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(왼쪽부터) 이정은 KAIST 바이오및뇌공학과 석사, 조광현 교수, 공정렬 바이오및뇌공학과 박사. KAIST 제공. 면역항암치료를 방해하는 핵심인자가 발굴됐다. 발굴된 핵심인자를 억제하면 암 조직으로 면역세포 침투가 증가해 치료가 크게 개선된다는 사실이 입증됐다. 면역세포가 암세포를 더 잘 공격할 수 있도록 돕는 면역항암치료(면역관문억제제)는 암 치료의 획기적 도약을 가져왔다. 하지만 전체 환자의 20% 미만만 면역항암치료에 반응하기 때문에 새로운 치료 전략이 필요한 상황이다. KAIST는 조광현 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 폐암세포의 면역회피능력을 결정짓는 핵심인자 ‘DDX54’를 발굴하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 면역항암치료는 면역세포의 공격을 돕는 항체인 ‘항PD-1’ 또는 ‘항PD-L1’을 이용한 치료법이다. 실제 이 치료의 혜택을 받는 환자군은 극히 제한적이다. 반응 가능성이 높은 환자를 선별하기 위한 바이오마커 연구로 최근 ‘종양돌연변이부담(TMB)’이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다. 면역항암치료 주요 바이오마커인 종양돌연변이부담은 암세포 내 유전자 돌연변이 수를 나타내는 지표로 유전자 돌연변이가 많이 생긴 암일수록 면역항암치료에 반응할 가능성이 높다. TMB가 높아도 면역세포 침윤이 극도로 제한되는 ‘면역사막(Immune-desert)' 형태의 암들이 있다. 이 경우 면역항암치료 반응이 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 이번 연구는 면역세포 침윤이 매우 낮은 폐암 조직을 대상으로 발굴한 핵심인자를 억제하면 면역관문억제제를 활용한 면역항암치료의 내성을 극복할 수 있다는 점을 확인했다. 연구팀은 면역회피가 발생된 폐암 환자 유래 전사체 및 유전체 데이터로부터 시스템생물학 연구를 통해 유전자 조절네트워크를 추론·분석해 폐암세포가 면역회피능을 획득하는 핵심 조절인자를 찾아냈다. 폐암 쥐 모델에서 발굴한 핵심인자를 억제한 뒤 면역항암치료 반응성을 조사한 결과 T세포, NK세포 등 항암 면역세포의 조직 내 침윤과 면역항암치료 반응성이 크게 늘었다. 세포 수준에서 유전자 발현을 분석하는 기술인 단일세포 전사체 분석 및 공간전사체 분석 결과, 발굴된 핵(왼쪽부터) 이정은 KAIST 바이오및뇌공학과 석사, 조광현 교수, 공정렬 바이오및뇌공학과 박사. KAIST 제공. 면역항암치료를 방해하는 핵심인자가 발굴됐다. 발굴된 핵심인자를 억제하면 암 조직으로 면역세포 침투가 증가해 치료가 크게 개선된다는 사실이 입증됐다. 면역세포가 암세포를 더 잘 공격할 수 있도록 돕는 면역항암치료(면역관문억제제)는 암 치료의 획기적 도약을 가져왔다. 하지만 전체 환자의 20% 미만만 면역항암치료에 반응하기 때문에 새로운 치료 전략이 필요한 상황이다. KAIST는 조광현 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 폐암세포의 면역회피능력을 결정짓는 핵심인자 ‘DDX54’를 발굴하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 면역항암치료는 면역세포의 공격을 돕는 항체인 ‘항PD-1’ 또는 ‘항PD-L1’을 이용한 치료법이다. 실제 이 치료의 혜택을 받는 환자군은 극히 제한적이다. 반응 가능성이 높은 환자를 선별하기 위한 바이오마커 연구로 최근 ‘종양돌연변이부담(TMB)’이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다. 면역항암치료 주요 바이오마커인 종양돌연변이부담은 암세포 내 유전자 돌연변이 수를 나타내는 지표로 유전자 돌연변이가 많이 생긴 암일수록 면역항암치료에 반응할 가능성이 높다. TMB가 높아도 면역세포 침윤이 극도로 제한되는 ‘면역사막(Immune-desert)' 형태의 암들이 있다. 이 경우 면역항암치료 반응이 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 이번 연구는 면역세포 침윤이 매우 낮은 폐암 조직을 대상으로 발굴한 핵심인자를 억제하면 면역관문억제제를 활용한 면역항암치료의 내성을 극복할 수 있다는 점을 확인했다. 연구팀은 면역회피가 발생된 폐암 환자 유래 전사체 및 유전체 데이터로부터 시스템생물학 연구를 통해 유전자 조절네트워크를 추론·분석해 폐암세포가 면역회피능을 획득하는 핵심 조절인자를 찾아냈다. 폐암 쥐 모델에서 발굴한 핵심인자를 억제한 뒤 면역항암치료 반응성을 조사한 결과 T세포, NK세포 등 항암 면역세포의 조직 내 침윤과 면역항암치료 반응성이 크게 늘었다. 세포 수준에서 유전자 발현을 분석하는 기술인 단일세포 전사체 분석 및 공간전사체