항산화 효소인 SOD2와 관련된 질병들에 대해서 알아보자.

SOD 유전자 종류에는 크게 3가지가 있습니다.

먼저 SOD1과 SDO3 유전자에 대해서 미국 질병 통제 예방 센터의 자료를 토대로 관련된 질병들에 대해서 알아보았습니다.

SOD1( (superoxide dismutase 2, mitochondrial) 유전자와 관련된 질병 수는 총 105개인 것으로 분석되었습니다.

대표적인 질병으로는 루게릭병 또는 근위축성 측삭 경화증이 출판물 수 87편으로 1위를 차지했습니다. 루게릭병에 대한 출판물 수는 전년도 63편에서 24편이 증가 되어 SOD1에 대한 루게릭병에 대한 연구가 활발해지고 있음을 알 수 있었습니다. 루게릭병 다음으로는 2형 당뇨병이 13편, 질병 진행이 11편, 전립선 종양이 10편, 노인성 치매가 9편 그리고 당뇨병성 신증, 유방종양, 인지장애, 알츠하이머병, 원추각막 등의 순위가 뒤를 이었습니다.

 

SOD3( (superoxide dismutase 3, extracellular) 유전자와 관련된 질병들에 대해서 알아본 결과, 관련된 질병 수는 총 65개인 것으로 분석되었습니다.

대표적인 질병으로는 만성 폐쇄성 폐질환이 12편의 출판물 수로 1위를 차지했습니다. 

만성 폐쇄성 폐질환은 유해한 가스나 미세 입자가 폐에 들어와 폐에 비정상적인 염증을 일으키고 이로 인해 점차 기류 제한이 진행되어 폐 기능이 저하되고, 호흡 곤란을 유발하게 되는 호흡기 질환입니다. 폐기종이나 만성 기관지염 등이 만성 폐쇄성 폐질환에 속합니다. 

2위는 전립선 종양이 7편을 차지했습니다. 다음으로는 2형 당뇨병, 심혈관 질환, 고혈압, 폐종양, 1형 당뇨병, 유방 종양, 관상동맥 질환, 자간전증 등이 SOD3 유전자의 변이와 관련이 있었습니다.

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다음은 망간 SOD2((superoxide dismutase 2, mitochondrial) 유전자와 관련된 질병들입니다.

망간 SOD 투와 관련된 질병 수는 총 237개인 것으로 분석되었습니다. 그리고, 망간 SOD2 유전자에 유전적인 변이를 가지고 있는 개인은 다양한 질병과 연관이 있는 것으로 나타났습니다. 이 가운데 유방 종양이 59편의 출판물 수로 1위를 차지하여 SOD2 유전자가 유방종양과, 상당한 연관이 있음을 알 수 있었습니다. 유방종양 다음으로는 ▶전립선 종양이 40편, 2형 당뇨병이 22편, 폐 종양이 19편, 조현병 또는 정신분열증이 17편, 이상운동증 12편, DNA 손상과 방광종양이 각각 11편, 1형 당뇨병과 선암이 10편 등의 순위를 차지하고 있었습니다.

 

연구에 따르면, 망간 SOD2 유전자에서 CT나 CC와 같은 C 형태의 대립 유전자는 세포 배양 연구에서 활성산소를 낮춰주지 못하는 것으로 관찰되었으며 환자와 대조군으로 나누어 실시한 연구들에서도 전립선암, 유방암, 난소암 등의 위험 증가와 관련이 있었습니다.

중요한 점은 SOD1 유전자의 경우 질병수 105개, SOD3 유전자의 경우 질병수 65개인 것과 비교해서 봤을 때 SOD2 유전자가 최대 4배나 많은 질병들과 연관이 있었습니다. 결국 같은 유전자라도 종류에 따라서는 질병에 관여하는 정도가 다른 것으로 나타났습

니다.

망간 SOD2 유전자와 관련된 질병들의 연구 내용에 대해서 알아보겠습니다.

첫 번째 망간 SOD2 유전자와 유방암에 대한 연구 내용입니다.

미트루넌 K, 실란페 P, 가타자 V 등이 프랑스 유방암환자 479명과, 대조군 482명 대상으로 폐경 전과 후로 나누어 망간 SOD2 유전형과 관련성을 조사 했었습니다.

망간 SOD 다형성에서 TC나 CC 형태의 유전형은 TT 유전형을 가지고 있는 개인들보다 유방암 위험이 1.5배 높았으며 이전의 다른 연구 관찰에서도 1.8배 높게 나타났습니다.

이 연구에서 가장 주목할 점은 폐경 전 여성의 경우는 망간 SOD 다형성에서 TT 유전형과 비교하여 CC 유전형과는 관련성이 유의하지 않았지만 폐경 후 여성을 대상으로 한 

연구에서는 TC나 CC 유전형이 유방암 위험이 1.7배 높은 것으로 나타났습니다.

비타민 보충제 복용 효과에 관해서 조사한 결과 폐경 후 여성이 비타민 C 또는 알파 토코페롤 등을 복용하지 않은 경우 유방암 위험이 증가하는 것으로 보여졌습니다. 위험도 비율을 봤을 때 비타민을 복용하지 않은 TC나 TT 유전형은 1.6배 낮은 반면에 비타민을 복용한 TC나 T T 유전형은 2.5배 낮았습니다. 이러한 비타민 복용 효과는 비타민A, C, E를 함께 복용할 때 나타났습니다.

 

앰브로슨 등이 폐경기 여성 유방암 환자 114명을 대상으로 한 연구에서는 망간 SOD 

유전형에 CC형을 가지고 있는 환자는 TC나 TT 유전형을 가지고 있는 환자 보다 유방암 위험이 4.3배 높았습니다. 

CC형 유전자가 유방암 위험이 높은 이유를 관찰한 결과 폐경 후 여성은 전체 과일 및 야채 섭취가 최저 수준인 것으로 분석되었습니다.

또한, 미트루넌 등이 핀란드 인구 유방암 환자 479명을 대상으로 망간 SOD 유전자에서 알라닌 즉 C형 대립 유전자와 유방암 위험에 관해서 연구를 실시했습니다. 

비록 앰브로슨 등이 보고한 것보다 소극적이었지만 C형 대립 유전자를 가지고 있으면 유방암 위험이 50% 증가하는 것으로 보고 됐습니다. 긍정적인 측면은 폐경 후 여성에게서 주로 관찰되었다는 점입니다.

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두 번째로 망간 SOD2 유전자와 전립선암에 대해서 알아보겠습니다.

2007년 서울의대 예방의학 교실, 강대희 교수와 미 국립 암 연구소 리처드 B 헤이즈 연구팀이 망간 SOD 투 유전자 변이와 전립선암, 폐암, 대장암, 난소암과의 관련성을 미국 암학회 공식저널인, 암 역학 표지 및 예방에 발표한 내용입니다.

대상은 55세 이상 남자 26945명 였습니다.

그리고, 다음과 같은 결과를 얻었습니다.

연구팀은 체내 독성산소가 암을 높인다는 가설에 착안해 독성산소 제거 효소들의 유전자 변이형과 발암성간의 상관관계를 조사한 결과 SOD2 효소의 특정 위치의 유전자형이 발린에서 알라닌으로 변이된 집단은 즉 유전형이 CT나 CC 유전형을 가지고 있는 사람은 전립선암에 걸릴 확률이 17∼28% 증가하는 것으로 나타났습니다.

위험 유전자형을 가진 사람의 암 발생률은 비타민 E 섭취량에 영향을 받는 것으로 나타났는데 유전자 변이형 집단 가운데 중간 값 이하의 비타민 E을 섭취한 사람은 유전자 변이형이 아닌 집단에 비해 암 발생률이 56∼58%가 높은 것으로 조사됐습니다.

또한, 유전자 변이형 집단 가운데, 비타민 E 섭취가 낮으면서 담배를 피우는 같은 조건에서 담배를 피우지 않는 집단에 비해 전립선암 위험이 44%가 높아지는 것으로 파악됐습니다.

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다음은 셀레늄과 전립선암에 대한 내용입니다.

천연 항산화제로 알려진 셀레늄(selenium)이 일부 전립선암의 경우 종양을 오히려 악화시킬 수 있다는 임상종양학저널(Journal of Clinical Oncology)에 게재된 연구 결과 기사를 소개합니다.
연구기관은 샌프란시스코에 위치한 캘리포니아대(University of California) 준 챈(June Chan) 연구팀입니다.

연구 방법은 SOD2 유전자 종류에 따라 셀레늄이 전립선암에 끼치는 영향을 확인하기 위해 이미 수집된 혈액샘플과 DNA를 분석했습니다.

대상은 1994년부터 2001년까지 진단된 총 489명의 다나파버센터(Dana-Farber's Lank Center) 전립선암 환자의 DNA를 사용해 혈중 셀레늄 농도를 측정했습니다. 환자들의 평균나이는 62세였고 전립선특이항원(PSA:prostate-specific antigen:전립선암의 종양지표)의 측정 중앙값은, 6.0나노그램 이었습니다.

다음은 연구결과 내용입니다.

SOD2 유전자의 특정 변이에 따라 셀레늄과의 상호작용이 달라지는 것으로 밝혀졌습니다.

SOD2 유전자 AA형 즉, 알라닌과 알라닌으로 CC 유전형인 부적합을 가지면서 높은 수준의 셀레늄을 가진 전립선 환자는 낮은 수준의 셀레늄을 가진 환자보다 전립선이 악화될 가능성이 40% 더 낮은 것으로 나타났습니다.

반면에 SOD2 유전자 V형, 즉 발린과 발린 형태의 TT 유전형과 발린과 알라닌 형태의 TC유전형을 가지면서 높은 수준의 셀레늄을 가진 환자는 낮은 수준의 셀레늄을 가진 환자보다 전립선 악화 가능성이 2배 더 높았습니다.
이 연구에 참여한 하버드 메디컬스쿨(Harvard Medical School) 필립 칸토프(Philip Kantoff) 교수는 SOD 투 유전자 AA형을 가진 전립선 암환자의 25%는 혈중 셀레늄 농도가 높았던 것이 전립선암을 억제시켰다면서 그러나 V형 대립형질을 가진 환자 75%는 높은 셀레늄 수준이 암을 더 악화시켰다고 설명했습니다.
필립 교수는 우리는 이제 전립선암 환자를 치료하는데 있어 SOD2 유전자의 종류에 대해 아는 것이 중요하며 그에 따라 셀레늄 섭취를 달리하는 것이 필요할 것이라고 말했습니다.

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세 번째, 망간 SOD 효소와 알츠하이머병에 대해서 알아보겠습니다.

알츠하이머병 원인으로 알려진 요인 중에 유전에 의한 발병 확률이 높다고 의심하고 있으며 부모가 알츠하이머병을 가지고 있다면 자녀에게도 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났습니다.

알츠하이머 원인은 인체에 중요한 신경전달물질인 아세틸콜린의 합성감소에 의한 문제와 산업화의 문제로 나타나고 있는 환경 오염에 의한 공해 그리고 인체에 해로운 활성산소가 뇌의 세포를 손상시켜 발생하는 것으로 의심하고 있습니다.

알츠하이머병 원인 중 알루미늄이 몸 속에 오랫동안 쌓일 경우 뇌의 손상을 가중시키는 것으로 예상하는데 알츠하이머병을 앓고 있는 환자에게서 그 원인이 확인되고 있습니다.

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망간 SOD2 유전자와 수명에 대해서 알아보겠습니다.

먼저, 투파이 일명 나무타기쥐는 동남아시아와 인도에 서식하며, 겉모습은 원숭이와 별로 닮지 않은 것처럼 보이지만 자세히 살펴보면 닮은 점이 있습니다. 이들은 나무 위 생활에 좀 더 적응했으며 한 두 마리의 새끼를 낳는데 이는 설치류보다 영장류의 특징에 가깝습니다. 이 투파이는 SOD2의 대사 속도가 낮아 수명이 대략 10살 정도 밖에 되지 않습니다.

다음으로 타마린이 있습니다. 몸길이 15∼30㎝ 정도이며 나무 위에서 생활하며 열매, 꽃, 나뭇잎, 곤충 등을 먹습니다. 주로 브라질 북서부 아마존강 상류, 콜롬비아 북서부 등지에 분포하고 있습니다. 

타마린의 SOD2 대사 속도는 0.5이하이며 따라서 수명은 20살 전후가 됩니다. 

다음으로 아프리카 녹색 원숭이의 수명이 15살 정도 되고 올리브 개코 원숭이가 40살, 고릴라가 50살, 침팬지가 60살 정도의 수명을 갖고 있습니다. 그리고 인간의 SOD2 대사 속도는 1.5정도 되어 수명이 80살 이상이 됩니다. 이를 뒷받침할 만한 연구가 쥐를 대상으로 실시한 결과 망간 SOD2 유전자에 유전적인 변이가 발생 하면 태어나서 1일에서 18일정도 밖에 살 수 없는 것으로 관찰되었습니다. 결론적으로 SOD2는 수명과 상당한 관련이 있음을 알 수 있습니다.

 

SOD2 유전자와 관련해서 임상 연구한 내용들을 정리해 보았습니다.

망간 SOD 다형성에 관한 핀란드에서 연구한 결과 전립선 암은 알파 토코페롤과 베타 

카로틴 같은 항산화제가 암 위험으로부터, 방어 기능을 가지고 있는 것으로 나타났습

니다.

망간 SOD의 유전자 다형성과 유방암 위험 사이에는 관계가 있는 것으로 연구되었습니다.

SOD2 유전자와 골수 분화 합성에 관여하는 단백질인 MPO 유전자, 세포질 내에서 2개의 전자를 환원 시켜주는 단백질 유전자인 NQ01 등이 유전적인 변이를 가지면은 난소암 위험과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

부적절한 유전자 형태를 갖는 사람들 중 비타민A, C, E와 같은 항산화제를 다량 섭취 시 유방암의 위험을 상당히 감소 시킬 수 있음을 밝혔습니다.

망간 SOD 다형성에서 질병이 발생하기 전에 항산화제 섭취 상태를 확인 한 결과 임상학적으로 봤을 때 전립선암의 경우 질병 발생과 연관 관계가 있었습니다.

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암과 가족력에 대한 연구 내용에 대해서 알아보겠습니다.

암의 유전성은 종류에 따라, 직계 가족에서 가까운 친척 또는 먼 친척에게 까지 나타나며 특히 유방암과 전립선암은 5대까지 이어진다는 연구 결과입니다.

이 같은 사실은 1955년부터 2002년 사이에 암으로 진단 된 아이슬란드인 32000명의 1대부터 5대까지의 가계를 조사한 연구 내용입니다.

부모, 자녀, 형제 지간인 1대는 DNA의 50%를 공유하고 있지만 5대는 공유하는 DNA가 3.125%밖에 안됩니다.

특히 폐암, 위암, 대장암은 환자의 배우자에게 빈발하는 것으로 나타났는데 이는 부부가 함께 하는 생활습관이 강력한 요인으로 작용하고 있다는 사실을 시사하고 있습니다.

그리고, 위암, 신장암, 폐암, 그리고, 방광암, 대장암, 전립선암, 유방암 등은, 육촌과 대고모같이 먼 친척 중에 환자가 있는 경우 해당암 위험이 일반인에 비해 현저히 높았습니다. 특히 전립선암과 유방암은 가까운 친척 중 환자가 있는 사람이 가장 높게 나타났고 이러한 유전성은 5대에까지 거슬러 올라갔습니다.

전체 암 중에서 유전성이 가장 강력하게 나타난 것은 매우 희귀한 암인 구순암으로 직계가족 중 이런 환자가 있는 사람은, 발병률이 5배 높았다는 점입니다.

림프성백혈병, 고환암, 호지킨병, 뇌수막암, 후두암, 갑상선암, 다발성 골수종, 췌장암, 신장암, 식도암, 유방암, 난소암, 폐암은 직계가족 중 환자가 있을 경우 발병위험이 2배 높은 것으로 나타났습니다.

따라서, 다음 단계의 연구는 이러한 암들을 촉진하는 핵심 유전자를 찾아내는 작업이 될 것이라고 봤습니다.