국내 연구진이 최적의 뇌종양 수술 위치를 반응성 별세포 영상으로 찾는 새로운 치료전략을 제시했다.

 기초과학연구원(IBS)은 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장 연구팀이 세브란스병원 핵의학과 윤미진 교수팀, 신경외과 강석구·장종희 교수 연구팀과 함께 뇌종양 환자의 종양 주변부에 발현하는 반응성 별세포의 대사 매개 물질인 아세트산 항진을 영상화하는 기술을 제안했다고 17일 밝혔다.

 이 기술로 종양 미세환경(Tumor microenvironment)의 에너지 대사 기전을 밝혀 새로운 뇌종양 치료 가능성을 확인했다.

 뇌 세포의 절반 이상을 구성하는 별 모양의 비신경세포인 별세포는 알츠하이머나 염증 등에 의해 세포 수와 크기가 증가한 반응성 별세포로 활성화한다.

 연구진은 악성 종양으로 알려진 교모세포종 환자의 종양 조직 이식 동물모델로 종양 미세환경을 영상화해 분석한 결과, 아세트산이 종양세포보다는 주변에 형성된 종양 미세환경, 특히 반응성 별세포에 의해 대부분 흡수되는 것을 밝혀냈다.

 종양세포는 계속 분열하기 위해 기본 에너지원이 되는 포도당을 거의 독점하다시피 이용해 빠른 에너지 대사 과정을 거친다. 이런 대사 과정의 부산물로 아세트산을 생성해 배출했다.

 이렇게 생성된 아세트산은 별세포에서 특이하게 발현하는 모노카복실산 수송체1(MCT1)에 의해 흡수되고, 과도하게 흡수된 아세트산이 반응성 별세포화를 유도하는 것을 확인했다.

 반대로, 반응성 별세포화나 MCT1 발현을 억제하면 종양 미세환경의 아세트산 대사가 정상적으로 회복됐다.

 연구진은 뇌종양 환자의 탄소 11-아세트산(11C-acetate)을 활용한 양전자 방출 단층 촬영(PET) 촬영으로 확인된 종양 미세환경 부위(아세트산 과다 흡수 부위)가 MRI로 촬영된 종양 부위에 비해 클수록 환자의 치료 예후가 좋지 않다는 것도 발견했다.

 뇌종양 치료는 일반적으로 MRI로 구분된 종양을 수술로 절제해 제거하는 방식으로 이뤄졌으나, 이런 결과는 종양 미세환경의 제거가 중요함을 보여준다고 연구진은 설명했다.

 특히 종양의 진행과 전이에 중요한 역할을 하는 반응성 별세포와 종양 줄기세포 부분을 외과적 수술로 절제하는 것이 성공적인 치료에 핵심임을 시사한다고 덧붙였다.

 윤미진 세브란스병원 교수는 "탄소 11-아세트산 PET 영상은 뇌종양을 진단하고 수술 절제 부위를 결정하는 데 효과적으로 활용될 수 있다"며 "종양 미세환경을 구분해 제거할 수 있다면 종양의 재발을 막아 환자 예후가 훨씬 좋을 것"이라고 말했다.

 이창준 IBS 단장은 "다양한 뇌 병변에서 나타나는 반응성 별세포화의 기전을 이해하면 뇌 질환 극복을 앞당길 수 있을 것"이라고 설명했다.

 이번 연구 결과는 세계적인 신경종양학회지인 '뉴로-온콜로지'에 지난해 12월 12일 온라인 게재됐다.

j