페토의 역설

페토의 역설은 종 수준에서 암 발생이 유기체의 세포 수와 상관관계가 없는 것으로 보인다는 관측이다.^[1]예를 들어, 고래가 인간보다 더 많은 세포를 가지고 있음에도 불구하고,^[2] 인간의 암 발생률은 고래에서의 암 발생률보다 훨씬 높다.만약 발암 가능성이 세포 전체에서 일정하다면, 고래가 인간보다 암 발생률이 더 높을 것으로 예상할 수 있을 것이다.페토의 역설은 이 연관성을 처음 관찰한 영국의 통계학자 겸 역학학자 리처드 페토의 이름을 따서 지은 것이다.

역사

Peto는 1977년에 처음으로 그 역설들을 공식화했다.^[3]다단계 암 모델의 개요를 쓰면서, Peto는 세포간 기준으로 볼 때, 인간이 쥐보다 암에 훨씬 덜 취약하다고 말했다.페토는 계속해서 진화적인 고려가 종에 걸쳐 세포당 발암률을 변화시키는 원인이 될 가능성이 있다고 제안했다.그것은 오늘날까지 미해결로 남아 있다.

동종

동일한 종의 구성원 내에서 암 위험과 신체 크기는 다른 위험 요인을 통제한 후에도 양적으로 상관관계가 있는 것으로 보인다.^[4]

1998년 발간된 영국 남성 공무원 17,738명을 대상으로 25년간 실시한 세로방향 연구는 흡연과 같은 위험요인이 통제된 후에도 높은 통계적 신뢰도로 키와 암 발병률 사이에 긍정적인 상관관계를 보였다.^[5]백만 명 이상의 영국 여성들을 대상으로 한 유사한 2011년 연구는 많은 사회경제적, 행동적 위험 요인을 통제한 후에도 암과 키의 관계에 대한 강력한 통계적 증거를 발견했다.^[6]2011년 7만4556마리의 길들여진 북미산 개들의 사인을 분석한 결과 작은 품종에서 암 발생률이 가장 낮다는 사실이 밝혀져 이전의 연구 결과를 확인했다.^[7]

종을 가로질러

그러나 종에 걸쳐서 그 관계는 붕괴된다.2015년 한 연구인 샌디에이고 동물원은 51그램의 줄무늬 풀쥐부터 약 10만 배 더 큰 4,800 킬로그램의 코끼리까지 36종의 다른 포유류의 결과를 조사했다.이 연구는 체형과 암 발병률 사이의 관계를 발견하지 못했으며, 페토의 초기 관찰에 대한 경험적 지원을 제공했다.^[8]

진화적 고려사항

다세포의 진화는 어느 정도 암의 억제를 요구해왔고, ^[9]다세포의 기원과 암 사이의 연관성이 발견되었다.^[10][11]더 크고 장수하는 몸을 만들기 위해 유기체는 더 큰 암 억제를 필요로 했다.코끼리와 같은 큰 유기체는 암을 피할 수 있는 적응력이 더 높다는 증거가 있다.^[12]중간 크기의 유기체가 이러한 유전자를 비교적 적게 가지고 있는 이유는 이 유전자들이 암 예방의 이점이 적당한 크기의 유기체에게 있어서 그들의 단점, 특히 감소된 생식력보다 더 컸기 때문일 것이다.^[13]

다양한 종들이 암을 억제하는 다른 메커니즘을 진화시켰다.^[14]2015년 1월 Cell Reports에 실린 논문은 장수와 관련 있을 수 있는 활머리 고래(발레나 미스테시투스)에서 유전자를 발견했다고 주장했다.^[15]비슷한 시기에, 두 번째 연구팀이 암의 발달을 막는 것으로 보이는 벌거벗은 두더지 ^[16]랫드에서 다당류를 확인했다.2015년 10월, 두 개의 독립적인 연구는 코끼리의 게놈에 20개의 종양 억제 유전자 TP53을 가지고 있다는 것을 보여주었는데, 이 유전자에는 인간과 다른 포유류가 한 개만 가지고 있다.^[17]추가 연구는 보존된 매머드의 DNA에 존재하는 14개의 유전자를 보여주었지만 코끼리의 가장 가까운 살아있는 친척인 해우류와 히랙스의 DNA에 존재하는 유전자의 복사본은 단 한 개뿐이었다.^[18]그 결과는 페토가 이론화했듯이 동물의 크기와 종양 억제 사이의 진화적인 관계를 암시한다.

대사 및 세포 크기 고려사항

Maciak과 Michalak의 진화적 응용에 관한 2014년 논문은 역설의 밑바탕에는 "세포 크기와 종에 걸친 세포분할율의 크게 인식되지 않는 관계"가 있다고 강조했고, "더 큰 유기체들이 더 크고 천천히 에너지 회전율이 더 낮은 세포들을 가지고 있다, 모든 세포가 더 작다"고 결론지었다.암 개시의 위험성을 경직되게 줄인다고 말했다.^[19]

마키악과 미칼락은 포유류 종에 걸쳐 세포 크기가 균일하지 않아 유기체의 세포 수에 대한 신체 크기가 불완전한 대용품이 된다고 주장한다.(예를 들어 코끼리의 개별 적혈구의 부피는 보통 뾰루지로부터 1개의 부피보다 대략 4배 정도 많다.^[20]게다가, 큰 세포들은 작은 세포들보다 더 천천히 분열되는데, 이것은 유기체의 수명에 걸쳐 기하급수적으로 복합된 차이점이다.세포분열이 적다는 것은 암 돌연변이의 기회가 적다는 것을 의미하며, 암 발생의 수학 모델은 세포분할율에 매우 민감하다.^[21]또한, 몸집이 큰 동물들은 일반적으로 잘 정의된 역 로그 관계를^{[clarification needed]} 따라 기초 대사율이 낮다.결과적으로, 그들의 세포는 신체 질량의 단위당 시간이 지남에 따라 더 적은 손상을 입게 될 것이다.이러한 요소들을 종합하면 명백한 역설의 많은 부분을 설명할 수 있다.

의학연구

많은 수의 세포에 걸쳐 암을 억제하는 큰 동물들의 명백한 능력은 활발한 의학 연구 분야에 박차를 가했다.^[13]

한 실험에서 실험용 쥐는 코끼리에서 발견된 것과 유사한 "^{[clarification needed]}항상 가동되는" 활성 TP53 종양 항원을 표현하기 위해 유전적으로 변형되었다.돌연변이 쥐는 종양 억제 능력이 증가했지만 조기 노화의 징후도 보였다.^[22]

또 다른 연구는 p53을 정상적인 규제 통제 하에 두었으며 조기 노화의 징후를 발견하지 못했다.토착 프로모터 p53은 구성적으로 표현되는 p53과 달리 조기 노화를 유발하지 않는다고 가정한다.^[23]

참고 항목

• 비교 종양학
• 종양억제기유전자
• 생태계의 대사이론

참조