2019년도 노벨 생리의학상은 세포 내에서 산소 부
족할 때 신체가 적응하는 방식을 연구한 학자들에
게 돌아갔습니다.
우리 몸은 산소를 적절하게 활용하여 최상의 건강
을 유지하려고 하지만, 산소가 부족하면 우리 몸에
어떤 신호를 내리는 지에 관한 내용입니다.
그것은 바로 HIF (Hypoxia-inducible factor) 라는
인자를 발견했다는 것입니다.
HIF1-알파 단백질은 산소가 부족할 경우 발현되어
세포가 사멸하는 것을 막아주는 단백질입니다.
우리 몸에 산소가 정상인 경우에는 HIF-1알파가 산
소가 결합하고 VHL에 의해서 유비퀴틴이 달라 붙
은 후 프로테오좀에 의해서 사멸됩니다.
그런데 우리 몸에 산소가 없는 저산소 상태가 되면
HIF-1알파가 사멸 되지 않고 핵 내로 들어가서 HIF-
베타와 결합하여 저 산소 상태에서도 살 수 있게 하
는 대사를 촉진합니다.
이때 우리 몸에는 발현되면 안 되는 여러 유전자들
이 발현되는데 신생 혈관의 발현, 분열 증식, 침윤
과 전이, 항암 치료 내성, 세포 대사 변형, 산성화, 암
의 줄기 세포화가 나타납니다.
암세포는 산소 부족 시 많은 포도당을 빨아들여
ATP 에너지를 얻으려 합니다.
암세포는 포도당을 통해 에너지를 얻는데 미토콘드
리아 내의 TCA 회로를 통해 충분한 ATP를 얻지 못
하고 극소량의 ATP만 얻는 해당과정을 통해서만 에
너지를 얻습니다.
때문에 암세포는 많은 양의 포도당을 들이키려 합니
다.
그럼 왜 미토콘드리아를 포기하고 해당과정으로만
에너지를 얻을까요?
미토콘드리아의 TCA 회로는 많은 에너지를 얻을
수 있는 대신 산소가 필요한 과정이고, 해당과정은
적은 에너지를 얻지만 산소가 필요 없는 과정입니
다.
세포가 저산소 환경으로 조성되면, 세포는 살아남
기 위해서 해당과정을 늘려, 산소가 없는 악 조건에
서도 에너지를 만들 수 있는 상태로 전환하는 세포
들이 나타나는데, 이 세포들이 바로 암세포입니다.
암세포는 사멸시켜야 할 세포가 아니라 산소의 굶주
림을 버티고 살아남은 안타깝고 눈물겨운 세포들일
뿐입니다.
내 몸 세포에 산소를 충분히 넣어주지 않은 나 자신
을 스스로를 탓해야 하는 것이지요.
우리 세포를 암세포로 전환 시키는 무리수를 두더라
도 생존을 하게 하려는 HIF의 기능은 태고적 원시
세포가 갖는 야생의 본능이 느껴집니다.
