백혈병 세포 비타민 B-6에 중독
전형적으로 어린이와 노인에게 발생하는 혈액암의 일종인 백혈병은 미국에서는 10번째로 흔한 암으로 신규로 발생하는 모든 암의 3.5%를 차지한다. 또 미국 국립 암 연구소에 의하면 백혈병은 미국의 암 사망 원인 중 5번째로 높다고 한다. 통계에 의하면 2019년에 백혈병으로 사망한 사람이 22,840명으로 추정되고 있다.

급성 골수성 백혈병(AML)은 백혈병 중 2번째로 흔한 유형이다. 급성 골수성 백혈병은 신속하게 전이해서 상대적으로 생존율이 낮다. 환자의 3분의 1 미만이 진단을 받은 후 5년 이상 생존한다. 급성 골수성 백혈병의 암세포들은 현재의 치료제가 죽일 수 있는 것보다 더 빨리 분열을 한다. 그런 세포들을 더 잘 표적으로 삼는 새로운 치료법을 찾는 것이 장기적인 생존에 결정적이다.

암세포들은 비정상적인 속도로 성장하고 전이하기 위해서, 화학적인 반응들이 여러 가지 세포 기능을 작동시키거나 가속하게 되는 신진대사 변화를 이용한다. 뉴욕 주의 콜드 스프링 하버 실험실(CSHL)의 연구원인 링보 장은 백혈병 세포의 1가지 주요한 특징은 그 대사 과정의 프로그램이 변경되어 비정상적인 세포 성장을 지원해주는 것이라고 설명했다.

링보 장과 콜드 스프링 하버 실험실과 뉴욕의 메모리얼 슬로언 케터링 암 센터(MSK)의 연구원들로 구성된 연구진은 이제 급성 골수성 백혈병은 세포 분열이 어떻게 그렇게 신속한지를 발견했다. 놀랍게도 특정한 1가지 비타민과 관계가 있다. 비타민 B-6는 인체가 정상적으로 작동하기 위해서는 필수적이다. 음식을 통해서만 섭취할 수 있는 비타민 B-6는 세포 성장과 신진대사를 도와줄 뿐만 아니라 신경 전달물질과 적혈구를 만드는 것도 도와준다.

암성 세포에서 피리독살인산화효소(PDXK) 비타민 B-6 촉진
장은 급성 골수성 백혈병의 암성 백혈구에서 추출한 유전자를 연구해서 230개가 넘는 개별적인 유전자가 백혈병 세포들 속에서 매우 활동적인 것을 발견했다. 연구진은 유전자의 활동을 차단하기 위해 크리스퍼 유전자 편집 기술을 이용해서 유전자를 하나하나씩 테스트했다.

이들 과학자는 암성 세포의 전이를 정지시키는 유전자를 찾을 작정이었고 목적을 달성했다. 즉 피리독살인산화효소(PDXK)라는 신진대사 효소를 생산하는 유전자를 1개 찾아낸 것이다. 이 효소는 활성 비타민 B-6를 만들어내는 단백질들을 생산해서 비타민 B-6의 사용을 통제한다.

세포들은 건강할 때는 비타민 B-6를 필요로 하지 않는다. 세포들이 분열을 할 때가 되면 이 효소는 비타민 B-6를 활성화시킨다. 그러나 빠르게 분열하는 암성 세포들에서는 이 피리독살인산화효소(PDXK)가 이 비타민을 촉진하는 것을 연구진은 발견했다. 이는 급성 골수성 백혈병 세포들의 증식으로 연결되고 다시 잠재적으로 암이 더 성장하고 전이가 되었다.

우리는 이 효소가 백혈병 세포의 성장에 필수적인 것을 보여주었다고 장은 말했다. 백혈병 세포들은 비타민 B-6에 중독되어있고. 그게 백혈병의 약점이라고 할 수 있다고 그는 설명했다. 메모리얼 슬로언 케터링 암 센터의 암 생물학 및 유전학 프로그램의 책임자로 공동 저자인 스콧 로우는 우리는 비타민 B-6가 세포 성장과 증식에 필요한 기초 요소들을 만드는데 필요한 일련의 모든 효소의 조절자로 작용하는 것을 이미 알고 있었다고 말했다. 그러나 이번 연구가 비타민 B-6 경로가 암의 존속에 중요할지도 모른다는 것을 처음으로 시사했다고 그는 부언했다.

가장 중요한 것은 이 효소와 비타민 콤비가 새로운 더 효과적인 치료법의 표적물이 될 수가 있는 것이다. 환자의 비타민 B-6 섭취를 줄이는 것은 뇌와 나머지 중추신경계를 포함한 신체 전반의 중요한 기능에 영향을 미칠 수도 있기 때문에 그런 새로운 치료법이 환자의 비타민 B-6 섭취를 감소시키는 것과 같이 간단하지는 않을 것이다.

그 대신에 장과 그의 동료들은 피리독살인산화효소에 영향을 미치는 약물을 개발하기 위해 의약 화학자들과 작업을 하고 있다. 그렇게 해서 백혈병 세포들이 비타민 B-6를 유리하게 이용할 수 없도록 할 것이다. 그런 방법은 백혈병을 지연하거나 중단시킬 뿐만 아니라 또 생존을 위해 비타민 B-6를 필요로 하는 건강한 세포들에게 해를 끼치는 것을 피할 수도 있을 것이다. 우리는 이 치명적인 질병에 대한 잠재적인 치료 전략을 개발할 수 있기를 희망하고 있다고 장은 말했다.


참조:
(1) C. C. Chen et al., "Vitamin B6 Addiction in Acute Myeloid Leukemia" Cancer Cell. 2020 Jan 13;37(1):71-84.e7. doi: 10.1016/j.ccell.2019.12.002.
(2) Medical News Today, Jan. 27, 2020