젊은 층 사이에서 재발이 잦아 치료가 까다로운 신경교종이 종양 덩어리가 아니라 정상 뇌조직 속 세포에서 시작된다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음 규명됐다. 종양이 눈에 보이기 전 단계에서 위험 신호를 잡아내 조기 진단과 재발 억제 치료로 이어질 수 있다는 기대가 나온다.
KAIST는 이정호 의과학대학원 교수와 강석구 연세대 세브란스병원 신경외과 교수 공동연구팀이 이소시트르산탈수소효소(IDH) 유전자에 이상이 생겨 발생하는 ‘IDH-돌연변이 신경교종’이 정상 뇌조직에 존재하는 교세포 전구세포(GPC)에서 시작된다는 점을 세계 최초로 밝혀냈다고 9일 밝혔다. IDH는 세포 대사에 중요한 효소를 생성하는 유전자다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스’에 9일자에 게재됐다.
IDH-돌연변이 신경교종은 50세 이하 젊은 성인에게 가장 흔한 악성 뇌종양 가운데 하나다. 수술 후에도 재발률이 높다. 그동안 치료는 자기공명영상(MRI) 등으로 확인되는 종양 덩어리를 최대한 제거하는 데 초점이 맞춰져 왔다.
연구팀은 종양 주변까지 넓게 떼어내는 수술로 확보한 조직을 분석한 결과, 겉으로는 정상처럼 보이는 대뇌피질 안에 이미 IDH 변이를 가진 ‘시작 세포’가 존재한다는 사실을 확인했다.
연구팀은 조직의 위치별 유전자 활동을 읽는 분석법을 이용해 변이 세포가 어디에 어떤 형태로 분포하는지 추적했고, GPC에서 시작한다는 사실을 밝혀냈다. 이어 환자에서 발견된 것과 같은 핵심 변이를 생쥐의 GPC에 넣어 실제로 종양이 생기는 과정을 동물실험에서 재현했다. 그 결과 정상 뇌 속에서 변이를 가진 세포가 먼저 자리 잡고, 시간이 지나 종양으로 자라는 과정이 포착됐다.
이번 성과는 뇌종양이 종류마다 시작 위치와 출발 세포가 다를 수 있음을 분명히 했다는 점에서의미가 크다. 공동연구팀은 2018년 대표적 악성 뇌종양인 교모세포종이 종양 본체가 아닌 뇌 속 신경줄기세포에서 시작된다는 연구를 발표한 바 있다.
강 교수는 “뇌종양은 덩어리가 보이는 자리에서 곧바로 시작되지 않을 수 있다”며 “형질에 따라 기원 세포와 부위를 직접 겨냥하면 조기 진단과 재발 억제 치료의 접근이 달라질 수 있다”고 말했다. 단독 제1저자인 박정원 KAIST 박사는 “진료 현장에서 ‘이 종양은 어디서 시작되는가’라는 질문이 연구의 출발점이었다”고 했다.
연구팀은 후속 연구로 재발 억제를 목표로 한 리보핵산(RNA) 기반 치료제 개발과, 초기 변이 세포를 탐지·제어하는 기술 개발도 진행 중이라고 밝혔다. KAIST 교원창업기업 소바젠은 IDH-돌연변이 악성 뇌종양의 진화와 재발을 억제하는 신약 개발에 나섰다.
최영총 기자 youngchoi@hankyung.com
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