미국 보스턴 의과대학 (BUSM) 연구진들이 종양 전이 과정에서 후성 유전학(epigenetics)의 역할을 새롭게 조명했다. 연구팀은 배아 발생과 종양 전이를 비교함으로써, 후성 유전학적 이벤트가 여러 가지 형태의 전이성 암 발달을 가역적으로 조절할 수 있다고 가정했다. 또한 연구팀은 종양의 주변 세포(기질 세포, stromal cell)들이 이 전이 과정에서 매우 중요한 역할을 한다고 보고했다.
이번 연구는 “EMT and tumor metastasis”라는 제목으로 임상과 번역 의약지(Clinical and Translational Medicine)에 보고되었다. EMT는 간엽-상피 세포의 전이를 의미한다. 연구팀은 전이가 보다 점진적으로 일어난다며, 이 때문에 여러 가지 후성 유전학적 상태와 분화 상태의 세포들을 가진 이종(heterogenic) 종양 분포가 초래된다는 가설을 지지하는 것이다. 세포가 어떤 상태 또는 등급에서 전이가 일어나면 분화(differentiation)는 더욱 전이성 형태로 빠른 분열이 일어나지만 암 전구 세포(progenitor cell)의 성장은 둔하게 일어난다고 연구팀은 제안했다.
이 과정은 암 전이가 일어나는 동안에 일회성 이벤트가 아니므로, 느린 성장과 빠른 분화가 많이 일어나야 한다. 일단 원하는 상태에 이르게 되면, 역과정이 일어날 필요가 있다. 후성 유전학은 세포가 가역적으로 변형될 수 있게 한다. 이 가설과 일치하게, 다양한 종류와 예후 전이가 일어난 종양에서 알려진 후성 유전학 마커들을 찾을 수 있다.
떨어진 위치에서 있는 전이성 종양 세포의 국부화(localization)와 성장은 종양 전이에서 또 다른 주요 이벤트이다. 종양 세포들이 두 번째 위치에서 새로운 종양을 형성하기 위해서는, 보다 운동성이 있는 간엽 세포(mesenchymal cell)들이 떨어져 있는 기관에 부착되기 위해서는 상피 상태로 전환될 필요가 있다.
배아 발달은 생리학적 공정으로 성장과 분화가 일어나며 후성 유전학적 이벤트에 의해 주로 조절된다. 편의적 암세포(Opportunistic cancer cell)와 암 전구 세포는 이 과정을 이용해서 전이가 이루어진다. 이번 연구의 책임 연구원인 Sibaji Sarker 박사는 배아 분화 후성 유전학적 메커니즘이 암과 같은 질병 상태를 생성할 수 있게 한다고 설명한다. “지놈에서 영구적인 변형과 변경은 분명히 암의 진행에서 역할을 하지만, 암이 시작되고 분화되며, 전이될 때, 신체의 새로운 지역에 적응하기 위해서는 가역적인 후성 유전학적 공정이 필요하다”고 Sarker 박사는 설명한다.
Sarkar 박사는 같은 성향의 암을 가진 두 명의 환자를 예로 제시했다. “비록 환자들이 같은 유전적 변형을 있어서 암으로 발전할 수 있는 위험이 크지만, 두 환자에게 같은 시간, 같은 방법, 같은 위치에 암이 생기지는 않는다. 이런 경우에, 후성 유전학은 전암 세포가 암 전구 세포로 바뀌는데 필요한 유전자의 기능을 조절하는 킥-스타터(Kick-starter)로 볼 수 있다”고 말했다.
후속 연구는 후성 유전학적 변화가 어떻게 암 전구 세포에서 암으로 발전되고, 전구 세포가 전이성 종양으로 분화되는지에 대한 과정을 결정하는 것이다. 후성 유전자가 분화가 일어나는 암 전구 세포(cancer progenitor cells)에 기여하는지를 밝혀내고 이해하는 것은, 항암제 개발, 항전이성 약물,암 재방 방지에 중요한 역할을 할 수 있다고 Sarkar 박사는 주장했다.
연구진은 EMT(상피-간엽 전이)에 대한 정확한 단계를 밝혀내는 것은 향상된 항-전이 치료제를 개발하는데 도움이 될 것이라고 주장하면서, 이렇게 개발된 치료제는 전이성 암 세포와 약물에 내성이 생긴 암 세포에서 유용할 것이라고 연구진은 말했다.
