암의 속성과 특징: 다양한 암의 특이적 성격

암의 속성

우선 암을 치료하고자 한다면 암의 속성부터 알아야 합니다. 암이 우리 몸에서 어떤 방식으로 면역세포들을 피해서 살아남고, 어떻게 암이 덩어리를 키워나가는지 에너지 대사 방법도 알아야 하며, 종양 미세환경의 중요성에 대해서도 알아야 합니다. 암 조직 근처에는 종양 미세환경을 이루는 암세포, 면역세포 등이 모여서 서로 여러 신호를 주고받으며 암의 분열 성장을 돕습니다. 예전에는 암이 동일한 암세포만 모여있는 균질한 조직이라고 생각했으나 지금은 여러 세포들의 상호작용으로 암이 성장하고, 암 줄기세포가 존재하여 암세포를 계속 만들어 낸다는 이론이 주목받고 있습니다. 그래서 암세포를 박멸하려면 이런 종양 미세환경이나 암 줄기세포에 대해서도 반드시 공부를 해야 합니다. 종양은 일단 양성종양과 악성종양으로 나뉩니다. 양성종양은 사마귀처럼 다른 곳으로 전이되지 않는 단순 덩어리를 말하고, 악성종양은 전이하는 암을 일컫습니다. 악성종양은 발생하는 세포의 종류에 따라 다음과 같이 분류됩니다. 암종은 편평상피세포가 변형되어 생기는 암을 말합니다. 선암은 분비조직의 상피세포에서 생긴 암이며, 육종은 뼈, 연골, 지방, 근육 등 결합조직으로부터 생긴 암을 일컫습니다. 혈액 암에 해당하는 백혈병, 림프종, 골수종은 혈액세포에서 생긴 암이며, 신경 외배엽의 종양은 신경세포 및 피부 세포에 생긴 암을 말합니다.

 

암세포의 특징

정상세포는 약 50회 정도 분열하면 더 이상 분열하지 못하고 죽어버립니다. 그러나 암세포는 끊임없이 분열 증식할 수 있습니다. 그 예로 1951년에 자궁경부암으로 죽은 헨리에타 랙스(1920~1951)의 암세포인 헬라 세포를 들 수 있습니다. 암을 연구하는 전 세계 모든 연구실에 헬라 세포가 있다고 합니다. 그리고 염색체의 끝부분에 있는 텔로미어는 세포분열이 일어날 때마다 조금씩 짧아져서, 텔로미어가 없어지면 세포는 분열을 못하고 세포사멸을 일으킵니다. 그런데 암세포는 텔로머레이즈라는 효소를 가지고 있어서 텔로미어가 짧아지지 않도록 합니다. 따라서, 텔로머레이즈가 있는 암세포는 죽지 않고 영생을 갖게 됩니다. 정상세포는 옆에 다른 세포가 만들어주는 성장인자가 없으면 죽어버립니다. 그러나 암세포는 성장인자가 없어도 여러 방법을 통하여 살아갈 수 있습니다. 첫째, 암세포는 자기가 필요한 성장인자를 스스로 만들어 냅니다. 둘째, 암세포는 성장인자 수용체를 비정상적으로 많이 발현할 수 있습니다. 셋째, 성장인자가 결합하지 않아도 활성화되는 수용체가 존재하거나, 상위 신호가 없어도 활성화되는 하위 인산화 효소가 존재합니다. 정상 세포는 세포가 빈틈없이 꽉 차면 접촉 억제에 의해 세포의 성장, 분열이 억제됩니다. 암세포는 빈틈없이 꽉 차도 분열 중지가 되지 않아 겹겹이 쌓여서 자랍니다. 암세포는 접촉억제 말고도 정상적으로 세포의 성장을 억제하는 신호를 무시합니다. 상피세포는 옆에 세포들과 서로 접착 연접을 캐드헤린을 통해 이뤄지고 있습니다. 암세포는 캐드헤린이 발현되지 않아서 접착된 옆에 동료 세포들로부터 떨어져 나와 주변 조직으로 침투하게 됩니다. 또한 단백질 분해 효소를 분비하여 세포 외부 기질을 분해하여 주변 조직에 침입합니다. 궁극적으로 혈관의 결합조직을 분해하여 기저 막을 뚫고 들어가 다른 장기로 전이를 하게 됩니다. 암세포가 분열증식으로 덩치가 커지면서 겹겹이 쌓이게 되면 덩어리 안쪽에 있는 암세포들은 혈액 공급을 받지를 못하게 됩니다. 만약 암세포가 혈액 공급을 받지 못하게 된다면 영양분을 보급받지 못하여 죽습니다. 그래서 저산소 상태에서 암세포는 혈관신생성인자를 분비하여 새로운 혈관을 만들어 냅니다. 혈관신생 성인자를 타깃으로 암세포가 신생혈관을 만들어 내지 못하도록 개발된 표적항암제가 암 치료에 이용되었지만 새로운 혈관을 만들지 못하더라도 잘 자라는 암세포가 발견되면서 난관에 부딪히게 되었습니다. 죽어야 할 세포는 죽어야 하는데 그 과정을 세포사멸 과정이라고 합니다. 암세포는 이 과정이 억제되어 세포가 죽지를 않습니다. 세포 내 미토콘드리아에 구멍을 내서 세포예정사를 유도하는 단백질이 있는데 암세포는 이러한 단백질을 억제하는 물질을 많이 발현시켜 세포사멸 과정이 억제됩니다. 참고로 세포사멸을 억제해서 암화를 유도하는 유전자를 암 유발 유전자라고 하고, 그 유전자가 만드는 단백질을 암 유발 단백질이라고 합니다. 암세포는 돌연변이 물질에 대한 민감성을 높인다던가, 유전자 손상을 인지하여 유전자 수선을 담당하는 시스템을 망가뜨리는 방법 등으로 유전체의 불안전성을 증가시키고 돌연변이 생성 확률을 증가시킵니다. 암세포 주변의 종양미세환경에는 마치 염증이 생긴 것처럼 면역세포들이 모여듭니다. 면역세포가 하는 일은 원래 암을 제거하는 것인데, 오히려 암세포를 보호해 주고 어떤 암세포들은 면역세포가 분비하는 성장인자 등에 의해 오히려 성장이 촉진이 됩니다. 바르부르크 효과에 의하면 어떤 암세포는 산소가 있는 상황임에도 미토콘드리아에서 에너지를 만들어 내는 유산소 호흡을 하지 않고, 세포질에서 일어나는 무산호 호흡에만 의존적으로 에너지를 생성해서 살아간다고 합니다. 즉, 암세포는 산소가 있어도 산소를 사용하지 않고 해당 작용으로 에너지를 만들어 살아갑니다. 바르부르크 효과를 보이는 암세포에서는 미토콘드리아의 기능이 제한되어 있습니다. 이는 해당 작용이 시트르산 회로, 전자 전달계 모두를 돌리는 것보다 빨리 에너지를 만들 수 있기 때문입니다. 그리고 해당 작용의 중간물질들이 암세포의 빌딩 블록을 만드는데 쓰이므로 빨리 분열하는 암세포는 해당 작용이 더 필요합니다. 미토콘드리아의 산화적 인산화를 통해 포도당 하나로 30개 이상의 에너지를 만들 수 있는데 암세포는 미토콘드리아를 이용하지 않고 해당 작용만 돌립니다. 그래서 암세포의 에너지 효율은 비효율적입니다. 이 때문에 암세포는 세포막에 포도당 수용체인 글루틴 I 단백질을 많이 발현시켜 세포 안으로 포도당을 엄청 빨아들입니다. 그리고 암세포는 해당 작용을 집중적으로 사용하기 때문에 젖산 발효가 일어나 젖산이 많이 만들어지는데 이것을 세포 밖으로 배출해서 암세포 주변 환경이 산성 환경이 되게 만듭니다. 어떤 암세포들은 세포독성세포나, 자연 살생 세포의 공격을 피해서 살아남습니다. 암세포들은 면역억제 인자를 분비해서 세포독성 세포, 자연살생 세포의 기능을 억제하거나, 다른 물질을 불러와서 면역세포들의 기능을 방해합니다.