미국·캘리포니아주 스탠포드 - 스탠포드대학 줄기세포생물학·재싱의료연구소 마이클 클라크(Michael Clarke) 교수는 정상 줄기세포와 암줄기세포 양쪽이 자가복제할 때 이용하는 공통 분자경로를 최초로 발견했다고 Cell에 발표했다.
암줄기세포 가설 지지
이번 연구에서는 유방암 줄기세포와 정상 유선줄기세포는 자기복제시 공통의 세포집단에서 시그널 전달을 약화시키는 것으로 확인됐다.
그리고 이러한 시그널 가운데 하나에 관여하는 miR-200c의 발현을 증강시키면 암줄기세포와 정상줄기세포 모두 분화·복제능력이 크게 억제되는 것으로 나타났다.
양쪽 줄기세포에 공통되는 조절경로의 발견은 암줄기세포와 정상줄기세포가 공유하는 기본적인 성질이 존재한다는 개념을 입증하는 것이다.
클라크 교수는 “이번 지견은 암줄기세포 가설을 입증한 것이다. 이 2종류의 세포(암줄기세포와 정상줄기세포)의 분자적 관련성에 대해서는 지금까지 많이 고찰돼 왔지만 실제로 분자경로가 발견된 것은 이번이 처음”이라고 말했다.
암줄기세포 가설이란 암은 다양한 세포가 모인 집합체이지만 암의 증식·생존을 조절하는 것은 그 중 일부 세포뿐이라는 설이다.
이들 세포가 암줄기세포이며, 대부분 정상줄기세포와 공통된 성질을 갖고 있다.
체내 대부분의 세포는 자기복제를 할 수 없지만 줄기세포는 자기복제능과 다른 조직의 세포로 분화·성숙하는 다분화능을 함께 갖고 있다.
예컨대 골수속의 조혈줄기세포는 자기복제하여 새로운 조혈줄기세포를 만들어내는 능력과 여러 종류의 성숙혈액세포로 분화하는 능력을 모두 갖고 있다.
이번 지견은 암줄기세포의 활동에 관해 중요한 에비던스를 제공하지만 그렇다고 즉시 신규 암치료법에 사용되는 것은 아니다.
문제는 이 메커니즘을 이용해 암을 공격했을 경우 사람이 생존하는데 필요한 정상 줄기세포에도 영향을 미치기 때문이다.
그러나 암 세포가 계속 생존하는 메커니즘을 이해하는 것은 장래적으로 새로운 암치료법의 개발로 이어질 수 있다.
교수는 “정상줄기세포와 암줄기세포 복제에서 나타나는 미묘한 차이를 파악하고 이러한 차이를 이용해 암세포만을 공격할 수 있다면 가장 이상적인 치료법”이라고 덧붙였다.
분리한 암줄기세포의 시그널 분석
이번 연구는 종양세포를 모두 스크리닝하는 것이 아니라 암줄기세포에만 초점을 맞추는 연구법의 위력도 입증했다.
예컨대 지금까지는 종양을 구성하는 전체 세포의 분자 시그널을 검토하여 암세포 복제에 관한 이해를 높여왔다.
하지만 이러한 분석방법으로는 암줄기세포가 miR-200c의 발현을 통한 경로를 이용한다는 사실을 해명하지 못했다.
원인은 암줄기세포 외에 다른 세포가 훨씬 많고 이러한 세포가 내는 대량의 분자 시그널과 뒤섞여 암줄기세포의 시그널이 감춰졌기 때문이라는게 교수의 견해다.
그래서 우선 암줄기세포를 분리하고 그 후에 분석한 결과에서 클라크 교수는 “일반적인 종양세포수가 100개면 암줄기세포는 1개정도에 불과해 분리는 기술적으로 어렵지만 성공하면 큰 혜택을 얻을 수 있다”고 설명했다.
이처럼 줄기세포만을 분석함으로써 암줄기세포와 정상줄기세포의 복제를 조절하는 분자 시그널에 공통성이 있음이 밝혀지게 된 것이다.