KAIST, 난치성 뇌종양 '시작점’ 찾았다…정상 뇌 세포서 이미 시작

세브란스병원 공동연구, 정상 뇌 속 '기원세포'서 시작 첫 규명

뇌종양 조기 진단·재발 억제 치료 패러다임 전환 기대

사이언스(Science)에 발표, 치료제·탐지기술 개발 중

[대전=뉴시스] KAIST가 세브란스병원과 함께 정상 대뇌피질의 교세포전구세포(GPC)에서 처음으로 IDH 유전자에 돌연변이가 생기고 이후 여러 핵심 유전자에 추가 돌연변이가 더해지며 악성 뇌종양으로 발전하는 과정을 환자의 뇌 조직과 마우스 뇌종양 모델을 통해 규명했다.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 50세 이하 젊은 성인에게 흔한 악성 뇌종양이 덩어리가 보이기 훨씬 이전부터 정상 뇌 속 세포에서 이미 시작된다는 사실을 세계 최초로 밝혀 뇌종양 조기진단 및 재발 억제제 개발의 새로운 기폭제가 될 것으로 기대된다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)는 의과학대학원 이정호 교수와 연세대 세브란스병원 신경외과 강석구 교수팀이 공동연구를 통해 특정 유전자(IDH)에 이상이 생겨 발생하는 IDH-돌연변이 신경교종이 정상 뇌조직에 존재하는 교세포전구세포(GPC)에서 기원한다는 사실을 처음으로 규명했다고 9일 밝혔다.

교세포전구세포(GPC)는 정상 뇌에도 존재하는 세포로, 유전자 변이가 생기면 악성 뇌종양의 출발점이 될 수 있다.

이번에 공동연구팀은 광범위 절제수술을 통해 확보한 종양조직과 종양 주변의 정상 대뇌피질을 정밀 분석해 겉보기에는 정상인 뇌조직 안에 이미 IDH-돌연변이를 가진 '기원세포(cell of origin)'가 존재한다는 사실을 밝혀냈다.

이는 악성 뇌종양이 특정 시점에 갑자기 생겨나는 것이 아니라 정상 뇌 속에서 이미 시작돼 오랜 시간에 걸쳐 서서히 진행된다는 사실을 처음으로 입증한 결과다. 그동안 뇌종양 치료는 눈에 보이는 종양 덩어리를 제거하는 데 집중돼 왔다.

또 연구팀은 어떤 유전자가 어디에서 작동하는지'를 한 번에 보여주는 분석기술인 '공간전사체기술(spatial transcriptomics)'을 활용해 이런 변이를 가진 기원세포가 대뇌피질에 존재하는 교세포전구세포(GPC)임을 확인했다.

이어 환자에게 발견된 것과 동일한 유전적 변이를 마우스의 교세포전구세포에 도입, 실제 뇌종양이 발생하는 과정을 동물모델에서 재현하는 데도 성공했다.

앞서 공동연구팀은 지난 2018년 대표적인 악성 뇌종양인 '교모세포종(glioblastoma)'이 종양 본체가 아닌 성인 뇌에서도 새로운 뇌세포를 만들어낼 수 있는 뇌 속 원천 세포인 뇌실하영역의 신경줄기세포에서 시작된다는 사실을 밝혀냈다.

[대전=뉴시스] KAIST 박정원 박사와 KAIST 이정호(위 왼쪽 원안) 교수·연세대 세브란스병원 강석구(위 오른쪽 원안) 교수. *재판매 및 DB 금지

이번 연구는 '교모세포종'과 'IDH-돌연변이 신경교종'이 같은 뇌암이라 하더라도 출발 세포와 시작 위치가 전혀 다르다는 사실을 규명, 뇌종양이 종류마다 발생 과정이 근본적으로 다르다는 사실을 규명한 첫 성과다.

연구 결과는 세계적인 학술지 '사이언스(Science)'에 9일 새벽(한국시간) 게재됐다.(논문명: IDH-mutant gliomas arise from glial progenitor cells harboring the initial driver mutation)

강석구 교수는 "뇌종양은 종양 덩어리가 보이는 자리에서 바로 시작되지 않을 수 있다"며 "뇌종양의 아형에 따라 기원 세포와 기원 부위를 직접 공략하는 접근은 조기진단과 재발 억제치료의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 단서가 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 성과를 바탕으로 KAIST 교원창업기업 소바젠은 IDH-돌연변이 악성 뇌종양의 진화와 재발을 억제하는 RNA 기반 혁신 신약 개발을 진행 중이다. 또 세브란스병원은 연구중심병원 한미혁신성과창출 R&D 사업을 통해 난치성 뇌종양의 초기 변이 세포 탐지 및 제어 기술 개발을 추진하고 있다.

제1저자인 박정원 박사(KAIST 의과학대학원 박사후 연구원)는 "환자를 진료하며 품어왔던 '이 종양은 어디서 시작되는가'라는 질문이 이번 연구의 출발점이었다"며 "KAIST의 세계적 기초과학 연구 역량과 연세대 세브란스병원의 임상 역량이 결합해 이룬 성과"라고 말했다.


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