종양생물학 : 기타 분자적 변화

암세포는 각각의 단백질의 농도에서 많은 변화를 보였다. 성장조직에서 보통은 나타나지 않은 독특하거나 또는 비정상적인 단백질의 변화가 해당된다. 암세포에서 보여주는 대부분의 분자적 변화는 정상 단백질의 양 또는 활성이 증가 또는 감소되는 것을 말한다. 

 

세포 외부에 존재하는 세포막을 구성하는 변화들이 거의 보편적으로 암세포에서 관찰되나, 정상 세포가 증식할 때 이와 비슷한 변화가 일어나기 때문에 이런 변화들의 중요성을 평가하기란 종종 어렵다. 예를 들어, 당, 아미노산, 다른 영양소의 흡수에 관여하는 막 전달 단백질은 암세포에서 빈번히 활성화된다. 그러나 이런 유사한 증가는 영양소 또는 성장인자 첨가로 분열이 자극된 정상세포에서도 관찰된다. 그래서 암세포에서 독특한 역할을 하는 막의 변화와 일반적으로 분열하는 세포의 특징인 막변화를 구별하는 것은 중요하다.

암세포의 행동에 대해, 특히 독특하고 중요한 세포의 표면 변화 중에 부착성에 영향을 주는 것들을 들 수 있다. 정상 조직에서는, 세포 간 부착(cell-cell adhesion)은 그들이 자리잡은 장소에서 유지될 수 있도록 도와준다. 암세포에서는 이러한 부착성이 감소되거나 완전히 손실된다. 암세포의 감소된 부착성은, 세포 표면에 존재하면서 세포와 세포 간의 부착단백질인 E-카드헤린(E-cadherin)의 결함에서 유래한다. 

암세포에서 변화된 두 번째 세포 표면 특징은 렉틴(lectin)이라는 단백질에 실험적으로 노출될 때 암세포끼리 서로 덩어리를 이루려는 경향이 향상되는 경향을 들 수 있다. 렉틴은 2개 또는 그 이상의 탄수화물 결합 부위를 가지고 있는 탄수화물이 결합하는 단백질로서 하나의 렉틴 분자가 각각의 세포 표면에 노출된 탄수화물 그룹에 결합함으로써 2개의 세포를 서로 연결할 수 있다. 결과적으로 렉틴이 떠 있는 분리된 세포에 첨가되었을 때, 렉틴 분자는 서로 세포를 연결하여 커다란 덩어리를 형성한다. 암세포의 세포 표면에 렉틴이 결합할 수 있는 탄수화물 그룹을 많이 가지고 있어서 렉틴으로 유도된 덩어리 형성에 민감성이 증가할 것으로 초기에 생각되었다. 그러나 자세히 측정한 결과 이들 탄수화물 그룹의 총수는 정상과 암세포에서 비슷한 것으로 나타났다. 차이점은 세포막에 있는 탄수화물 그룹의 움직임으로, 정상 세포보다 암세포에서 큰 경향을 보였다. 암세포의 세포 표면의 탄수화물 그룹이 더 빨리 움직여 렉틴에 높은 비율로 결합할 수 있다.

암세포에서 관찰된 세포 표면의 다른 변화로는 코넥신(conexin)이라 불리는 단백질로 이루어진 특수화된 세포 표면 구조인 간극연접(gap junction) 수의 감소이다. 간극연접은 인접한 세포를 서로 연결하여, 작은 분자가 하나의 세포로부터 다른 세포로 직접 수송될 수 있도록 하는 통로(ion 통로)로서, 세포와 세포 간의 신호를 전달하는 역할을 한다. 간극연접이 암세포에서 결여되어 있다는 생각은, 정상 세포에 주입된 분자량이 적은 형광색소가 그 세포를 둘러싸고 있는 정상 세포로 신속히 움직이는 반면, 악성세포로는 움직임이 보이지 않는 실험으로부터 도출되었다. 이러한 결함이 성장 조절에서 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해, 간극연접을 형성할 수 없는 암세포와 정상 세포를 융합하는 연구를 수행하였다. 초기에 혼성세포(hybrid cell)는 간극연접을 생성하였고 정상적인 성장 조절을 나타냈으나 결국 몇몇의 혼성세포에서 간극연접은 사라졌다. 이 시점에서 세포는 무절제적인 성장으로 되돌아갔으며, 정상적인 성장 조절이 간극연접을 통한 세포의 신호 전달 능력에 영향 받을 수 있다는 흥미로운 가능성을 제시했다.

암세포에만 생성되어, 암의 존재를 알아낼 수 있는 '지표'로 작용할 수 있는 분자를 찾는 데 엄청나게 많은 노력이 들었다. 비록 몇몇 분자는 특별한 종류의 암의 존재를 감지하는 데 이용될 수 있으나, 아쉽게도 지금까지 암세포의 독특한 인지자로서 광범위하게 유용성이 확인된 분자는 거의 없다. 예를 들어 몇몇 암세포 형성과 분비된 단백질은 일반적으로 태아에서만 발견된다. 이런 단백질 중 하나인 알파-태아단백질(alpha-fetoprotein)은 태아의 간세포에서 생성되나, 정상 성인에게서 소량만 감지된다. 간암을 앓고 있는 사람의 혈액에서 알파-태아단백질의 농도가 놀랍게 증가되어 있다. 암종배아 항원(Carcinoembryonic antigen, CFA)은 배아의 소화기관에서 생성되고, 태반성선자극호르몬(chorionic gonadotropin)과 태반젖샘자극호르몬(placental lactogen)과 같은 태아호르몬은 몇몇 암에 의해 분비된다. 알파-태아단백질과 CFA 같은 배아 지표에 대한 혈액테스트는 그래서 어떤 일정 종류의 암의 존재를 추적하는 데 사용할 수 있다. 그러나 이들 물질들은 몇 가지 암 유형에 의해서 만들어지는 이런 접근법에 응용하는 데 제한점이 있다.

암세포에 의해 생성되는 다른 단백질은 그런 세포에 특이적이지 않고 악성 종양의 행동에 몇 가지 중요한 특징을 제시한다. 예를 들어 암세포는 단백질분해효소(protease)를 생성하여 암세포의 움직임과 침윤에 대한 방어막으로 작용하는 구조의 파괴를 촉진시킨다. 비록 단백질분해효소가 몇몇의 정상 세포에 의해 분비되기도 하나, 암세포에 의해 증가된 단백질분해효소의 생성은 악성 종양이 인접조직을 침윤하고 순환계로 들어갈 수 있도록 촉진한다. 암세포는 또는 혈관의 성장을 촉진하는 단백질을 생성함으로써 충분한 혈액이 종양에 공급될 수 있도록 도와준다.

 

 

 

 

 

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