의 중심으로 되돌리고 있다.
■ 종양발생에서 젖산의 역할
San Millan과 연구진은 종양발생으로 이어지는 다섯 단계 즉, 혈관신생(angiogenesis, 종양 내부에 새로운 혈관이 형성되는 과정), 면역회피(immune escape, 암세포가 몸의 면역반응을 피하는 능력), 세포 이동, 전이 및 암세포가 자급자족하게 하는 대사시스템에서 젖산의 역할을 밝히기 위한 실험을 수행하였다. 연구진은 위의 다섯 단계에서 젖산이 공통적으로 필요한 “유일한 대사물"임을 밝혔다.
이 연구는 전이단계에서 암세포의 확산을 돕는 산성 미세환경(acidic microenvironment)을 만드는 젖산의 역할에 대해 설명하였다. 또한 젖산과 유전적 요소 사이의 연관성도 연구하였다. 연구진은 대부분의 암에서 흔하게 발견되는 3가지 전사 인자(transcription factors), 즉 HIF-1, cMYC, p53가 젖산의 농도를 조절하는 메커니즘이 작동되지 못하게 하고 이러한 상태를 지속시킨다는 가설을 세웠다.
■ 암의 억제를 위해 젖산을 억제해야
종양발생에서 젖산이 중대한 역할을 한다는 것은 정기적으로 운동하는 사람들에서 암 발생위험이 낮은 이유를 설명할 수 있다. 운동 선수나 꾸준히 운동을 하는 사람들의 경우 체내에서 효율적으로 젖산을 에너지원으로 전환시키며 젖산이 지나치게 축적되지 않도록 단련되어 있다.
이 연구결과를 토대로 연구진은 과도한 설탕을 섭취하는 식단과 주로 앉아서 일하며 몸을 많이 움직이지 않는 생활방식의 결합이 젖산의 과도한 축적으로 이어져 암 발생을 초래할 수 있다고 추측하였다.
San Millan은 이 연구를 통해서 암을 이해할 수 있는 새로운 문이 열렸다고 하면서, 젖산이 종양형성의 첫 단계에 존재할 뿐만 아니라 매 발달단계마다 필수조건임을 보여준다고 말했다.
그는 가까운 미래에 콜로라도 대학병원(University of Colorado Hospital)과 협력하여 암 환자에게 맞춤형 운동 프로그램의 효과를 연구할 것이라고 밝혔다. 해당 연구진은 이미 유방암 세포주(breast cancer cell line)를 연구 중이다.
또한 그는 암 연구분야에서 ‘암을 막기 위해서는 젖산을 억제해야 한다’는 가설이 인정받기를 바란다고 하면서, 궁극적으로 그들의 연구가 젖산 축적을 막는 신약 개발에 도움이 될 수 있기를 희망하였다. 세포 간에 젖산을 운반하는 monocarboxylate transporter (MCT)를 타겟으로 하는 약물 등 신약 개발에 이용될 수 있는 많은 방법이 있다고 언급하였다.
출처: MedicalNewsToday
