- 30~40대를 위협하는 조기발병 위암 유전단백체 기전 규명 -
(황대희 교수)
'20년 3월 수상자(황대희 교수) 주요 연구성과 설명
<조기발병 위암의 유전단백체 분석>
ㅇ 조기발병 위암의 유전단백체 분석
최근 만 45세 이하 젊은 사람들의 위암 발병률이 증가하고 있다. 조기발병 위암은 다른 장기로 전이가 잘되고 예후도 좋지 않지만, 최적의 치료 방법은 없는 실정이다. 이 문제를 해결하기 위해, 80명의 조기발병 위암 환자의 암 조직을 이용해 유전체(엠솜시퀀싱 & mRNA 시퀀싱) 및 단백체(글로벌 프로파일링, 인산화단백체, & 당쇄화단백체) 분석을 수행하였다.(그림 윗부분).
ㅇ 조기발병 위암의 진단 및 치료 타깃 발굴
유전체-단백체 정보를 통합 분석하여, 유전체 정보만으로는 알 수 없었던 위암 관련 유전자변이와 암 관련 세포 내 신호전달 관련성을 예측하였다.(그림 아랫부분①). 또한 암 관련 유전자는 mRNA-단백질 양의 변화가 일치하는 것을 규명하고, 이에 기반을 둔 종양 형성/억제 유전자를 동정하였다(그림 아랫부분②). 마지막으로 개인 맞춤형 진단/치료를 위해서는 환자의 그룹을 동정하고, 그룹별 진단/치료 방법을 개발하는 것이 필요하다. 유전체-단백체의 통합 분석을 통해, 유전체 정보만 이용하는 것보다 정확한 환자 그룹을 동정하였다.(그림 아랫부분③) 또, 각 그룹을 정의하는 유전자와 단백질들의 상호작용을 규명하였다.(그림 아랫부분④) 이를 통해 그룹별 진단/치료에 사용할 수 있는 유전자/단백질 타깃을 동정하였다.
과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 노정혜, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 3월 수상자로 서울대학교 생명과학부 황대희 교수를 선정했다고 밝혔다.
‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 시상이다.
과기정통부와 연구재단은 황대희 교수가 최근 발생률이 증가하고 있는 조기발병 위암의 유전단백체를 분석하고, 이를 바탕으로 최적화된 진단‧치료법 개발을 위한 근본 지식을 제공한 공로를 높이 평가하였다고 밝혔다.<조기발병 위암: 만45세 미만에 발생하는 위암(우리나라 전체 위암의 약 15%)>
매년 3월 21일은 암 예방과 치료·관리의 중요성을 알리기 위해 세계보건기구가 제정한 ‘암예방의 날’이다. 특히 위암은 한국인이 가장 많이 걸리는 암으로, 유전단백체 분석을 통해 조기발병 위암의 분자 특성(signature)과 생체경로를 규명한 황대희 교수의 이달의 과학기술인상 수상 소식이 더욱 반가운 이유이다.<시그니처(signature): 유전자와 단백질 변이, 수식화 및 발현량 등의 분자 고유의 특성>
그동안 조기발병 위암의 조기진단과 최적의 치료법 개발을 위해 동일 환자의 유전체와 단백체를 동시에 분석하는 유전단백체 연구 필요성이 지속적으로 제기되어 왔다.<유전단백체: 개체 내 유전체, 단백체 데이터를 통합해 생체시스템에서의 세포 작용과 기전을 연구하는 학문>
이에 황대희 교수는 국내외 임상의 및 생체데이터 분석전문가와 협업하여 80명의 조기발병 위암 환자의 유전단백체를 수집했다. 그리고 이를 둘로 나누어 한쪽은 유전체 분석, 다른 한쪽은 단백체 분석을 수행하여 관련 암의 진단‧치료 및 예후 예측에 사용할 수 있는 유전자 타깃을 찾아냈다.
또한 황 교수 연구팀은 같은 조기발병 위암이라도 서로 다른 치료 반응을 보이는 네 종류의 유형(subtype)으로 분류됨을 밝혔다. 각각의 유형은 증식, 면역 반응, 대사, 침윤 등 서로 다른 세포 신호전달경로에 관여하였다.
더불어 분자의 생체경로에 기반한 조기발병 위암의 예후 예측 및 효과적인 치료법 개발 등에 활용할 수 있는 마커 패널*도 제시하였다. 관련 연구결과는 세계적인 암연구 학술지인 ‘캔서셀’(Cancer Cell)에 2019년 1월 14일 자로 게재되었다.<마커 패널 : 단백질이나 DNA, 대사 물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표>
황대희 교수는 “조기발병 위암의 유전자와 단백질을 찾아 발병‧진행 관련 메커니즘을 이해하는 기반을 마련하였다.”라며 “유전자와 단백질을 포함한 마커 패널을 통해 최적화된 조기발병 위암의 진단 및 치료법이 개발되기 기대한다.”라고 수상소감을 밝혔다.
