2019년 정밀의료기술개발사업단 연구 프로젝트 소개

 연구주제

 대장암 단일세포 전사체 기반 예후-치료예측 바이오마커 개발

 연구책임자

 박웅양(삼성서울병원)

 핵심연구원

 홍유래(삼성서울병원) 

 작성자

 홍유래

종양은 유전체 불안정성의 질환이며, 종양이 진화함에 따라 종양유전체도 변화한다. 따라서 종양 내부에는 다양한 유전변이를 가진 종양세포들이 공존하며 이를 종양이질성 (Tumor heterogeneity) 이라 일컫는다. 이러한 종양이질성은 암세포, 그리고 암세포 주변에 존재하는 종양미세환경세포들에 의해서도 생성 및 제어되며 이들의 구성은 암의 진화 및 예후에 많은 영향을 끼치고, 특히 종양미세환경 세포들의 경우 구성에 따라 종양을 제거하는 면역억제제의 개발로 확대 가능하다 [1]. 따라서 암세포 및 주변의 종양미세환경세포의 구성을 파악할 수 있는 단일세포 수준의 연구의 필요성이 대두되고 있으며, 현재 많은 숫자의 단일세포 유전자 발현을 읽을 수 있는 기술이 발전함에 따라 다양한 종양에서 종양이질성과 종양미세환경을 통해 암의 예후 예측 및 억제에 관련한 연구가 진행되고 있다 [2,3].

그림 1. 암 미세환경에 의한 종양이질성 (Junttila et al, 2013)

  대장암의 경우 현재 표적항암치료체 및 화학항암요법이 사용되고 있지만, 환자의 면역시스템을 활성화 시키는 면역관문억제제의 사용이 많이 확대되어 있지는 않은 상황이다. 따라서 종양세포 및 종양미세환경 세포를 이해하기 위한 단일세포 수준의 전사체 시퀀싱을 통해 면역세포의 상태를 파악하는 것이 중점적으로 이루어져야 한다.

  본 프로젝트에서는 대장암에 대한 단일세포 전사체 데이터를 분석해 암 조직의 이질성 및 종양미세환경세포의 변화를 확인하고, 환자별 암 조직의 이질성과 종양미세환경세포의 상호작용을 규명하고자 한다. 더 나아가, 전이가 일어난 대장암 환자군의 확장 분석을 통해 대장암 예후예측 바이오마커와 더불어 전이 특이적 바이오마커 발굴을 진행할 예정이다. 이를 위해 정상 조직, 대장암 전이 조직, 그리고 전이가 일어난 조직에 대한 단일세포 전사체 데이터를 생산 진행중에 있으며, 각 환자별 세포 유형의 다양성 확인 및 종양 세포와 종양미세환경세포의 상호작용을 규명중에 있다.

 Reference

[1] Junttila, M.R. & de Sauvage, F.J. Influence of tumour micro-environment heterogeneity on therapeutic response. Nature 501, 346-54 (2013).

[2] Patel, A.P. et al. Single-cell RNA-seq highlights intratumoral heterogeneity in primary glioblastoma. Science 344, 1396-401 (2014)

[3] Tirosh, I. et al. Dissecting the multicellular ecosystem of metastatic melanoma by single-cell RNA-seq. Science 352, 189-96 (2016)