바이오인

핵심내용

상세내용

연 구 결 과  개 요

1. 연구배경

신체의 가장 중요한 부분인 뇌에서 발생하는 종양 중 가장 치명적인 악성 교모세포종(Glioblastoma)은 수술로 완전히 제거하기 어려울 뿐만 아니라, 재발의 위험으로 항암 및 방사선 치료가 쉽지 않는 것으로 알려져 있다. 이러한 종양이 가지고 있는 가장 큰 특징 중 하나가 과도한 혈관 발달인데 이러한 종양혈관을 표적으로 하는 혈관신생억제 약물의 항암 효과는 초기와는 달리 시간이 지나면서 오히려 약물의 부작용이나 내성으로 인해 암이 재발되는 경우가 많아 이를 극복하기 위해 혈관신생 과정에 대한 폭넓은 이해가 필수적이다.    

이와 관련하여 최근 Nature에 발표된 두 편의 흥미로운 논문에 따르면 “뇌암줄기세포는 직접적으로 혈관세포로 분화되어 종양혈관 형성을 조절한다”는 새로운 개념이 제시되었으나 현재까지 정확한 조절 기전이 규명되지 않았다 (Ricci et al., 2010; Wang et al., 2010). 

   본 연구에서는 급성림프구성백혈병 원인 유전자로 알려져 있는 엘엠오 2 (LMO2)가 뇌암에서 암줄기세포 생성을 촉진하고, 또한 암줄기세포가 직접적으로 혈관세포로 분화되어 종양혈관의 형성이 조절되는 새로운 신호기전을 규명하였다.  

2. 연구내용

바이오인포매틱 분석을 통해 정상조직에 비해 종양조직에서 발현이 높고 세포 분화를 유도했을 때 감소되는 유전자 그룹 중 가장 발현차이가 높은 유전자 중 엘엠오 2를 후보 유전자로 선정한 후 in vivo와 in vitro에서 기능연구를 실시하였다. 엘엠오 2를 과발현시키면 세포주기관련 및 줄기세포 특성 유전자들의 발현이 증가되어 세포의 분열이 빨라지고 궁극적으로 이러한 세포를 면역결핍생쥐의 뇌에 주입했을 때 한 달 이내에 혈관발달이 높은 암이 형성되는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 이러한 과정은 노치신호(Notch signaling) 의존적으로 일어남을 확인하였다. 흥미롭게도 엘엠오 2가 과발현된 암세포는 혈관세포 배양 조건에서 혈관세포 표지인자 발현이 현저하게 증가되어 있고 혈관신생도 일어남을 확인하였다. 이와는 반대로 엘엠오 2의 발현을 억제시켰을 때 암 형성 및 혈관세포 분화가 감소되었고 생쥐의 생존기간이 유의적으로 증가됨을 확인하였다. 

뿐만 아니라, 실제 뇌종양환자의 조직분석에서도 엘엠오 2의 발현이 환자 생존률과 밀접하게 관련 있음을 보여주었다. 따라서, 엘엠오 2가 악성종양형성에 직접적으로 관여할 뿐만 아니라 특히 혈관세포의 분화, 성숙, 유지에 중요한 역할을 한다는 것을 제시하였다. 

3. 기대효과

1) 암줄기세포 생성 조절인자 및 혈관세포 분화 유도인자로서 기능을 하는 엘엠오 2의 직접적 혹은 하위 신호전달체계를 제어함으로써 암줄기세포와 종양혈관신생을 동시에 억제할 수 있는 항암제 개발의 가능성을 제시함.

2) 본 연구를 통해 뇌암줄기세포를 중심으로 암의 발달 과정과 관련된 후보유전자의 작용 기작을 규명하는 것은 향후 모든 암에 존재하는 암줄기세포에 적용할 수 있는 이론적 및 기술적 측면을 제시함. 

연 구 결 과 문 답

...................(계속)

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