초록 ▼

본 연구는 ‘혈중 순환 암세포의 효율적인 분리·동정을 위한 in vivo 및 in vitro 시스템 구축과 이를 활용한 혈중 순환 암세포 유래 전이암 특이적 마커 개발’을 최종 목표로 하여 총 3년간의 연구기간을 걸쳐 수행되었고, 그 결과 국내특허 1건을 출원하고 현재 연구결과에 대한 논문 투고 준비 중임.

In vivo 모델 시스템 구축에 대한 주요 연구성과로 다양한 환자 암 조직을 활용한 이식 동물 모델을 12건 이상 확립하였고, 유방암 세포주를 동소 이식한 전이 모델 및 대장암 간 전이 모델을 구축하여 혈중순환 암

본 연구는 ‘혈중 순환 암세포의 효율적인 분리·동정을 위한 in vivo 및 in vitro 시스템 구축과 이를 활용한 혈중 순환 암세포 유래 전이암 특이적 마커 개발’을 최종 목표로 하여 총 3년간의 연구기간을 걸쳐 수행되었고, 그 결과 국내특허 1건을 출원하고 현재 연구결과에 대한 논문 투고 준비 중임.

In vivo 모델 시스템 구축에 대한 주요 연구성과로 다양한 환자 암 조직을 활용한 이식 동물 모델을 12건 이상 확립하였고, 유방암 세포주를 동소 이식한 전이 모델 및 대장암 간 전이 모델을 구축하여 혈중순환 암세포 관련 마커 발굴 및 기능 검증에 활용하였음. 암 진단 및 혈중 순환 암세포 연구를 위한 혈액세포 (buffy coat) 샘플 활용 가능성을 검증하기 위해, 임상 진단에 사용되는 혈장 내 CEA 수준과 환자혈액 세포 유래 RNA에서의 CEACAM 유전자 발현량의 상관관계를 분석한 결과 유의적인 연관성(positive correlation)이 존재함을 확인하였음. 또한 이를 in vivo 모델 시스템에 적용하기 위해 환자 대장암 이식 동물 모델 혈액 세포 내에 존재하는 혈중 순환 암세포 대표 마커 EPCAM의 유전자 발현 여부를 확인하였고, 혈액 세포의 filtration 분리법에 의한 혈중 순환 암세포 enrich 과정 후 면역염색을 통해 EPCAM 발현 세포들의 존재를 관찰하였음. 전이가 쉬운 유방암 동소 이식 동물 모델에서는 형광 표지된 암 세포주를 이용하여 전이암 발생시 혈중 순환 암세포의 분획량을 FACS를 통해 분석한 결과 원발암 발생 대비 약 27.8배 증가되었음. 이러한 in vivo 모델 시스템을 활용한 연구 가능성 검증 결과를 기반으로 하여 환자 대장암 이식 동물 모델 혈액 샘플에서 대량 유전자 분석을 시행하였고, 총 614개의 특이적 발현 유전자를 발굴하였음. 이 중 NCKAP1 유전자에 대한 혈중 순환 암세포 특이적 마커로서의 검증을 위해 여러 대장암 이식 동물 모델의 혈액 내 발현 정도를 비교한 결과 확림된 4종의 대장암 동물 모델 샘플에서 발현이 유의적으로 증가되었고, 그 발현값은 종양의 성장에 비례하였음. Tissue microarray 분석시 환자의 종양조직에서 종양 병기에 따라 발현 score가 증가하였으며, 간으로 전이된 조직에서 가장 높은 발현을 확인하였음. 전이 관련 기능 연구를 위한 in vitro migration, invasion, wound healing assay를 진행하였고 발굴 유전자의 발현 억제 시 EMT 기능이 현저히 감소하였음. 또한 in vivo 동물 모델에서는 shRNA 기반 발굴 유전자 발현 억제된 대장암 세포주의 간 전이 억제능을 관찰함으로써 발굴 마커를 활용한 전이암 치료제 개발의 가능성을 검증하였음.

혈중 순환 암세포의 분리 및 체외 배양 시스템을 개발하기 위해 미세유체 칩을 기반으로 하여 단일세포를 포획하고 칩 내 체외 배양을 시도하였음. 하지만 미세유체 칩 내 단일세포로의 포획은 검증되었으나 세포의 회수율이 높지 않고 칩 내에서의 체외 배양 시 세포의 사멸이 확인되었음. 또한 동물 모델 유래혈액 세포들을 mouse cell depletion kit를 사용하여 자성 분리 (negative selection) 하고 회수된 세포들을 다양한 조건에서 체외 배양하였음. 체외 배양 시스템 최적화를 시도한 결과, 10% FBS와 TGFβ1 20ng/ml이 첨가된 adherent 배양조건에서 약 4배 이상의 세포가 증식되는 것을 형광 이미징을 통해 확인하였으며, 회수된 세포를 마우스 꼬리 정맥 이식하였을 때 폐로의 실험적 전이 발생 가능성을 IVIS imaging을 통해 관찰하였음.

본 연구과제를 통해 도출된 연구결과들은 암 전이에 중요한 혈중 순환 암세포 관련 유전자의 기능 분석을 통해 암 세포의 전이 기전 연구에 기여하였으며, 나아가 관련 분자들의 상호작용연구를 통해 새로운 분자 생물학적 견해를 제시할 수 있음. 또한 발굴된 혈중 순환 암세포 관련 마커를 이용한 진단 기술은 환자의 실시간 모니터링을 가능케 하며, 전이암 진단에도 활용될 수 있을 뿐 아니라 전이암 치료를 위한 신약 개발 연구 분야에 기여할 것임.

( 출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 7