암세포가 지방세포를 조종해 비만 환경서 종양 성장이 가속된다
[연구필요성]
비만은 단순한 체중 증가를 넘어 암 발생 위험을 높이는 주요 요인으로 알려져 있다. 실제로 유방암, 대장암, 췌장암 등 여러 암종에서 체질량지수(BMI)가 높을수록 암의 발생률과 재발률이 증가한다는 보고가 있다. 기존에는 비만이 단순히 호르몬 불균형이나 염증 증가로 암을 촉진한다고 여겨졌으나, 본 연구팀에서 암세포가 지방세포를 조종해 지방산을 빼앗아 활용하는 자가 증폭 회로(positive feedback loop)를 형성한다는 사실을 새롭게 입증했다. 이는 비만 상태에서 암이 빠르게 진행되는 이유를 분자적 기전을 통해 설명한 혁신적인 사례다. 본 연구팀은 지방조직이 단순한 에너지 저장소가 아니라, 지방산(fatty acids)을 분비해 암의 미세환경에 직접적인 영향을 미치는 ‘대사 기관’이라는 점에 주목했다. 이러한 관점에서, 연구진은 비만으로 증가한 지방조직이 암세포에 에너지와 신호를 공급하는 ‘조력자’로 작용할 수 있다는 가설을 제기하고, 암–지방조직 간 대사적 상호작용을 체계적으로 분석해 비만이 암을 촉진하는 근본 원인을 밝히고자 했다.
[연구성과/기대효과]
이번 연구는 비만이 암을 악화시키는 근본적 원인을 분자 수준에서 규명함으로써, 암 대사 연구의 패러다임을 근본적으로 뒤바꿀 잠재력을 지닌다. 기존에는 면역이나 염증 반응에 초점이 맞춰져 있었지만, 본 연구는 암세포가 인접한 지방조직을 조종해 지방산을 탈취하는 새로운 대사 회로를 밝혀냈다. 특히 비만 상태에서 활성화되는 HIF-1α/CCL2/PPARα 축이 암의 성장과 지방분해를 매개한다는 사실은, 비만 관련 암의 대사적 취약점을 정밀하게 겨냥할 수 있는 핵심 표적을 제시한다. 실제로 CCL2 신호를 차단했을 때 비만 마우스에서 암 성장이 현저히 억제된 결과는, 향후 항암제 병용 또는 대사 기반 표적치료로의 임상적 확장을 기대하게 한다. 이는 단순히 암세포를 공격하는 기존 치료를 넘어, 암–지방조직 간 상호작용을 차단함으로써 비만 환자에서 나타나는 치료 저항성을 극복할 새로운 전략을 제시한다. 결과적으로 본 연구는 비만과 암의 연관성을 대사적 관점에서 재정의하며, 예방·진단·치료의 전 과정을 혁신할 과학적 전환점을 마련했다.
4전공설계
연구진이 산소 투과형 3차원 공동배양 시스템을 개발하여 암세포와 지방세포가 접촉하는 암 미세환경을 구현하여 관찰한 결과, 암세포가 ‘CCL2’라는 신호물질을 분비해 지방세포의 지방분해를 유도한다는 사실을 확인했다. 이렇게 분해된 지방에서 방출된 지방산은 다시 암세포로 흡수되어 HIF-1α 신호를 활성화시키고, 이 과정이 또다시 CCL2 분비를 증가시키는 악순환 구조(양의 피드백 루프)를 형성했다. 한편 이때 증가한 HIF-1α는 암 성장 및 전이에 관련된 신호를 증가시켜 암의 진행을 악화시켰다. 이러한 상호작용은 단순한 실험실 환경이 아니라, 비만 생쥐 모델과 유방암 환자 조직 분석에서도 동일하게 검증되었다. 기존에 비만유도 사료를 먹인 쥐에서 암 조직 근처 지방이 분해되어 크기가 줄고 암성장이 증가하였는데, 이때 CCL2를 중화하는 항체 (nAb-CCL2)를 주사하자 암의 성장이 놀랍도록 억제되었고 주변지방의 지방분해도 일어나지 않았다. 이로써 암과 지방조직 사이의 대사적 소통이 실제로 비만 관련 암 진행의 핵심 메커니즘임이 입증되었다.
□ 연구요약
암조직이 주변의 지방조직을 조종해 지방산을 빼앗아 자신의 성장을 위해 사용하는 것으로 나타났다. 2021년에 본 연구팀은 저널 Biomaterials에 지방조직에서 공급된 지방산이 근처 암세포에 흡수되어 암성장에 필수적인 전사인자, HIF-1α를 증가시키며 암의 성장을 촉진한다는 연구결과를 보고한바 있었다. 이번 연구에서는 지방조직으로부터 빼앗은 지방산으로 암세포 내에 축적된 HIF-1α가 ‘CCL2’라는 신호물질을 증가시키는 기능을 한다는 사실을 추가적으로 밝혔다. 본 연구진의 연구결과에 따르면, 암조직이 내보내는 ‘CCL2’라는 신호물질은 지방조직에서 PPARα라는 전사인자를 증가시켜 지방분해를 유도하고, 이로 인해 지방조직에 저장되어 있던 지방산들이 방출된다. 이렇게 방출된 지방산은 암세포에 흡수되어 HIF-1α를 다시 증가시키며 암의 성장이 가속화하게 된다. 이번 연구를 통해 본 연구진은 암조직과 지방조직 간에 서로를 자극하는 악순환 구조(양의 피드백 루프)를 완성하여, 암세포가 근처 지방조직을 이용해 점점 더 활발하게 성장하는 핵심 메커니즘을 밝혔다. 연구진은 이러한 암–지방세포 간 상호작용을 3차원 세포 공동배양 시스템, 비만 쥐 실험, 그리고 유방암 환자의 조직 분석을 통해 확인했다. 이 결과는 CCL2 신호차단을 통해 비만과 관련된 암의 진행을 억제할 수 있다는 새로운 비만 암환자의 치료방법을 제시했다.
4외국어교육프로그램
Cancer Manipulates Adjacent Adipose Tissue to Exploit Fatty Acids via HIF-1α/CCL2/PPARα Axis: A Metabolic Circuit to Support Tumor Progression
Jeong-Eun Yun, Jieun Seo, Jiwon Koh, Seock-Ah Im, Ki Yong Hong, Yeseon Son, Do-Won Jeong, Junji Fukuda, Jong-Wan Park, Yang-Sook Chun
(Advanced Science, https://doi.org/10.1002/advs.202515186)
서울토토사이트 확인교 의과토토사이트 확인 전양숙 교수 연구팀이 암세포가 주변 지방조직을 조종해 지방산을 공급받는 새로운 암 성장 기전을 규명했다. 암세포가 분비하는 CCL2가 지방분해를 유도해 지방산을 제공하고, 이 지방산이 HIF-1α를 증가시켜 종양 성장을 촉진한다. 특히 CCL2를 차단하면 비만 환경에서 암 성장이 억제되어, 비만 관련 암 치료의 새로운 표적으로 주목된다.
- 4한국학 통일학지원HIF-1α (저산소 반응 단백질) : 산소가 부족한 환경에서 암세포가 생존하고 성장하도록 돕는 암성장에 핵심적인 단백질.
- 4한국학 통일학지원전사인자 (유전자 스위치 역할 단백질) : 세포 안에서 특정 유전자가 켜지거나 꺼지도록 조절하는 ‘유전자 스위치’ 역할을 하는 단백질.
- 4한국학 통일학지원지방산 (세포 에너지원) : 지방조직에 저장된 거대한 지방 방울이 분해된 물질로, 암세포가 연료처럼 사용해 성장하는 에너지원.
- 4한국학 통일학지원3차원 공동배양 시스템 (세포 공생 모델) : 서로 다른 세포를 함께 배양해 실제 인체 조직과 비슷한 환경을 실험실에서 재현하는 연구 기법.
[그림설명]
그림1. 전체 논문요약 그림 (암조직과 지방조직 간의 상호작용)
그림2. CCL2를 막았을 때 비만 마우스에서 암 성장 저하 효과를 보여주는 동물실험 결과