초록 ▼

□ 연구개요
• 유전자 분석기술이 보편화되면서 환자 개인의 특성에 맞춰 질병을 진단하고 치료하는 ‘개인 맞춤의학’(Individualized Medicine)이 점차 현실화되고 있음. 그러나 적절한 치료법이 없는 경우가 많아 정밀 의학을 통한 진단에서의 치료법은 새로운 접근법이 필요함. 이에 본 연구는 보다 쉽게 유전자 조작이 가능한 CRISPR/Cas9 시스템을 이용해 종양 치료에 적용하고자 하였음. CRISPR/Cas9 시스템을 환자 맞춤형으로 제작해, 뚜렷한 치료제가 없는 암환자를 대상으로 원인 유전자의 발현 억제를 위한

□ 연구개요
• 유전자 분석기술이 보편화되면서 환자 개인의 특성에 맞춰 질병을 진단하고 치료하는 ‘개인 맞춤의학’(Individualized Medicine)이 점차 현실화되고 있음. 그러나 적절한 치료법이 없는 경우가 많아 정밀 의학을 통한 진단에서의 치료법은 새로운 접근법이 필요함. 이에 본 연구는 보다 쉽게 유전자 조작이 가능한 CRISPR/Cas9 시스템을 이용해 종양 치료에 적용하고자 하였음. CRISPR/Cas9 시스템을 환자 맞춤형으로 제작해, 뚜렷한 치료제가 없는 암환자를 대상으로 원인 유전자의 발현 억제를 위한 치료에 이용될 수 있는지를 탐색함.
→ 본 연구는 정밀의학을 통해 발굴된 융합유전자 유래 종양에 융합유전자를 표적으로 하는 CRISPR/Cas9 시스템을 도입하여 1) 암유발 융합유전자의 발현을 억제하고, 2) 그에 따른 종양 미세환경의 변화를 분석하여 유전자 교정과 함께 사용 가능한 병용치료제를 찾아 치료 알고리즘의 임상적 유용성을 탐색하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 암유발 융합유전자 발현 억제
① 융합유전지 유래 종양의 정확한 진단과 치료를 위한 알고리즘 제안 [논문 2편].
② 융합유전자 유래 종양에서 종양 유전자 특이적인 고효율 sgRNA 선별 [특허 출원, 국내 등록과 해외 PCT 출원 진행 중]
③ Cas9 시스템을 이용한 융합유전자 유래 종양(NUT carcinoma)의 치료법 탐색(논문 작성 중).
- 세포주 확보 [N=7]
- CRISPR/Cas9의 delivery 시스템 확보[Lenti virus/eVLP delivery/Adeno virus/AAV].
- CRISPR/Cas9의 세포 도입에 따른 종양 억제와 기능 변화 확인.
- 종양의 유전체 조절로 In vitro assay를 통해 신규 타깃을 발굴(TROP2)하고, 항체-약물 복합체를 이용한 타깃의 임상적 유효성을 in vitro assay를 통해 검증.
- 희귀 종양의 Xenograft Mouse Model을 구축하고 Cas9 시스템을 이용한 종양의 유전자 치료 전임상 시험 진행 중(병용 투여 효과도 추가로 진행 중).
2) 융합유전자 유래 종양의 멀티오믹스 데이터를 확보하고 종양미세환경 분석
① 희귀 종양의 유전체 분석 결과 확보 [NUT carcinoma 15건, Sarcoma 16건]
② 고형암에서 NTRK 융합유전자 양성 종양의 빈도를 확인하고 보고 (논문 2편).
③ 융합유전자 양성 환자의 공간전사체 분석 [N=10건, 100%]

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 종양 유전자 특이적인 고효율 sgRNA
- 유전자 조작을 위해 스크리닝된 고효율 sgRNA의 확보는 CRISPR/Cas9을 이용한 맞춤형 치료제 개발로 이어져 적합한 delivery 시스템과 접목되면 효과적인 치료용 제제로 이용될 수 있음. 이는 정밀 진단 기반의 환자 맞춤형 치료제 개발 시장에서 경쟁력 확보로 이어져, 기술력과 특허 보유 등을 통한 시장에서의 리더십을 강화하는 데 기여할 수 있음.
2) 융합유전지 유래 종양의 정확한 진단과 치료를 위한 알고리즘
- 본 연구를 통해 제시된 NUT 암종에서 CRISPR/Cas9을 이용한 치료 알고리즘은 일차로 유전자 조작 기술로 종양의 발암유전자를 교정하여 암단백질의 발현을 억제하고, 추가로 종양 미세환경 변화에 따른 신규 타깃을 찾아 제거함으로 기존의 종양 세포만을 타깃하는 암 치료 전략보다 정밀하고 고도화된 치료 전략임. 이는 융합유전자 유래 암종 뿐만 아니라 마땅한 치료제가 없는 유전성 종양과 유전병 치료를 위한 새로운 접근법이 될 것임.
3) 융합유전자 유래 종양의 멀티오믹스 데이터
- 종양의 유전자 변이와 발현 프로파일을 통합적으로 분석하여 종양의 발생 및 진행 메커니즘을 이해하고 새로운 치료 타겟을 식별하는 것뿐만 아니라 개인 맞춤형 치료법을 개발할 수 있음. 또한 멀티오믹스 데이터는 종양의 예후를 예측하고 환자의 치료 응답을 예측하는 모델 개발에 활용될 수도 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) In vitro gene editing을 위한 CRISPR/Cas9 system 확보하고 효율적 세포내 도입을 위한 다양한 전달체 시스템 탐색 ... 5
• (2) 융합유전자 유래 종양의 유전체 특징과 유전자 교정을 통한 종양미세환경의 변화 탐색 ... 6
• (3) 유전자 특이적 세포 치료와 종양 내 유전체 변형을 통한 통합적 치료 가능성 탐색 ... 10
• (4) NUT 암 Mouse Xenograft Model에서 Cas9을 이용한 유전자 치료의 전임상 효과 탐색. ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• (4-1) 기술적 측면 ... 17
• (4-2) 경제적/산업적 측면 ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• (5-1) 활용분야 및 활용방안 ... 18
• (5-2) 추가연구의 필요성 ... 18
• (5-3) 기술의 실용화 방안 ... 19
• 6. 자체점검표 ... 20
• 7. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 32