[메디컬투데이=한지혁 기자] 췌장암의 진행에 유산균의 트립토판 대사가 중요하다는 연구 결과가 나왔다.

장 내 정상 미생물군이 췌장암에 미치는 영향을 다룬 연구 결과가 학술지 ‘면역(Immunity)’에 게재됐다.

미국 국립암연구소(NCI)에 따르면, 췌장암 환자의 5년 생존율은 10.8%로 악성 종양 중 가장 낮은 편에 속한다.

췌장암의 생존율이 낮은 일차적인 이유는 그것이 면역요법과 같은 항암 치료에 대해 높은 내성을 가지기 때문이다. 장 내 미생물군이 췌장암 생존율에 미치는 영향을 다룬 연구는 많지만, 제각기 일관적이지 않은 결과들을 도출해 왔다.

기존 연구에 따르면 식이를 통해 섭취된 아미노산의 일종 ‘트립토판’이 대사되는 경우 ‘인돌’이라는 화합물로 변하는데, 이렇게 생성된 인돌은 ‘아릴 탄화수소 수용체(AhR)‘의 활성화를 유도하여 T 세포, 수지상 세포, 대식세포 등 다양한 면역세포의 조절을 돕는다.

특히, AhR을 통한 대식세포의 활성화는 면역억제, 항암 치료에 대한 내성, 종양 크기의 증가 등을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다.

장 내세균에 의한 AhR 활성화가 종양 성장을 촉진한다는 가설하에, 캐나다 토론토 대학 연구진은 먼저 AhR 억제 약물을 이용해 췌장암 생쥐 모델의 치료를 시도했다.

대식세포의 AhR을 표적으로 하는 해당 약물을 14일간 투여했을 때, 췌장암 생쥐 모델의 종양 무게는 대조군보다 50% 이상 감소했다.

AhR과 종양 성장 간 연관성을 확인한 뒤, 연구진은 ‘크리스퍼(CRISPR)’ 유전자 편집 기술을 이용해 AhR 관련 유전자를 삭제한 뒤 췌장암 조직의 변화 양상을 관찰했다.

하지만 AhR 유전자의 삭제는 실험실 환경에서 종양의 성장을 약간 억제했을 뿐, 생체 내에서는 별다른 효과를 나타내지 않았다.

이후, 연구진은 장 내 유산균속 세균들이 트립토판 대사를 촉진하여 인돌 생성량을 높인다는 기존의 연구결과로부터 힌트를 얻어, 항생제 ‘암피실린’을 이용해 유산균을 제거함으로써 종양을 억제하는 새로운 생쥐 실험을 진행했다.

그 결과, 암피실린을 투여받은 췌장암 생쥐 모델에서 AhR 유전자의 발현량 저하와 종양 무게의 감소 효과가 관찰됐다. 암피실린 치료를 통한 유산균의 감소는 장 내 미생물 다양성의 확보에도 긍정적인 영향을 미쳤다.

뒤이어 진행된 트립토판 섭취 제한 실험에서, 연구진은 10일간 트립토판을 섭취하지 않은 생쥐의 종양 크기가 대조군보다 2배 이상 작다는 사실을 추가로 확인했다.

마지막으로, 연구진은 이러한 일련의 발견을 인간에게 적용할 수 있는지 알아보기 위해 각종 임상시험 자료를 수집했으며, 다수의 인간 췌장암 조직 샘플을 획득하여 분석했다.

그 결과 AhR의 발현은 전반적인 생존율의 감소와 유의한 상관관계를 나타냈으며, 인간 췌장암 조직 내 대식세포에서 AhR 유전자 발현의 항진이 확인됐다.

또한, 연구진은 수술적 절제에도 불량한 예후를 보인 환자들의 수술 검체를 분석하여 이들 검체에서 인돌을 생성하는 장 내 미생물군이 우세하다는 사실을 발견했다.

보고서의 결론에서, 연구진은 생쥐 모델에서의 AhR 기능 저해를 통해 췌장암의 진행을 억제할 수 있으며, 저해를 위한 방식에는 AhR 억제 약물, 트립토판 섭취 제한, 암피실린의 투여 등이 있을 수 있다고 요약했다.

맥가하 박사는 이러한 발견이 다른 암과도 관련이 있을 수 있는지에 대한 질문을 받았을 때, "AhR은 많은 암 유형에서 면역 억제의 원동력일 수 있습니다. 교모세포종과 두경부암에 부정적인 요인으로 보고되었다. AhR은 다양한 리간드와 상호작용할 수 있기 때문에 여러 신호가 AhR에 영향을 미쳐 면역억제와 종양 성장을 촉진할 가능성이 높다."

연구자들은 AhR 기능을 억제하는 것이 쥐의 췌장 종양 성장을 감소시키며, 이는 약리학적으로 AhR 억제제, 트립토판이 없는 식단, 또는 암피실린 과정을 통해 달성될 수 있다고 결론지었다.