초록 ▼

□ 연구개요
최근 조기 발병 대장암(early onset colorectal cancer, EOCRC) 환자가 전 세계적으로 증가 추세에 있어 이들의 위험인자분석과 유전적 특성 연구가 시급한 상황임. 이에 본 연구에서는, 50세 이하 젊은 대장암 환자의 조직과 혈액을 이용해 Whole genome sequencing과 RNA sequencing을 진행하여 비증후군 유전성대장암 병인 유전자 발굴. 발굴한 병인 유전자의 validation 과정 진행 및 임상적 검증을 실시하여 마커로서의 유효성 검증 과정을 거친 후 진단, 치료 및

□ 연구개요
최근 조기 발병 대장암(early onset colorectal cancer, EOCRC) 환자가 전 세계적으로 증가 추세에 있어 이들의 위험인자분석과 유전적 특성 연구가 시급한 상황임. 이에 본 연구에서는, 50세 이하 젊은 대장암 환자의 조직과 혈액을 이용해 Whole genome sequencing과 RNA sequencing을 진행하여 비증후군 유전성대장암 병인 유전자 발굴. 발굴한 병인 유전자의 validation 과정 진행 및 임상적 검증을 실시하여 마커로서의 유효성 검증 과정을 거친 후 진단, 치료 및 추적 기준으로 제시하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 비증후군 유전성대장암 병인 유전자 발굴
- RNA-seq으로부터 EOCRC와 LOCRC (late onset colorectal cancer) 두 그룹간 발현차이를 보이는 유전자 (differentially expressed gene, DEG)를 도출. 45개의 상향 조절된 유전자 및 77개의 하향 조절된 유전자를 사용하여 경로 및 유전자 온톨로지 분석을 수행. EMT(Epithelial-mesenchymal transition) 경로와 ECM(Extracellular matrix) 관련 ontology가 다수였음.
- EOCRC와 LOCRC간 DEG와 TCGA data 분석에서 공통된 발현차이를 보이는 유전자 10개(ANPEP, CCL19, CHGB, CPS1, DKK4, GLDC, MAP9, NTS, PRSS33, WASF3)를 EOCRC 특이 유전자로 발굴.
2) 발굴한 병인 유전자의 validation 과정 진행
- 이전 단계에서 sorting한 10개 후보 바이오마커의 검증실험을 위해 72명의 EOCRC, 43명의 LOCRC로 구성된 독립적인 코호트 모집. 암조직 RNA를 이용해 real time RT-PCR을 진행하고 두 그룹의 발현양을 비교하였음. ANPEP(p=0.037) 및 MAP9(p=0.0012) 유전자가 이 독립 집단에서도 동일한 양상의 발현차이를 보였음.
- ANPEP의 EOCRC군에서의 하향 조절은 TCGA 데이터 세트와 우리코호트 모두에서 보인 특징임. 뿐만 아니라 정상 조직과 종양 조직 사이에서도 ANPEP발현차이를 보이는지 알아보기 위해 TCGA 데이터를 이용해 분석한 결과, ANPEP 발현은 정상 조직보다 종양 조직에서 더 발현이 낮았음. 따라서 감소된 ANPEP 발현 수준은 암성 조직의 특징인 것으로 밝혀졌다. 우리는 GTEx 데이터 세트에서 정상 대장 조직을 이용해 ANPEP 발현이 age correlation이 있는지 조사했는데, 결론적으로 ANPEP 발현의 낮은 수준은 EOCRC의 조직에서만 검출되었고, 연령에 따른 정상 결장 조직에서는 검출되지 않았음. 따라서 ANPEP의 감소된 수준은 EOCRC에서 중요한 발현 패턴인 것을 확인함
3) 발굴한 병인 유전자의 발현조절 기전연구
- ANPEP 발현이 EOCRC에서 강력한 바이오마커임을 확인한 후, 이 유전자의 발현이 DNA 메틸화에 의해 조절되는지 여부를 알아보기 위해 먼저, TCGA 데이터 세트의 Illumina 450K 메틸화 배열을 분석하였음. 그 결과, ANPEP 프로모터 영역의 CpG island에 있는 4개의 CpG site 중 cg26222247 프로브는 정상 조직과 비교하여 종양 조직에서 과메틸화되어 있었음. 메틸화 수준은 ANPEP 발현 수준과 음의 상관관계를 보였음(R=-0.21, p<0.001). 파이로시퀀싱을 통해 cg26222247 사이트를 포함한 ANPEP 프로모터 영역의 CpG site methylation status 검증을 수행하였음. 그 결과, LOCRC보다 EOCRC에서 유의하게 cg26222247 site가 과메틸화되었음(R=-0.28, p=0.053)을 확인하였음. 더불어, 정상 조직과 종양 조직 간의 ANPEP 프로모터 영역의 메틸화 상태를 비교한 결과, 종양 조직이 정상조직에 비해 4개 프로브 모두에서 상당히 과메틸화되어 있음을 관찰했음

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- ANPEP의 발현조절 메커니즘에 대한 추가 연구를 통해 EOCRC 환자를 위한 예후 예측과 치료 타겟으로 제시할 수 있음.
- 젊은 대장암 환자 증가로 인한 가정 및 사회적 비용의 경감이 기대되며 치료를 통한 사회 구성원으로서의 지속적인 역할 수행에 이바지할 수 있음.
- 젊은 대장암 환자 특이적 바이오마커로서 본 연구결과의 지적재산권화가 가능함.
- 젊은 대장암의 진단 및 예후 예측용 키트 또는 분석서비스 개발로 이어질 수 있음.
- 대장암 발생 및 진행에 따른 환자별 특이적 맞춤 치료에 기여할 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 목적 ... 4
• (2) 연구개발의 필요성 ... 4
• (3) 최종목표 ... 5
• (4) 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) 이론적, 실험적 접근 방법 ... 6
• (2) 연구개발과제 수행과정 및 내용 (연도별 또는 종합적으로 기술) ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 19