결장 종양 유발하는 ‘가족성 선종성 용종증 유전질환’, 시금치로 예방
텍사스 A&M 대학교 건강과학 센터가 실시한 최근의 연구는 시금치를 먹는 것이 결장암을 예방해줄 수도 있는 것을 시사한다. 연구진은 이전의 연구를 더 진척시켜 이제는 어떻게 그런 효과를 나타내는지를 정확하게 이해하는데 더 가까이 다가갔다.

미국에서는 결장암이 4번째로 흔한 암으로 암 관련 사망의 2위 원인이다. 이전의 연구들은 녹색 채소와 섬유질을 먹는 것이 결장암 위험을 반이나 줄여주는 것을 밝혔다. 최근에 발표된 이번 연구는 시금치와 장 건강과 결장암 결과 간의 관계를 연구했다.

연구진은 가족성 선종성 용종증이라는 유전질환 모델을 이용했다. 이 유전질환은 젊은 사람의 결장에 다수의 비암성 종양, 즉 용종이 생기도록 한다. 이 질환이 있는 사람은 나이를 먹으면서 결장에 수백 개의 종양이 생기는 것을 막기 위해서 대부분은 결장을 수술로 제거해야만 한다. 그런 후 소장의 첫 부분인 십이지장에 추가적인 종양들이 생기는 것을 막기 위해 그들은 흔히 유독한 비스테로이드성 항염증제(NSAID) 치료를 받는다. 이번 연구의 결과는 시금치가 그런 환자들에 있어서 - 결장 제거와 장기적 약물 치료의 필요성을 지연시켜 - 암을 예방하는 데 도움이 될지도 모르는 것을 보여준다.

냉동건조한 시금치를 26주 동안 가족성 선종성 용종증 동물 모델에 먹인 후 연구진은 결장과 소장에서 상당한 항암 활동을 관찰했다. 다중체학(멀티오믹스)이라는 편견이 없는 접근법을 사용해서 연구진은 시금치의 종양 억제가 장내 미생물군의 다양성 증가와 유전자 발현의 변화와 관련이 있는 것을 발견했다.

그들은 또 염증을 조절하는 것과 관련이 있는 지방산인 리놀레산 대사체가 시금치를 먹은 후 유익한 수준으로 높아지는 것도 발견했다. 우리는 시금치를 먹는 것이 가족성 선종성 용종증을 갖고 있지 않는 사람들에게도 보호효과가 있을 수 있는 것으로 믿고 있다고 텍사스 A&M 헬스, 바이오사이언스 및 기술 연구소의 후성유전학 및 질병 예방 센터의 소장으로 연구 책임자인 로데리크 대쉬우드는 말했다.

유전성 결장암은 결장암의 약 10~15%를 차지한다. 결장암의 대다수는 산발성으로 그런 결장암은 가계를 통해 유전되는 유전적 소인으로 추동되지 않는 것을 의미한다. 대쉬우드는 지난 수십 년 동안 음식과 환경을 통해 발암물질에 노출된 것이 위장관에서 유전자가 발현하는 방법을 변화시키고 그것이 사람들의 결장과 하부 위장관에 - 이후에 나이가 들어 암으로 진행할 수 있는 - 용종이 생기도록 할 수가 있다고 설명했다. 그런 이유로 미국 암협회는 결장암 선별검사를 45세부터 시작하도록 권고하는 것이다.

다중체학 접근법, 유익한 효과 야기 지방산과 리놀레산
대쉬우드의 실험실은 이전에 산발성 결장암을 모방한, 발암물질로 유발된 결장암 모델에서 시금치의 유익함을 인지했다. 그 모델에서 시금치는 용종을 예방하는 데 아주 효과적이었고 그로 인해 연구진은 시금치가 유전적 특질로 추동되는 결장암에서 어떻게 작용할는지를 살펴보게 되었다.

대쉬우드는 다음과 같이 말했다. “나는 엽록소의 항암 효과를 오랫동안 연구했기 때문에 엽록소 쪽에 초점을 맞추고 싶었다. 그러나 다중체학 접근법이 다른 생각들을 불러일으키게 되었다. 우리가 대사체학 데이터를 살펴보니 엽록소는 없었다. 유익한 효과를 야기하는 것이 실제로는 지방산과 리놀레산이었다.”

다중체학은 과학자들이 생물학적 빅 데이터를 면밀하게 분석해서 몸속의 상이한 시스템들 간의 관련을 발견하고 생표지자들을 찾아내어 생명을 추동하는 복잡한 상호관계를 더 잘 이해하도록 해준다. 전통적인, 가설을 만들어서 밀고나가는 연구 대신에 다중체학은 가설들을 만들어내는 접근법으로, 다중체학(멀티오믹스)에서는 과학자들이 데이터를 따라가다가 결과에 대한 설명들에 도달하게 된다.

이 연구에서 사용된 3가지 오믹스(omics)은 미생물군(microbiome)과 전사체(transcriptome)와 대사체(metabolome)이다. 이들 단어의 어미인 ome에서 omics란 단어가 나왔다.

대사체 데이터를 처리해서 분석하기 위해 대쉬우드의 연구진은 텍사스 A&M 대학교 공과대학의 아룰 자야라만이 설립한 통합 대사체학 분석 핵심 시설을 이용했다. 논문의 제1 저자인 잉-시완 첸은 2년 동안 자야라만의 팀과 긴밀하게 협력해서 이번 연구의 모델이 수집한 수백 건의 표본을 분석했다.

공과대학의 화학공학과 과장인 자야라만은 이렇게 말했다. “이번 연구는 유전체학 분석 연구로는 가장 포괄적인 연구 중 하나이고, 특히 가공하지 않은 식품인 시금치로 암을 예방하는 것과 관련한 연구로서 그러하다. 이번 연구는 연구 개발 기금과 텍사스 A&M 시스템 학장인 샤프의 전폭적인 후원으로 가능했다.”

대쉬우드의 연구진이 연구할 다음 단계는 - 전임상 모델이나 이상적으로는 인간 환자에 대해 항암 효과를 발휘하는 리놀레산 대사체와 단쇄 지방산의 농도와 같은 - 자신들의 연구 결과 중 몇 가지 대사체학적 관점을 확인하는 것이다.

사람들이 결장암을 예방하는 데 도움을 얻기 위해 언제부터 음식에 시금치를 추가해서 먹어야만 할까? 지금 당장 시작해도 해가 되지는 않는다. 빠를수록 더 좋다고 대쉬우드는 말했다. 이런 종류의 예방적인 조치를 취하기 위해 용종이 생길 때까지 기다리지는 말아야 한다고 그는 부언했다.

참조:
Y. S. Chen et al., "Dietary spinach reshapes the gut microbiome in an Apc-mutant genetic background: mechanistic insights from integrated multi-omics" Gut Microbes. 2021 Jan-Dec;13(1):1972756. doi: 10.1080/19490976.2021.1972756.