방사선 내성 종양미세환경 생성에 의한 뇌종양줄기세포 생성 기전과 이의 극복 방안 제시
논문제목: Ly6G+ inflammatory cells enable the conversion of cancer cells to cancer stem cells in an irradiated glioblastoma model
저널이름: Cell Death & Differentiation (2019)
저자: Hee-Young Jeon, Seok Won Ham, Jun-Kyum Kim, Xiong Jin, Seon Young Lee, Yong Jae Shin, Chang-Yong Choi, Jason K. Sa, Se Hoon Kim, Taehoon Chun, Xun Jin, Do-Hyun Nam and Hyunggee Kim*
김형기 교수 연구팀의 전희영 박사는 방사선 치료 후 뇌종양의 재발 원인이 되는 악성 암줄기세포 생성 기전을 규명한 연구 결과를 분자세포생물학 분야의 국제학술지 ‘Cell Death & Differentiation’에 발표했다. 특히 이번 연구에서는 뇌종양 환자가 받는 치료 방법인 방사선 조사 이후, 해당 부위에 빠른 속도로 재발이 일어나는 이유에 대해 규명하였다.
기존의 연구에서 재발의 원인은 항암치료에 저항성을 가지는 암줄기세포가 완전히 제거되지 않는 것으로 생각하였다. 즉 환자 종양 내에 존재하고 있는 암줄기세포가 빠른 시간 내에 새로운 종양을 재건한다고 알려져 왔다. 하지만 현재까지 암줄기세포의 기원에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않은 부분이다.
이러한 측면에서, 본 연구팀은 환자들이 방사선치료를 받은 이후에 변화하는 세포생리학적 특성을 분석하였다. 아래 그림에서 제시된 바와 같이 방사선 조사 이후 뇌종양세포는 SASP (Senescence-associated secretory phenotype)를 나타냈으며, 그 결과 방사선이 조사된 뇌종양 부위로 Ly6G 양성 면역염증세포가 모이는 현상을 관찰하였다. 이렇게 모인 Ly6G 양성 면역염증세포는 일산화질소 (Nitric oxide) 신호기전을 활성화시켜 방사선에 피해를 받지 않는 뇌종양세포를 악성 암줄기세포로 역분화시켰으며, 높은 암 형성 능력을 가진 이들 뇌종양줄기세포의 생성은 빠른 시간 내에 종양을 재건하는 모습을 보여주었다.
또한 뇌종양 모델 실험동물에서 방사선 조사와 함께 Ly6G 중화 항체를 처리하여 Ly6G 양성 면역염증세포를 제거한 결과, 역분화되는 뇌종양줄기세포의 감소와 함께 이들 실험동물의 생존기간이 현저하게 늘어나는 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해 본 연구팀은 방사선 조사 이후 뇌종양 미세환경의 변화 기전을 규명하고, 재발의 요인과 이를 극복하는 방안을 제시함에 따라 새로운 뇌종양 치료 전략으로 응용할 수 있을 것으로 기대한다.