광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 최진욱 생명과학과 교수팀이 이주현 미국 메모리얼 슬론 케터링 암센터(MSK) 교수팀과 공동으로 폐암 발생 초기 단계의 세포 간 연쇄 반응 구조를 세계 최초로 규명했다고 29일 밝혔다.
폐암이 진행되기 전 단계에서 발생을 억제할 수 있는 치료 전략을 제시한 것이다.
폐 선암(LUAD)은 사망률이 매우 높은 암종이지만 초기 증상이 거의 없는 탓에 환자 대부분은 병이 상당히 진행된 상태에서 발견돼 치료 방법이 제한적이다. 그동안 폐 줄기세포(AT2)의 유전자 돌연변이(KRAS G12D)가 어떻게 암으로 발전하는지 연구해 왔으나 돌연변이 세포가 주변 정상 조직을 암 친화적인 섬유화 미세환경으로 길들이는 구체적인 과정은 베일에 싸여 있었다.
연구팀은 마우스 모델과 인공장기인 '3차원(3D) 폐 오가노이드' 실험을 통해 암 발생 초기 단계에서 일어나는 세포들의 대화를 추적했다. 폐 조직을 단일세포 수준으로 분해해 섬유아세포(기질세포), 폐암세포(돌연변이 폐 줄기세포), 대식세포(면역세포)의 유전자 변화를 정밀 분석한 결과, 돌연변이 세포가 주변 세포를 포섭해 종양 형성을 돕는 '자기 지속적 회로'를 찾아냈다.
특히 폐암 발생 초기 단계의 세포 간 연쇄 반응의 핵심 고리인 암피레귤린 신호 축을 유전적·약물적 방법으로 차단했을 때, 섬유화 미세환경 형성이 억제되며 폐암 초기 발생이 현저히 저지되는 것을 확인했다. 암 발병 후 치료하는 기존 방식의 한계를 넘어, 암 발생 자체를 뿌리부터 차단할 수 있는 새로운 치료 표적을 찾아냈다는 점에서 의미가 크다.
연구팀은 병태생리 환경에서도 재현되는지 검증하기 위해 박무석 연세대학교 세브란스병원 교수팀과 협력해 환자 상태를 모사한 3D 오가노이드 폐암 모델을 구축해 생체 외(Ex vivo)에서의 재현 가능성을 확인했다.
이번 연구결과는 세계 최고 권위의 과학 저널 '네이처(Nature)'에 지난 22일 온라인으로 게재됐다.
최진욱 교수는 “이번 연구는 암세포 자체만 공격하던 기존 방식에서 벗어나, 암세포와 주변 환경의 '대화'를 차단해 암 발생을 근본적으로 막는 전략을 제시했다는 데 의의가 있다”며, “폐암 발생을 극초기에 억제하는 차세대 예방 및 정밀 맞춤형 치료 패러다임을 여는 전환점이 될 것”이라고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
