발암 유전자(Oncongene) [1]

발암 유전자 Oncongene  

1. 암의 형성 tumor conformation

 

대략 60조 개의 세포로 이루어진 인체는 각각의 세포가 맡은 바 임무를 수행하며 전체적으로는 통일된 기능을 수행하기 위하여 신호경로를 통해 다른 세포들과 끊임없이 교신한다.

정상세포는 미리 정해진 시간표에 따라 때가 되면 죽고 건강한 세포로 교체된다. 우리 몸에서는 매일1%의 세포가 새로 생겨나며 약 3개월이면 전부 교체가 된다. 

이렇게 짧은 기간에 세포가 전부 교체되는 데도 생김새나 성격 등이 변하지도 않고 그대로 유지하는 것은 본래의 특성이 컴퓨터 본체에 전부 저장되어 있어 그대로 복사해내기 때문이다. 

그렇지 않고 새로 들어온 신참 세포들이 지들 가고 싶은 대로 가서 떡하고 앉아있거나 기분 나쁘다고 대량 탈영하는 사태가 벌어진다면, 또는 영감탱이 세포가 좀 더 살고 싶다고 보약먹고 죽기를 거부한다면 날마다 얼굴 생김도 달라지고 성질도 오늘은 부처, 내일은 망나니 처럼 제 멋대로일 것이다. 

때가되어 죽은 세포의 분자는 분해되어 혈액 속으로 흡수ㆍ재활용 되거나 체외로 배출된다. 세포들이 프로그램화된 시간표에 따라 죽는 것을 세포의 자연사라 한다.

 

그런데, 아까 보약먹은 영감탱이 처럼 죽지않고 버티는 세포들이 반드시 있다. 이들은 정상적인 모습으로는 국각 보위부에서 체포해가므로 아무도 못 알아보게 어떻게든 변장을 해야만 한다. 이것을 세포의 돌연변이라고 한다.

 

암유전자(oncogene)는 애초부터 암세포로 태어난 것이 아니고 60조 세포 중의 일원이었으나 극심한 환경의 변화로 인해 돌연변이 되거나 과도하게 분열이 이루어진다. 그래서 예정된 자연사가 이루어지 않고 계속적으로 활성화 상태에 있으면 세포는 계속해서 분화를 하고 이것이 곧 암으로 형성된다.                

 

 

2. 발암과정 oncongene process  

대개의 암유전자들은 발암과정에서 일정 부분만을 역할을 하고, 실제 암이 형성되기 까지는 여러 암유전자들이 복합적으로 작용하여 일어난다.  

예를 들어 myc 유전자(전사단백질)와 ras유전자(신호전달단백질)는 암을 만드는 과정에 서로 협동하는 것으로 알려져 있는데 ras가 만드는 단백질이 비정상적으로 활성화되면 이 신호가 핵내에 있는myc에 전해지게 된다. 그러면 myc는 “드뎌 올 것이 왔구나~”하며 자기도 급하게 움직이며 암을 만드는 데 일조한다.

 

또는 Kit유전자(신호전달유전자)가 돌연변이를 일으켜 암으로 열심히 변하고 있는데, 이를 잡아들여야 할 Bcl-2(종양억제유전자)이 본연의 업무를 태만히 한 채 술만 퍼마시고 있다가 땡깡을 부리며 반역자를 처단하기는 커녕 오히려 이를 잡아들이려는 경찰을 폭행하고 암이 커지게 만드는 경우도 비일비재하다.

 

현재까지 밝혀진 암유전자나 암 억제 유전자는 대부분 세포의 증식, 세포주기의 조절, 세포의 예정된 죽음과 분화 등에 관여하는 유전자들이다.

따라서 암유전자에 대한 연구는 단순히 암의 발생 과정뿐만 아니라 세포성장 조절, 세포주기 조절 등을 통해 억제할 수 있도록 많은 새로운 정보를 제공해주고 있다.

 

최근에는 염기를 수선하는 효소가 잘못 복제되어 암의 발생에 관련된다는 것이 알려지는 등 암 유전자의 범위가 확대되고 있으며 암 유전자의 수도 계속 늘어나리라 생각된다. 더불어 암을 치료하는 방법도 더욱 다양해질 수가 있다.

 

 

3. 성장인자 growth factor

정상세포들은 생존을 위하여 성장인자들의 적절한 자극이 필요하지만, 변이된 세포들은 이러한 자극이 없이 지 멋대로 잘 자란다.

암유전자(oncogenes)를 가지고 있는 많은 종양들은 성장과 생존 경로가 과도하게 활성화되어 외부로 부터의 성장인자 시그널이 전혀 필요 없다. 신호 전달과정에서 변형된 암유전자가 지속적인 성장신호 혹은 세포생존신호를 보내주기 때문이다.

 

암세포의 성장인자들은 4가지 경로를 통하여 세포 간에 신호를 주고 받으며 더욱 몸집을 불려 세력을 확장하기 위해 새로운 혈관을 형성한다.

즉 성장인자들은 그들이 주고 받는 신호들의 형태에 따라 ① 인트라크라인(intracrine), ② 오토크라인(autocrine), ③ 파라크라인(paracrine) 혹은 엔도크라인(endocrine) 과정을 이용한다.

                    

 

엔도크라인(endocrine) 경우 성장 인자들이 분비선을 통하여 (혈액이 혈관을 따라 이동하는 것과 같이) 혈관으로 흘러가 목표 세포로 이동해서 그 세포의 수용체와 결합하여 신호를 전달하는 것을 말한다.

파라크라인(paracrine) 작용은 세포외 공간으로 성장 요소가 방출되어 인접한 세포에 작용하는 것을 말한다. 다시 말하자면 서로 인접한 곳에 위치한 세포의 성장인자가 세포 밖으로 분출(exocytosis)하여 인접한 세포의 수용체에 결합함으로써 교신이 이루어지는 경우이다.

즉 인접한 세포들에서 한 세포가 성장 인자를 방출하면 인접한 세포에 있는 수용체가 성장인자와 접촉하여 신호 전달이 시작되는 것을 말한다.

 

오토크라인(autocrine) 하나의 세포에서 만들어진 성장 인자와 수용체가 결합하여 지속적인 커뮤니케이션이 이루어지고 세포 증식을 연속적으로 일어나게 한다.

다시 말하자면 오토크라인이라는 것은 성장 인자를 방출한 세포가 방출한 스스로 성장인자의 수용체를 가지고 있어서 다시 그 성장 인자와 작용하여 신호가 전달되는 것을 말한다.

 

마지막으로 서로 인접된 세포에서 세포막에 부착되어 있는 세포외 성장인자들이 세포외성장인자(extracellular growth factors : EGF)가 직접적으로 인접한 세포의 수용체에 결합하는 경우이며 혈소판유래성장인자(plateletderived growth factor : PDGF)가 대부분 이러한 경로를 선택한다.

                         

 

 

암종양은 매우 복잡한 과정을 통해 형성된다.

성장인자가 세포 내로 들어오면 단백질에 인산기를 첨가(단백질 인산화) 하여 단백질을 활성화시키는데 주로 티로신잔기(tyrosine residue)에 작용하며 대부분의 세포 신호 전달체계에서 가장 중심이 되는 과정이다. 발암유전자(oncogene)는 이 과정에 직접 참여한다.

 

간단히 말하면, 성장인자가 세포 표면에 있는 성장인자 수용체와 결합하면 그 모양에 변화가 생겨 세포질에 있던 단백질이 인산화되어 활성화된다 이 활성 상태가 핵내에 있는 핵 단백질에 전달되어DNA 전사를 자극하여 세포 주기가 개시된다.

 

암종양이 형성되는 유전자 돌연변이는 주로 원암 유전자와 종양억제 유전자이다.

 

유전자 돌연변이가 일어나는 근본적인 원인은 활성산소, 독성물질(자외선, 환경호르몬)과 같은 외적 요인이 가장 크고 유전인자, 나이와 같은 내적 요인도 일정부분 작용한다. 그렇다고 해서 1~2년 안에 암이 생겨나지는 않으며 10년 이상 장기간에 걸쳐 이러한 원인제거를 하지 않았을 경우에 발생하게 된다.

 

또는 암세포가 생겨났다가도 도중에 몸의 주인이 생활습관 및 환경을 개선한다거나 해서 몸 속에 충분한 산소와 균형잡힌 영양을 공급해주면 암세포는 더 이상 커지지 않고 잠복하거나 아예 사라지게 된다.