[바이오토픽] 조개와 홍합에서 발견된 전염성 암 생명과학 양병찬 (2016-06-24 09:38) Cerastoderma edule/ ? Wikipedia 《Nature》 6월 22일호에 실린 논문에 의하면(참고 1), "일부 조개, 홍합, 기타 쌍각류(껍질이 두 개로 되어 있는 연체동물)가 감염성 암세포(infectious cancer cell)를 보유하며, 이들 암세포가 개체 사이는 물론 종(種) 사이를 뛰어넘을 수 있다"고 한다. 이로써, 지금까지 전염성 종양(transmissible tumour)이 발견된 생물은 모두 6가지로 늘어났다. 그중 2가지 종양은 포유류에서 발견된 것으로 유명한데, 하나는 태즈메이니아 데블(Sarcophilus harrisii)의 존속을 위협하는 안면종양(facial cancer)이고(참고 2), 다른 하나는 전세계의 개들 사이에서 짝짓기를 통해 전염되는 암(venereal cancer)이다(참고 3). "우리는 지금껏 '암은 자연계에서 간혹 우연히 전염된다'고 생각해 왔다. 그러나 이번에 쌍각류 사이에서 암이 널리 전염되는 것으로 밝혀짐에 따라, 그런 생각은 바뀔 것으로 보인다"라고 영국 케임브리지 대학교에서 개와 태즈메이니아 데블의 암을 연구하는 엘리자베스 머치슨 박사(분자생물학)는 말했다. "더욱이, 암이 종(種) 사이를 뛰어넘을 수 있다는 건 충격적인 사실이다"라고 그녀는 덧붙였다. 1. 조개의 충격 이번 연구를 지휘한 사람은 콜럼비아 대학교의 스티븐 고프 박사(바이러스학)인데, 그가 이끄는 연구진은 작년에 무척추동물들 사이에서 전염되는 암을 최초로 발견한 바 있다(참고 4). 작년에 전염성 암이 발견된 것은 우럭조개(Mya arenaria)라는 식용 조개로, 캐나다에서부터 미국 남부에 이르기까지 대서양의 갯벌에서 서식한다. 고프 박사는 바이러스로 인해 발생하는 암을 연구해 왔는데, 조개들 사이에서 흔히 나타나는 백혈병의 원인을 찾다가, 롱아일랜드, 메인, 캐나다에서 수집된 종양들이 동일한 유전체 시퀀스를 보유하고 있는 클론(clone)임을 발견했다. "우리는 '이 클론이 해안의 위아래에 사는 동물들 사이에서 전염된다'는 결론을 내리지 않을 수 없었다"라고 그는 말했다. 고프 박사는 전염성 암이 다른 연체동물에서도 유행하는지 알아보기 위해, 해양생물학자들을 찾아갔다. 그 결과, 캐나다 브리티시콜롬비아에서 채취된 홍합(Mytilus trossulus)과, 스페인 북서부의 갈리시아 해안에서 채취된 꼬막(Cerastoderma edule)과 황금카페트조개(Polititapes aureus)에서도 똑같은 전염성 암의 특징을 발견했다. 즉, 상이한 개체에서 발견된 종양세포들이 동일한 유전적 표지(genetic marker)를 공유하는 것으로 밝혀진 것이다. 감염된 꼬막에서는 두 가지 계열의 암세포들이 발견되었는데, 이는 전염성 암이 최소한 두 번 발생했음을 시사한다. 2. 진입장벽 암의 DNA를 유전적으로 분석해본 결과, 황금카페트조개의 종양은 (동일한 해저에 서식하는) 다른 종(種)에게서 유래하는 것으로 밝혀졌는데, 그 범인은 병아리껍질조개(Venerupis corrugata)였다. "암이 상이한 종 사이를 뛰어넘은 것이 발견된 건 이번이 처음이다"라고 고프 박사는 말했다. 그러나 특이하게도, 고프 박사는 병아리껍질조개에서는 암의 징후를 발견할 수가 없었다. "아마도, 그 종양은 병아리껍질조개 중에서 취약한 개체들을 모두 없애버린 것 같다. 그런 다음 감수성 있는 숙주를 찾기 위해 다른 종으로 갈아탄 것 같다"라고 고프 박사는 말했다. "암이 개체 사이에서 퍼져나가려면, 면역계의 공격을 회피해야 한다. 그런데 종간의 장벽은 개체 간의 장벽보다 더욱 높다"라고 머치슨 박사는 말했다. 조개는 포유류보다 원시적인 면역계를 갖고 있지만, 머치슨 박사는 "설사 그렇더라도, 전염성 종양이 종내이동과 종간이동을 할 때는 어느 정도의 저항성을 극복해야 한다"고 생각하고 있다. 또 한 가지 수수께끼는 '암세포가 개체 사이를 어떻게 뛰어넘는가?'라는 것이다. 연체동물은 게걸스러운 여과섭식동물(filter feeder)이므로, 암세포는 바다에서 떠다니다가 연체동물의 혈류로 들어가 새로운 백혈병을 파종할 수 있다. 그렇다면 종양세포는 숙주가 죽을 때 방출될 수 있을 것이다. 그러나 고프 박사는 '연체동물의 대변이 혈구세포로 가득 차 있다'고 지적하며, "암에 걸린 연체동물은 대변을 통해 종양세포를 바닷속으로 배출하는지도 모른다"고 말했다. 【참고】 이번 연구의 시사점 암은 하나의 세포가 체내에서 유전적 변화를 획득하여 부적절하게 증식함으로써 일어난다. 일단 시작된 암은 자연선택을 통해 진화하고, 종종 다른 신체의 부분으로 전이되는 세포주를 형성한다. 그러나 암은 일반적으로 숙주의 신체를 벗어나지 않으며, 지금까지 동물의 개체군으로 전이될 수 있는 잠재력을 지닌 암세포주는 극히 드문 것으로 간주되어 왔다. 암세포가 자유생활 감염원(free-living infectious agent)으로 될 잠재력을 보유하고 있다는 것은 '인간의 경우에도 암이 전염될 수 있을까?'라는 의문을 제기한다. 암세포의 대인감염과 생존은 장기이식, 임신, 실험적 치료, 수술 도중의 사고 등을 통해 일어날 수 있는 것으로 보고되었지만, 그런 경우는 드물며, 두 사람 간의 전이 수준을 벗어나지는 않는다(Strakova, A. & Murchison, E. P. Curr. Opin. Genet. Devv. 30, 49-55). 그러나 흥미롭게도, 최근 촌충의 암세포가 면역력이 심각하게 저하된 사람의 체내에서 퍼진 것으로 보고됨에 따라(Muehlenbachs, A., Mathison, B.A. & Olson, P.D. N. Engl. J. Med. 373, 1845-1852), '암세포가 새로운 숙주종을 침입할 수 있다'는 이번 연구결과가 관심을 끌고 있다. 암은 다세포생물에게 내재하는 위험이며, 암의 진화적 충동은 기본적으로 개체나 종간의 차이를 존중하지 않는다. 바다 밑에서 암이 널리 전염된다는 것은 암 연구에 흥미로운 개념과 새로운 방법을 제공할 것으로 보인다. 쌍각류에서 전염되는 암은 암의 전염과 숙주의 반응을 연구하는 데 새로운 모델을 제공한다. 한편 쌍각류 사이에서 전파되는 암의 병인을 이해하면, 양식산업에도 수산물의 질병 모니터링과 제어 방법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 보인다. ※ 출처: Elizabeth P. Murchison, "Transmissible tumours under the sea",http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature18455.html ※ 참고문헌1. Metzger, M. J. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature18599 (2016).2. http://www.nature.com/news/field-narrows-in-hunt-for-devil-tumour-genes-1.100463. http://www.nature.com/news/how-a-contagious-dog-tumour-went-global-1.145804. Metzger, M. J., Reinisch, C., Sherry, J. & Goff, S. P. Cell 161, 255?263 (2015). ※ 출처: Nature http://www.nature.com/news/infectious-shellfish-cancers-may-jump-across-species-1.20138