▲ 기존 한계를 넘어 암생물학의 새로운 AST 패러다임 정립/ 암 악성화 기전과 관련된 수세기 동안의 연구 결과는 EMT (상피-중배엽 전이) 이론에 기반하여 왔다. 하지만, 최근 EMT 이론의 한계가 대두되고 있는 상황에서 AST 국제학설의 정립은 차세대 암생물학 분야를 이끌 패러다임으로 주목된다.(그림설명 및 그림제공=연세대학교 박현우 교수)

국내 연구진이 암세포의 발생과 전이 현상을 근본적으로 설명하는 세포의 부착-부유 전이(AST, Adherent-to-Suspension Transition) 이론을 정립하여 순환암세포의 생성과 약물저항성 획득 및 면역세포의 활성화 등 암생물학 분야의 난제를 해결할 돌파구를 마련했다.

한국연구재단은 연세대학교 박현우 교수, 지헌영 교수, 노재석 교수 공동연구팀이 부착세포와 부유세포 간의 근본 특성으로 알려진 ‘세포모양’과 ‘세포부착 의존성’이 AST 인자들을 통해 형질전환 되는 기전을 규명하고, AST 국제학설을 발표했다고 밝혔다. 

약 20년간 세포모양의 리프로그래밍을 설명해온‘상피-중배엽 전이(EMT) 이론’은 현존하는 암생물학 분야의 유일한 이론으로 배아의 발생, 암의 악성화, 각종 섬유화 질환 등을 설명하는데 활용돼왔다.  

하지만 EMT는 부착세포의 모양 변화만 다루어 대다수 암환자의 사망원인인 순환암세포를 통한 암전이 현상을 설명하는 데 한계가 있으며, 이로 인해 암전이 제어인자 발굴 및 치료제 개발에도 어려움이 따랐다. 

연구팀은 조직이나 세포에 부착된 고형암세포가 특정 조건에서 부유세포로 전환되어 혈관을 통해 이동하면서 순환암세포가 되는 현상에 주목하고, 암세포의 부착의존성을 리프로그래밍하는 생명 현상인 ‘세포 부착-부유 전이 이론’인 ‘AST’를 발표하였다. 

▲ 세포부착성 리프로그래밍을 통한 차세대 항전이요법 선도 / 부착세포와 부유세포 간의 형질전환에 관한 AST 이론 정립 및 응용기술 개발을 통해 암 악성화 및 순환암세포 생성 과정을 이해함으로써 차세대 항전이 치료 전략을 선도할 것으로 기대한다.(그림설명 및 그림제공=연세대학교 박현우 교수)

연구팀은 200 종류가 넘는 인간 세포를 ‘부착의존성'에 따라 ‘부착세포'와 ‘부유세포' 두 종류로 분류했으며, 혈액세포의 특이적 전사인자 스크리닝을 통해 세포부착성 리프로그래밍을 매개하는 핵심 AST 인자의 조합을 규명하였다. 

또한 AST 조합을 부착세포에서 발현시켜 부유세포로 형질전환하는데 성공하였으며, 동물모델 및 전이암환자의 순환암세포에서 AST 제어를 통한 암전이 억제 효능을 규명하였다. 

더불어 AST 이론을 설명할 수 있는 새로운 연구기법과 세포/동물 모델, 환자 바이오뱅크, 바이오진단마커를 개발하였다. 

박현우 교수는 “이번 연구는 부착세포와 부유세포 간의 형질전환에 관한 AST 이론 정립 및 응용기술 개발을 통해 암 악성화 및 순환암세포 생성 과정을 이해하는 기반을 마련한데 의의가 있다”라며 “AST 제어기술 개발을 통해 우리나라가 차차세대 항전이 치료요법을 선도하는 기반이 되길 기대한다”라고 밝혔다. 

이번 연구의 성과는 암생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 켄서(Molecular Cancer)’에 3월 30일 게재되었다. 

논문명은 Reprogramming anchorage dependency by adherant-to-suspension transition promotes metastatic dissemination 이다.