아주대병원 김철호·우현구 교수팀, 세포 단위의 유전체 발현량을 측정... 세포 간 신호경로 및 상호작용까지 규명
아주대병원 이비인후과 김철호 교수(장전엽 교수·이복순 연구교수)와 생리학교실 우현구 교수(최지혜 연구교수) 연구팀은 최근 세계 최초로 두경부암의 진행 단계별 단일세포 유전체 프로파일링 분석을 수행했으며, 이를 통해 두경부암의 새로운 발생기전을 확인했다고 발표했다.
연구팀이 이번에 활용한 단일세포 유전체 분석은 기존의 유전체 분석법과 달리, 세포 단위의 유전체 발현량을 측정함으로써 세포 수준의 변화와 세포 간 상호작용을 밝힐 수 있는 최신의 기술로, 세계적으로 널리 활용되고 있다.
두경부암은 정상조직에서 전암성병변(백반증 등), 원발암, 전이암 순으로 단계별로 진행하는데, 연구팀은 이번 연구에서 암조직의 발생 단계별 유전자 발현, 세포 간 신호경로 및 상호작용을 추적 관찰해, 암 진행과 관련한 핵심 유전자를 찾았다. 기존의 두경부암 진행에 대한 세포 연구에서 더 나아가 세포 간 신호경로 및 상호작용까지 규명했다고 연구팀은 설명했다.
연구결과를 살펴보면, 암 발생 전단계인 전암단계부터 유전자 복제수의 변이가 나타나고, 암 발생과정에서 다양한 종류의 암세포군이 발생했다.
특히 Galectin 7B(LGALS7B)을 발현하는 암세포군과 CXCL8을 발현하는 섬유아세포군을 발굴했으며, 이들 세포군이 암환자의 예후와 밀접한 관계가 있음을 확인했다.
또 이러한 암세포와 섬유아세포 간에 CD44와 COL1A1 발현을 통한 리간드-수용체 상호작용이 암 진행에 관여하고 있음을 확인했다. 면역세포 중에는 조절 T세포(Treg)가 LAIR2를 발현하면서 암세포의 진행과정을 촉진할 수 있음을 제시했다.
이번 연구는 단일세포 유전체 분석법을 통해 두경부암의 표적 치료와 면역항암제 치료에 타깃이 될 수 있는 핵심 유전자를 규명한 기초연구란 점에서 의의가 있다.
김철호 교수는 ”다른 암에 비해 그 발생기전이 많이 알려져 있지 않은 두경부암에서 최신의 유전체 분석법을 도입해 이전에 밝혀지지 않았던 새로운 발생기전을 확인했다“라며 ”이번 연구가 두경부암 치료를 위해 보다 정확한 진단 및 치료법 개발에 기여하기를 바란다“고 말했다.
한편 이번 연구결과는 네이처 자매지이며, 생물학 분야에서 세계적 권위의 국제 학술지 ’네이쳐 커뮤니케이션(Nature Communications, IF 17.694)‘ 3월호에 ’Single-cell transcriptome profiling of the stepwise progression of head and neck cancer(두경부암의 단계적 진행에 대한 단일세포 유전체 프로파일링)‘란 제목으로 게재됐다.
김지예 기자
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