[메디컬투데이=한지혁 기자] 단백질 섭취량을 줄이는 것이 대장암 증식을 억제하는 데 효과적인 것으로 나타났다.

단백질 함량이 적은 식단이 대장암의 성장에 미치는 영향을 다룬 연구 결과가 학술지 ‘소화기내과학(Gastroenterology)’에 실렸다.

대장암은 대장이나 직장의 세포가 비정상적으로 증식하는 상황을 의미한다. 미국 내 통계에 따르면, 대장암은 2022년 전체 암 발생률의 7.9%, 암으로 인한 사망자의 8.6%를 차지한다.

이전의 연구에 따르면, ‘mTORC1’이라 불리는 분자의 과활성화는 대장암을 포함한 인간 암의 70% 이상과 관련성을 보이며, mTORC1의 억제는 종양 성장의 억제로 이어질 수 있다.

mTORC1의 신호전달 경로를 억제하는 약물의 효과는 임상적으로 증명된 상태지만, 면역 억제의 부작용이 존재하며 치료 종료 후 재발률이 높다는 한계를 갖는다.

이번 연구에서, 연구진은 단백질 섭취를 통해 체내로 흡수되는 아미노산이 mTORC1을 활성화하며, 이를 제한하는 것이 mTORC1을 감소시켜 종양 성장의 억제를 돕는다는 것을 보였다.

먼저, 연구진은 생쥐 모델의 대장암 세포를 분석하여, 아미노산이 공급되는 경우 mTORC1의 활성이 더욱 높다는 사실을 발견했다.

다음으로, 그들은 살아있는 대장암 생쥐 모델에게 2주 동안 저단백 식단을 제공한 뒤 한 달 동안 항암제 치료를 받도록 했다. 대조군 생쥐들이 섭취한 일반식에는 21%의 단백질이 포함돼 있었던 반면, 저단백 식단에는 4%의 단백질만이 포함돼 있었다.

관찰 결과, 연구진은 저단백 식단을 섭취한 생쥐들에서 종양의 초기 성장이 느리며 더욱 많은 수의 암세포가 사멸했다는 사실을 발견했다.

실험실에서의 추가 분석을 통해 연구진은 저단백 식단, 특히 아미노산의 일종인 ‘류신’과 ‘시스틴’의 감소가 ‘GATOR1’과 ‘GATOR2’ 단백질 복합체를 통해 mTORC1과 관련된 신호 경로를 변화시킨다는 것을 확인했다.

아미노산이 풍부한 환경에서 GATOR2는 mTORC1의 활성을 높인다. 반면, 아미노산이 적은 환경에서는 GATOR1에 의해 mTORC1이 비활성화된다.

인간 대장암 조직에 대한 검사를 통해, 연구진은 mTORC1의 발현이 높을수록 항암요법에 대한 저항성이 높으며 예후가 나쁘다는 사실을 확인했다.

그들은 아미노산을 감지하는 유전 검사를 통해 각 환자의 유전자 발현 양상에 따른 저단백 식단의 효과를 미리 예측할 수 있을 것이라고 언급했다.

전문가들에 따르면 GATOR과 mTORC1 등의 분자들은 암세포가 증식을 위해 섭취하는 영양분을 감지하고 신호를 보내는 역할을 하는데, 아미노산과 같이 체내에서 합성되지 않는 영양분이 부족할 경우 암세포의 대규모 사멸이 초래될 수 있다.

연구진은 이번 연구의 발견을 인간에 적용하기 위해서는 종양 미세환경과 같은 다양한 변수들이 고려되어야 하며, 이를 위해 후속 임상 연구가 필요할 것이라고 주장했다.