악액질 발생 이유, 암환자 근육에 아연이 너무 많아
모든 암 사망의 거의 3분의 1은 암 자체로 생기지 않고 악액질로 생긴다. 악액질은 근육을 소모하는 증후군으로 진행성 암 환자의 80%가 영향을 받는 것으로 추정되고 있다. 악액질은 암 치료에 대한 내약력 감소나 삶의 질 저하나 가속 사망과 연관되어 있지만 효과적인 치료제가 없고 그 원인도 아직까지 거의 모르고 있다.

컬럼비아 대학교 어빙 의료 센터에서 실시한 최근의 연구는 환자의 근육에 아연이 너무 많은 것이 범인인 듯한 것을 암시하고 있다. 이런 연구결과는 진행성 암 환자의 근육 소모를 치료하거나 예방하는 약물 개발의 길을 열어줄 수가 있다.

악액질은 췌장암, 위장관암, 폐암, 두경부암을 포함한 많은 유형의 암에서 일어난다. 그러나 부분적으로는 이 분야에 대한 연구 지원이 제한적이고, 인간 암의 상태를 정확하게 모사하는 동물 모텔을 개발하기도 힘들고, 또 악액질을 조기에 진단하고 암을 치료하는 동안 그 진행을 면밀하게 관찰하는 데 도움을 줄 믿을만한 생표지자가 없어서 악액질에 대해서 제대로 알지 못하고 있다.

컬럼비아 대학교 베질러스 의대 암 유전학 연구소의 병리학 및 세포 생물학 조교수로 이번 연구를 지도한 스와날리 아카리야 박사는 다음과 같이 말했다.
“악액질이 암이나 암 치료로 인해 생기는 식욕 상실로 일어나는 단순한 영양적 문제라는 오해가 흔하다. 악액질성 환자에게 일반적으로 식욕 촉진제를 제공하지만 그런 치료법은 일시적으로만 도움이 되고 악액질을 되돌리지는 못한다. 악액질이 근육을 계속해서 분해하면 환자들은 흔히 너무 피곤해서 표준 용량의 암 치료제도 견디지 못하게 되어 담당 의사들은 치료를 축소해야만 한다. 악액질은 또 횡격막과 심장의 근육을 약화시켜 많은 암 환자들이 호흡 부전이나 심부전으로 사망하도록 한다. 이런 악액질을 치료하는 더 좋은 방법을 찾아내기 위해서 우리는 악액질의 근본적인 원인과 그런 증후군과 관련이 있는 분자 메커니즘에 대해 더 알아야 할 필요가 있다.”

아연과 ZIP14 단백질과 악액질 간의 연관성
이번 연구에서 아카리야 박사의 연구진은 정상적인 근육과 비교해서 차이가 나는지를 알아보기 위해 악액질이 생긴 실험동물의 근육을 살펴보았다. 그런 분석으로 보통 간에서 발현해서 금속 운반을 용이하게 해주는 ZIP14라는 1가지 단백질의 활동이 더 활발한 것을 발견했지만, 암 모델의 근육에서는 비정상적으로 발현이 되는 것을 발견했다. 그들은 또 악액질이 생긴 암 환자의 근육 조직 표본에서 이 단백질의 수치가 높은 것도 발견했는데 이는 ZIP14와 인간의 악액질 간에 연관성이 있는 것을 암시한다.

근육의 과도한 아연 흡수가 성숙한 근육 세포를 분해해서 줄기세포들이 새로운 근섬유를 만들지 못하게 해서 암의 근육 소모로 이어지는 것은 연구진들이 발견한 것이다. ZIP14가 악액질에서 근육에 더 많은 아연을 집어넣은 이유는 암이 전신에 미치는 영향으로 귀착된다. 연구진은 진행성 암과 관련이 있는 TNF-알파와 TNF-베타라는 2개 요인이 근육의 ZIP14의 발현을 증가시키는 것을 발견했다.

아카리야는 이렇게 말했다.
“우리는 흔히 암이 전이해서 주요한 장기에 침투해서 인체를 손상시킨다고 생각한다. 그러나 암은 암이 없는 인체의 다른 부위에 영향을 미치는 물질을 방출해서 또 다른 방법으로도 인체를 손상한다. 이 문제는 암 생물학 연구에서 흔히 간과되는 분야이지만, 암 치료 때 이 문제를 다루는 것이 환자의 생존과 삶의 질에 중요한 영향을 미칠 수 있을 것이다.”

아연과 ZIP14가 악액질과 연관된 것을 발견한 것이 환자들에게 미치는 악액질의 영향을 감소시키는 방법을 찾아내는 계기가 될는지도 모른다. 이번 연구에서 근육 세포 내의 ZIP14를 감소시키는 것이 악액질을 뚜렷하게 감소시켰고, 이는 ZIP14를 억제하는 약물이 암 생존율과 삶의 질을 개선할 수도 있는 것을 암시한다.

아카리야는 다음과 같이 말했다.
“아연은 우리 인체의 많은 기능을 유지하는 데 꼭 필요하고 보충제로 흔히 복용한다. 그러나 종양이 있는 실험동물에 아연을 과도하게 보충하였더니 근육 소모와 체중 감소가 가속화되었기 때문에 아연의 과도한 보충이 반드시 좋은 일만은 아닌 듯하다. 특히 만약 환자들이 악액질과 일반적으로 관련이 있는 종양을 갖고 있다면 임상의와 환자들은 아연 보충제를 사용하는 행동을 재고할 필요가 있는 듯하다.”

아카리야 박사는 현재 이번 논문의 주저자 중 1명인 아누프 비스와스 박사와 함께 ZIP14를 비활성화시키는 방법을 고안하고 있다. 그런 노력이 미래에 암성 악액질과 싸우는 치료법의 개발로 이어질 수도 있을 것이다.

W. Gang et al., "Metastatic cancers promote cachexia through ZIP14 upregulation in skeletal muscle" Nature Medicine, 2018; 24 (6): 770-781 DOI: 10.1038/s41591-018-0054-2