지금까지 스트레스는 만병의 원인이라는 나쁜 이미지를 가지고 있었다. 하지만 약간의 스트레스는 나쁜 일이 아니라는 연구결과가 발표되었다. 실험쥐를 대상으로 한 실험에서 복잡한 환경에 실험쥐가 살도록 하면 사회적 상호작용과 학습기회 및 물리적인 행위의 증가로 인해 암에 걸릴 위험이 적어지고 암에 걸리더라도 좀 더 잘 견딜 수 있게 된다. 스트레스 호르몬을 약간 증가시키는 것은 종양성장을 억제하는 분자경로를 활성화시켜암을 저지하게 된다.

미국과 뉴질랜드의 연구자들은 실험쥐에 치명적인 피부암을 일으키는 흑색종 세포 (melanoma cells)를 주입했다. 그리고 6주 뒤에 이 실험쥐를 풍부한 환경 ? 즉, 훨씬 넓고 다른 20마리의 쥐가 살고 있으며 채바퀴가 갖추어져 있고 다른 장난감들도 마련되었다 ? 에서 키워졌다. 이러한 경우에 평균적인 환경 ? 다섯마리가 살고 있는 아무런 자극제가 없는 곳-에서 사는 쥐보다 종양의 크기가 80% 정도 작았다. 정상적인 우리에서 자란 실험쥐들은 모두 종양이 생겼지만 풍부한 환경에서 자란 17%의 실험쥐들은 전혀 종양이 발생하지 않았다. 결장암을 갖고 있는 실험쥐를 대상으로 한 연구에서도 동일한 결과를 얻었다. 학술지인 ‘Cell’지에 발표된 이번 연구의 주저자인 오하이오 주립대학 의대의 신경과학자인 매튜 듀링 (Matthew During)은 “우리는 풍부한 환경에서 자란 실험쥐가 암발생율이 감소한 것에 대해 매우 놀라고 있다”고 말했다.

환경의 풍부함에 대해 연구해온 연구자들은 대부분 뇌에 미치는 긍정적인 결과에 집중해왔다고 스웨덴의 스톡홀름에 위치한 카롤린스카 연구소 (Karolinska Institute)의 행동신경과학자인 압둘 모하메드 (Abdul Mohammed)는 말했다. 그는 “이번 연구는 이 분야를 종양발달에 미치는 영향으로 확대하고 있다”고 말했다. 듀링과 그의 연구팀은 2005년부터 이번 연구를 수행해왔으며 그 자신은 피부암을 앓고 있었으며 그의 엄마는 난소암을 앓았고 그의 친한 친구는 멜라노마로 인해 죽었다. 그는 “나는 왜 암의 자연사가 한 개인에서 다른 개인에게서는 완전히 다른지 의문을 갖고 있었다”고 말했다.

그의 연구에서 이 풍부한 환경하의 실험쥐는 스트레스 호르몬이 약간 증가했지만 가장 놀라운 생리학적인 변화는 식욕을 조절하는 것으로 알려진 호르몬인 렙틴 (leptin)의 감소이다. 렙틴을 막게되면 풍부함의 영향을 제거할 수 있으며 이를 통해서 이 호르몬이 항암효과를 일으키는 주요한 경로라는 사실을 알아내었다. 그 다음에 연구팀은 신체의 에너지 균형을 조절하고 내분비체계의 신경체계와 연결되는 시상하부 (hypothalamus)에서 일어나는 변화를 조사했다. 이들은 실험쥐를 두 주 동안 풍부한 조건하에서 키운 뒤에 단백질인 BDNF 시그널을 부호화하는 유전자의 발현의 급증현상을 발견했다. 그리고 시상하부에서 BDNF의 과발현은 풍부한 환경의 보호적 영향을 모방하는 것으로 이것은 BDNF단백질이 보호경로의 중요한 조절을 한다는 것을 의미한다. 마지막으로 이 연구팀은 BDNF의 증가는 스트레스 호르몬의 활동을 통해서 지방세포에서 렙틴의 수준감소와 연관된다는 것을 발견했다. 듀링은 “우리가 여기에서 보여준 것은 이 경로를 닫음으로써 뇌는 확산되는 조건을 막게 된다”고 말했다.

실험쥐에서 일어난 암보호현상이 단순히 물리적인 활동의 증가로 인한 것이 아니라는 점을 확인하기 위해 연구자들은 우리에 단순히 채바퀴를 부가적으로 설치한 환경에서 실험쥐를 키워 암의 감소현상을 알아보았다. 실험쥐는 이 채바퀴를 도는 것만으로 종양성장에 아무런 영향을 주지 못했으며 이들 실험쥐들은 스트레스 호르몬의 증가 또는 BDNF발현증가도 일어나지 않았으며 렙틴수준의 감소현상도 일어나지 않았다.

현재 비만에 대한 연구를 수행하고 있는 미시시피 대학병원 (University of Mississippi Medical Center)의 생리학자인 존 홀 (John Hall)은 “이것은 새로운 발견이다. 그리고 이것은 어떻게 풍부한 환경이 종양성장을 감소시키는가에 대해 많은 사람들이 생각할 수 있도록 자극을 하게 될 것으로 본다”고 말했다. 홀의 연구팀은 종양성장에서 렙틴의 역할에 대해 연구하기 시작했다. 홀은 그의 연구팀은 렙틴이 종양성장에 대해 약한 영향을 미친다고 주장했다.

실험쥐의 우리의 풍부한 환경은 “단지 행복한 공간을 만드는 것이 아니다. 이것은 문제가 될 수 있다”고 듀링은 강조했다. 실험쥐에게 가해진 자극의 보호효과는 인간에게도 전환될 수 있으며 좀더 활동적인 생활방식 (단순히 물리적인 것 뿐 아니라 사회적이고 인지적으로 활동적인 생활)이 가져다주는 혜택을 강조하고 있다. 이 연구팀은 현재 풍부한 환경에서 어떤 요인이 긍정적힌 결과를 가져오는가에 대한 연구를 수행하고 있다고 듀링은 말했다. 이들은 또한 질병을 치료하기 위해 BDNF를 전달하는 유전자치료 매개체를 개발하고 있다. 이들은 렙틴을 좀더 자세히 연구하여 얼마나 정확하게 암에 대한 보호효과를 가져오는가를 알아보고 있다. 듀링은 “생리학적으로 또는 행동적으로 개입할 수 있는 방법을 개발할 수 있다면 그것은 렙틴판독을 통해 가능할 것이다”고 말했다.

출처: “네이처” 2010년 7월 9일
원문참조: Cao, L. et al. Environmental and Genetic Activation of a Brain-Adipocyte BDNF/Leptin Axis Causes Cancer Remission and Inhibition, Cell 142, 52-64 (2010).
Brandon, E.L. et al. Obesity promotes melanoma tumor growth: role of leptin, Cancer Biol. Ther. 8, 1871-1879 (2009).