지방세포 지방산, 암세포 움직인다
지방세포 지방산, 암세포 움직인다
  • 함예솔
  • 승인 2021.01.13 19:05
  • 조회수 306
  • 댓글 0
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과학자들이 무한증식하는 암세포를 효과적으로 죽일 방법을 찾아냈다. 출처: pixabay
암세포 전이 심화시키는건 지방세포의 지방산! 출처: pixabay

암 주위 지방세포에서 분비되는 유리지방산이 암세포의 전이를 심화시킨다는 연구결과가 나왔습니다. 비만이 암을 악화시키는 요인의 하나로 지목되는 가운데 암세포와 지방세포와의 상관관계에 대한 새로운 단서가 될 것으로 기대됩니다. 

  • 유리지방산(Free fatty acids, FFA)

지방세포에서 지방질 분해로 생성, 분비되는 지방산. 세포의 에너지원 또는 대사 및 성장을 위한 신호전달물질로 쓰입니다. 암세포의 증식을 촉진시킨다는 연구도 이뤄지고 있습니다. 

서울대학교 전양숙 교수 연구팀이 요코하마국립대 연구팀과 함께 지방세포의 지방산이 인접한 암세포를 자극하는 암전이 유발기전을 규명했다고 밝혔습니다. 해당연구는 'Biomaterials'에 게재됐습니다. 

 

암세포에 지방산 유입시킨 공급원은?!

 

연구팀은 유리지방산이 암세포의 HIF-1α를 활성, 종양의 악성화를 유도할 수 있음을 보고(Communications Biology, 2020)한 데 이어 암세포에 지방산을 유입시키는 공급원이 무엇인지 알아내고자 했습니다. 

  • HIF-1α(Hypoxia-inducible factor-1α)

상피세포인 암세포가 이동성과 침윤성을 지닌 중간엽 성격의 세포로 변하는 현상(EMT)에 관여하는 다양한 유전자의 발현을 유도하는 전사인자입니다. HIF-1α 발현이 증가하면 예후가 나쁘다고 여러 암에서 보고됩니다. 

암세포와 다른 세포와의 상호관계를 알아보기 위해 기존에는 다른 종류의 세포로부터 획득한 배양액을 배양 시 혼합하거나 상하로 구획이 나뉜 배양칩에 세포를 함께 배양하는 간접적인 방식으로 접근했습니다.  

지방산-저산소유도인자 신호전달 체계 개념도 및 3차원 암미세환경 모델. 출처: 한국연구재단
지방산-저산소유도인자 신호전달 체계 개념도 및 3차원 암미세환경 모델. 출처: 한국연구재단

반면 연구팀은 지방세포와 암세포가 직접 접촉해 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 구현해냈습니다. 

 

범인은 지방세포

 

3차원 배양칩에서 세포를 함께 배양, 지방세포에서 분비되는 지방산이 인접한 암세포의 HIF-1α를 활성화시키는 자극원임을 밝혔습니다. 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 낮아졌습니다. 암세포가 활발히 움직인 겁니다. 실제 유리된 지방산을 화학적으로 제거한 경우 암세포의 전이능 에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났습니다. 

지방세포에 의한 암세포 이동현상. 출처: 한국연구재단
지방세포에 의한 암세포 이동현상. 출처: 한국연구재단

나아가 형광표지 된 암세포를 지닌 생쥐모델의 복강(결장)에 지방산을 주입하고, 형광신호를 통해 암세포의 이동을 추적한 결과 암세포가 결장에서 간 및 두부까지 퍼져나간 것을 확인했습니다. 반면 HIF-1α를 억제하는 간섭 RNA 조각을 지방산과 함께 주입한 경우, 암세포의 이동이 절반으로 줄어들었습니다. 지방산에서 HIF-1α 로 이어지는 신호가 암세포의 전이능 조절에 관여함을 동물모델을 통해 검증한 겁니다. 

 

구축된 3차원 배양칩은 지방세포 외에도 여러 종류의 기질세포와 암세포간의 상호관계 규명에 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다. 


##참고자료##

 

Seo, Jieun, et al. "Metastasis-on-a-chip reveals adipocyte-derived lipids trigger cancer cell migration via HIF-1α activation in cancer cells." Biomaterials (2020): 120622.

 


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