좀비 버섯은 암에 효과가 있다
기생곤충 동충하초의 항암 효과 해독
애벌레에게는 치명적이지만 우리에게는 유익할까? 기생충인 "좀비 곰팡이"인 동충하초(Cordyceps militaris)는 암을 예방하는 귀중한 도우미임이 입증될 수 있다. 세포 배양과 생쥐를 대상으로 한 연구에서 이 성분의 코디세핀(Cordycepin)이 인간 암세포의 성장과 확산을 억제하는 것으로 확인됐다. 연구는 곤충 곰팡이가 어떻게 이런 일을 하는지 보여준다. 버섯에 함유된 코디세핀은 암세포가 사용하는 두 가지 성장인자 신호전달 경로를 억제한다. 이는 연구자들이 설명하는 것처럼 암 치료에 대한 잠재력을 강조하는 것이다.
*동충하초는 겨울(冬겨울 동)에는 곤충(蟲벌레 충)이고 여름(夏여름 하)엔 약초(草풀 초)가 되는 신비로운 식물이라고 알려져 있지만, 사실은 곤충의 내장을 양분 삼아 겨울을 나고 여름에 자실체가 성장하는 균류의 일종으로, 쉽게 말하면 기생 버섯이다. 겨울을 나고 나면 곤충의 내장은 사라지고 버섯과 같은 성분으로 가득 차게 된다.
▲ 기생균인 동충하초(Cordyceps militaris)는 나비 애벌레를 공격해 늦어도 번데기 단계에서는 죽인다. 여기서 이 곰팡이의 자실체는 죽은 애벌레에서 자란다. © Daniel Winkler/ Mushroaming; University of Nottingham
그들은 곤충 왕국의 "워킹 데드"이다. 개미, 파리 또는 나비 애벌레가 기생 동충하초 곰팡이 포자에 감염되면 워킹 데드가 된다. 이제 그 안에 곰팡이가 자라서 내부에서 천천히 곤충을 먹어치우고 결국 죽게 된다. 이 곰팡이 그룹 중 일부 종은 동물의 뇌로 이동하여 행동을 조작하기도 한다. 희생자는 곰팡이에 의해 제어되는 "좀비"가 된다.
치명적인 동시에 치유?
그러나 이러한 "좀비 버섯" 중 하나는 우리 인간에게 유용하고 심지어 치료까지 가능하다는 것이 입증될 수 있다. 바로 동충하초다. 주로 나비 애벌레를 공격하고 번데기 기간이 끝나기 전에 죽인다. 밝은 오렌지색의 길쭉한 곰팡이 자실체는 죽은 나비 번데기에서 자란다. 이 "인형 씨앗 클럽"은 아시아에서 오랫동안 천연 치료제로 여겨져 왔다. 추출물은 기침, 감기, 폐 질환에 도움이 될 뿐만 아니라 신장을 강화하고 최음제 역할도 한다고 한다.
동충하초는 암 치료에 더욱 흥미진진하다. 곰팡이에서 분리된 코디세핀 성분은 암세포의 성장을 억제하는 효과가 있으며 무엇보다도 메신저 RNA의 생성을 방해하는 것으로 보인다. "그러나 지금까지 코디세핀이 치료 효과를 얼마나 정확하게 달성하는지는 불분명했다"고 노팅엄 대학의 스티븐 로렌스(Steven Lawrence)와 그의 동료들은 설명했다. 따라서 그들은 이제 다양한 인간 암세포주와 생쥐에서 버섯 추출물이 세포 과정과 유전자 발현에 미치는 영향을 조사했다.
▲ 동충하초(Cordyceps militaris) 곰팡이의 건조 표본을 재배하여 한약재로 판매한다. © Yel D'ohan/ CC-by-sa 4.0
암세포에 대한 이중 효과
분석 결과, 곰팡이 활성 성분인 코르디세핀이 암세포에 흡수되면 축적되어 세포 에너지 분자 ATP의 유사체인 코르디세핀 삼인산으로 전환되는 것으로 나타났다. "우리의 데이터에 따르면 코르디세핀 삼인산 농도는 초기 코르디세핀 농도의 10배까지 증가한다"고 Lawrence와 그의 팀은 보고했했다. 이 농축된 분자는 추가 테스트에서 핵심 역할을 하는 것으로 입증되었다.
암세포에서 "좀비 곰팡이" 분자는 암 성장에 중요한 수백 개의 유전자와 여러 신호전달 경로의 판독을 억제한다. "이러한 유전자 중 다수는 혈관 신생, 세포주기 및 성장인자 신호전달 경로에서 암세포의 전형적인 특징과 밀접하게 연결되어 있다"고 팀은 썼다. 곰팡이 활성 성분은 암세포에서 특정 메신저 RNA의 생성을 방지하여 종양 성장에 중요한 두 가지 성장 인자를 억제한다.
"PI3K/AKT/mTOR 및 MEK/ERK의 주요 경로에 대한 이러한 이중 효과는 코디세핀이 암세포 배양의 증식과 생존에 그토록 강력한 영향을 미치는 이유를 설명할 수 있다"고 Lawrence와 그의 동료들은 설명한다. "여러 신호전달 경로를 억제하는 것은 저항성 위험을 줄이기 때문에 암 치료에 이점이 된다.“
▲ 코디세핀을 투여한 쥐(분홍색)와 투여하지 않은 쥐의 종양 성장. © Lawrence et al./FEBS Letters, CC-by 4.0
쥐에서도 종양 성장 억제
그러나 버섯 추출물은 살아있는 유기체에서 얼마나 효과적이고 견딜 수 있을까? 로렌스와 그의 팀은 암에 걸린 쥐를 대상으로 이를 테스트했다. 그들의 피부는 이전에 인간 유방암 세포로 "접종"되어 여러 종양이 자라게 되었다. 시험 치료로서, 이 동물들은 체중 1kg당 코디세핀 22mg을 매주 2회 주사 받았다.
결과: 1개월 반 후에 치료를 받은 쥐의 암 종양은 대조 쥐에 비해 상당히 느리고 덜 성장했다. 연구자들이 보고한 바와 같이, 코디세핀 그룹의 평균 종양 부피는 0.15㎤ 정도인 반면, 대조군에서는 약 0.25㎤였다. 추가 분석에서는 곰팡이 활성 성분이 유방암 세포의 확산을 크게 감소시키는 것으로 나타났다
“새로운 암치료제의 좋은 출발점”
"우리의 데이터는 코디세핀이 새로운 암 치료법의 좋은 출발점이라는 것을 확인시켜 준다"고 노팅엄 대학의 수석 저자인 Cornelia de Moor는 말했다. 동시에 그들은 어떻게 긍정적인 효과가 나타나는지 설명했다. 이렇게 하면 인간 암 환자를 위한 약으로 '좀비 버섯'의 활성 성분을 더 쉽게 준비할 수 있을 것이다. “예를 들어, 이러한 코디세핀 유도체는 효과를 극대화하기 위해 활성 성분의 삼인산염 형태를 구체적으로 함유할 수 있다”고 de Moor는 설명했다.
곰팡이 활성 성분의 영향을 받는 유전자에 대한 지식은 코디세핀의 잠재적인 부작용을 평가하고 환자를 보다 구체적으로 모니터링하는 데 도움이 될 수 있다. 하지만 연구진이 강조하듯이 아직 해야 할 연구가 많다. 그들은 코디세핀이 어떤 유전자, 성장 인자 및 신호 전달 경로를 억제하는지를 발견했다. 그러나 이에 대한 생화학적 메커니즘은 부분적으로만 이해되고 있다. (FEBS Letters, 2024; doi: 10.1002/1873-3468.15046)
출처: University of Nottingham