광주과학기술원(GIST·지스트)은 20일 “박한수 의생명공학과 교수 연구팀이 이마리아 서울대학교병원 산부인과 교수팀과 공동연구를 통해 자궁내막에 존재하는 특정 유익균이 장내 미생물 대사 경로와 연결돼 항암 면역반응을 활성화하고 자궁내막암 재발 억제에 관여하는 기전을 세계 최초로 규명했다”고 밝혔다.

이번 연구는 오랫동안 ‘무균 환경’으로 여겨졌던 자궁 내에서 자궁내막암 환자의 예후와 연관된 미생물의 존재와 역할을 확인했으며, 향후 미생물 기반 치료 전략의 가능성을 제시했다.

자궁내막암은 미국 여성암 발병률 4위를 차지하는 대표적인 여성암으로, 전이·재발 단계에서는 기존 항암 화학요법만으로 치료 효과와 생존율을 충분히 높이는 데 한계가 있다.

공동 연구팀은 자궁내막암과 양성 자궁질환 환자의 자궁내막 조직을 대상으로 미생물과 숙주 면역반응 간 연관성 규명을 위해 유전체·전사체·단백질체·대사체를 통합 분석하는 다중오믹스를 수행했다.

더불어 미생물 기반 항암 가능성을 검증하기 위해 자궁내막암에서 유익균이 항암 면역반응을 유도하는 과정을 분자 수준에서 분석했다.

연구팀은 유익균이 음식에 포함된 성분인 ‘콜린’을 분해해 TMAO로 전환하는 과정이 체내 면역반응 활성화와 연결돼 있음을 확인했다.

이는 장내 유익균이 콜린을 분해해 생성한 대사물질 TMAO가 체내 면역 신호를 자극하고 이 신호가 암세포를 공격하는 T세포 활성화로 이어지는 메커니즘을 규명했다.

세포 실험과 영상 분석 결과, 바실러스 메가테리움을 적용했을 때 면역세포의 항암 반응이 강화됐으며, 자궁내막암 세포 증식이 억제되고 암세포 주변으로 면역세포가 증가하는 양상이 관찰됐다.

또한 유익균을 적용한 실험 그룹에서는 제1형 인터페론 등 면역반응 관련 유전자 발현이 증가했으며, 주요 대사 산물인 TMAO를 단독으로 적용한 경우에도 유사한 면역 활성 효과가 나타났다.

이러한 결과는 해당 유익균이 대사 과정을 통해 면역세포 기능을 증진하고 염증성 세포의 사멸을 촉진함으로써 자궁내막암에 대한 항암 면역반응을 강화할 수 있음을 보여주는 것으로, 향후 미생물 기반의 새로운 항암 치료 전략 개발 가능성을 보여준다.

박한수 교수는 “이번 연구는 기존 항암제나 면역항암제에 반응이 제한적인 자궁내막암 환자에게 새로운 미생물 기반 병용 치료 전략의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

연구는 한국부인종양연구회, 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업 프로그램, 보건복지부·한국보건산업진흥원 융합형 의사과학자 양성사업의 지원을 받았다.

/박선옥 기자