암과유전 | 온코젠(oncogen)

    종양원성이라고 번역이 된다. 의학사전에는 정상세포가 종양의 특성을 획득할 수 있는 능력이라고 나와있다.

    로벗 휴브너와 조지 토다로가 최초로 주장한 레트로바이러스가 세포 안으로 들어와 변형시킨 유전인자가 나중에 암을 유발시킨다는 가설이 대두된 이후에 이에 대한 많은 연구와 논란이 있어왔다. 

    레트로바이러스가 포유동물의 세포에 침입한 후 레트로바이러스의 제놈이 부서지면서 포유동물들의 제놈에 흐트러지면서 섞이게 된 것이 바로 온코젠이라는 유전인자가 되었다는 가설이다. 물론 무슨 이유에서라도 유전인자에 돌연변이가 오게 될 경우에도 온코젠이 형성될 수 있다. 온코젠은 전체 유전인자에 비해서 극히 일부분에 지나지 않는다.

   그러나 이런 미소한 변화라고 하더라도 유전인자의 명령으로부터 지시를 받고 만들어내는 단백질의 내용에는 커다란 변화가 올 수 있게된다. 즉 온코젠이 암을 유발시키게 된다는 것이다. 그러나 온코젠 하나만으로 암을 발생시킨다기 보다는 세포핵에 있는 온코젠이 외부로부터 오는 발암물질과 만나게 될 때 암으로 발전하게 되는 세포 내부의 힘으로 작용하게 된다고 이해하는 것이 옳을 것이다.

   앞에서도 언급했지만 세포에 바이러스가 침입하게 되면 대부분의 경우에 그 세포는 죽게된다. 그러나 개중에는 죽지 않고 살아남는 세포도 있게된다. 이렇게 되면 숙주와 기생충간에 장기간에 걸친 공생상태로 들어가게 된다. 온코젠은 이럴 때 발생하는 것이다. 바이러스의 유전인자가 숙주세포의 유전인자에 섞이게 되면 이상이 오게 된 것이 바로 온코젠인 것이다. 즉 바이러스의 유전인자에 포함된 유전에 관한 정보(genetic information)들이 숙주의 세포 안에 직접 주입되면서 숙주의 유전 정보에 변화가 오게되는 것이다.

   바이러스의 유전정보가 들어 온 숙주의 세포는 바이러스 유전인자에 들어있는 성장촉진에 관한 지시를 받게 될 때, 급격히 성장하게 되면서 암으로 발전할 수 있게된다. 바이러스의 유전인자에 들어있는 유전정보는 비교적 간단하다. 그러나 이렇게 간단한 바이러스의 유전인자의 지시를 받았더라도 암 발생을 순식간에 이루어질 수 있다. 짧을 때에는 수일만에 암으로 발전할 수도 있는 것이다. 이런 식의 암 발생은 일반적으로 발생하는 암이 최소한 수 십 년 걸리는 사실과는 근본적으로 틀린다.

   암을 발생시키는 바이러스는 거의 모든 척추동물로부터 발견되며 여러 가지 종류의 암을 발생시키게 된다. (retrovirus, polyomavirus, papillomavirus, adenovirus, herpes virus) 그 중에서도 레트로바이러스와 폴리오마바이러스가 가장 많은 주의를 받게되었는데 그 이유는 비교적 간단한 유전인자들을 갖고있으면서도 그 중에 온코젠을 포함하고 있기 때문이다. 

   그 중에서도 레트로바이러스는 아주 특이한 성질을 갖고있고, 이 성질을 이용해서 바이러스와 암 발생에 대한 연구가 계속해서 진행 중에 있다. 예를 든다면, 레트로바이러스는 인간과는 오랜 세월동안 같이 공존해오면서 인간세포의 유전인자 속에 레트로바이러스의 유전인자의 일부가 들어있을 정도로 긴밀한 관계를 갖고 있다.

   많은 경우에 다음 세대까지 레트로바이러스의 유전인자 일부가 전달된다. 이렇게 전달된 인간세포의 유전인자 즉 온코젠은 바이러스로부터 온 것이며 몇 대에 걸친 바이러스 유전인자들의 감염이 있게될 때 이에 맞는 숫자의 여러 개 온코젠으로 남아있게 된다.

   바이러스에 있는 하나의 유전인자 중 온도에 따라서 변하는 성질을 갖고있는 유전인자를 v-src라고 부르는데, 이 바이러스에 있는 v-src가 인간에게도 그대로 나타날 때는 이를 c-src라고 부른다.

   인간의 세포 안에서 발견되는 c-src는 인간에게는 암 발생을 억제하려는 나름대로의 노력 끝에 만들어진 유전인자라고 보여진다. 즉 인간에게는 유익한 유전인자로 인정되는 것이다. 

   그런데 왜 c-src라는 유리한 유전인자가 있음에도 불구하고 인간에게 암이 발생하는지에 대하여는 다음과 같은 설명이 설득력 있게 들린다.  인간세포에 있는 유익한 c-src 유전인자이지만 레트로바이러스의 v-src라는 원래의 유전인자를 만나게 되면 온코젠으로 변하게 된다.(proto-oncogen) 즉 암이 발생할 수 있는 여건으로 변하게 되는 것이다.

   1970 년대 말에 들어와서는 온코젠이 분자차원으로 볼 때 암 발생에 대한 정확한 예측을 할 수 없었다는 이유로 뒷전으로 물러나게 된다. 그러나 나중에 인간 제놈 지도가 완성되면서 인간의 제놈에는 여러 개의 온코젠이 있음이 발견되었고 이어서 온코젠으로부터 암이 발생할 수 있음이 증명되었다.

   특히 세밀한 역학적인 검사를 거치면서 인간의 암 발생 중에서 다음의 네 가지는 틀림없이 바이러스와 직접적인 상관관계를 갖고있음이 밝혀지게 된 것이다.

   엡스틴 바(Epstein Barr)바이러스는 버킷 임파선 암(Burkitts lymphoma, 아프리카의 사하라 남쪽 지역에 발생)과 비 인후암(naso-pharyngeal cancer, 동남 아시아에 발생)을 발생시키고,

 B-간염 바이러스는 간암(전세계적인 현상이며 특히 동남 아시아와 아프리카 지역에 많이 발생)을 발생시키고,

인간 T-세포 임파선 암 바이러스는 T-세포 임파선 암(카리비안 해안지역과 일본 남부지역에 발생)을 유발하고, 

인간 유두종 바이러스(human papilloma virus)는 자궁경부암을 발생시킨다는 사실은 이제 정설로 정착되었다. 

    그러나 아직도 대부분의 암들의 발생은 특정한 바이러스를 통한 온코젠을 통해서 암 발생이 일어나는 것이 아니고 다른 원인에 의해서 암이 발생하게 된다. 물론 암의 원인에 대하여 알지 못하는 것들이 대부분이다.

   가족들을 중심으로 해서 발생하는 암들이 많이 있다. 대표적인 것이 유방암이다. 이에 대한 설명으로 세포 안에 있던 프로바이러스가 배아줄기를 따라서 다음 세대로 옮겨갈 때 온코젠이 형성되면서 적당한 발암물질을 만나게 될 때 암으로 발전하게 된다는 것이다. 유방암, 폐암, 방광암 등과 같은 비교적 많이 볼 수 있는 암들로부터 온코젠이 발견되고 있다. 

   온코젠에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으며 또한 온코젠이라는 비정상적인 유전인자에 대한 이해도를 높이기 위한 많은 실험들이 이루어지고 있다. 앞으로 온코젠에 대한 확실한 지식이 늘어나고 또한 이에 대한 대책이 세워지게 될 정도가 되면 암 전반에 대한 이해가 깊어짐은 물론 암 치료에 대한 획기적인 발전이 기대되고 있다. 

   그런데 온코젠을 제대로 이해하고 이를 이용하여 암 치료에 응용하려면 단순복제 항체(monoclonal antibody)에 대한 이해를 해야한다.

   단순복제 항체란 복합복제 항체(polyclonal antibody)에 상대되는 말이다. 이 말은 단 한가지 세포로부터 복제됨을 의미하고 있다. 그 중에서도 한가지의 단백질을 중심으로 복제되어지는 세포에 대한 복제가 이루어짐으로 순수함을 보존하게 된다. 

   모든 세포들은 특유의 단백질과 효소를 만들어 낸다. 암 세포도 마찬가지이다. 암 세포로부터 만들어진 단백질에 대한 항체를 만들어내어 이를 암 세포에 주입하면 암이 소멸하는 것을 발견한 바 있다. 정상적인 물질이 아닐 경우, 이에 대한 항체를 만들어내는 인체의 성질을 이용한 것이다.

   암 세포에서는 암 성장요소(TGF, Tumor Growth Factor)나 암 성장억제요소(TIF, Tumor Inhibitory Factor)라는 단백질을 만들어내어 같은 암의 다른 암 세포들의 성장이나 성장억제를 도모하게 된다. 이런 암 세포의 단백질에 대한 단순복제 항체를 만들어내게 될 수 있다면 암 치료에 큰 도움이 될 것으로 보여지고 있다.

   그러나 이 실험은 실험실에서 동물을 통한 실험으로 이루어졌을 뿐이고 이를 인체에 적용하기까지에는 넘어야 할 장애물들이 산적해 있다. 하여튼 단순복제 항체에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는 중이며 단순복제 항체를 이용한 정확한 암 진단 및 치료방안에 대한 새로운 방법들이 만들어질 날이 올 것으로 기대되고 있다.

   특히 암 표식물질을 단순복제 항체를 이용해서 알게되는 길이 열리게 되면 암 진단은 물론 암 치료에 많은 도움이 될 것이다. 현재로서는 장암, 간암 및 난소암에 대한 항원을 이용한 진단방법이 있다. (CEA, Carcino-Embyonic Antigen, AFP, AlphaFeto Protein, CA-125) 그러나 이 방법들은 복합복제 항체를 써서 이루었음으로 순수도가 많이 떨어져 있다. 앞으로 단순복제 항체를 이용한 방법이 도입되면, 암 진단은 물론 암 치료의 방향을 잡아주는데 크게 도움을 받게 될 것이다. 

                                              다음과 같은 온코젠들이 있다.

인간 암 세포에서 볼 수 있는 온코젠들이 발생시키는 암들