[바이오타임즈] 국내 연구진이 세계 최초로 난치성 간암에 대한 암 줄기세포 기반 맞춤형 표적 치료전략을 제시했다.

차의과학대학교 분당 차병원 암센터 외과 이성환 교수팀은 美 엠디앤더슨(MD Anderson) 암센터와 공동 연구로 기존 치료법에 반응하지 않는 난치성 간암에 대한 암 줄기세포 RNA 특성 기반의 간암 정밀 분류법과 맞춤형 표적 치료전략을 제시했다.

이번 연구는 암 중개연구 관련 권위 있는 학술지 캔서 커뮤니케이션즈(Cancer Communications, IF 10.392)에 최신 호에 게재됐다.

암 조직에는 성숙한 암세포와 암 줄기세포가 있다. 암 줄기세포(Cancer Stem CELL: CSC 또는 Tumor Initiating Cells: TICs)는 다양한 세포형에서 줄기세포의 특성인 자기재생과 분화 능력을 통해 종양을 발생시킨다. 또한 종양에서 다른 집단과 구별되어 새로운 종양을 발생시킴으로써 재발과 전이의 원인이 된다.

암 줄기세포는 자기 복제 시 비대칭 분열로 일부가 자기 복제 주기에서 벗어나 일반 암세포가 되고, 암 조직의 성숙 암세포의 공급원이 된다. 특히, 항암제 치료나 방사선 치료에 저항성을 보이며, 언제든 재발의 우려가 있다.

그러므로 암 줄기세포를 표적으로 한 특이적 치료 방법은 암 환자의 생존율 증가와 삶의 질 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 전해진다.

간암은 조기에 발견해 수술하거나 동맥 항암 색전술, 고주파 열 치료술과 같은 국소 치료를 시행하더라도 재발률과 사망률이 매우 높다. 전신 항암 치료와 표적 치료에도 낮은 반응률을 보여 대표적 난치 암으로 꼽힌다. 이에 최첨단 분자 데이터 기반의 정밀 치료 전략을 기반으로 괄목할 치료 성적을 거두고 있는 다른 고형암에 비해 치료법의 발전이 더뎌 간암의 중개연구와 정밀 치료 전략 개발이 시급한 실정이다.

◇분당 차병원 이성환 교수팀, 암 줄기세포 RNA 특성 기반의 간암 정밀 분류법 개발

분당 차병원 암센터 외과 이성환 교수팀은 난치성 간암에서 암 줄기세포의 특성이 있는 정밀 분자 아형을 분류했다. 이 교수팀은 세계 최고의 암 연구 기관인 美 엠디앤더슨(MD Anderson) 암센터와 공동 연구를 통해 ‘조기 간암에서 치료제 반응성을 예측하고 최적의 표적 및 면역 치료법 조합을 찾아낼 수 있는 통합 분자 아형 분류 시스템 및 바이오마커’를 개발했다.

이를 통해 조기 간암에서 치료제 약물 감수성 및 임상적 예후를 예측할 수 있는 5가지 정밀 분자 분류 시스템과 유형별 혈청 바이오마커를 규명함으로써 간암에서 정밀의학을 실제 임상에 적용할 수 있는 계기를 마련했다는 평가를 받고 있다.

이성환 교수팀은 정밀 분석 결과, 각각의 분자 아형에 따라 간암의 진행 과정이 다르게 나타나는 사실을 규명했다. 또 아형별로 서로 다른 치료 저항성을 가지는 원인을 밝혀냈다.

간암 세포 중 RNA 전사체 발현 패턴의 유사성을 기준으로 △태생기 간 줄기세포(HS1) △간 기능을 갖추기 전의 전구단계 간세포(HS2) △간의 완전 기능을 갖춘 간세포(dHCC) 세 종류의 분자 아형으로 정밀 분류했다. 그룹별 다른 분자적 특징을 분석한 결과, 그룹별로 간암이 진화하는 특성이 다르게 나타났다.

생존율 분석 결과, 태생기 간 줄기세포 그룹(HS1)과 전구단계 간세포 그룹(HS2)이 성인 간세포 그룹(dHCC)에 비해 생존율이 낮았다. 특히, 암 면역치료 반응에서 성인 간세포 그룹(dHCC)이 43.5%의 반응을 보인 반면, 태생기 간 줄기세포(HS1)그룹 17.6%, 전구단계 간세포 그룹(HS2) 17.37%로 현저하게 낮은 면역치료 반응률을 보였다.

이와 함께 메이요클리닉 연구팀과 공동 연구로 간암 환자의 혈청을 이용하여 태생기 간 줄기세포(HS1) 그룹과 전구단계 간세포 그룹군(HS2), 두 종류의 정밀 분자 아형을 구분할 수 있는 혈액 바이오 마커도 개발했다.
 

◇기존 치료법에 저항성 보이는 원인, 난치성 간암 줄기세포 기반의 RNA 전사체 특징 규명

연구팀은 각 정밀 분자 아형에 특화된 분자 신호 경로를 찾았고, 그룹별로 핵심 조절 인자를 발굴하여 이를 억제함으로써 간암 세포의 성장을 차단할 수 있는 표적 치료전략을 제시했다.

분당 차병원 암센터 외과 이성환 교수는 “이번 연구를 통해 난치성 간암 환자가 보이는 치료 저항성의 근본적인 원인을 분자 수준에서 암 줄기세포 기반의 RNA 전사체 특징으로 설명할 수 있었다”라며 “기존 치료법의 효과가 없는 난치성 간암 환자를 더욱 정밀하게 분류해 맞춤형 치료를 적용한다면 향후 난치성 간암의 진단과 치료에 새로운 대안을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

한편 이성환 교수는 간암 및 췌담도암의 유전체, 전사체, 후생유전체, 단백체, 대사체 등의 멀티오믹스(Multi-Omics) 데이터를 활용해 암 환자 정밀 분류와 분자 아형 기반의 맞춤형 치료전략 개발을 진행하고 있으며, 중개연구 기반의 정밀 종양학 연구를 선도하고 있다. 멀티오믹스 데이터란 생명현상의 근간을 이루는 기본 단위인 DNA, RNA, 단백질을 모아놓은 총체적 빅데이터를 의미한다.

이번 연구로 이 교수는 국가 지정 생물학연구정보센터(BRIC, Biological Research Information Center)의 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’에도 선정됐다.

[바이오타임즈=정민아 기자] news@biotimes.co.kr

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