국립암센터(원장 서홍관) 암단백유전체연구사업단 박종배 단장과 단백체분석팀 김경희 박사가 세계 최초로 암단백유전체 분석 연구를 통해 뇌종양 재발 기전을 규명하고, 치료 저항성 뇌종양에 대한 새로운 치료전략을 제시하는 혁신적인 연구 성과를 발표했다.

연구팀은 원발 및 재발 뇌종양을 체계적으로 분석해 암 재발의 기작을 밝혀낸 이번 연구결과를 세계적으로 저명한 국제 학술지 캔서셀(Cancer Cell, IF 50.3)에 발표했다.

▲ 박 종배 단장 ▲ 김 경희 박사

이번 연구에서 주목할 점은 종양 발달과 신경망 형성을 연결하는 새로운 메커니즘의 발견이다. 연구팀은 악성 뇌종양 중 하나인 교모세포종 환자 123명의 원발암과 재발암에 대한 유전체, 전사체, 단백체 분석을 통해 치료 후 종양세포의 진화과정을 추적 관찰했다. 연구결과, 치료 후 재발 암은 암세포와 신경세포와의 신경전달물질 상호작용을 통해 암의 성장, 진행 및 전이에 영향을 주는 것으로 나타났는데, WNT/PCP 및 BRAF 신호 경로가 종양세포의 적응 과정을 촉진하는 데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 치료표적으로 매우 중요한 기전임을 알아냈다. 

구체적으로 연구팀은 BRAF 단백체 억제 효과를 가진 표적치료제 베무라페닙을 표준항암제인 테모달과 함께 투여하면 재발 종양세포의 성장, 진행, 전이가 억제되고 침습 능력이 저해되는 것을 발견했다. 동물모델의 생존기간이 눈에 띄게 증가하는 것도 확인했다.

이번 연구 결과를 통해 연구팀은 기존의 유전체 분석으로는 규명하기 어려운 뇌종양 재발 기전을 단백체 분석 연구를 통해 규명하였고, 재발하는 동안 종양 세포가 변화해 기존 뉴런과 유사한 특성을 가지게 되는 복잡한 과정을 밝혀냈다. 결과적으로 이러한 변형된 세포들이 전통적인 약물 및 방사선 치료에 대한 저항성을 나타냄을 세계최초로 밝혀내고 새로운 치료전략을 제시했다.

김경희 국립암센터 단백체분석팀 박사는 “이번 연구 결과는 세계 최초로 교모세포종 원발 및 재발암에 대한 단백체 분석을 진행해 얻어낸 의미 있는 성과”라며 “유전체만으로는 예측 불가능한 연구를 암단백유전체 분석을 통해 진행해 새로운 치료 전략을 제시할 수 있었다”라고 말했다.

박종배 국립암센터 암단백유전체사업단장은 “이번 성과는 미국국립암연구소와의 협력을 통해 암단백유전체연구 프로젝트를 성공적으로 수행한 결과이다”라며 “암단백유전체 분석 연구를 통해 세계 최초로 신경세포와 뇌종양 세포 간 네트워크 형성이 뇌종양 재발을 유도한다는 것을 규명해 의미가 크다”라고 말했다. 이어 “앞으로도 미국국립암연구소와의 국제적 파트너십을 통한 공동 연구를 수행해 난치암을 극복하고 맞춤형 암 치료를 가능하게 하도록 힘쓰겠다”라고 말했다.