김태민 가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 인공지능뇌과학사업단장(연구교수, 교신저자) 연구팀이 암 유전체 분석을 통해 암 환자의 돌연변이 간 상호작용을 규명하고, 이를 바탕으로 암 치료의 새로운 방향성을 제시하는 연구 결과를 24일 발표했다. 이번 연구는 암 치료제의 효과를 예측하고 새로운 치료 전략을 마련하는 데 중요한 진전을 이룬 것으로 평가된다.

암유전체에서 발생하는 돌연변이는 임상 마커로서 암 진단과 치료에 중요한 역할을 한다. 암 조직의 차세대 시퀀싱(NGS, DNA와 RNA를 더욱 빠르게 서열 분석하여 유전체학과 분자 생물학을 효과적으로 혁신하는 새로운 방법)을 통해 발견한 돌연변이 중 일부는 표적항암제의 타깃으로서 항암제 개발에 중요한 임상적 단서를 제공한다.

연구팀은 기능적으로 연관된 두 유전자(유전자 쌍) 사이의 돌연변이 상호작용을 규명하기 위해 대규모 암 환자 데이터를 바탕으로 진화적 분석 기법을 적용, 유전자 간에 협력적(synergistic) 또는 길항적(antagonistic) 관계를 가진 두 유전자를 밝혀냈다.

즉 EGFR 유전자의 PRSS 변이는 EGFR 표적치료제의 효과를 감소시키는 것으로 확인됐다. 또 BRAF 유전자의 CTCF 변이는 BRAF 표적치료제(BRAF 억제제)의 효과를 방해하는 것으로 새롭게 확인됐다. 

또 길항적 관계에 있는 유전자 쌍은 합성치사(synthetic lethality)와 연관이 있음을 규명했다. 합성치사란 특정 유전자 조합이 함께 존재할 경우 암세포가 죽는 현상을 설명한다. 연구팀은 세포주 데이터를 통해 EGFR 유전자의 CF7L2-KRAS 돌연변이 유전자 쌍이 합성치사 관계를 가지는 것을 새롭게 발견했다.   

김태민 가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 연구교수

김태민 교수는 “이번 연구는 암 유전체 내 돌연변이들이 독립적으로 작용하는 것이 아닌, 상호작용하면서 암 치료에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다”면서 “이를 통해 암 유전체의 진화 연구와 표적항암제의 치료 효과 예측에 중요한 단서를 제공할 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 가톨릭중앙의료원의 지원을 받아 진행됐으며, 유전체 연구의 저명한 국제학술지인 ‘Genome Medicine’(IF=10.4)지에 게재됐다.