이제 우리는 전립선특이항원(PSA)이 전립선 상피세포(epithelial cell)와 암세포 모두에서 생산되는 세린 프로테아제(serine protease)라는 효소의 일종이라는 것을 알고있습니다. 세린 프로테아제는 다른 단백질의 특정 펩티드 결합을 절단(분해)하는 효소군입니다. 그러므로 PSA는 피브로넥틴(fibronectin)과 라미닌(laminin) 같은 세포외 기질(세포의 구조적인 지지) 단백질을 분해하는 능력이 있습니다. 이러한 PSA의 작용이 전립선암의 증식과 침윤, 전이를 촉진하는 것으로 보입니다.
종양촉진 작용에 관련된 PSA의 또 다른 가능성은 인슐린유사성장인자-1 (IGF-1)과 결합된 단백질(BP-3)로부터 결합을 절단하여 유리(freeing)시키므로써 국소적 IGF-1 수준을 증가시키고, 종양을 증식시키는 것입니다. 성장호르몬(GH)의 촉진에 의해 주로 간에서 생성되는 IGF-1은 정상적인 생체내 작용과 암 같은 병적인 상태 양쪽의 제어에 중요합니다. 인체의 혈중 IGF-1 농도와 전립선암 발병위험의 증가 사이에는 정(+)의 상관관계가 존재합니다. IGF-1에 의한 그 수용체(IGF-1R)의 활성화는 정상세포와 전립선암세포에서 모두 세포분열 촉진효과와 세포사멸억제(anti-apoptosis) 효과를 나타냅니다.
인슐린유사성장인자-1 수용체 (IGF-1R)는 세포 외부로부터의 자극을 세포내 반응경로에 전달하여 다양한 작용 시스템을 통해 잇다른 제어를 합니다. 정상적인 세포 상태에서는 IGF-1R 신호경로가 엄격하게 통제되어 있습니다. 그러나 많은 종양에서는 IGF-1R이 과도하게 발현됩니다. 그러므로, 전립선암의 발생과 진행에서 IGF-1/ IGF-1R 의 작용이 중요한 것으로 보입니다.
PSA의 효소적(단백분해) 작용을 줄이면 IGF-1의 양이 감소될 것이며, 이는 결국 전립선암의 성장을 줄일 것입니다. 붕산(boric acid)은 여러 세린 프로테아제의 억제제로 알려졌습니다. 연구보고는 붕산(boric acid)과 보론산(boronic acid)이 활성화된 PSA의 효소작용에 의한 피브로넥틴(fibronectin)의 분해를 크게 억제할 수 있다는 결과를 보여줍니다. 혈중 붕산의 낮은 수준인 8 mcg/ml에서도 PSA의 단백질 분해작용을 억제시킬 수 있습니다. 그러므로 붕산의 투여는 혈중 IGF-1수준을 감소시킬 것입니다. IGF-1수준의 감소는 IGF-1R 신호작용의 감소를 동반할 것이며, 종양증식을 감소시킬 것입니다.
보론(boron: 붕소)는 거의 모든 형태의 토양을 비롯해 담수 및 해수에 들어있는 필수 미량 미네랄이며, 따라서 보론은 우리의 식이에 들어 있는 천연성분입니다. 붕산은 가장 보편적인 형태의 보론입니다. 붕산이나 보락스(borax: 붕산나트륨 또는 붕사)는 모두 보론(boron)을 함유하였으므로, 기본적으로 건강에 같은 효과를 지니고 있습니다. 보락스에는 11.3%의 보론이 함유되었으며, 붕산에는 16.5% (보락스보다 약 40% 더 많이) 보론이 함유되었습니다. 보론은 체내에 잘 흡수되며, 소변으로 배출됩니다.
보충제로 저단위(일일 1.7mg/체중kg)와 고단위(일일 9mg/체중 kg)의 붕산용액을 투여한 결과, 비교그룹에 비해 혈중 PSA 수치가 88.6%와 86.4%가 각각 감소하였으며, 종양의 크기는 38%와 25%가 각각 감소하였습니다. 또한 보론을 투여한 그룹에서 훨씬 더 적은 세포분열지수(mitotic figure)를 나타냈습니다. 세포분열지수는 DNA합성과 증식작용을 반영하는 것입니다. 이러한 결과들과 일치되는 최근 연구보고에서도 보론이 남성호르몬 비의존형(DU-145)과 남성호르몬 의존형(LNCaP) 전립선암 세포주 모두에서 투여량의존방식으로 증식억제효과를 나타내었습니다. 이러한 동물과 세포주의 실험결과는 인체에서도 유사하게 나타납니다.
Insulin-Like Growth Factor (IGF) family and prostate cancer.
Implications of insulin-like growth factor-I for prostate cancer therapies.
IGFBP-3 is a metastasis suppression gene in prostate cancer.
Receptor activated Ca(2+) release is inhibited by boric acid in prostate cancer cells.
Boric acid inhibits stored Ca2+ release in DU-145 prostate cancer cells.
Cellular changes in boric acid-treated DU-145 prostate cancer cells.
Boric acid inhibits human prostate cancer cell proliferation.
암은 흔히 세포막의 변질(deterioration)로 시작됩니다. 보론은 세포막에 필수적인 성분이며, 보론결핍증상은 광범위하므로, 이것이 아마도 종양증식이 시작되는 중요한 요인의 하나일 것입니다. 토양에서 적정한 보론의 양은 12 mg/kg입니다. 만일 토양의 보론 함유량이 0.14 mg/kg 이하로 낮아지면 보론결핍이 관찰될 것입니다. 또한 붕산은 pH가 높은 기본조건에서는 식물이 흡수가 불가능한 미분리형태로 존재하므로, pH가 높은 토양증에서 보론결핍이 관찰됩니다. 유기물(organic matter) 함량이 낮은(<1.5%) 토양에서도 역시 보론결핍이 나타나기 쉽습니다. 또한 고도로 침출된(leached) 모래토양 역시 보론이 남아있지 않으므로 보론결핍이 특징적입니다.
식물은 토양으로부터 보론을 흡수하고, 이들 식물을 섭취하는 동물에서 식품사슬(food chains)이 종결될 수 있습니다. 식물세포에서 보론의 주된 역할은 모든 식물의 세포벽(cell walls)의 안정성을 높이는 것입니다. 상당한 양의 과일(자두, 적포도, 사과, 배, 아보카도 같은 비감귤류 과일)과 채소를 곁들인 식단에서 하루 2-5 mg의 보론이 공급되지만, 그러나 이것 역시 그 식품의 재배지역과 재배방식에 따라 달라집니다. 전형적인 성인의 일일 보론 섭취량은 하루 약1 mg으로 측정되었습니다.
보론은 정상적인 성장과 신체의 건강에 필요합니다. 그 중에서도 관절염, 폐경증상 및 골다공증 같은 많은 병적상태는 보론으로 자연적인 관리가 됩니다. 보론은 인체에서 칼슘과 마그네슘 흡수능력을 높이는 것으로 알려졌습니다. 보론결핍은 소변으로 빼앗기는 칼슘과 마그네슘 양을 크게 증가시키는 원인입니다. 보론 보충은 일일 칼슘 손실을 거의 50% 정도 줄여줄 것입니다. 또한 보론은 비타민 D를 그 활성형태로 전환시키므로써, 칼슘흡수를 높이고, 연부조직 석회화(칼슘침착)의 원인이 아니라 뼈와 치아에 칼슘침착을 증가시키는 역할을 합니다.
그 밖에도, 보론은 또한 호르몬대사에 관여하는 것으로 밝혀졌습니다. 특히 남성의 테스토스테론(남성호르몬) 수준을 높이고 근육형성을 도와줍니다. 보론은 또한 비타민 D를 그 활성형태로 전환시키므로써 여성호르몬 에스트로겐 수준의 조절을 도와줍니다. 보론의 발암억제 가능성에 대한 여러 최근 연구들이 특히 전립선암에 집중되고 있습니다. 또한 심장이상과 시력, 건선(psoriasis), 균형능력, 기억능력, 인지능력의 개선 같은 여러 다른 유익함이 보고된바 있습니다.
최근 연구보고에서는 페닐붕산(phenylboronic acid: PBA)이 그 기본형인 붕산보다도 암세포의 생명력과 이동성을 더 선택적으로 억제하는 잠재력을 지닌 것으로 밝혀졌습니다. 페닐붕산이 단기로는 선택적 전이억제, 장기로는 암세포 생명력 약화를 이끌어내는 능력을 보이므로, 항암치료에 유용한 후보물질로 대두됩니다. 페닐붕산은 2개의 수산기(hydroxyl group)가 보론과 결합되어 있는 치환페닐(phenyl substituent)을 함유한 붕산화합물의 일종입니다.
페닐붕산은 백색의 분말형태며, 유기합성에 흔히 사용됩니다. 생물학연구에서 페닐붕산은 탄수화물의 센서 및 수용체로, 항균성분 및 효소억제제로, 암치료를 위한 보론-중성자 포획치료법(boron- neutron capture therapy)에, 세포막투과 전달에, 세포표면과 단백질의 라벨링(labeling) 및 접합(bioconjugation)에 사용됩니다. 프로스타짐(ProatsZym)에는 보론 (보론 시트레이트/ 아스파테이트/ 글리시네이트 복합형태)와 페닐붕산이 모두 함유되어 있습니다.
Boron therapeutics on the horizon.
아마씨 껍질에 들어있는 리그난(lignin)은 파이토에스트로겐 (식물성 에스트로겐 유사성분)의 일종입니다. 또한 리그난은 호밀(rye)과 보리(barley), 씨, 신선한 과일과 야채에도 들어있지만, 그 어느 자연식품 보다도 리그난 함량이 가장 높은 것은 아마씨입니다. 아마씨의 주된 리그난은 SDG (secoisolariciresinal diglucoside)입니다. SDG는 섭취시 체내에서 장박테리아의 작용에 의해 엔테로락톤(enterolactone)과 엔티로디올(enterodial)로 전환됩니다. 엔테로락톤은 IGF-1이 유도하는 IGF-1R의 활성화를 억제하고, 전립선암의 증식과 전이을 억제하는 것으로 보고되었습니다. 이소플라본의 일종인 제니스테인(genistein) 역시 IGF-1이 유도하는 IGF-1R의 활성화를 억제하는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 프로스타짐(ProatsZym)에는 가장 순도가 높고, 생체이용율이 극대화된 엔테로락톤과 제니스테인이 함유되어 있습니다.
