칼슘 과다섭취하면 구강암 발생 위험 높아져

칼슘이 세포에 들어가는 문지기 역할을 하는 ‘칼슘 채널’ 단백질이 구강암의 성장을 촉진하고 통증을 유발한다는 연구결과가 나왔다.

뉴욕대학교 치과대학 연구팀이 주도한 이 연구는 사이언스 시그널링 (Science Signaling)에 게재됐다.

‘ORAI1’ 칼슘 채널인 이 단백질을 표적으로 삼으면 구강암 치료에 대한 새로운 접근 방식을 제공할 수 있다는 전망이다.

올림푸스 산에서 천국의 문을 지키던 그리스 신화의 세 자매의 이름을 딴 ORAI 칼슘 채널은 세포에 들어가는 칼슘의 양을 조절하는 중요한 역할을 한다. 세포막에 존재하는 칼슘 채널은 열리고 닫히면서 칼슘 이온을 세포막 안과 밖으로 투과하는 통로 역할을 한다.

칼슘 채널은 다양한 암, 특히 암 진행과 연관되어 있지만 암과 통증에서 ORAI1의 역할을 조사한 연구는 거의 없었다.

연구팀은 먼저 인간의 구강암 종양과 건강한 혀의 조직 샘플을 분석했다. 그리고 ORAI1 칼슘 채널을 생성하기 위한 지침을 포함하는 ORAI1 유전자가 종양에서 심하게 과발현되었지만 건강한 조직에서는 그렇지 않다는 것을 발견했다.

또한 인간의 구강암 세포를 조사한 결과 ORAI1 칼슘 채널(다른 칼슘 채널은 아님)을 활성화하면 암세포에 칼슘이 많이 유입된다는 사실을 발견했다. 이러한 유입으로 인해 암세포 외부에서 분비되는 매트릭스 메탈로프로테아제 1(MMP1)이라는 칼슘 의존성 효소가 증가했다. MMP1은 구강암을 포함한 여러 유형의 암에 풍부하며, 과발현은 전이 및 나쁜 예후와 관련이 있다.

동물 연구에서 구강암 세포에서 ORAI1 유전자를 제거하면 질병의 진행 과정이 바뀌었다. ORAI1 유전자가 결여된 암세포를 쥐에게 접종했을 때, 종양은 더 천천히 자라며 통증도 덜했다.

연구팀은 뉴욕대 통증 연구 센터와 공동으로 구강암 세포 주변 체액에서 발현되는 MMP1의 수준을 조사한 결과 ORAI1 유전자가 결여된 세포가 주변 체액으로 MMP1을 덜 분비한다는 사실을 확인했다.

구강암에 통증을 전달하는 얼굴의 신경 모음인 삼차신경절의 뉴런과 체액을 결합했으며, ORAI1 유전자가 없는 암세포의 체액은 뉴런에서 강한 반응을 이끌어내지 못했지만, ORAI1이 있는 세포의 MMP1이 풍부한 체액은 통증 전달에 필요한 신호인 활동 전위의 증가를 유발한 것으로 나타났다.

연구팀은 또한 비정상이지만 암이 아닌 세포를 대상으로 실험을 실시했다. 이들 비침습성 세포에서 ORAI1 유전자가 과발현되면 침습성이 생겨서 ORAI1이 비암성 세포에서 암성 세포로 전환되는 세포에서 역할을 할 수 있는 가능성이 높아졌다.

미국식품의약국(FDA)가 승인한 몇몇 약물은 ORAI1 칼슘 채널을 차단하지만 아직 구강암에 대한 테스트는 이루어지지 않았다. 향후 연구에서 연구자들은 나노입자에 ORAI 차단 약물을 탑재하고 동물 모델의 혀에 정확하게 전달하여 구강암 진행과 통증을 막을 수 있는지 확인할 예정이다.

연구팀은 “이번 연구로 구강암에서 새로운 통증 치료법을 검증할 수 있는 길을 열었다"며 “궁극적으로 구강암에서 ORAI1 채널을 표적으로 삼아 구강 상피 이형성증에서 구강암 종양으로의 진행을 예방하거나 지연시키는 동시에 구강암 환자가 겪는 통증 부담을 완화할 수 있기를 희망한다”고 덧붙였다.