유방암 걸리면 왜 당뇨병 따라올까?

에너지 많이 필요한 암 종양, 인슐린 분비 기능 훼손

‘세포외 소포’에 담은 마이크로 RNA로 췌장섬 공격

미국 UCSD 연구진, 저널 ‘네이처 세포 생물학’ 논문

생쥐의 뼈에 전이한 유방암 세포
생쥐의 뼈에 전이한 유방암 세포 세포 적응성을 높이는 ZEB 1 단백질이 발현하면 유방암 세포의 전이 방향이 뼈로 정해진다. [스위스 제네바 의대 디디어 피카르트 교수 제공]

언뜻 보면 유방암과 당뇨병은 공통점이 전혀 없는 별개의 병 같다.

하지만 구체적인 메커니즘을 모를 뿐 연관성을 의심할 만한 연구 결과는 적지 않게 나왔다.

두 질병은 모두 선진국으로 분류되는 나라에서 빠른 증가세를 보인다.

당뇨병을 앓고 있는 미국인이 전체 인구의 10%를 넘고, 건강한 사람도 5명 중 2명꼴은 이 병에 걸릴 거로 예측된다.

또 당뇨병을 가진 여성은 그렇지 않은 여성보다 유방암에 걸린 위험이 많게는 27%가량 높은 거로 알려져 있다.

당뇨병의 주요 특징인 ‘인슐린 내성'(Insulin resistance)이 유방암 발병과 낮은 생존율의 주범으로 꼽힌다.

주로 2형 당뇨병 환자에게 나타나는 인슐린 내성(또는 ‘인슐린 저항’)은 인슐린의 기능 저하로 혈액 내 포도당 균형이 깨지는 걸 말한다.

인슐린 내성이 생기면 췌장 베타세포에 과부하가 걸려 인슐린 생성 기능이 손상될 수 있다.

반대로 유방암 진단을 받은 여성이 장기 생존할 경우 2년 뒤부터 당뇨병 위험이 커지는 거로 보고됐다.

이런 여성이 10년 뒤까지 살아남으면 같은 연령의 비 유방암 여성보다 당뇨병에 걸릴 위험이 20% 높다.

유방암과 당뇨병의 이런 연관성에 어떤 생물학적 메커니즘이 관여하는지를 미국 과학자들이 밝혀냈다.

이 메커니즘은 양방향으로 작용했다.

다시 말해 유방암이 인슐린 생성을 억제해 당뇨병을 유발하는 과정뿐 아니라, 혈당 조절 기능이 손상돼 암 종양의 성장을 촉진하는 과정에도 영향을 미쳤다.

미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 의대 과학자들이 수행한 이 연구 결과는 지난달 30일 저널 ‘네이처 세포 생물학'(Nature Cell Biology)에 논문으로 게재됐다.

분열 중인 유방암 세포
분열 중인 유방암 세포 구조 단백질 튜불린(적색), 미토콘드리아(녹색), 염색체(청색) 등이 선명히 보인다. [미국 국립 암 연구소 Wei Qian 제공]

논문의 교신저자인 쓰이첸 에밀리 왕 병리학 교수는 “유방암 세포가 어떻게 췌장 랑게르한스섬의 기능을 손상하고 인슐린 생성을 줄이는지 밝혀냈다”라면서 “유방암에 걸린 여성이 그렇지 않은 여성보다 혈당치가 높아지는 이유”라고 말했다.

이 메커니즘에서 핵심 역할을 하는 건 암세포가 분비하는 ‘세포외 소포'(extracellular vesicles)였다.

약칭 ‘EV’로 통하는 세포외 소포는 세포간 물질 교환 시스템의 중심이다. 한 세포의 DNA, RNA, 단백질, 지질 등이 이 소포에 담겨 다른 세포로 전달된다.

유방암 세포가 마이크로 RNA-122를 소포에 담아 방출하는 게 문제의 발단이었다.

암세포에서 이탈한 소포는 혈액을 타고 췌장까지 이동한 뒤 랑게르한스섬에 들어가 화물(마이크로RNA-122)을 풀었다.

이렇게 되면 인슐린을 분비해 혈당 수위를 정상으로 유지하는 랑게르한스섬의 기본 기능이 손상됐다.

암세포의 이런 행동은 단것을 좋아하는 성향에서 비롯된다.

암 종양이 빠르게 성장하려면 에너지원인 포도당을 정상 세포보다 훨씬 더 많이 써야 한다.

작은 종양을 찾아내는 PET(양전자 방출 단층 촬영법) 검사는 암세포의 이런 특성을 이용하는 것이다.

유방암 종양이 랑게르한스섬을 망가뜨려 혈당치를 높이는 목적은, 암세포가 포도당을 더 많이 이용하게 돕는 것이다.

하지만 암 종양의 이런 책동은 정상 세포에 꼭 필요한 영양분을 가로채는 것이다.

연구팀은 포도당 저하 작용을 하는 ‘SGLT2 억제제’라는 실험 약을 유방암이 생긴 생쥐 모델에 투여해 봤다.

그랬더니 혈당 조절 기능이 정상화되면서 종양의 성장도 억제됐다.

왕 교수는 “(임상 시험에 성공하면) 유방암 치료에 이 약을 쓸 수도 있다”라고 말했다.

SGLT2 억제제는 마이크로 RNA를 기반으로 개발된 약 가운데 처음으로 현재 임상 시험 중이라고 연구팀은 전했다.