나노기술 및 정책 정보

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특정 부위의 암이 다른 부위로 전이되는 암 전이 메카니즘의 하나가 규명됐다.

울산과학기술원(유니스트) 바이오메디컬공학과의 조윤경 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)팀은 30일 ‘3D 간 칩’(Liver-on-a-Chip)을 이용해 유방암의 간 전이 과정에서 나노소포체가 중요한 역할을 한다는 걸 규명했다고 발표했음.

나노소포체란 세포 활동 중에 배출되는 나노미터(1나노미터는 10억분의1미터) 수준의 아주 작은 ‘행낭’ 같은 생체물질임. 세포들은 나노소포체 안에 단백질 관련 정보를 담아 서로 소통함. 암세포도 마찬가지인데, 과학자들은 그동안 이 소포체가 암 전이에 중요한 역할을 하는 것으로 생각했지만 이를 직접 검증하지는 못했음.

◇암 전이 ‘토양-씨앗’ 가설 확인…나노소포체가 비료 역할

연구팀은 이번에 간 세포가 배양된 칩을 이용해 이 가설을 검증하는 데 성공했음. 실험 결과 유방암 세포에서 나온 나노소포체는 간의 혈관벽을 더 끈끈하게 함으로써 ‘암 전이의 씨앗’ 역할을 하는 순환종양세포가 혈관벽에 3배 이상 더 잘 달라붙게 만들었음. 나노소포체 표면에 있는 종양성장인자(TGFβ1)가 혈관 벽의 끈끈이 성질을 강화해주는 역할을 함. 연구진은 대조군 실험을 통해, 간 전이가 발생한 유방암 환자는 간 전이가 안된 유방암 환자나 정상인보다 나노소포체의 종양성장인자 발현양이 많은 것도 확인했음.

조윤경 교수는 “장기에 암 세포가 뿌리내리기 좋은 환경이 조성돼야 전이가 잘 발생한다는 ‘토양과 씨앗’ 가설이 이번 연구로 힘을 얻게 됐다”며 “나노소포체는 이 과정에서 토양을 비옥하게 만드는 ‘비료’ 역할을 하는 셈”이라고 설명했음. `토양-씨앗 가설'이란 암의 전이가 무작위로 일어나는 것이 아니라 원래의 암 부위에서 나오는 순환종양세포(CTCs)와 특정 장기 사이의 상호작용에 의해 호의적인 환경이 조성돼야 생겨난다는 이론임.

췌장암 나노소포체서도 같은 효과 확인

논문 제1저자인 김준영 유니스트 생명과학부 박사는 “이번 연구에서 암 전이 과정 이해를 위해 처음으로 장기칩(Organ-on-a-Chip) 기술’을 적용했다”며 “이 칩은 간을 이루는 다양한 세포를 함께 배양해 사람의 간 조직과 비슷할 뿐 아니라 혈액도 흘려보낼 수 있어 혈액 속에 포함된 나노소포체의 역할을 제대로 이해할 수 있었다”고 말했음. 연구진은 또 간 전이가 잘 발생하는 췌장암 나노소포체도 유방암 나노소포체와 같은 효과를 보이는 것을 확인했음.

조 교수는 “유방암의 간 전이과정에 대한 이해를 바탕으로 간 전이 빈도가 높은 췌장암, 대장암 등의 전이 과정도 밝혀낼 수 있을 것”이라고 말했음. 조 교수는 “간은 전이암 발생빈도가 매우 높고, 전이 암 발생 시 사망률이 크게 늘어난다는 점을 고려하면 이번 연구의 의미가 크다”며 이번 발견이 암 전이를 조기 진단하거나 환자 맞춤형 진단·치료법을 개발하는 데 유용할 것으로 기대했음.

이번 연구는 아산병원의 이희진 교수팀과 함께 진행했다고 연구진은 밝혔음

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ (“Three-Dimensional Human Liver-Chip Emulating Pre-Metastatic Niche Formation by Breast Cancer-Derived Extracellular Vesicles”) 지의 표지논문으로 게재됨