강황의 커큐민, 위암을 예방하거나 치료하는 데 도움
음식에 색깔과 풍미를 가미하기 위해 커큐민을 널리 사용하고 있지만 과학자들은 강황의 뿌리에서 유래하는 이 노란색 분말이 위암을 예방하거나 치료하는 데 도움이 될 수도 있다는 것을 발견했다.

브라질의 상파울로 연방 대학교와 파라 연방 대학교의 연구가들이 실시한 연구는 이 색소와 식품에서 발견되는 다른 생리활성 물질들이 (브라질의 남성과 여성에게 각각 3번째와 5번째로 흔한 유형의 암인) 위암에 미치는 가능한 치료 효과를 확인했다. 이 연구는 상파울로 연구 재단(FAPESP)이 지원하는 주제별 프로젝트의 일부로 연구결과는 후성 유전학 잡지를 통해 발표되었다.

우리는 위암을 예방하거나 치료하는 잠재력을 갖고 있는 모든 영영소와 생리활성 물질에 대한 과학 문헌을 방대하게 고찰하는 일에 착수했고 커큐민이 그런 물질 중 하나인 것을 발견했다고 파라 연방 대학교 교수로 논문의 제1 저자인 다니엘 케이로즈 칼카그노가 말했다. 상파울로 연구재단에서 장학금을 받아 상파울로 연방 대학교에서 박사후 연구를 실시한 칼카그노에 의하면 비타민 D의 일종인 콜레칼시페롤이나 폴리페놀의 일종인 레스베라트롤이나 케르세틴 같은 화합물은 히스톤 활동의 천연적인 조절자이기 때문에 위암을 예방하거나 치료할 수가 있다고 한다.

히스톤은 세포핵에 있는 단백질들로 DNA 이중 나선을 뉴클레오솜이라는 기본 구조 단위로 정리해서 조직한다. 뉴클레오솜은 DNA를 간결하게 압축하기 위해 각각 8개 히스톤 단백질(히스톤 옥타머)의 주위를 실패같이 돌돌 말고 있는 DNA로 구성되어 있다. 그래서 세포 속으로 딱 맞게 끼워지는데 그곳에서 크로마틴으로 포장이 된다.

이들 단백질 속 아미노산 고리의 번역 후 화학적 변형이 크로마틴 간결화에 영향을 미칠 수 있어 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있다.

칼카그노는 이렇게 설명했다. “만약 예를 들어 히스톤이 아세틸화된다면 크로마틴이 덜 압축이 될 것이고 그 속에 있는 DNA 조각의 어떤 부위에 있는 유전자가 발현되는데 이용될 수가 있을 것이다. 그와 달리 만약 히스톤이 아세틸화가 되지 않는다면 크로마틴은 더 압축이 될 것이고 유전자는 발현이 되지 않을 것이다.”

근년에 실시된 연구는 번역 후 히스톤 변형이 DNA 염기 서열에는 영향을 미치지 않으면서 유전자 발현에 변화를 야기하는 것을 시사했다. 그런 후성 유전학적 변화는 여러 가지 다른 유형의 암의 발생에 영향을 미친다. 이런 가설이 위암에도 적용되는지를 알아보기 위해 몇몇 연구진들이 상파울로 연방 대학교 교수인 마릴리아 데 아루다 카르토소 스미스의 조정을 받으면서 건강한 사람들과 위암으로 진단받은 환자들로부터 채집한 위암 세포 표본 내의 히스톤 아세틸화를 연구했다.

커큐민, HATs와 HDACs를 억제 히스톤 변형에 영향
연구진들은 위암 환자들로부터 채취한 세포들은 히스톤 아세틸기 전달 효소(HATs)와 히스톤 탈아세틸 효소(HDACs)의 발현 양태에 변화가 나타나는 것을 발견했다. 그런 변화들이 후성적이며 위암을 포함한 많은 종양의 게놈의 구조와 본래의 모습에 영향을 미친다.

최근의 연구는 영양소와 생리활성 물질들이 HATs와 HDACs의 활동을 조절할 수 있는 것도 보여주었기 때문에 상파울로 연방 대학교와 파라 연방 대학교의 과학자들은 히스톤 아세틸화에 영향을 미치고 그래서 위암을 예방하거나 심지어 치료하는 데 도움이 될 수 있다면 무엇이든지 확인하는 일에 착수했다.

커큐민 이외에도 히스톤 활동을 조절하는데 핵심적인 역할을 하는 것으로 발견된 다른 화합물들은 콜레칼시페롤, (포도씨와 적포도주에 주로 들어있는) 레스베라트롤, (사과나 브로콜리나 양파에 풍부한) 케르세틴, (코쿰 나무의 껍질에서 분리되는) 가르시놀, 장내 박테리아가 식이 섬유질을 발효해서 생산하는) 부티르산염이었다. 이런 화합물은 히스톤 아세틸화를 촉진하거나 억제해서 위암 발생에 관여하는 유전자들을 활성화하거나 억제하는 것을 도와줄 수 있다고 칼카그노가 말했다.

예를 들면 커큐민은 암세포 증식을 억제하고 세포 자살을 유도하기 위해 주로 HATs와 HDACs를 억제해서 히스톤 변형에 영향을 미친다. 커큐민의 화학 구조와 유사한 화학 구조를 가진 가르시놀은 HATs를 억제하고 활성산소를 무력화해서 위암을 예방하는 데 도움을 준다.

이제 우리는 위암을 예방하고 치료하는 데 미래에 사용될 것으로 예상하고 아사이, 난체, 호그베리 같은 아마존 지역의 식물에서 유래하는 생리활성 물질들의 항암 및 후성적 영향을 분명하게 밝히려는 계획을 갖고 있다고 칼카그노는 설명했다.

참조: D. Q. Calcagno et al., "Role of histone acetylation in gastric cancer: implications of dietetic compounds and clinical perspectives" Epigenomics. 2019 Feb;11(3):349-362.