암세포에서 심각한 염색체 이상의 존재는 거의 100년 전에 처음으로 보고되었으며 암세포의 DNA에서 일어나는 염기서열의 작은 변화는 수년 동안 인식되어 왔습니다. 이러한 DNA의 이상이 암을 유발하는 데 관여하는지 또는 암세포가 무절제한 양상으로 빨리 분열하기 때문에, 발생되는 단순한 이차적인 변화인지는 오랫동안 구분하기 어려웠습니다. 다른 말로 표현하면, 이러한 의문은 고전적인 질문인 "닭이 먼저인가 달걀이 먼저인가?"와 거의 같았습니다. DNA 이상이 암 발생을 야기하는가, 암이 DNA 이상을 야기하는가?
이런 쟁점은 몇 가지 다른 인체 암으로부터 분리한 DNA가 실험실 조건하에서 암을 유발하는 것을 보여준 1980년 초반에 궁극적으로 해결되었습니다. 이런 유형의 첫 번째 연구에서, 외부 DNA가 세포의 염색체로 잘 도입되는 실험적인 조건하에서 인체의 방광암조직에서 분리한 DNA를 배양시킨 정상 마우스 세포에 가하였습니다. 이런 인공적인 실험조건하에서, 세포가 외부 DNA를 흡수하는 것을 형질도입이라 합니다. 배양된 몇몇 마우스 세포가 과도하게 증식하기 시작하는 반응을 보였습니다. 이렇게 증식하는 세포를 마우스 등에 주입했을 때, 마우스에서 암이 생겼습니다. 정상 몸조직에서 추출한 DNA를 이용하여 비슷한 실험을 수행한 결과 종양을 형성할 수 있는 마우스 세포는 생성되지 않았습니다. 그래서 인체 방광암으로부터 얻은 DNA는 정상적인 DNA가 존재하지 않고, 암을 유발할 수 있는 유전자 서열을 가지고 있다고 결론지었습니다.
다른 인체 암으로부터 분리한 DNA를 이용한 비슷한 결과를 잇달아 얻어졌습니다. 이러한 연구는 암화과정에 관여하는 많은 특별한 유전자들의 확인을 가속화하였습니다.
암세포의 통제되지 않는 양상으로 증식하는 능력은 몸을 통해 퍼져나가는 힘과 더불어 암세포를 잠재적으로 치명적으로 위협하게 합니다. 그런 위협에 대항할 수 있는 우리 몸의 정상적인 방어 메커니즘은 어떤 것이 있을까요? 면역체계는 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 기생충과 같은 잠재적으로 해로운 물질들에 의한 감염에 대해 방어하도록 되어 있으며 외부 조직과 세포 또한 공격합니다. 면역체계가 암세포를 인식할 수 있는가? 만약 그렇다면 면역체계에도 불구하고 어떻게 암세포가 잘 자라도록 하는가? 이러한 의문점을 해결하기 위해, 면역반응과 관련된 기본적인 메커니즘에 대해 공부해봅시다.
면역반응은 B림프구, T림프구와 NK세포에 의해 수행됩니다.
면역반응을 불러일으킬 수 있는 분자를 항원이라 합니다. 항원으로 작용하기 위해서, 물질은 '이물질', 즉 정상적으로 사람의 몸에서 발견되는 분자와는 다른 물질로서 인식되어야 합니다. 정상 조직의 구성물질과 구조상 다른 물질일수록 물질에 대해 대응하는 면역반응의 강도는 더 커집니다.
항원은 세포에 의해 분해되고 조작되기 쉬워야 합니다. 이러한 요건은 왜 스테인리스 스틸과 플라스틱 관과 같은 분해되지 않는 외부 물질이 면역반응 없이 사람에게 수술용으로 이식될 수 있는지를 설명합니다. 효과적인 면역반응을 일으키기 위해, 항원은 특수화된 항원제시세포에 의해 분해되고 조작되어야 합니다. 이 세포는 세포의 면역체계에 항원을 제시하여 면역반응을 활성화합니다.
대식세포와 수상돌기세포는 가장 일반적으로 접하는 항원제시 세포입니다. 이들 세포에 의해 제압된 항원은 작은 조각으로 분해되어 결국 주조직접합복합체라하는 세포 표면 단백질에 결합하게 됩니다. 항원 조각이 항원제시세포의 표면에 존재하는 MHC 분자에 결합할 때 MHC-항원 복합체는 림프구를 자극하여 특별한 항원에 대항하여 공격하게 합니다. 자극된 림프구는 두 가지 다른 방법으로 외부항원을 공격합니다. 림프구의 한 그룹인 B 림프구로 항체라 부르는 단백질을 만들며, 항체는 혈류를 타고 순환하고 세포밖 액체로 침투하여 그곳에서 면역반응을 유도하는 외부항체와 결합합니다. 다른 그룹의 림프구인 세포독성 T 림프구는 세포 표면에 외부항원을 가지는 세포에 결합하여 그들을 터트려 표적된 세포를 죽입니다.
B와 T 림프구 외에, 총 림프구의 조그마한 분류는 자연살해 세포로 이루어져 있으며, NK 세포는 특정 종류의 종양세포를 인식하여 죽이는 고유의 능력을 가지고 있습니다. 항체형성 또는 세포독성 T림프구를 포함하는 전형적인 면역반응과 대조적으로, NK 세포는 표적세포를 공격하기 전에 특별한 항체를 인식할 필요가 없습니다. 대신, 정상 세포에 전혀 피해를 주지 않는 반면에, 광범위한 비정상적인 세포를 비교적 무제한적인 양상으로 공격하도록 계획되어 있습니다.