지방세포의 지방산, 암세포를 움직이게 한다
생쥐모델에서의 암세포 이동 추적으로 지방산에 의한 암전이 확인
□ 암 주위 지방세포에서 분비되는 유리지방산*이 암세포의 전이를 심화시킨다는 연구결과가 나왔다. 비만이 암을 악화시키는 요인의 하나로 지목되는 가운데 암세포와 지방세포와의 상관관계에 대한 새로운 단서가 될 것으로 기대된다.
※ 유리지방산(Free fatty acids, FFA) : 지방세포에서 지방질 분해로 생성, 분비되는 지방산. 세포의 에너지원 또는 대사 및 성장을 위한 신호전달물질로 쓰인다. 암세포의 증식을 촉진시킨다는 연구도 이뤄지고 있다.
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 전양숙 교수(서울대학교) 연구팀(제1저자 서지은)이 요코하마국립대 연구팀과 함께 지방세포의 지방산이 인접한 암세포를 자극하는 암전이 유발기전을 규명했다고 밝혔다.
□ 연구팀은 유리지방산이 암세포의 HIF-1α를 활성, 종양의 악성화를 유도할 수 있음을 보고(Communications Biology, 2020)한 데 이어 암세포에 지방산을 유입시키는 공급원이 무엇인지 알아내고자 하였다.
※ HIF-1α(Hypoxia-inducible factor-1α) : 상피세포인 암세포가 이동성과 침윤성을 지닌 중간엽 성격의 세포로 변하는 현상(EMT)에 관여하는 다양한 유전자의 발현을 유도하는 전사인자. HIF-1α 발현이 증가하면 예후가 나쁘다고 여러 암에서 보고됨.
□ 암세포와 다른 세포와의 상호관계를 알아보기 위해 기존에는 다른 종류의 세포로부터 획득한 배양액을 배양 시 혼합하거나 상하로 구획이 나뉜 배양칩에 세포를 함께 배양하는 간접적인 방식으로 접근하였다.
○ 반면 연구팀은 지방세포와 암세포가 직접 접촉하여 자라도록 산소투과율이 높은 실리콘 소재(PDMS)를 이용, 세포가 3차원의 원형 구조를 가지며 서로 붙어 자랄 수 있는 3차원 배양칩을 제작하고 암세포와 지방세포를 적정 비율로 함께 배양함으로써 실제 생체환경과 유사한 암 미세환경을 구현해냈다.
□ 3차원 배양칩에서 세포를 함께 배양, 지방세포에서 분비되는 지방산이 인접한 암세포의 HIF-1α를 활성화시키는 자극원임을 밝혔다.
○ 1,700여개 구획(각 500㎛)으로 된 칩에 여러 조합의 세포를 공배양 하여 타원체(spheroids)로 자라는 세포군집의 조밀한 정도를 비교한 결과, 암세포와 지방세포를 함께 배양할시 조밀도가 30% 가량 낮아졌다. 암세포가 활발히 움직인 것이다.
○ 실제 유리된 지방산을 화학적으로 제거한 경우 암세포의 전이능 에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.
□ 나아가 형광표지 된 암세포를 지닌 생쥐모델의 복강(결장)에 지방산을 주입하고, 형광신호를 통해 암세포의 이동을 추적한 결과 암세포가 결장에서 간 및 두부까지 퍼져나간 것을 확인하였다.
○ 반면 HIF-1α를 억제하는 간섭 RNA 조각을 지방산과 함께 주입한 경우, 암세포의 이동이 절반으로 줄어들었다. 지방산에서 HIF-1α 로 이어지는 신호가 암세포의 전이능 조절에 관여함을 동물모델을 통해 검증한 것이다.
□ 구축된 3차원 배양칩은 지방세포 외에도 여러 종류의 기질세포와 암세포간의 상호관계 규명에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 선도연구센터, 한일협력연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 생체재료 분야 국제학술지 바이오머티리얼스(Biomaterials)에 2020년 12월 29일 게재되었다.
