위암 진행 핵심 세포 상호작용 첫 발굴

[이데일리 이순용 기자] 가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 인공지능뇌과학사업단장 김태민 교수(교신저자, 의료정보학교실), 이성학 교수(제1저자, 서울성모병원 병리과)와 아주대학교 외과학교실 허훈 교수(교신저자), 이다경 박사후연구원(제1저자) 공동 연구팀이 최신 공간 전사체 분석기법을 활용하여 위암 진행과 관련된 세포 간 상호작용을 규명하고, 이를 바탕으로 위암 진단 및 치료 방향성을 제시한 연구 결과를 발표했다.

공간전사체 기술은 세포의 유전자 발현 정보를 조직 내 공간적 위치와 함께 분석하는 첨단 생명공학 기법이다. 이 기술은 암과 같은 복잡한 질환에서 세포 간 상호작용을 규명하는 데 매우 유용하다.

연구팀은 암 조직의 미세환경에서 중요한 역할을 하는 두 종류의 세포를 찾아냈다. 바로 CCL2 단백질을 만드는 섬유아세포와 STAT3 단백질이 활성화된 대식세포이다. 이 세포들이 서로 신호를 주고받으며, 위암의 진행에 큰 영향을 미친다는 사실을 규명했고 특히, 이들의 상호작용이 위암 환자의 치료 결과에도 중요한 영향을 미친다는 사실도 밝혔다.

기존 연구에서는 이런 세포 간의 복잡한 소통을 분석하는 데 한계가 있었다. 그러나 연구팀은 최신 공간전사체(spatial transcriptomics) 기술을 도입해, 세포의 위치와 활동을 동시에 살피는 방법을 개발했다.

이를 통해 연구진은 9개의 위암 조직을 위암 조직 내 세포군의 비율에 따라 면역원성 위암, 상피성 위안, 기질성 위암의 세 가지 범주로 분류했고, 각각의 세포가 어떤 역할을 하는지 세포별 전사체 변화와 기능적 변화를 추론했다.

특히, 기질세포와 면역세포 간의 상호작용을 공간적 해상도에서 전사체 동역학 분석으로 규명한 결과, CCL2 발현 섬유아세포와 STAT3 활성화 대식세포가 핵심 역할을 수행한다는 사실을 확인했다. 연구진은 이러한 사실을 위암 실험실 모델 및 생쥐 모델을 통해서도 증명했다.

이번 연구를 이끈 김태민 교수는 “이번 연구는 최신 기술을 활용해 암 치료에 새로운 접근법을 제시한 중요한 성과”라며 “핵심 세포아형의 구분과 이를 제어할 수 있는 표적 마커 발굴을 통해 위암 치료에 새로운 가능성을 제시한 점에서 큰 의의를 가진다”라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 소화기학 분야의 저명한 국제학술지인 지에 게재되었고, 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단, 한국연구재단 선도연구센터(MRC), 중점연구소지원사업, 혁신신약 기초기반기술개발사업의 지원으로 이루어졌다.

9종의 위암에 기반한 공간 전사체 분석을 수행하여 위암미세환경에 존재하는 핵심 세포군을 규명하였고, 특히, CCL2+섬유아세포와 STAT3활성화 대식세포 간 상호작용이 항암면역작용을 억제하여 환자의 불량한 예후와 연관됨을 증명하였음.