| 초록 |
1. 분석자서문 포유류 세포는 포도당, 아미노산과 단백질 등의 영양분에 둘러싸여 있으며, 이 영양분들은 막전달체나 리소좀을 통해서 세포내로 유입된다. 세포는 대사 용이성을 확보함으로써 굶주림 상태에서도 다양한 영양분을 이용하여 생존할 수 있다. 휴지기에 들어간 세포들은 항상성 유지를 위해 필요한 양분만을 흡수하는 데 반해, 증식하는 세포는 성장인자 호르몬을 기반으로 세포증식에 필요한 바이오매스의 생성을 위해 많은 영양분을 흡수한다. 우리는 세포가 영양분을 흡수하는 세포 기전들과 이 영양분 흡수 기전이 성장인자들과 세포 안 센서에 의해 어떻게 조절되고 있는지 살펴볼 것이다. 또한 암 유발인자와 암 억제인자가 세포의 영양분 흡수 조절을 통해 어떻게 암세포의 성장과 증식을 뒷받침하는지 살펴볼 것이다. 2.목차 1. 서론 2. 성장인자에 의한 후생동물세포의 영양분 흡수 조절 3. 영양분 흡수를 조절하는 세포내 영양 센서 4. 당류 및 아미노산 전달체 5. 수용체에 의한 영양분의 endocy-tosis 6. 아미노산의 재료가 되는 단백질의 macropinocytosis 7. 여러 가지 영양분을 확보하는endolysosomal 활성 8. 영양분 흡수 경로의 조화 9. 포도당과 글루타민의 영양분 사용 10. 비필수적인 대사물질의 흡수 11. 암 미세환경의 대사조절 12. 맺음말 암세포의 대사 연구는 암 유발인자와 암 억제인자가 어떻게 영양분의 흡수와 이용을 조절하는지를 밝히기 위해 시작되었다. 예를 들어 macropinocytosis는 20세기 초반에 밝혀져 endocytic 기전의 개념을 도입할 수 있게 한 기전이지만, 최근에서야 암 유발 유전자인 Ras에 의해 활성화되어 아미노산 흡수를 증가시킨다는 것이 밝혀졌다. 암세포의 대사 연구는 그 자체로서도 중요하지만 이를 통해 세포 대사를 생리학적 개념으로 이해할 수 있는 통찰력을 제공한다. 예를 들어 활성화된 T면역세포나 미분화 줄기세포 같은 경우 ldquo;Warburg effect rdquo;를 연상케 하는 대사 기전을 보여준다. 또한 혈관이 미흡한 곳에서 주위 세포를 이용해 증식하는 암세포의 대사 순응 기전은 면역세포가 영양분이 결핍된 감염된 부위나 암 미세환경을 어떻게 찾아가는지에 대한 연구의 단초를 제공했다. 이러한 연구에도 불구하고 아직까지 신호전달을 통한 세포의 영양분 흡수 기전에 대한 연구는 많이 부족하다. 특히나 단일 영양분에 대한 흡수와 사용에 대한 연구의 집중보다는 세포 생장에 필요한 다양한 영양분의 흡수와 이용에 대한 조절에 대한 거시적 안목의 연구가 필요하다. 대부분의 대사 연구의 원류는 한 가지 종류의 혹은 특정 암 유발인자로부터 조절되는 대사 기전으로부터 온 것이고, 세포 종류나 조직에 따라 세포 대사가 영향을 받는다는 비교연구는 거의 전무하다시피 하다. 조직 내액에 영양분 농도는 순환계의 농도와는 다르며, 조직 안의 영양분의 농도를 측정하는 데에는 기술적 어려움이 있어 세포 주위의 영양분 농도는 확실히 알려져 있지 않다. 마지막으로 세포가 선호하는 영양분 흡수가 어떻게 조절되는지도 미제로 남아 있다. 예를 들어, 증식하는 포유류 세포는 세포 주변에 단백질이 많이 있더라도 그것을 흡수하기보다 포도당과 아미노산을 흡수하여 단백질을 합성한다. 반대로 난생동물은 전적으로 알에 흰자와 노른자에 분포한 단백질을 흡수하여 분해함으로써 얻은 영양분으로 증식한다. 이렇듯 영양분의 흡수와 이용 기전을 조절하는 인자를 연구하는 것은 대사 기전을 이용하여 암 치료 효과 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 후생동물 세포의 대사 특성을 이해하는 데 도움이 될 것이다. References 1. Ward, P.S. and C.B. Thompson, Metabolic reprogramming: a cancer hallmark even warburg did not anticipate. Cancer Cell, 2012. 21(3): p. 297-308. 2. Abbud, W., et al., Stimulation of AMP-activated protein kinase (AMPK) is associated with enhancement of Glut1-mediated glucose transport. Arch Biochem Biophys, 2000. 380(2): p. 347-52. 3. Pylayeva-Gupta, Y., E. Grabocka, and D. Bar-Sagi, RAS oncogenes: weaving a tumorigenic web. Nat Rev Cancer, 2011. 11(11): p. 761-74. 4. Iurlaro, R., C.L. Leon-Annicchiarico, and C. Munoz-Pinedo, Regulation of cancer metabolism by oncogenes and tumor suppressors. Methods Enzymol, 2014. 542: p. 59-80. 5. Carey, B.W., et al., Intracellular alpha-ketoglutarate maintains the pluripotency of embryonic stem cells. Nature, 2015. 518(7539): p. 413-6. 6. Polet, F. and O. Feron, Endothelial cell metabolism and tumour angiogenesis: glucose and glutamine as essential fuels and lactate as the driving force. J Intern Med, 2013. 273(2): p. 156-65. 7. Pascual, G., et al., Targeting metastasis-initiating cells through the fatty acid receptor CD36. Nature, 2017. 541(7635): p. 41-45. 8. Nieman, K.M., et al., Adipocytes promote ovarian cancer metastasis and provide energy for rapid tumor growth. Nat Med, 2011. 17(11): p. 1498-503. ※ 이 자료의 분석은 Mclean hospital/Harvard Medical School의 정진혁님께서 수고해주셨습니다. |
