“요리에 넣지 마세요…” 암세포 '두 배로' 빨리 키운다는 재료

• 설탕보다 위험한 과당, 간에서 종양세포 성장 촉진

지난 50년 동안 과당 소비가 상당히 증가했는데, 이는 주로 음료와 초가공 식품에서 감미료로 고과당 옥수수 시럽을 널리 사용하기 때문이다.

세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교의 새로운 연구에 따르면 식이 과당은 흑색종, 유방암 및 자궁경부암 동물 모델에서 종양 성장을 촉진하는 것으로 나타났다.

그러나 12월 4일 네이처(Nature) 저널에 발표된 연구에 따르면 과당은 종양에 직접적으로 촉진하지 않는다.

그 대신 워싱턴 대학교 과학자들은 간이 과당을 암세포가 좋아하는 영양소로 전환한다는 사실을 발견했는데, 이는 다양한 유형의 암을 치료하고 관리하는 데 새로운 길을 열어 줄 수 있는 흥미로운 발견이다.

연구 결과는 과당 섭취를 줄이는 것이 암과 싸우는 방법이 될 수 있다는 것.

과당은 주로 과일과 곡물에 포함된 천연 단당류로, 꿀, 꽃, 채소에도 존재한다. 당 중에서 가장 강한 단맛을 지닌 과당은 음식의 맛을 내기 위해 자주 첨가된다.

과당과 포도당은 화학식(C6H12O6)은 같지만 분자 배열이 달라 대사 과정에서 차이를 보인다. 포도당은 몸 전체에서 대사되지만, 과당은 간과 소장에서만 대사된다. 연구팀은 과당이 암세포의 직접적인 먹이가 아니라 간에서 암세포가 사용할 수 있는 영양소로 변환된다는 사실을 발견했다.

종양이 있는 동물에게 과당이 풍부한 먹이를 제공한 실험 결과, 체중, 공복 혈당, 공복 인슐린 수치에는 영향이 없었지만, 종양 성장은 촉진됐다. 일부 종양에서는 성장 속도가 두 배 이상 빨라졌다.

파티 교수는 “100년 전 미국인 1인당 연평균 과당 소비량은 2.27~4.53kg였지만, 21세기 들어 이 소비량이 15배 증가했다”며 “과당을 많이 섭취하는 것은 종양 진행에 매우 부정적인 영향을 미친다”고 말했다.

연구진은 과당 소비 급증 기간 동안 50세 이하 젊은 층에서 여러 종류의 암 발생이 늘어난 것을 확인했다. 과당 소비 증가와 암 발생 증가 사이에 연관성이 있을 수 있다는 설명이다.

파티 교수는 암에 걸린 경우 과당 섭취를 피하는 것이 좋다고 언급했다. 그러나 과당이 식품 산업 전반에 널리 사용되기 때문에 이를 실천하는 것이 쉽지 않다고 덧붙였다.

과당은 과일과 꿀에도 존재하지만, 최근에는 액상과당 형태로 음료, 케이크, 파스타 소스, 샐러드 드레싱, 케첩, 물엿, 과자, 사탕 등 다양한 식품에 포함되어 있다.

▶과당에 대한 암세포의 식욕

최근 수십 년 동안 과당 섭취가 급격히 증가함에 따라 워싱턴 대학 연구진은 과당이 종양 성장에 어떤 영향을 미치는지 자세히 알고 싶어했다.

패티와 파울-그라이더는 종양이 있는 동물에게 과당이 풍부한 식단을 먹인 다음 종양이 얼마나 빨리 자라는지 측정하여 조사를 시작했다. 연구자들은 과당을 추가하면 체중, 공복 혈당 또는 공복 인슐린 수치를 변화시키지 않고도 종양 성장을 촉진한다는 것을 발견했다.

하지만 실험의 다음 단계는 처음에는 그들을 당황하게 했다. Fowle-Grider가 접시에 분리된 암세포에 과당을 공급하여 이 테스트의 버전을 반복하려고 시도했을 때, 세포는 반응하지 않았다. "대부분의 경우, 우리가 전혀 설탕을 주지 않은 것처럼 느리게 자랐습니다." Patti가 말했다.

그래서 패티와 파울-그라이더는 고과당 식단을 먹은 동물의 혈액에서 작은 분자의 변화를 다시 살펴보았다. 대사체학을 사용하여 그들은 리소포스파티딜콜린(LPC)을 포함한 다양한 지질 종의 수치가 상승한 것을 확인했다. 추가 접시 검사에서 과당을 먹은 간 세포가 LPC를 방출하는 것으로 나타났다.

패티는 "흥미롭게도 암세포 자체는 적절한 생화학적 기계를 표현하지 않기 때문에 과당을 영양소로 쉽게 사용할 수 없었다."고 말했다. "간세포는 그렇게 합니다. 이를 통해 과당을 LPC로 전환하여 종양에 영양을 공급할 수 있습니다."

암의 결정적 특징은 악성 세포의 통제되지 않는 증식이다. 세포가 분열할 때마다 세포막을 포함한 내용물을 복제해야 한다. 여기에는 상당한 양의 지질이 필요하다. 지질은 처음부터 합성할 수 있지만 암세포는 주변 환경에서 지질을 흡수하는 것이 훨씬 쉽다.

패티는 지난 몇 년 동안 많은 암세포가 지질을 만드는 것보다 지질을 흡수하는 것을 선호한다는 것이 분명해졌다고 언급했다.

▶과당 피하기

흥미롭게도 인간의 과당 소비가 급증한 같은 기간 동안 50세 미만의 사람들 사이에서 많은 암이 점점 더 많이 발생하고 있다. 이로 인해 이러한 추세가 연결되어 있는지에 대한 의문이 제기되고 있다. Cancer Grand Challenges에서 2,500만 달러의 지원을 받은 Patti는 최근 의과대학 외과 조교수이자 Siteman 연구원인 Yin Cao, ScD, MPH 및 전 세계의 다른 연구자들과 협력하여 이 연구에 참여하지 않은 사람들과 가능한 연관성을 조사했다.

"식이성 과당이 암 발병에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해하는 것은 흥미로울 것입니다. 하지만 이 현재 연구에서 얻을 수 있는 교훈 중 하나는 불행히도 암에 걸렸다면 과당을 피하는 것을 고려해야 한다는 것입니다. 슬프게도 말하기는 쉽지만 실천하기는 어렵습니다." 패티가 말했다.

연구 저자들은 식이 요법 외에도 이 연구가 약물을 사용해 과당이 종양 성장을 촉진하는 것을 치료적으로 예방하는 방법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다고 밝혔다.

패티는 이러한 발견의 의미는 우리가 질병 세포만을 표적으로 삼는 치료법에 국한할 필요가 없다는 것이라고 말했다.

그는 오히려 건강한 세포의 대사를 표적으로 삼아 암을 치료하는 것에 대해 생각할 수 있다. 이는 연구에서 쥐에게 효과가 있었지만, 우리가 관찰 결과를 활용해 환자의 삶을 개선하고자 한다고 덧붙였다.

연구 저자들은 워싱턴 대학교 의대의 임상 파트너들과 협력하여 식단에 함유된 과당과 관련된 임상 시험을 진행하고 있다.