서  울  대  사  람  들

재발한 종양에서 발견한 두 갈래 변화

IDH 돌연변이 신경교종¹ 재발의 원인으로는 여러 가지가 지목돼 왔다. 종양 안에 성질이 다른 세포들이 섞여 있다는 점, 치료 과정에서 유전자에 이상이 생긴다는 점, 종양 주변의 세포 구성이 달라진다는 점 등이다. 다만 이 요인들이 재발에 각각 어떻게 작용하는지는 밝혀지지 않았다.
의과대학 백선하 교수가 이끄는 뇌신경공학 및 나노의학 연구실은 예일대와 하버드대, 이스라엘 와이즈만 연구소 등이 참여한 국제 컨소시엄 CARE(Cellular Analysis of Resistance and Evolution)의 일원으로 이 문제에 접근했다.
연구팀은 환자 35명에게서 얻은 종양 샘플 75개를 분석했다. 조직을 통째로 보는 대신 세포 하나마다 단일 핵 RNA 시퀀싱² 과 단일 핵 크로마틴 접근성 분석³ 을 적용하고, 여기에 대량 유전체 분석을 진행해 그 결과를 한데 모았다.
연구팀은 같은 종양 안의 세포들이 여러 가지 상태로 나뉜다는 사실을 확인했고 재발 과정에서 두 가지 변화가 나타났다고 밝혔다. 첫째, 유전자의 변화다. 종양의 등급이 높아질수록 줄기세포처럼 아직 역할이 정해지지 않은 세포가 늘었다. 재발하는 동안 새로 생긴 유전자 이상이 이런 세포를 더 늘렸다. 치료 때문에 생긴 돌연변이도 여기에 포함된다. 둘째, 세포 상태의 변화다. 종양 세포가 중간엽⁴ 유사 상태로 바뀌는 비율이 늘었는데, 이 변화는 유전자 이상과는 관련이 없었다. 대신 종양 주변에서 대식세포⁵ 가 늘어나 있었다. 백선하 교수는 “표적화되고 개인화된 치료 전략 개발을 위한 강력한 로드맵을 제공한다”라며 난치성 뇌종양의 치료 가능성을 높이는 데 기여할 것으로 내다봤다.

• ¹ IDH 돌연변이 신경교종: IDH라는 효소를 만드는 유전자에 변이가 생겨 발생하는 뇌종양. 세계보건기구 분류에 따라 희소돌기세포종과 성상세포종으로 나뉜다
• ² 단일 핵 RNA 시퀀싱(snRNA-seq): 세포 하나의 핵에서 RNA를 읽어 어떤 유전자가 실제로 작동하고 있는지 확인하는 기술
• ³ 단일 핵 크로마틴 접근성 분석(snATAC-seq): 세포 하나의 핵에서 DNA가 얼마나 풀려 있는지 측정해 유전자가 켜질 수 있는 상태인지 확인하는 기술
• ⁴ 중간엽: 배아 발생 초기에 생기는 세포층으로, 여기서 유래한 세포는 조직 사이를 이동하는 성질을 지닌다
• ⁵ 대식세포: 몸에 들어온 이물질이나 죽은 세포를 잡아먹는 면역세포