대장 속 독소 생성 미생물이 발암 작용
존스홉킨스 대학교 킴멜 암센터와 동대학교 블룸버그-킴멜 암 면역치료 연구소 연구진이 발표한 최근의 연구에 의하면, 대장에서 발견되며 흔히 결장염과 결장암 발생과 관련이 있는 미생물이 어떤 유방암 발생에도 역할을 담당한다고 한다. 이 독소에 노출된 유방조직 세포들은 장기간 기억을 유지해서, 유방암에 걸릴 위험이 높아진다.

실험실에서 실시한 일련의 실험을 통해 연구진은 장독소 생성 박테로이드 프라질리스(ETBF)가 생쥐의 장이나 유관으로 유입되면 그 독소가 항상 종양 세포의 성장과 전이성 진행을 야기하는 것을 발견했다.

위장관이나 비강, 피부나 유방 조직 같은 인체 부위에 존재하는 것으로 알려진 이 미생물은 최근까지 번식을 못하는 것으로 여겨졌다고 존스홉킨스 대학교 의대의 종양학 교수로 책임저자인 디팔리 샤르마가 말했다.

이번 연구는 유방암에 장독소 생성 박테로이드 프라질리스(ETBF)가 관련이 있는 것을 밝히는 첫 걸음이라고 샤르마는 부언했다. 장독소 생성 박테로이드 프라질리스가 인체 내에서 어떻게 이동하는지, 이 미생물이 인간의 유방 세포의 변화를 직접적으로 촉발하는 유일한 추동 요인인지, 또 만약 다른 미생물군도 유방암 조직에 암 유발 활동을 하는지를 밝히기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

샤르마는 이렇게 말했다. “나이나 유전자 변화, 방사선 치료, 가족력 같은 유방암 위험 요인들이 다수 밝혀졌는데도 불구하고 그런 요인이 없는 여성들에게서 많은 유방암이 발생하고 있고, 이는 밝혀진 위험 요인들을 떠나 더 넓게 살펴볼 필요가 있는 것을 암시한다. 우리 연구는 또 다른 위험 요인을 시사한다. 만약 당신의 미생물군이 교란되거나 혹은 만약 당신이 발암 작용을 하는 독소 생성 미생물을 갖고 있다면 그게 유방암을 유발하는 추가적인 위험 요인으로 간주될 수 있을 것이다.”

샤르마와 동료 연구원들은 장독소 생성 박테로이드 프라질리스의 역할을 연구하기 위해 여러 가지 실험을 실시했다. 우선 그들은 양성과 악성 유방 종양의 미생물 구성과 유방암 생존자와 건강한 자원자의 유두 분비물을 비교하는 발표된 논문들을 살펴보면서 임상 데이터에 대한 메가 분석을 실시했다. 박테로이드 프라질리스는 모든 유방 조직 표본뿐만 아니라 암 생존자들의 유두 분비물에서도 일관되게 발견되었다.

장독소 생성 박테로이드 프라질리스 박테리아 노출된 유방 세포, 독소 기억
실험실에서 연구진은 한 무리의 생쥐에게 장독소 생성 박테로이드 프라질리스 박테리아를 구강으로 투여했다. 먼저 이 박테리아가 장에 자리를 잡았다. 그런 다음 3주 안에 생쥐의 유방 조직에 유관 증식증에서 항상 나타나는 현저한 변화인 전암성 병변이 생겼다.

추가적인 테스트에서 연구진은 생쥐의 유두에 막 바로 장독소 생성 박테로이드 프라질리스 박테리아를 주입한 후 2~3주 안에 이상 증식 같은 증상들이 나타나고, 이 독소에 노출된 세포들은 종양 진행이 더 빠르고 이 독소에 노출되지 않은 세포들보다 더 공격적인 종양이 생기는 것도 발견했다.

이 독소에 72시간 노출된 유방 세포들은 이 독소에 대한 기억을 유지했고 다른 생쥐 모델들에서는 암 발생을 일으키고 전이성 병변을 형성할 수 있었다. 연구진은 또 Notch1 신호경로와 베타-카테닌 신호경로가 유방조직에서 장독소 생성 박테로이드 프라질리스의 역할을 촉진하는데 관련된 것을 발견했다.

임상연구에서 연구진은 미생물군의 변화가 종양 진행과 치료에 대한 반응에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보기 위해 유방암 환자들에게서 변화가 있는지를 살펴보기 시작했다. 그러는 동안에도 샤르마는 우리는 건강에 좋은 음식을 먹고 운동을 하고 올바른 체지방 지수를 유지하는 것을 포함해서 건강한 미생물군을 유지하기 위해 노력해야만 하는 것은 분명하다고 말했다.

미래에는 미생물군에 변화가 있는지 선별 검사하는 것이 대변표본 검사만큼 간단할 것이라고 존스홉킨스 의대의 박사후 연구원으로 주저자인 쉬탈 파리다가 말했다. 그녀는 계속해서 다음과 같이 말했다. “이는 단 1가지 지표이고 우리는 다수의 지표가 있게 될 것으로 생각한다. 만약 우리가 암 발생에 책임이 있는 추가적인 박테리아를 발견한다면 우리는 그 박테리아를 대변을 살펴보고 쉽게 검사할 수 있을 것이다. 유방암 발생 위험이 높은 여성들은 암 발생과 연관된 박테리아 중 일부의 수가 많을지도 모른다.”

참조:
S. Parida et al., "A pro-carcinogenic colon microbe promotes breast tumorigenesis and metastatic progression and concomitantly activates Notch and βcatenin axes" Cancer Discov. 2021 Jan 6;CD-20-0537. doi: 10.1158/2159-8290.CD-20-0537.