[뉴스스페이스=윤슬 기자] 웨일 코넬 의과대학 과학자들은 장내 세균이 음식에서 얻은 아미노산이 암 성장을 촉진할지 아니면 면역계가 종양과 싸우도록 힘을 실어줄지를 어떻게 결정하는지 발견했다. 이 연구 결과는 면역치료와 맞춤형 식단 및 미생물군집 표적 전략을 결합하여 암 치료의 패러다임을 바꿀 수 있다는 점에서 의미가 크다.

news.weill.cornell, genengnews, meyercancer.weill.cornell, nature, frontiersin, eurekalert에 따르면, 웨일 코넬 의과대학 연구진이 장내 세균 Bacteroides ovatus의 bo-ansB 유전자가 식이 아스파라긴(Asn)의 운명을 좌우해 종양 성장을 촉진하거나 면역세포를 강화한다는 획기적 메커니즘을 규명했다. 아스파라긴은 암세포와 암 퇴치 CD8+ T세포 모두가 기능하는 데 필요한 아미노산이다.

이 연구는 2026년 1월 2일 Cell Host & Microbe에 게재됐으며(PMID: 41483801), 마우스 대장암 모델에서 bo-ansB가 활성화된 세균을 가진 그룹의 종양이 아스파라긴 풍부 식이 시 평균 2배 이상 빠르게 성장한 반면, 유전자 결실(knockout) 세균 그룹에서는 CD8+ T세포의 항종양 효과가 장기적으로 강화됐다.

bo-ansB, 장내 아스파라긴 고갈의 핵심 효소

bo-ansB 유전자는 아스파라긴 분해 효소(asparaginase)를 코딩하며, 활성화 시 B. ovatus가 장내 아스파라긴을 과도하게 소비해 혈액 및 종양 미세환경(TME)으로의 유입을 50% 이상 억제한다. 연구팀은 인간 장내 미생물 이식 마우스 모델에서 이를 확인, bo-ansB 보유 세균이 장내 Asn 농도를 평균 60% 낮춰 종양세포에 영양을 공급하는 데 기여했다고 밝혔다. 반대로 유전자 결실 시 TME 내 Asn 수준이 상승하며, 이는 암세포와 경쟁하는 CD8+ T세포의 활성화를 촉진하는 '영양 스위치' 역할을 한다.

CD8+ T세포 '줄기 유사' 전환, SLC1A5 수송체 폭증

TME 내 고농도 Asn은 CD8+ T세포의 Asn 수송체 SLC1A5 발현을 3~5배 증가시켜 세포 표면에 재분포되며, 이를 통해 T세포가 '줄기 유사(stem-like)' 상태로 전환해 지속적 항종양 면역을 유지한다. SLC1A5 억제제 투여 시 이 효과가 완전히 소실됐으며, 보통 CD8+ T세포는 Asn 부족으로 효과가 40% 이상 저하됐다. 연구 리더 천준 궈(Chun-Jun Guo) 부교수는 "식이-미생물-면역 상호작용이 암 성장과 치료 반응을 좌우한다"고 강조했다.

인간 대장암 데이터, 미생물 유전자 바이오마커 암시

인간 대장암 코호트 분석에서 아미노산 고갈 관련 미생물 유전자(bo-ansB 유사)가 높을수록 암 진행 위험이 2.1배 증가했으며, 이는 TME 내 CD8+ T세포의 줄기 유사 특성 억제와 연관됐다. 이전 연구(2022 Frontiers in Molecular Biosciences)에서도 Bacteroides 종의 Asn 소비가 CRC 환자 생존율 저하와 상관됐으나, 이번 연구가 최초로 bo-ansB를 특정 메커니즘으로 규명했다. 니콜라스 콜린스(Nicholas Collins) 조교수는 "개인 미생물총에 맞춘 식이와 프로바이오틱스가 면역치료 시너지를 낼 수 있다"고 전망했다.

맞춤형 암치료 패러다임 전환 예고

이 발견은 프로바이오틱스나 bo-ansB 타겟 유전자 편집 세균, Asn 조절 식단을 면역치료(PD-1 억제제 등)에 결합한 '미생물-영양 기반 개인화 치료'를 가능케 한다. 연구는 NIH 보조금(R01CA299862 등)으로 지원됐으며, 글로벌 미디어(Weill Cornell News, GEN, EurekAlert)가 암 생존율 향상 잠재력을 보도했다. 다만 인간 임상 적용 전 추가 검증이 필요하며, 성별 차이(여성 CRC에서 ASNS 과발현 시 불량 예후) 고려가 요구된다.