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국내 연구팀이 젊은 성인에게 흔한 난치성 뇌종양이 정상처럼 보이는 뇌조직 속에서 시작된다는 사실을 세계 최초로 규명했다.뇌종양의 조기 진단과 재발 억제 치료에 새로운 길이 열릴 것으로 기대된다.

이정호 KAIST 의과학대학원 교수와 강석구 연세대 세브란스병원 신경외과 교수 공동연구팀은 IDH-돌연변이 신경교종이 정상 뇌조직에 존재하는 '교세포전구세포(GPC)'에서 시작된다는 사실을 밝혔다.교세포전구세포는 뇌의 신경교세포로 분화하기 전 단계 세포로 성인 뇌에도 존재해 신경 재생과 탈수초 질환 회복에 관여한다.연구 결과는 국제학술지 '사이언스'에 8일(현지시각) 게재됐다.

IDH-돌연변이 신경교종은 50세 이하 젊은 성인에게 흔한 악성 뇌종양이다.재발률이 높아 치료가 어려운 난치성 뇌암이다.그동안 치료는 눈에 보이는 종양 덩어리를 제거하는 데 집중돼 왔지만 정작 종양이 어디서 시작되는지는 밝혀지지 않았다.

연구팀은 광범위 절제 수술을 통해 확보한 종양 조직과 종양 주변의 정상 대뇌피질을 정밀 분석했다.그 결과 겉보기에는 정상인 뇌조직 안에 이미 IDH-돌연변이를 가진 '기원세포'가 존재한다는 사실을 확인했다.악성 뇌종양이 특정 시점에 갑자기 생기는 것이 아니라 정상 뇌 속에서 이미 시작돼 오랜 시간에 걸쳐 서서히 진행된다는 점을 처음으로 입증한 것이다.

연구팀은 기원세포 발견이 재발 원인을 설명하는 단서가 될 수 있다고 봤다.기존에는 재발이 수술 중 미처 제거하지 못한 종양이 다시 자란 것으로 여겨졌다.일부 환자에서는 재발 종양이 처음 종양보다 정상 뇌 속 기원세포와 더 가까운 계통에서 자라난 것으로 분석됐다.종양 덩어리뿐 아니라 종양이 시작된 뿌리까지 고려해야 재발을 줄일 수 있다는 의미다.

연구팀은 유전자의 작동 위치를 보여주는 '공간 전사체 기술'을 활용해 기원세포가 대뇌피질의 교세포전구세포임을 확인했다.환자와 동일한 유전적 변이를 쥐의 교세포전구세포에 도입해 뇌종양 발생 과정을 동물모델에서 재현하는 데도 성공했다.

같은 연구팀은 2018년 국제학술지 '네이처'에서 대표적 악성 뇌종양인 '교모세포종'이 뇌실하영역의 신경줄기세포에서 시작된다는 사실을 밝힌 바 있다.이번 연구는 '교모세포종'과 'IDH-돌연변이 신경교종'이 같은 뇌암이라도 출발 세포와 시작 위치가 전혀 다르다는 점을 규명해 뇌종양은 종류마다 발생 과정이 다르다는 사실을 입증했다.

제1저자인 박정원 KAIST 의과학대학원 박사후 연구원은 "이번 연구가 당장 치료 전략을 바꾸지는 않더라도 재발을 '피할 수 없는 운명'이 아니라 '이해하고 대응할 수 있는 현상'으로 바라보게 하는 계기가 되기를 바란다"고 말했다.

강석구 교수는 "뇌종양은 종양 덩어리가 보이는 자리에서 바로 시작되지 않을 수 있다"며 "뇌종양의 아형(종류)에 따라 기원세포와 기원 부위를 직접 공략하는 접근은 조기 진단과 재발 억제 치료의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 단서가 될 것"이라고 말했다.

뇌종양 발생 전 기원세포를 미리 검사하는 것은 현재로서는 어렵다.정상 뇌조직을 얻으려면 침습적인 수술이 필요하기 때문이다.연구팀은 수술 중 기원세포가 존재할 가능성이 높은 영역을 정밀 탐지하는 기술 개발에 집중하고 있다.

크리스토퍼 마운트 미국 하버드의대 교수는 사이언스 논평에서 "이번 연구는 IDH 돌연변이 신경교종에 대한 이해를 높이고 치료법 개선에 기여할 것"이라고 평가했다.

KAIST 교원창업기업 소바젠은 연구 성과를 바탕으로 IDH-돌연변이 뇌종양의 진화와 재발을 억제하는 RNA 신약 개발을 진행 중이다.세브란스병원도 초기 변이 세포 탐지와 제어 기술 개발을 추진하고 있다.

<참고자료>
- doi.org/10.1126/science.adt0559

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