초록 ▼

□ 연구개요
전체 암 사망원인의 5%를 차지하는 삼중음성유방암은 생존율이 낮은 난치성 암으로 타겟 치료제가 없고 현 항암치료에 저항성을 보여 이를 극복할 치료전략 개발이 절실함. 본 연구에서는 삼중음성유방암 세포에서 CRISPR-매개성 인체 전장유전체수준 전사촉진 라이브러리 스크리닝을 활용하여 여러 항암요법에 대한 내성 유전자를 탐색하고 관련성을 검증하고 신규 치료전략을 발굴하고자 하였음. 특히 DNA 손상을 유도하는 여러 항암 약물/방사선 요법 특성에 착안하여 치료 내성을 결정하는 주요 인자로서 DNA복구/복제 트랜잭션 기제

□ 연구개요
전체 암 사망원인의 5%를 차지하는 삼중음성유방암은 생존율이 낮은 난치성 암으로 타겟 치료제가 없고 현 항암치료에 저항성을 보여 이를 극복할 치료전략 개발이 절실함. 본 연구에서는 삼중음성유방암 세포에서 CRISPR-매개성 인체 전장유전체수준 전사촉진 라이브러리 스크리닝을 활용하여 여러 항암요법에 대한 내성 유전자를 탐색하고 관련성을 검증하고 신규 치료전략을 발굴하고자 하였음. 특히 DNA 손상을 유도하는 여러 항암 약물/방사선 요법 특성에 착안하여 치료 내성을 결정하는 주요 인자로서 DNA복구/복제 트랜잭션 기제를 주목해 살펴보고자 하였음. 본 연구를 통해 삼중음성유방암과 같은 치료 불응성 난치암에 대한 새로운 치료전략을 탐색하고 개별 맞춤형 항암 치료를 지지하는 이론적 단초를 확보하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
먼저 1~2년차 연구에서 삼중음성유방암 세포에서 인체 전장유전체 수준 전사촉진 및 녹아웃 라이브러리 시스템을 구축하고, 항암 약물 및 방사선 치료 후 생존 세포로부터 치료 내성 또는 감수성 유발과 관련될 것으로 추정되는 유전자 후보를 스크리닝하였음. 이들 통해 항암 치료 내성/감수성에 관련 가능성 있는 유전자 후보들을 도출할 수 있었으며, DNA 트랜잭션 관련 가능성도 일부 확인할 수 있었음. 3~5년차 연구에서 기도출된 세 종류의 유전자 후보들, VCP, IPO11, 또는 HEBP2의 치료 내성 관련성 검증을 위해 각각 개별 유전자 녹아웃 세포들을 제작하고 이들 유전자가 항암 치료 민감성 즉 세포 독성에 미치는 영향을 순차적으로 검증하였음. 특히 이들 유전자는 crosslink나 double strand break DNA 손상 등을 유도하여 작용하는 cisplatin, BCNU, bleomycin, 또는 전리방사선 치료에 대한 내성후보 스크리닝에서 거의 공통적으로 도출됨을 추가적으로 확인하였음. VCP 또는 IPO11 유전자 녹아웃 세포에서 전리방사선 유사 작용 항암제 bleomycin, cisplatin, 또는 BCNU에 대한 세포 독성(민감성)이 대조군에 비해 현저히 높았으며, 외부 형질도입을 통한 해당 유전자 재도입 후에는 녹아웃 세포의 높은 민감성이 본래 수준으로 감소하였음. 아울러 VCP 녹아웃 세포에서 bleomycin 처치 후 DNA double strand break 지표, γ-H2A.X foci 수가 대조군에 비해 유의하게 높았으며 현저히 느리게 감소하였음. 반대로 IPO11 활성화 세포에서는 bleomycin 처치 후 γ-H2A.X foci 수가 대조군에 비해 유의하게 낮았으며 현저히 빠르게 감소하였음. 이는 VCP 및 IPO11 유전자가 double strand break DNA 수복에 영향을 미쳐 작용할 가능성을 시사함. 아울러 HEBP2 유전자 녹아웃 세포에서 MMS나 paclitaxel과는 달리 cisplatin 또는 BCNU에 대한 세포 독성(민감성)이 대조군에 비해 현저히 높았으며, 외부 형질도입을 통한 HEBP2 유전자 재도입 후에는 녹아웃 세포의 높은 민감성이 본래 대조군 수준으로 감소하였음. 또한 HEBP2 유전자 과발현은 MMS나 paclitaxel과는 달리 cisplatin 또는 BCNU에 대한 세포 생존도(내성)를 증가시켰음. 이는 VCP, IPO11 및 HEBP2 유전자가 BCNU, cisplatin, bleomycin 또는 전리방사선 등 DNA 손상 유도성 항암 치료에 대한 내성 관련 인자로서 의미 있는 역할을 할 가능성을 시사하는 결과임.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 인체 삼중음성유방암 세포에서 인체 전장유전체 수준 전사촉진 라이브러리 툴을 활용해 각종 항암 요법의 저항성을 매개하는 내성 유전인자 후보를 체계적으로 스크리닝할 수 있었음. 또한 도출된 후보들에 대해 CRISPR-매개 녹아웃 및 외부 형질도입 툴을 통한 개별 유전자 녹아웃 또는 활성화 세포 모델을 제작하여 항암 내성 관련성을 검증할 수 있었음. 그 결과, VCP, IPO11, HEBP2 유전자가 cisplatin, BCNU, bleomycin 또는 전리방사선 요법에 대한 유의미한 저항성 작용을 나타냄을 확인할 수 있었음. 특히 VCP와 IPO11은 double strand break DNA 수복에 촉진적 영향을 미침을 확인할 수 있었음. 이는 이들 3종 유전자가 DNA 손상 유도성 항암 요법에 대한 내성 유전인자로 작용할 가능성을 시사함. 본 연구로부터 삼중음성유방암 항암 요법에 대한 내성 유전자 탐색 연구 프로세스/시스템을 구축하고 유의미한 신규 내성 유전자들을 도출할 수 있었음. 이같이 확보된 연구시스템은 향후 다른 종류 난치암의 항암 치료 내성 유전자 탐색 연구에도 확대하여 응용될 수 있으며 궁극적으로는 신규 항암 치료 전략 및 개별 맞춤형 항암 치료를 개발하는 위한 미래 전임상/임상 연구에도 이론적 단초가 될 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 27