악성 뇌종양 ‘교모세포종’ 발암 기전 세계 최초 규명
의대 강석구 공동연구팀, Nature에 게재

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국내 연구진이 대표적인 난치암인 교모세포종의 발암 시작 부위를 세계 최초로 규명했다.
의대 강석구 교수(신경외과학) 연구팀과 KAIST 의과학대학원 이정호 교수 연구팀은 융합연구를 통해 인간 교모세포종이 암이 존재하지 않는 뇌실하영역(뇌실 밑부분)에서 시작된다고 밝혔다.
이번 연구결과는 저명한 국제 학술지인 Nature(IF 41.577) 최신호에 게재됐다.
교모세포종은 뇌에 발생하는 악성뇌종양 중 가장 흔한 뇌종양이다. 교모세포종은 뇌압 상승으로 인한 두통과 뇌신경마비, 언어장애, 성격변화, 정신기능이상 등 뇌조직의 파괴로 인한 기능이상과 뇌의 이상 자극에 따른 경련 등을 일으킬 수 있다.
교모세포종은 수술적 치료가 가장 중요하며 표준치료로 수술 후 항암치료, 방사선치료 등을 병행하지만, 예후가 좋지 않다. 표적항암제를 이용한 정밀암치료 접근법도 실패를 거듭하고 있다.
미국과 유럽 등에서 교모세포종에 관한 연구와 임상시험 등을 진행하고 있지만, 암 조직 자체에 관해서만 연구돼 왔다. 하지만 연구팀은 2013년부터 2017년까지 뇌종양으로 수술을 받은 30명을 대상으로 광범위절제 수술시 제거되는 종양조직, 정상조직, 뇌실주변조직 3가지를 조합해 분석했다.
분석결과 암세포가 없는 뇌실하영역에서 낮은 빈도로 종양유발 돌연변이 세포가 발견됐다. 실제 56.3%의 교모세포종 환자의 종양에서 관찰된 종양유발 돌연변이가 종양이 존재하지 않는 뇌실하영역에서 낮은 빈도로 관찰됐다.
특히, 뇌실하영역 중에서도 성상세포리본 영역에 돌연변이가 집중됐다.
첨단 유전자 분석기법인 단일세포 시퀀싱을 통해 뇌실하영역에서 발생한 종양유발 돌연변이 세포가 시간이 지남에 따라 뇌의 다른 부위로 이동한다는 사실도 확인됐다.
동물모델로 검증한 결과도 같았다. 유전자 편집 동물모델을 통해 뇌실하영역에 발생시킨 종양유발 돌연변이 세포(P53, PTEN, EGFR)가 뇌실하영역을 떠나 뇌의 다른 부위로 이동했다. 그리고 시간이 지나면서 교모세포종이 발생했다.
강석구 교수는 “인간 교모세포종이 암이 발생한 부위가 아닌 정상신경줄기세포가 존재하는 뇌실하영역에서 암 발생이 시작된다는 암 발생의 획기적인 발견”이라며 “암 조직에 쏠려있는 암 연구를 암의 기원이 되는 조직으로 방향을 전환해야 암 치료의 비밀을 풀 수 있다는 새로운 방향성을 제시한 것”이라고 설명했다.
연구팀은 이번 연구를 통해 뇌실하영역의 종양유발 돌연변이가 교모세포종으로 진화하는 과정을 막기 위한 치료약 개발을 준비 중이다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단, 보건산업진흥원, 서경배 과학재단, 보건복지부 세계선도 과학자 육성사업의 지원을 받아 진행됐다.





2018/09/06 15:17 2018/09/06 15:17
유전자 가위의 효율과 정확성 대용량 검증
김형범 교수팀, Nature Methods에 게재



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의대 김형범 교수팀(약리학)이 지난 19일 CRISPR 유전자 가위 중 하나인 Cpf1 유전자 가위의 효율 및 정확성을 대용량으로 검증하는 기술을 개발해 이를 생명과학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘Nature Methods(인용지수 25.328)’에 게재했다.
유전자의 특정 부위를 절단해 유전체 교정을 가능하게 하는 CRISPR 유전자 가위는 Cas9과 Cpf1이 있다. 이 중 Cpf1은 최근에 개발된 유전자 가위이지만, 잘 알려져 있지 않아, Cpf1을 이용한 유전자 교정 연구에 문제가 되고 있었다.
유전자가위를 이용한 유전체 교정 기술은 질병원인 유전자를 제거하거나 질병원인 돌연변이를 정상화하는 등의 유전자치료, 질병 동물모델 구축 등에 폭 넓게 사용되고 있다.
유전체 교정의 효율 및 정확성은 유전자가위 단백질과 결합하는 가이드RNA에 의해 결정돼, 교정하기에 앞서 높은 효율 및 정확성을 가진 가이드RNA를 선정하는 과정이 필수적이었다.
그러나 이전까지는 가이드RNA를 일일이 제작해 실험적으로 효율 및 정확성을 검증하는 노동 집약적인 검증 단계를 거쳐야 했다.
김형범 교수팀은 만개 이상의 대량의 가이드RNA 효율 및 정확성을 한 번에 검증할 수 있는 방법을 개발함으로써 유전자가위 제작 및 검증의 산업화를 이뤘다. 또 유전자가위를 이용한 유전체 교정 연구의 속도를 성공적으로 올릴 수 있었다.
이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업, 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

 


2016/12/29 13:42 2016/12/29 13:42

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