알츠하이머 관련 단백질이 흑색종이 뇌로 퍼지는 데 도움이 될 수 있다

아밀로이드 베타라는 단백질은 알츠하이머병 발병의 유력한 원인으로 악명이 높다. 플라크라는 아밀로이드 베타의 덩어리는 알츠하이머의 인지 증상을 보이는 사람들의 뇌에서 널리 발견된다.

그리고 3월 9일자 ‘Cancer Discovery’에 발표된 국립암연구소(NCI)의 지원을 받는 연구원들이 쥐를 대상으로 한 새로운 연구 결과에 따르면 아밀로이드 베타는 뇌로 흑색종이 퍼지는 데에도 영향을 미친다고 한다. 연구원들은 뇌로 이동하는 흑색종 세포가 그들만의 아밀로이드 베타 공급을 생산하고 이 단백질이 그들의 생존에 필요하다는 것을 발견했다.

그들은 또한 아밀로이드 베타가 뇌로 들어가는 암세포에 대한 신체의 정상적인 면역 반응을 억제함으로써 어떻게 이러한 위업을 달성하는지 보여주었다. 면역 반응을 막아내면서, 단백질은 암세포가 완전한 종양으로 자랄 수 있는 시간을 벌어준다.

생쥐를 단백질을 차단하는 약물로 치료하면 뇌에서 생존하는 흑색종 세포의 능력이 크게 저하되었다. 연구진은 이러한 결과가 흑색종이 뇌로 퍼지는 것을 늦추거나 막기 위해 알츠하이머를 치료하기 위해 개발된 약을 사용할 수 있는 흥미로운 가능성을 제기한다고 말했다.

새로운 연구를 이끈 뉴욕대학의 그로스만 의과대학의 에바 에르난도 몽게 박사는 또한 뇌로 전이된 암과 파킨슨병과 같은 신경변성 질환 사이의 흥미로운 연관성을 발견했다고 설명했다.

에르난도 몽게 박사는 "이러한 연결고리가 새로운 치료 기회를 제공할 수 있는지를 이해하려고 노력하고 있다"고 말했다.

뇌에 친화력이 있는 종양 세포

모든 종류의 암 중에서 흑색종은 특히 뇌로 전이될 가능성이 높다. 연구에 따르면 흑색종이 퍼지는 사람의 40%에서 75%가 한 가지 이상의 뇌 전이를 겪게 될 것으로 추정된다. 발작과 시력 및 청각 장애, 사고와 기억의 어려움을 포함한 이러한 종양의 증상은 파괴적일 수 있다.

"암 진단은 종종 심각한 생활방식에 지장을 초래하는 충격적인 사건"이라고 NCI 암 생물학과의 브루닐드 그릴 박사는 말했다. "뇌로 전이는 인지기능에 영향을 미쳐서 사람의 정체성과 자아에 영향을 미치고 감정적, 기능적 도전의 또 다른 층을 추가한다."

현재 흑색종이 뇌에 생기는 것을 예방하는 치료법은 없다. 진행성 흑색종에 대한 면역요법의 임상시험은 뇌의 전이를 감소시키는 데 어느 정도 성공했다고 에르난도 몽게 박사는 말했다. 임상시험은 어느 정도 효과가 있다. 종양의 크기가 어느 정도 감소했지만 이런 반응은 그리 오래 지속되지 않는다.

그녀의 팀은 암세포가 뇌에서 퍼지고 번성하기 위해 사용하는 메커니즘을 연구해 왔다. 이 연구를 위해, 연구팀은 편견이 없는 단백질체학(단백질 유전 정보학) 분석이라고 불리는 기술로 시작했다. 이 접근법은 무엇이 발견될지에 대한 어떠한 가정도 하지 않고 세포에 의해 생성된 단백질의 완전한 집합을 보는 것을 가능하게 한다.

이 접근법을 사용하여, 연구원들은 폐의 림프절과 같은 신체의 다른 부분으로 퍼진 흑색종 샘플과 같은 환자들의 뇌 전이를 비교했다.

비교 결과 뇌에서 채취한 세포들은 알츠하이머, 파킨슨병, 헌팅턴병 등 신경변성 질환과 연관된 단백질의 발현 패턴이 달랐다. 여기에는 아밀로이드 베타 생성에 관여하는 것으로 알려진 단백질이 포함되었다.

뇌의 면역반응을 억제하기

그 다음 연구팀은 아밀로이드 베타를 생성할 수 있는 암세포와 생성할 수 없는 암세포를 사용하여 일련의 실험을 수행했다. 쥐를 대상으로 한 실험을 포함한 그 결과는 흑색종 세포가 단백질 없이 다른 장기로 전이될 수 있지만 뇌에서 종양을 형성하기 위해서는 세포가 필요하다는 것을 확인하는 듯 보였다.

뇌로 흑색종이 전이되는 시기를 추적한 쥐의 또 다른 실험에서, 연구팀은 아밀로이드 베타가 없는 개별 흑색종 세포가 뇌로 전이되어 약 1주일 동안 생존할 수 있다는 것을 발견했다. 하지만 더 큰 전이성 종양으로 자라지 않았다.

뇌에 도달하고 정착하기 위해서는 암세포가 여러 가지 적대적인 환경을 극복해야 한다고 그릴 박사는 설명했다. 세포들은 1차 종양을 떠나는 것으로 여행을 시작한다. 그르고 나서 그들은 혈류에서 살아남아야 하고, 혈액-뇌 장벽으로 알려진 구조를 넘어야 하며, 그르고 나서 2차 종양으로 성장하기 위해 다른 뇌 세포들과 성공적으로 통합되어야 한다.

쥐의 뇌와 쥐의 뇌에서 채취한 배양 세포에서 에르난도 몽게 박사와 그녀의 팀은 흑색종 세포에 의해 생성된 아밀로이드 베타가 성상세포라는 뇌 세포와 직접적으로 상호작용한다는 것을 발견했다. 그들은 그 상호작용이 뇌의 면역세포인 마이크로글리아가 암세포를 인식하고 죽이는 것을 막는 것을 포함한 여러 가지 일을 했다는 것을 발견했다.

뇌 전이를 막기 위해 알츠하이머 약물을 용도 변경할 수 있나

이 결과들을 종합하면 아밀로이드 베타를 차단함으로써 흑색종이 뇌로 퍼지는 것을 막을 수 있다는 가능성을 제기했다.

그래서 마지막 실험에서, 연구원들은 쥐들에게 인간 흑색종 세포를 주입했다. 일단 종양이 발견되면, 그들은 쥐에게 아밀로이드 베타의 생성을 차단하는 화합물을 주었다. 희망했던 대로, 그 화합물은 뇌의 종양 형성을 줄이는 데 도움을 주었다.

이 효과는 세포가 혈액-뇌 장벽을 통과하기 전이나 이미 한 후와는 상관없이 나타났다. 연구를 이끈 에르난도 몽게 연구소의 박사과정 학생 케빈 클레프만은 "이번 연구는 뇌의 암세포가 어떻게 아밀로이드 베타를 활용하는지에 대한 이해의 겉만 긁어낼 뿐"이라고 말했다. 흑색종 세포는 뇌 손상 후 장기간의 염증을 멈추는 과정이나 손상된 뇌세포를 회복하는 과정과 관련된 다른 과정을 이용하고 있을 수 있다.

이러한 상호작용의 폭을 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 에르난도-몽게 박사는 흑색종과 알츠하이머병의 발병 사이에는 직접적인 연관성이 없다고 강조했다.

"알즈하이머는 아밀로이드 β가 플라크에 축적되는 것과 관련이 있다. "흑색종 모델에서는 볼 수 없고, (흑색종이 있는) 환자에서도 볼 수 없다"라고 그녀는 말했다.

하지만 아밀로이드 베타는 알츠하이머병 연구에 많은 관심을 받아왔기 때문에, 단백질을 차단하는 몇 가지 약이 알츠하이머병의 가능한 치료법으로 개발되었다. 이 약들은 알츠하이머 자체를 멈추거나 늦추는 데는 실망스러운 결과를 보여 왔다. 하지만, 그것들이 대규모 인간 연구에서 매우 안전하다는 것이 입증되었기 때문에, 그것들은 다른 질병에 대한 인간 연구에서 쉽게 실험될 수 있다고 에르난도 몽게 박사는 설명했다.

흑색종이 있는 사람들에게 그러한 약을 시도하기 전에 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이라고 연구팀은 설명했다. 이러한 연구에는 현재 흑색종의 표준 치료제인 면역 치료제와 함께 그것들이 안전할지에 대한 테스트가 포함된다.

결국, 연구원들은 아밀로이드 베타가 다른 종류의 암이 뇌로 전이되는 것뿐만 아니라 교아세포종과 같은 원발성 뇌종양의 성장에 필요한지를 조사하기를 희망하고 있다.

뇌 전이는 흑색종이 있는 사람들뿐만 아니라 유방암과 폐암을 포함하여 뇌로 전이되는 경향이 있는 다른 암에 걸린 사람들에게도 파괴적일 수 있다고 에르난도 몽게 박사는 말했다. "만약 아밀로이드 베타가 다른 종류의 암들이 뇌로 전이되기 위해 필요하다면, 이 지식은 더 많은 수의 환자들에게 적용될 수 있을 것이다."

이 분야의 추가 연구는 과학자들이 신경변성 질환의 일부 측면을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 수 있다. "우리는 종종 질병 간의 연구 사일로를 분석하고 질병 간의 연결을 구축하는 것에서 가장 큰 통찰력을 그릴 박사가 말했다.