자궁내막암 재발 낮춘 ‘유익균’ 발견… 면역 활성 메커니즘 확인

자궁내막에 존재하는 특정 유익균이 장내 미생물의 대사 경로와 연결돼 항암 면역반응을 활성화하고, 자궁내막암 재발을 억제하는 데 관여한다는 연구 결과가 나왔다.

자궁내막암은 국내 여성암 발병률 1위의 대표적인 여성암이다. 환자 수는 꾸준히 증가하고 있지만 전이·재발 단계에서 기존 항암화학요법만으로 치료 효과와 생존율을 높이는 데 한계가 있는 상태다. 최근 미생물군이 암의 발생과 진행, 면역 조절에 영향을 줄 수 있다는 연구가 이어지고 있지만, 자궁내막 조직 내 미생물이 실제 항암 면역반응에 어떤 역할을 하는지는 충분히 밝혀지지 않았다.

이에 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 박한수 교수와 서울대학교병원 산부인과 이마리아 교수 공동 연구팀은 자궁내막암 및 양성 자궁질환 환자의 자궁내막 조직을 대상으로 다중오믹스 분석(유전체·전사체·단백질체·대사체 통합 분석)을 수행해 미생물과 숙주 면역반응의 연관성을 분석했다.

연구 결과, 자궁내막암 환자 가운데 재발 위험이 낮고 생존 기간이 긴 환자군에서 특정 유익균인 ‘바실러스 메가테리움(BM)’이 더 많이 발견됐다.

연구팀은 이어 이 유익균이 항암 면역반응을 유도하는 과정을 분자 수준에서 규명했다. 분석 결과, 바실러스 메가테리움은 항암 면역 활성과 관련된 대사물질인 ‘TMAO(트라이메틸아민-N-옥사이드)’ 생성에 필요한 핵심 유전자 ‘cutC’를 보유하고 있는 것으로 확인됐다.

또 자궁내막암 환자의 조직과 혈액을 분석한 결과, 해당 유익균의 양이 많을수록 혈중 TMAO 농도도 함께 증가하는 상관관계가 나타났다. 연구팀은 이를 통해 이 균이 TMAO 생성 경로를 매개로 항암 면역 활성에 중요한 역할을 하는 것으로 해석했다.

cutC(Choline trimethylamine-lyase)는 장내 미생물이 음식 속 콜린 성분을 분해해 TMA(트라이메틸아민)를 생성하는 데 필요한 효소다.

특히 연구팀은 유익균이 음식 속 콜린을 분해해 생성한 대사물질 TMAO가 체내 면역 신호인 ‘제1형 인터페론’을 자극하고, 이 과정이 암세포를 공격하는 T세포 활성화로 이어진다는 메커니즘을 확인했다.

세포 실험과 영상 분석에서도 바실러스 메가테리움을 적용했을 때 면역세포의 항암 반응이 강화되고 자궁내막암 세포 증식이 억제되는 결과가 나타났다. 암세포 주변 면역세포도 증가했다.

또한 유익균을 적용한 실험군에서는 제1형 인터페론 등 면역반응 관련 유전자 발현이 증가했으며, 주요 대사산물인 TMAO를 단독 처리한 경우에도 유사한 면역 활성 효과가 확인됐다.

연구팀은 이번 결과가 유익균이 대사 과정을 통해 면역세포 기능을 높이고 염증성 세포 사멸을 촉진해 자궁내막암에 대한 항암 면역반응을 강화할 가능성을 보여준다고 설명했다. 아울러 향후 미생물 기반 항암 치료 전략 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

박한수 교수는 “이번 연구는 세균·대사체·숙주 면역반응을 하나의 환자 코호트에서 통합적으로 분석해 단일 균주 수준의 항암 면역 유도 경로를 규명한 사례”라며 “기존 항암제나 면역항암제에 반응이 제한적인 자궁내막암 환자에게 새로운 미생물 기반 병용 치료 전략 가능성을 제시했다”고 말했다.

이마리아 교수는 “다년간 축적한 환자 조직·혈청 코호트를 통해 ‘왜 어떤 환자는 재발하고 어떤 환자는 재발하지 않는가’에 대한 새로운 미생물학적 설명을 제시했다”며 “향후 다양한 환자군을 대상으로 추가 검증과 동물실험 등 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '마이크로바이옴(Microbiome)'에 최근 게재됐다.