종양 혹은 암이라는 단어만 들어도 우리의 마음은 무겁게 느껴집니다. 암은 사실 하나의 질병이 아니라 각종 암이 서로 다른 질병이기 때문에 매우 복잡하지만, 이 복잡한 암 세포들이 어떻게 우리 몸에서 성장하고, 전이되는가에 대한 탐구는 계속되고 있습니다. 암에 대한 이해를 돕기 위해서, 암 세포 주변의 ‘이웃 세포’들, 즉 종양 미세환경에 주목하는 것이 중요하며, 그 중에서도 특히 M1 대식세포는 암의 제어와 관련하여 흥미로운 역할을 수행합니다.
M1 대식세포는 우리 몸의 방어 시스템에서 핵심적인 역할을 하지만, 동시에 암 세포와의 복잡한 상호 작용을 하기도 합니다. 이러한 미묘한 관계를 파악함으로써, 우리는 어떻게 이 ‘중요한 면역세포’를 우리 편으로 만들어 암과의 전투에 이용할 수 있을지에 대한 단서를 얻을 수 있습니다.
배경 지식: 종양 미세환경 (Tumor Microenvironment, TME)
암세포 덩어리에는 암세포만 존재할 것 같지만 실제로는 암세포 이외의 정상적인 세포가 약 50% 정도까지 포함되어 있으며, 그들 세포 중 상당수는 면역세포입니다.
일반적으로 암세포가 성장하기 어려운 조직에서는 M1 대식세포와 Th1 면역세포, 세포독성T세포와 수지상세포 호중구, NK세포가 존재합니다. 이들은 일반적으로 염증을 유발할 수 있지만, 암세포를 죽여서 제거할 수도 있습니다. 하지만 암세포가 성장하게 되면 이러한 주변의 세포들이 M2 대식세포, Th2 세포, Treg 세포 그리고 MDSC와 같은 면역관용적인 세포들이 많아지게 되고, 이러한 조직에서는 면역세포가 오히려 암세포의 성장을 도와주게 됩니다.
최근 연구에 따르면 호중구도 항암면역세포는 N1 세포, 암을 촉진하는 단계에서는 N2 세포로 바뀐다고 생각하기도 하며, 이외 면역세포는 아니지만, 섬유아세포도 이와 같이 분류하기도 합니다. 즉 몇몇 세포는 이름은 같지만, 종양미세환경에서 서로 다른 표현형을 가지고 있다는 것입니다.
| 항암환경 | 종양환경 |
| M1 대식세포 Th1 세포 세포독성T세포(CTL) 수지상세포 N1 호중구 1형 섬유아세포 NK세포 | M2 대식세포 Th2 세포 Treg 세포 MDSC세포 N2 호중구 2형 섬유아세포 |
그렇기 때문에 종양미세환경에서 주변의 면역세포에 대한 재프로그래밍, 즉 면역세포를 항암기능이 강한 세포로 다시 되돌리려는 연구가 끊임없이 지속되고 있습니다.
면역력이 높아지면 암을 극복하는 데 도움이 된다고 말하는데, 면역항암제의 시초로 생각되는 콜리의 독소 주성분이 LPS이라고 생각되는데, 이는 대식세포나 수지상세포에 결합하여, 대식세포를 M1 대식세포로 활성화시키고, 수지상세포를 활성화시키고, Th1 면역세포를 유도합니다.
이 외에도 렌티난을 비롯한 다양한 면역증강제 제품들이 아마도 이러한 방식으로 항암치료에 도움을 주었을 것으로 생각합니다.
M1 대식세포의 역할과 중요성
대식세포는 고유한 플라스틱성과 기능적 다양성을 지닌 세포로, 그들의 역할은 감염으로부터의 보호부터 세포 잔해의 제거, 그리고 염증 반응의 조절에 이르기까지 다양합니다. 이러한 대식세포 중 M1 대식세포는 특히 그 핵심 기능과 종양 미세환경에서의 역할로 인해 주목받고 있습니다.
M1 대식세포는 통상적으로 ‘염증성’으로 분류되며, 이들은 감염과 손상에 대한 초기 반응을 조절하고, 세포매개면역 반응을 활성화하는 데 결정적인 역할을 합니다. 일반적으로 M1 대식세포는 Th1 면역세포와
그런데 중요한 것은 우리가 생활면역 기준으로, 면역환경을 M1 대식세포 환경이나, M2 대식세포 환경으로 변화시킬 수가 있는가라는 점입니다. 우선 적응면역세포는 직접적으로 Th1/Th2를 변화시킬 수 있는 방법이 없습니다. 모든 T세포가 활성화되면 매우 위험하기 때문에 필요한 세포만 선택적으로 활성화시켜야 하는데 현재는 그런 방법이 없습니다. 그러므로 우리가 변화시킬 수 있는 것은 선천면역이고, 선천면역을 자극하는 물질 중에서 Th1 면역을 올려주는 물질은 존재합니다. 사실 Th2 면역만 올려주는 물질도 찾기 어렵습니다. 다행인 것은 Th1 면역을 올려주는 식품이 항암면역을 향상시키기 때문에 이를 통해서 종양미세환경의 면역세포들이 항암능력을 가지도록 도와줄 수 있다는 것입니다.
면역회피
종양미세환경에서 암세포를 죽이는 데 가장 효과적인 면역세포는 세포독성T세포입니다. 일반적인 항체는 자기 세포를 죽이기에 효과적이지 않으며, 선천면역은 죽거나 노화된 세포를 제거하는 것은 효과적이지만, 암세포를 제거하기에는 그다지 효과적이지 않습니다. 그러므로 암세포의 입장에서는 세포독성T세포의 면역감시를 회피하는 것이 생존의 결정적인 역할을 합니다.
암세포가 이러한 면역감시를 회피하는 것은 PD-L1을 발현시키면, T세포가 암세포를 죽이지 못하게 됩니다.
암세포의 성장은 상처회복 과정의 후기 즉, 조직 재형성 단계와 비슷한 측면이 많은데, 이 경우 면역세포는 암세포의 성장을 위해서 다양한 사이토카인 이나 화학물질을 분비하여 암세포가 성장할 공간을 마련하고 혈관을 형성시켜 에너지를 공급받는 데 도움을 줍니다.