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- 종양이 이미 폐나 비장으로 퍼진 유방암이나 췌장암을 앓고 있는 쥐를 사용
- 쥐의 혈액 내 글루코코르티코이드 계열의 스트레스 호르몬 수치가 증가
- 일반적으로 끈끈한 네트워크 구조는 병원균을 가두는 데 도움
- 암 환자의 경우 그물은 혈액에서 순환하는 암세포 차단해 암세포가 더 쉽게 침착하고 전이를 형성할 수 있게 만든다.

만성 스트레스가 암과 전이를 일으키는 이유
스트레스를 받은 면역세포는 암이 더 쉽게 퍼지게 만든다.

전이로 가는 관문:
만성 스트레스는 특정 면역 세포와 신체 조직을 변화시켜 종양 세포가 더 쉽게 정착하고 퍼질 수 있도록 한다는 연구 결과가 나왔다. 따라서 스트레스를 받은 백혈구는 끈적끈적한 거미줄 같은 구조를 형성해 암세포를 가두어 조직이 전이되기 더 쉽게 만든다. 이 지식은 암 환자를 더 잘 치료하고 미래에 암을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 

▲ 만성 스트레스에 노출된 암에 걸린 쥐의 폐 전이. © Egeblad 연구소/콜드 스프링 하버 연구소

스트레스는 현대 생활 방식에서 거의 피할 수 없으며 에너지 비축량을 동원함으로써 어느 정도 도움이 될 수도 있다. 반면에 만성 스트레스는 건강을 위협하는 것으로 입증됐다. 예를 들어, 심장병, 뇌졸중 또는 비만의 위험을 증가시키고 정자 발달을 방해할 수 있다.

스트레스를 받는 암 환자의 몸에서는 어떤 일이 일어나는가?

지속적인 스트레스는 암에 걸렸을 때 특히 위험하다. 이전 연구에서 밝혀진 것처럼 스트레스는 종양 세포가 몸 전체로 퍼지고 전이를 형성하기 쉽게 만든다. 동시에, 암 진단을 받으면 그에 따른 걱정과 신체적 스트레스로 인해 스트레스를 피할 수 없다. 뉴욕 Cold Spring Harbor Laboratory(CSHL)의 Xue-Yan He가 이끄는 팀은 스트레스가 어떻게 세포 수준에서 전이 형성을 유도하는지, 그리고 이것이 억제될 수 있는지 알아내려고 노력했다.

▲ 연구 개요도 (출처:관련논문 Chronic stress increases metastasis via neutrophil-mediated changes to the microenvironment / Cancer Cell)

이를 위해 연구진은 종양이 이미 폐나 비장으로 퍼진 유방암이나 췌장암을 앓고 있는 쥐를 사용했다. 그와 그녀의 동료들은 외과적으로 원발성 종양을 제거했다. 그런 다음 동물을 만성 스트레스에 노출시키고 혈액이나 조직에 남아 있는 분리된 암세포에서 추가 전이가 형성되는지 관찰했다.

4배 더 많은 전이

실제로 스트레스에 노출되지 않은 대조군에 비해 쥐의 폐와 비장에 과도한 전이가 발생했다. CSHL의 수석 저자인 Mikala Egeblad는 “전이가 최대 4배 증가했다”고 보고했다. 과학자들은 또한 쥐의 혈액 내 글루코코르티코이드 계열의 스트레스 호르몬 수치가 증가했다는 사실을 관찰했는데, 이는 이미 이전 연구에서 전이와 관련이 있는 것으로 나타났다.

게다가 호중구라고 불리는 특정 백혈구가 쥐의 혈관과 암 조직에 거미줄 같은 구조를 형성했다는 사실이 그와 그녀의 동료들에 의해 발견되었다. 이전 연구에서 세포외 호중구 트랩(NET)이라고 불리는 이러한 네트워크는 면역체계의 호중구가 스트레스를 받을 때마다 형성되어 DNA와 단백질을 배출하는 것으로 알려져 있다.

일반적으로 끈끈한 네트워크 구조는 병원균을 가두는 데 도움이 된다. 그러나 암 환자의 경우 그물은 혈액에서 순환하는 암세포를 차단하여 암세포가 더 쉽게 침착하고 전이를 형성할 수 있게 만든다고 He와 그녀의 동료들은 결론을 내렸다.
스트레스 호르몬은 면역 세포의 네트워크 형성을 유발

이 발견을 확인하기 위해 연구자들은 암에 걸린 쥐를 대상으로 세 가지 추가 테스트를 수행했다. 한 실험에서는 항체를 사용해 동물 몸의 호중구를 제거했고, 두 번째 실험에서는 주사된 약물을 사용하여 이러한 혈액 세포를 파괴했다. 세 번째 테스트에서 그와 그녀의 동료들은 호중구가 더 글루코코르티코이드 스트레스 호르몬에 반응할 수 없는 유전자 변형 쥐를 사용했다.

세 가지 테스트 모두에서 비슷한 그림이 나타났다. 스트레스를 받은 쥐는 스트레스를 받지 않은 대조군보다 더 이상 전이가 발생하지 않았고 호중구는 더 이상 NET 네트워크를 형성하지 않았다. 따라서 실험에서는 스트레스가 호중구 네트워크의 형성을 유발하고 이러한 면역 세포가 전이 속도를 증가시킨다는 사실을 확인했다. 동시에, 실험에서는 He와 그녀의 동료들이 보고한 것처럼 글루코코르티코이드가 혈액 세포에서 이러한 스트레스 반응을 유발한다는 것을 보여주었다.

▲ 실험에서 암은 대조군(왼쪽 열)보다 스트레스를 받은 쥐(가운데 열)에서 더 빠르고 격렬하게 퍼졌다. 이에 비해, DNase I이라는 효소로 호중구가 차단된 스트레스를 받은 쥐에서는 전이가 훨씬 적었다(오른쪽 열). © Egeblad 연구소/콜드 스프링 하버 연구소

암 예방과 치료에 도움

후속 실험에서 허 팀은 암이 없이 스트레스를 받은 쥐도 검사했다. 그들은 만성 스트레스가 건강한 동물에서도 NET 형성과 폐 조직 변화로 이어진다는 사실을 발견했다. Egeblad는 “어떤 면에서 스트레스는 조직이 암을 발병하도록 준비시킨다”고 말했다.

스트레스를 줄이는 것은 암의 확산을 막는 데 뿐만 아니라 암을 예방하는 데에도 도움이 될 수 있다고 연구진은 결론지었다. 이 지식은 이제 NET 네트워크 형성을 방지하는 새로운 약물을 개발하는 데 사용될 수 있다. 이는 종양이 아직 전이되지 않은 환자에게 특히 도움이 될 뿐만 아니라 다른 환자의 암 확산을 늦추거나 중단시킬 수도 있다.

또한, 연구에서는 화학 요법의 부작용을 완화하고 종양과 싸우기 위해 암 환자에게 자주 사용되는 글루코코르티코이드가 회복에 역효과를 낳을 수 있음을 시사한다.
(Cancer Cell, 2024; doi: 10.1016/j.ccell.2024.01.013)
출처: Cold Spring Harbor Laboratory

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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