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연세소식

[연구 프론티어] 이인석, 하상준 교수 공동 연구팀, 면역항암치료 효능 개선의 새로운 가능성 제시

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2020-03-31

이인석, 하상준 교수 공동 연구팀, 면역항암치료 효능 개선의 새로운 가능성 제시

면역항암치료 효능을 저해하는 T세포 탈진 유도인자 규명



우리 몸에는 암세포를 감지하고 공격하는 면역시스템이 존재한다. 최근 항암치료의 패러다임은 발암유전자의 발현 및 활성을 저해하는 표적항암제로부터 체내에 본래 존재하는 면역세포의 암세포 감지 및 공격능력을 증대시켜 암을 억제하는 면역항암치료로 전환되는 추세다.


이때 주로 사용되는 치료제가 면역관문억제제(Immune Checkpoint Inhibitor)인데 이들은 세포독성(Cytotoxic) T세포의 암세포 공격을 억제하는 신호전달에 관련된 CTLA-4나 PD-1 등의 수용체를 다시 억제하여, 세포독성 T세포의 암세포 공격력을 재활성화하는 약제다. 면역관문억제제는 미국의 제임스 P. 엘리슨(James P. Allison) 교수와 일본의 혼조 타스쿠(Tasuku Honjo) 교수가 개발하여 2018년 노벨생리의학상을 받은 항암치료법으로서 2011년에 미국 FDA 승인을 받은 후 폐암, 두경부암, 피부암 등 현재 15종 이상의 암 치료에 사용되고 있다.



그런데 면역관문억제제는 일단 반응하는 환자들에게는 완치에 가까운 치료 효과를 보이는 기적의 치료제로 불리고 있으나, 현재는 대부분의 암종에서 30% 이하의 환자들만 효능을 보인다는 한계가 있다. 그러므로 면역항암치료법 개선을 위해서는 향후 환자 개인별 면역관문억제제 반응을 예측해내는 동반진단법과 치료 효능을 높일 수 있는 보조치료제 개발이 시급하다. 특히 면역항암억제제 효과를 제한하는 주요 요인은 암조직 내에서 항암작용을 수행하는 세포독성 T세포의 탈진으로 알려져 있다. 암조직 내 세포독성 T세포는 탈진이 진행됨에 따라 면역항암억제제에 대한 반응이 점차 감소하기 때문에, T세포 탈진의 기전을 이해하고 이를 억제하는 방법의 개발이 요구돼 왔다.



최근 생명공학과 이인석 교수와 김경수 박사, 생화학과 하상준 교수와 박세연 박사과정생은 최신 단일세포유전체분석(Single-cell Genomic Analysis) 기술을 이용한 공동연구를 통해 암조직 내 다양한 유형의 세포 중 세포독성 T세포들의 유전체 정보를 선별한 후 탈진 과정을 데이터분석 기술로 재건해 T세포 탈진 유도인자 후보들을 예측한 후, 이들 중 TOX 전사조절인자가 세포독성 T세포 탈진의 핵심인자임을 임상시료 분석을 통해 검증하는 데 성공했다. 단일세포유전체분석(Single-cell Genomic Analysis)은 많은 수의 세포를 요구하는 기존의 유전체 분석기술과는 달리 단일세포에서 유래한 DNA 및 RNA를 기반으로 유전체정보를 생산하는 기술이다. 이로써 이질적인 세포 유형이 혼합된 조직 내에 개별 세포들의 특성 및 기능 분석을 가능하게 하는 혁신적인 유전체 분석기술이다. 특히 이 연구는 암조직 내 T세포의 TOX 발현량으로 면역항암치료제 효능을 예측할 수 있음을 보여준 최초의 연구이기도 하다.



연구팀은 TOX를 신규 면역항암치료법 개발 및 맞춤형 면역항암치료법 개발을 위한 분자표적으로 특허를 신청했으며 향후 면역항암치료 효능을 획기적으로 개선하는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대하고 있다. 관련 논문은 유전체의학 연구 분야의 권위 있는 국제 학술지 게놈메디신(Genome Medicine) 2월 28일자에 게재됐다.

 

 

vol. 626
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