케토제닉 식단은 췌장암 치료의 효과를 향상시킬 수 있습니다.

캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)의 과학자들은 쥐에게 고지방, 즉 케토제닉 식단을 제공하고 암 치료를 함으로써 췌장암을 죽이는 방법을 발견했습니다.

이 치료법은 암세포의 유일한 에너지원인 지방 대사를 차단하는 반면, 쥐는 케토제닉 식단을 유지했고, 종양의 성장은 멈췄습니다.

연구팀은 단식 중에 신체가 지방을 어떻게 활용하는지 이해하고자 노력하면서 이러한 발견을 했고, 이를 Nature 저널에 게재했습니다.

"저희의 연구 결과는 가장 치명적인 암 중 하나인 췌장암의 생물학에 대한 이해를 직접적으로 보여줍니다."라고 UCSF 비뇨기과, 세포 및 분자 약리학과의 교수이자 미국 암 협회 연구원이자 이 논문의 수석 저자인 다비데 루지에로 박사가 말했습니다.

루지에로의 연구팀은 진핵생물 번역 개시 인자 4E(eIF4E)라는 단백질이 단식 중 지방을 연소하도록 신체의 신진대사를 어떻게 변화시키는지 처음으로 밝혀냈습니다. 동물이 케토제닉 식단을 섭취할 때에도 eIF4E가 동일한 스위치를 켭니다.

연구진은 현재 임상시험 중인 eFT508이라는 새로운 항암제가 eIF4E와 케토제닉 경로를 차단하여 체내 지방 대사를 억제한다는 사실을 발견했습니다. 연구진이 췌장암 동물 모델에서 이 약물과 케토제닉 식단을 병행했을 때, 암세포가 굶어 죽기 시작했습니다.

"이번 연구 결과는 이미 인체에 안전한 것으로 알려진 임상 억제제를 사용하여 치료할 수 있는 취약점을 드러냈습니다. 이제 기존 암 치료법과 함께 식이요법을 병행하여 종양을 정확하게 표적하는 한 가지 방법에 대한 설득력 있는 증거를 확보했습니다."라고 루지에로는 말했습니다.

셀에서 다양한 유형의 연료 사용

사람들은 몇 주 동안 음식 없이도 살 수 있는데, 그 이유 중 하나는 신체가 저장된 지방을 연소하기 때문입니다.

단식 중 간은 지방을 케톤체로 전환하는데, 이는 신체의 정상적인 에너지원인 포도당 대신 사용됩니다. 루지에로 연구팀은 간에서 eIF4E가 다른 대사 활동을 중단하더라도 더욱 활성화된다는 것을 발견했습니다. 이는 이 인자가 케톤체 생성, 즉 케토제네시스에 관여함을 시사합니다.

루지에로 연구실의 박사후 연구원이자 이 연구의 제1저자인 하오준 양 박사는 "단식은 수 세기 동안 다양한 문화 및 종교적 관행의 일부였으며 건강을 증진하는 것으로 여겨진다"고 말했다. "단식이 유전자 발현을 재연결한다는 이번 발견은 이러한 이점에 대한 잠재적인 생물학적 설명을 제공한다."

과학자들은 단식 중 다양한 대사 경로의 변화를 추적하여 eIF4E가 유리지방산에 의해 활성화된다는 것을 발견했습니다. 유리지방산은 단식이 시작될 때 지방세포에서 방출되어 신체가 소비할 수 있는 물질이 있도록 도와줍니다.

"신체가 에너지로 사용하는 대사산물은 단식 중 신호 분자로도 사용됩니다."라고 루지에로는 말했다. "생화학자로서 대사산물이 신호로 작용하는 것을 보는 것은 가장 놀라운 일이었습니다."

지방을 연소시켜 케톤체를 생성하고 eIF4E 활동을 증가시키는 등 간에서 일어나는 동일한 변화는 실험 동물에게 지방이 대부분인 케토제닉 식단을 먹였을 때에도 나타났습니다.

바로 그때 "전구"가 켜졌습니다.

루지에로는 "이 경로가 어떻게 작동하는지 확인한 후, 개입할 기회가 생겼다고 생각했습니다."라고 말했습니다.

췌장암의 아킬레스건

과학자들은 처음에 종양 성장을 막기 위해 eIF4E를 비활성화하는 eFT508이라는 항암제를 사용하여 췌장암을 치료했습니다. 그러나 췌장 종양은 포도당이나 탄수화물과 같은 다른 연료원을 사용하면서 계속 성장했습니다.

췌장암이 지방을 섭취하고 생존할 수 있으며, 지방이 연소될 때 eIF4E의 활성이 증가한다는 사실을 알고 있던 과학자들은 먼저 동물들에게 케토제닉 식단을 제공하여 종양이 지방만 섭취하도록 한 후, 항암제를 투여했습니다. 이 과정에서 항암제는 암세포의 유일한 영양 공급원을 차단했고, 종양은 줄어들었습니다.

루지에로는 UCSF 세포 및 분자 약리학 교수인 케반 쇼캇 박사와 함께 2010년대에 eFT508을 개발했으며, 임상시험에서 어느 정도 효과를 보였습니다. 하지만 이제 훨씬 더 강력한 활용법이 있습니다.

루지에로는 "연구 분야는 오랫동안 식단과 암 및 암 치료의 연관성을 확실하게 밝히는 데 어려움을 겪어 왔습니다."라고 말했습니다. "하지만 이러한 것들을 생산적으로 연결하려면 그 메커니즘을 이해해야 합니다."

다른 형태의 암을 치료하려면 다양한 식단과 약물을 조합해야 합니다.

"대부분의 암은 다른 취약성을 가지고 있을 것으로 예상됩니다."라고 루지에로는 말했다. "이것이 식이요법과 개인 맞춤형 치료를 통해 암을 치료하는 새로운 방법의 기반이 됩니다."