KAIST, 고 포도당 음료로 뇌종양 면역치료 실마리

고 포도당 음료로 항 뇌종양 면역반응 유도 성공
장내 미생물 조절, 뇌종양 질환 치료 실마리 제공 기대

고 포도당 음료가 장내 미생물 조절을 통해 교모세포종 면역반응에 미치는 연구의 전체적 개요. 사진=KAIST 제공

국내 연구진이 고 포도당 음료를 보충해 뇌종양 성장이 억제되는 현상을 관측하고, 장내 미생물의 특정 균주 변화로 암세포 증식을 억제하는 항종양 면역반응을 증진하는 작용원리를 규명했다.

한국과학기술원(KAIST) 의과대학원 이홍규 교수 연구팀은 교모세포종 실험 쥐 모델에서 고 포도당 음료 보충으로 뇌종양의 성장이 억제되는 것을 확인했다. 또 이런 억제 효과가 장내 미생물의 특정 균주 변화를 통해 암세포 증식을 억제하는 항종양 면역반응을 증진하는 작용원리를 찾았다.

뇌에서 발생하는 가장 흔한 악성 뇌종양인 교모세포종은 현재 수술, 항암화학요법, 방사선치료로 대표되는 암치료요법을 모두 동원해도 평균 생존 기간이 평균 15개월 정도밖에 되지 않는 치료가 매우 힘든 암종이다.

최근 연구에서 장내 미생물은 악성종양에 대한 항종양 면역반응을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그러나 뇌종양에 미치는 영향에 대해서는 거의 알려진 바가 없었다.

연구팀은 고 포도당 음료와 특정 균주의 복합 처리가 뇌종양 내 면역세포 중 T세포, 특히 CD4+ T세포의 아형에서 세포독성 기능이 증대되는 것을 단일 세포 전사체 분석을 통해 확인했다. 암 미세환경에서 탈진한 T세포를 재활성화하는 면역관문억제제인 항 PD-1 항체와 복합 처리 때 탈진한 T세포 표면에 있는 단백질(PD-1)과 결합해 T세포 재활성을 유도, 항암 면역 치료 효과를 더 증진하는 것을 발견했다.

이런 연구 결과는 기존 면역관문억제제 효과가 미미했던 교모세포종에서 장내 미생물, 장내 미생물 유래 대사체나 균주 유래 물질의 복합 처리를 통해 항종양 면역기능을 향상하는 방식의 뇌종양 치료가 가능하다는 것을 보여줬다. 추후 교모세포종에 항 PD-1 항체와 같은 면역관문억제제 치료에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

이흥규 교수는 "면역관문 치료제에 의한 뇌종양 치료 임상 시험 실패를 극복할 수 있는 대안으로 면역관문 치료제와 뇌종양 억제 유용 균주의 복합 치료를 통해 뇌종양 치료의 가능성을 보여준 동물실험 결과"라며 "향후 장내 미생물을 이용한 항암 치료제 개발의 실마리를 제공할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 생명과학 분야 국제 학술지 '셀 리포트 (Cell Reports)'에 이달 6일 온라인 게재됐다.