박종은·최정균 교수 연구팀, 삼성서울병원 이세훈 연구팀 공동 성과
개별세포 DNA 발현양상·3차원 조직분석 ‘단일세포·공간전사체 DB’
“면역 부작용 억제제 치료 등 면역치료제 예후예측에 큰 영향 줄 것”
▲카이스트 전암종 단일세포 지도 구축 연구팀. 왼쪽부터 박종은·최정균 교수, 강준호·이준형 박사. 사진=카이스트
카이스트(KAIST, 총장 이광형) 연구팀이 삼성서울병원과 함께 모든 암의 세포 지도가 총망라된 '전 암종 단일세포 지도(pan-cancer single-cell atlas)'를 구축하는데 성공했다.
카이스트는 의과학대학원 박종은 교수, 바이오및뇌공학과 최정균 교수 공동연구팀(제1 저자 강준호 박사, 이준형 박사)이 세계 최대 규모의 암 조직 '단일세포 및 공간전사체' 데이터베이스를 구성하고, 이를 바탕으로 삼성서울병원 이세훈 교수 연구팀과 함께 면역 치료의 예후 예측에 중요한 세포 생태계 타입을 보고했다고 22일 밝혔다.
단일세포 및 공간전사체는 모든 유전자의 발현 양상을 개별세포 단위에서 또는 3차원 조직 구조상에서 분석한 데이터를 의미한다.
카이스트에 따르면, 암은 우리 몸 안에서 스스로 진화하는 특성을 가지고 있어 암 조직 내의 세포 생태계를 구성하는 각 세포의 이질성과 이들의 상호작용을 파악하는 것이 가장 중요하다.
최근 발달하고 있는 단일세포 및 공간 전사체는 미세환경을 구성하는 세포들과 그들의 3차원적 배열 및 상호작용을 정량적으로 측정 및 표현한다는 점에서 미세환경의 이질성 개념을 생태계 수준으로 확장해 디지털 정보의 형태로 저장 및 분석할 수 있게 한다.
KAIST 연구팀은 암세포 생태계 타입들을 전 암종(pan-cancer) 수준에서 규명하기 위해 약 1000개 암환자 조직샘플과 500여 명의 정상조직 샘플의 단일세포 전사체 데이터 관련 30종 이상 암종을 수집해 분석연구했다.
연구를 주도한 박종은 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최대 규모의 암 조직 데이터베이스를 구축했고, 이를 바탕으로 면역 치료의 예후 예측에 중요한 영향을 줄 것"이라고 밝혔다.
박 교수는 “또한, 소수의 환자에게 아주 좋은 치료반응을 보이나 일부의 경우 면역 관련 부작용을 나타내는 면역 관문 억제제의 치료 대상군 선정에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다"고 덧붙여 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)의 이달 14일자로 출판됐으며, 카이스트 세포 아틀라스 웹포털(https://cellatlas.kaist.ac.kr)에서 공개하고 있다.
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