암의 성장

   유전인자에 돌연변이가 발생했을 때 암으로 발전하게 되는데 그 중간에 어떤 과정을 거치는지에 대한 의문을 갖지 않을 수 없게된다. 또한 정상적인 세포들이 어떻게 성장하고 어떻게 성장이 끝나는지에 대한 의문도 생기게 된다.

   유전인자에 돌연변이가 와서 암을 유발시키는 과정에서, 정상적인 세포가 암의 초기단계로 변하게 되면서 암으로 정착한 후 암으로 성장하게 되는데, 이때 어떤 단계를 거치면서 어떤 과정을 겪는지에 의문이 생기지 않을 수 없게 된다. 이런 의문들에 대한 답변을 알아보기 위해서는 우선 정상적인 세포의 성장은 어떻게 이루어지는지에 대한 사실을 알아보아야 할 것이다.

  정상세포의 성장, 분화 및 소멸은 어떤 외부의 신호에 의해서 이루어지고 있다. 암세포는 외부로부터의 신호에 의하여 생활하는 것이 아니고 암 세포 스스로 자율적인 성장을 해 나가는 특징이 있는 반면에, 정상세포는 주변의 다른 세포로부터, 아니면 멀리 있는 세포나 조직으로부터 오는 신호를 받은 후 이에 맞는 세포의 성장, 분화 및 소멸이라는 과정을 갖게된다. 이때 정상세포는 성장요소(growth factor)나 성장억제요소(growth inhibitory factor)의 영향을 직접적으로 받게되나, 암세포는 이런 외부의 요소들로부터 아무런 영향을 받지 않고 암 세포 스스로의 자율성에 의해서 계속해 자라기만 하는 것이다.

   정상세포는 성장요소가 없는 상태에서는 성장을 하지 않고 조용한 휴식상태에 들어가서 수일, 수주 또는 수년간 남아 있게된다. 그러다가 다시 성장요소의 공급을 받게되면, 휴식상태로부터 벗어나 다시 성장하기 시작하게 된다. 

   이 말은 성장요소 여부에 따라서 세포가 자라기도 하고 또한 휴식상태로도 들어간다는 뜻이다. 이때 성장요소나 성장억제요소를 알아차리는 장치가 있는데 이는 바로, 세포막에 나와있는 수용기(receptor)가 그 역할을 담당하고 있는 것이다. 

   여기서 두 가지 길로 세포가 잘못될 수 있다. 즉 세포가 성장해야 할 때 성장이 억제되기도 하고, 성장이 억제되어야 할 때 성장이 되기도 하는 것이다. 잘못된 성장요소나 성장억제요소가 나올 수 있는 길이 있고, 다른 한 길은 세포막에 나와있는 수용기가 그 작용을 잘못하는 길도 있다.

  만약 성장요소는 계속해서 나오는데 이에 맞는 성장억제요소가 평형의 원칙에 의해서 제대로 나오지 않을 때가 있게된다. 이럴 경우에는 세포의 성장이 한없이 일어날 수 있게된다.   한편 성장요소를 받아들이는 수용기는 제대로 작용하고 있는데 성장억제요소를 받아들이는 수용기에 문제가 있을 때에도 세포는 한없이 자랄 수밖에는 없게된다. 이런 사실을 염두에 두고 볼 때, 암이란 바로 깨어진 평형에 의한 한쪽으로만 작용하는 성장요소나 성장요소 수용기에 문제가 있을 수 있다는 결론을 내릴 수 있게된다.

  신경 성장요소(NGF, nerve growth factor)라는 성장요소는 신경세포의 성장에 관련된 요소가 아니라 모든 세포를 분화시키는 작용을 한다. 이 말은 아주 중요한 뜻을 갖고 있다.

  모든 세포는 그 종류에 따라서 고유의 생명현상을 갖고 있다. 즉 세포가 만들어진 다음에 고유의 기능을 발휘할 수 있게끔 분화가 되어야 한다. 분화가 제대로 되지 않고 자라나는 세포들이 암 세포로 될 가능성이 늘어나기 때문이다.

  표피 성장요소(EGF, epidermal growth factor)는 표피로부터 유래되었으면 정상세포이건 암세포이건 무조건 성장시키는 성질을 갖고 있다. 이와 같이 성장과 분화를 촉진하는 요소들이 있는 반면에 성장을 억제하는 요소들도 있게된다.

  신경섬유종증(neurofibromatosis)은 NF-1 라는 암 억제 유전인자의 결핍이 있을 때 오는 병이다. NF-1 암 억제 유전인자는 들어오는 성장요소를 약하게 만들게 됨으로 성장을 억제하는 기능을 갖고있다고 보여지고 있다. 따라서 NF-1 유전인자가 약해있을 때는 성장요소가 강하게 작용하게 됨으로 필요이상의 세포증식이 있게된다. 결과적으로 신경섬유종증이라는 양성종양으로 발전하게 된다. 

   Rb 유전인자에 문제가 있을 때 망막아종이 발생한다는 사실을 알고 있다. 그러나 Rb 유전인자에 잘못이 있을 때에는 망막아종 이외에도 골육종이 발생하게 될 확율이 수백 배나 늘어나게 된다. 마찬가지로 Rb 유전인자에 문제가 있으면서 담배를 피는 사람들에는 폐암 종류의 한가지인 소세포 암이 발생하게 된다.

   정상세포나 암세포의 성장에 다른 요소들도 깊숙하게 작용하고 있다. 즉 성장 호르몬, 인슐린, 스테로이드 호르몬 등은  뇌하수체, 취장 및 부신 등 다른 기관으로부터 만들어진 호르몬으로 온 몸의 모든 세포들의 성장에 골고루 영향을 끼치게  된다.

   그러나 지역적으로만 영향을 끼치는 요소들도 있다. 가깝게 붙어있는 세포들 간에 오가는 제한된 영향을 주는 요소(paracrine)와 한 세포 스스로에게만 영향을 끼치는 요소(autocrine)들도 있다. 전체적인 영향을 끼치는 호르몬도 세포의 성장에 중요하지만 지역적으로 주고받는 제한된 요소들도 세포의 성장에 깊숙하게 작용한다. 

   특히 태아가 성장할 때나 성인이 된 다음에도 부분적인 상해를 받았을 경우 치유가 되는 과정에서는 지역적인 성장요소의 영향을 더 받게되는 것이다.

   여기서 얻을 수 있는 교훈은 암이 발생하는 것과 암이 성장하는 것은 두 가지의 기전에 의함이라는 것이다.

   암의 발생은 발암물질과 유전적인 배경으로 인하게 되는 반면에 암의 성장은 성장요소와 성장억제요소라는 두 단백질의 균형이 깨어졌을 때 이루어진다는 것이다. 물론 이로서 암에 대한 모든 것이 다 파악된 것은 아니다. 앞으로 암에 대하여는 더 많은 연구 조사가 이루어져야 한다. 그러나 현재까지 알려진 암에 대한 지식은 30 년 전에 비해서 월등하게 진보했다고 보아도 될 것이다.

   남녀에 상관없이 많은 사람들에게 침범하는 대장암은 ras 온코젠의 활성화와 DCC 및 p53 유전인자의 비활성화가 합쳐진 결과라고 볼 수 있다. 암에 대한 전반적인 파악에 진일보한 것임에 틀림없다. 이런 지식의 축적이 더 많아질 때 암에 대한 예방은 물론 이에 대한 효과적인 치료방법이 개발될 것으로 전망되고 있다. 앞으로 10-20 년 사이에는 인간들의 암에 대한 태도가 많이 달라질 것이다.

혈소판 유래 성장요소(PDGF, platelet derived growth factor) : 

   혈소판 유래 성장요소(PDGF)는 혈소판으로부터 나오는 짧은 단백질 연쇄(short protein chain)이다. 

   이 요소는 상처를 받았을 경우 혈청 속으로 분비가 된다. 일단 혈청에 분비된 혈소판 유래 성장요소는 혈액을 응고시키는 역할을 하며 또한 상처가 난 혈관이 고쳐지는데 도움을 준다. 이때 결합조직(connective tissue)에 있는 섬유아세포(fibroblast)가 PDGF의 영향을 받고 자라면서 고장난 혈관을 고치게 되는 것이다.

  섬유아세포가 바이러스(simian sarcoma virus)의 침입을 받게될 때 주변상항과는 상관없이 스스로 PDGF를 만들어내면서 계속해서 자라나게 된다. 즉 종양으로 발전하는 것이다.       PDGF에 대한 고찰은 바로 바이러스의 감염을 받았을 때 어떻게 정상세포가 종양으로 발전할 수 있는지를 보여주는 좋은 예라고 할 수 있다. 

  바이러스로 인한 주변에 있는 세포들과의 협조상태가 깨어지면서 스스로 자라나는 상태로 갈 수 있음을 보여주고 있다. 바이러스의 침입을 받게되면서 돌연변이가 오게되면 그런 세포들은 거의 틀림없이 성장요소의 증가가 오게되면서 여러 가지의 원하지 않는 상태로 들어가게 되는 현상을 보여준다.

   이때 그 내용을 자세하게 들여다보면, 바이러스의 침입으로 돌연변이가 올 때 성장요소와 암 성장억제 요소의 균형이 깨어지면서 한 쪽으로 기울게 됨을 알 수 있다. 즉 암 성장억제 요소는 줄어들고 성장요소가 늘어나게 되면서 암의 성장이 빨라진다고 보여진다.

  PDGF는 암 연구가들에게는 잘 알려진 성장요소이다. 이에 대한 깊은 논의는 이 논문의 범위를 벗어난다고 할 수 있다. PDGF 뿐 아니라 이에 상응하는 세포의 수용기에 대해서도 마찬가지로 이 논문의 범위를 벗어나고 있다.

  따라서 이에 대한 논의는 다른 곳에서 하기로 하고 유전과 암과의 관계가 임상에서는 실질적으로 어떻게 쓰여지고 있고 앞으로의 전망은 어떠한지에 대하여 알아보기로 한다.