세계 최대 '암 세포 지도' 나왔다…"치료제 개발 실마리"

다양한 암종에서 관찰한 삼차 림프 구조의 이미지. 삼차 림프 구조는 만성 염증, 감염, 암 등이 있는 곳에서만 형성된 면역 세포들의 조직이다. /사진=KAIST

국내 연구팀이 세계 최대 규모의 암 데이터베이스(DB)를 구축했다. 암세포 상태가 환자의 예후에 미치는 영향을 분석하고, 각 암종에 맞는 치료제를 개발하는 데 도움을 줄 전망이다.

KAIST(카이스트)는 박종은 의과학대학원 교수, 최정균 바이오 및 뇌공학과 교수 공동연구팀이 세계 최대 규모의 암 조직 단일세포 및 공간 전사체 DB를 구축했다고 22일 밝혔다. 이를 바탕으로 이세훈 삼성서울병원 교수 연구팀과 함께 면역 치료의 예후를 예측하는 데 중요하게 쓰이는 세포 생태계를 분석했다.


암은 체내에서 스스로 진화하는 특성이 있다. 암 조직 내 세포 생태계를 구성하는 각 세포의 특성과 상호작용을 파악하는 게 중요한 이유다.

연구팀은 모든 암종의 단일세포와 공간 전사체를 총망라한 전 암종 단일세포 지도(pan-cancer single-cell atlas)를 만들었다. "암세포 데이터로는 세계 최대 규모"라는 설명이다. 단일세포 및 공간 전사체는 모든 유전자의 발현 양상을 개별 세포 단위나 3차원 조직 구조에서 분석한 데이터를 말한다.

이를 위해 30종 이상 암종에서 약 1000개에 이르는 암 환자 조직 샘플, 500여명분의 정상 조직 샘플에 대한 단일세포 전사체 데이터를 수집했다. 내과 전문의가 포함된 연구팀이 직접 데이터를 수집해 암종을 분류하고, 암 조직을 구성하는 100여 개의 세포 상태를 규정했다.


세포의 발생 빈도를 바탕으로 각 암종 별로 조직 상태를 분류했다. 미국의 암 환자 공공 데이터베이스(TCGA) 등 대규모 데이터를 활용해 각 세포의 상태가 암 환자의 치료와 예후에 미치는 영향을 분석했다.

그 결과 '삼차 림프 구조(tertiary lymphoid structure)'의 구성 요소를 포함하는 세포 생태계를 활용해 폐암을 비롯한 여러 암종에서 면역 치료에 대한 반응을 예측할 수 있음을 확인했다. 삼차 림프 구조는 만성 염증, 감염, 암 등이 있는 곳에서만 형성된 면역 세포들의 조직을 뜻한다.

연구를 이끈 박종은 교수는 "세계 최대 규모의 암 조직 데이터베이스를 구축했으며, 이는 면역 치료의 예후 예측에 큰 영향을 줄 것"이라고 의의를 밝혔다.

연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 14일 출판됐다. 전 암종 단일세포 지도는 KAIST 세포 아틀라스 웹 포탈에서 확인할 수 있다.

이번 연구는 한국연구재단의 차세대바이오 유망 범용기술 연구 지원 사업·우수 신진 연구사업, 한국보건산업진흥원의 연구 중심병원 육성사업·융합형 의사과학자양성 사업 및 포스코 사이언스 펠로우십의 지원을 받아 수행됐다.