암세포 손상된 세포막, ‘거대 세포 흡수작용’으로 수리
정상적인 세포나 암세포에게 세포막이 세포의 피부로 작용한다. 또 세포막에 생긴 손상은 치명적일 수 있다. 세포의 내부는 액체이고 만약 세포막에 구멍이 생기면 마치 물풍선에 구멍이 난 것처럼 그냥 세포가 흘러나와서 죽어버린다. 그래서 세포막에 생긴 손상은 신속하게 수리되어야만 하는데, 덴마크의 연구진의 최근 연구는 암세포들이 거대 세포 흡수작용이라는 기술을 사용하는 것을 밝혔다.

그 기술은 세포들이 이미 다른 상황에서 사용하여 알려진 도구로 암세포가 손상된 부위로 온전한 세포막을 끌어당겨 덮은 후 몇 분 안에 그 구멍을 밀봉해버리는 것이다. 그 다음에 세포막의 손상된 부위는 작은 공 같은 구체들로 분리가 되어 - 소위 리소좀이라고 말하는 - 세포의 “위장”으로 운반되어 분해되어 버린다.

먼저 연구진은 실험실에서 레이저를 사용하여 암세포의 세포막을 손상했다. 레이저가 세포막에 작은 구멍들을 만들어서 거대 세포 흡수작용을 촉발한 것이다. 그렇게 해서 연구진은 만약 세포막이 작은 구체를 형성하는 것을 차단하는 물질로 흡수 과정을 방해하면, 암세포가 더 이상 수리를 할 수 없어서 죽어버리는 것을 볼 수가 있었다.

이 연구는 암세포가 어떻게 생존하는지에 관한 아주 기본적인 지식을 제공해준다. 연구진은 실험을 통해 만약 그 과정이 방해를 받으면 암세포가 죽는 것도 밝혀냈고, 이는 거대 세포 흡수작용이 미래의 치료에서는 표적물이 될 수 있는 것을 시사한다.

장기적인 전망이지만 이는 매우 흥미롭다고 연구 책임자로 덴마크 암 협회 연구센터와 코펜하겐 대학교에서 근무하는 예스퍼 닐란드스테드가 말했다. 그가 이 새로운 연구를 이끌었고, 그는 암세포가 세포막을 어떻게 수리하는지를 오랫동안 연구했다.

거대 세포 흡수작용, 손상된 세포막 재활용하여 유용
암의 가장 위험한 특성 중 하나는 전이를 하는 것이다. 만약 종양이 인체의 새로운 부위에서 생기면 암은 치료하기가 더 힘들어지고 일반적으로 더 광범한 치료가 필요하게 된다. 또 암이 인체의 조직을 통해 퍼져나갈 때 특히 세포막에 손상을 입기가 쉽다.

덴마크 암 협회의 연구진은 이전에 암세포가 세포막을 수리하는 또 다른 기술을 사용할 수 있는 것을 밝혔다. 즉 도마뱀이 꼬리를 잘라버리는 것처럼 손상된 부위를 묶어서 잘라버리는 것이다.

그러나 실험실에서 실시한 실험들은 특히 공격적인 암세포들은 거대 세포 흡수작용을 사용하는 것을 보여주었다. 이는 암세포가 손상된 세포막을 리소좀에서 분해하면 재사용할 기회를 갖기 때문인 듯하다. 이런 유형의 재활용은 암세포가 자주 분열해서 새로운 세포를 위한 다량의 에너지와 재료가 필요하기 때문에 암세포에게는 유용할 것이다.

이제 연구진은 새로운 연구 결과를 발표했지만 그들의 연구가 끝이 난 것은 아니다. 이에 대해 박사후 연구원으로 이번 연구에 참여한 스타인 로리첸 손더가 다음과 같이 설명했다.
“우리는 암세포가 어떻게 세포막을 보호하는지를 계속 연구할 것이다. 특히 거대 세포 흡수작용과 관련해서 세포막이 밀봉된 이후에 어떤 일이 일어나는지를 알아보는 것도 흥미롭다. 우리는 처음의 수선은 좀 조잡해서 나중에 세포막을 더 완벽하게 수리할 필요가 있는 것으로 생각한다. 그것이 암세포의 또 다른 약점일 수가 있을 것이다. 우리는 그 부분을 더 자세히 조사해보고자 한다.”

참조:
S. L. Sønder et al., "Restructuring of the plasma membrane upon damage by LC3-associated macropinocytosis" Sci Adv. 2021 Jul 2;7(27):eabg1969. doi: 10.1126/sciadv.abg1969.