[RNA 암 치료시대] ① 암 발생 전, 유전자 조절 통해 암 예방하는 시대 올까

① 암 바이오 마커로써의 miRNA 특성과 연구 현황 
② 암 치료에서 나노입자 siRNA와 항암제 가능성 

DNA와 RNA 무슨 차이일까 
DNA는 살아있는 모든 유기체와 바이러스의 세포 핵 속에 존재하는 이중 나선구조의 핵산 사슬이다. DNA는 염색체의 주성분으로 유전 정보를 염기서열로 암호화하여 저장하고 있다. 

DNA에 있는 유전정보가 실제 세포에서 발현이 되기 위해서는 RNA가 만들어져야 한다. 핵 속에서 DNA에 있는 유전정보를 복제한 RNA를 mRNA(messenger RNA, 전령 RNA)라 부른다. mRNA가 만들어지면 세포핵에서 세포질로 빠져나오는데 이후 리보솜을 만나 mRNA에 담고 있는 유전 정보대로 단백질을 만들어낸다. 이것이 바로 코로나 바이러스 백신을 만든 원리다. 

코로나 바이러스의 왕관모양의 유전지도를 담고 있는 mRNA 백신을 맞으면 인간의 세포질에서 리보솜과 결합하여 코로나 바이러스를 특징짓는 단백질이 만들어지고, 이것이 세포질 밖으로 삐져나와 인간세포가 코로나 바아리스와 같은 모양이 되는 것이다. 이를 통해 면역체계가 코로나 바이러스 항체를 미리 만들어낼 수 있게 된다. 

현재 과학계에서 발견한 RNA의 종류는 약 10개 남짓이다. 이중에서 유전자 발현을 제어하고 통제하여 질병 연구에 주목받고 있는 RNA는 마이크로 RNA(miRNA, micro RNA)와 짧은 간섭 RNA(siRNA, small interfering RNA)다. 

miRNA 증폭 또는 감소로 특정 암 발생 예측할 수 있다
miRNA는 기존 RNA보다 크기가 많이 작다. 보통 mRNA는 수천 개의 뉴클레오타이드(nucleotide, DNA와 RNA를 구성하는 기본 단위체)로 이루어지는데 miRNA는 20~25개로 구성돼 있다. 

miRNA 조절장애는 일반적으로 암과 관련이 있는데, 부분적으로 miRNA가 유전정보(게놈) 불안정성, 비정상적인 전사 제어, 변경된 후성 유전적 조절 및 생물발생 기계 결함과 같은 메커니즘에 적극적으로 관여하기 때문이다. 

악성 세포에서 miRNA 발현 수준의 변화는 유전자 증폭, 결실 또는 전위에 의해 유발되는 것으로 생각된다. 예를 들어 ▲ miR-17-92의 유전자 증폭은 폐암 및 B세포 림프종에서 관찰되고 ▲ B세포 만성림프구성 백혈병 환자의 경우 13q14 염색체에서 miR-15a/16-1 관련 유전자의 손실이 관찰됐다. ▲ miR-145의 감소는 폐암 환자 5q33 영역에서 관찰된다.

이러한 데이터는 인간 유방암, 난소암 및 기타 흑색종을 나타내는 227개 표본에 대해서도 추가로 확인되었다. 이는 특정 miRNA의 증폭 또는 감소가 특정 암의 조기 진단과 치료에 사용될 수 있음을 시사한다.  

암 바이오 마커로써의 miRNA 특성
miRNA는 세포에서 분비될 수 있으며 혈액, 타액 및 소변을 포함한 다양한 체액에서 발견되며 정량화할 수 있고 매우 안정적인 특징이 있다. 이러한 이유로 miRNA는 암을 포함한 잠재적으로 모든 인간 질병에 대한 비침습적 바이오 마커로서 이상적인 후보가 되고 있다.

miRNA는 종양 유전자 또는 종양 억제 유전자를 조절할 수 있으므로 변경되면 종양 형성을 유발할 수 있다. miRNA의 발현 정보 수집은 잠재적인 암 바이오 마커 및 치료 표적으로의 역할을 기대해 볼 수 있다. 

① 폐암 조기 진단을 위한 miRNA 바이오 마커
폐암은 초기에 발견하기가 매우 어렵기로 악명이 높기 때문에 진단을 위한 바이오마커가 절실한 암종이다. 바이오마커(Biomarker)는 몸 속 세포, 혈관, 단백질, DNA, RNA 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아내는 생화학적 지표를 말한다. 

최근 연구에서는 폐암의 85%를 차지하는 비소세포폐암(NSCLC) 환자의 혈장에서 24개의 순환 miRNA의 특징을 확인했다. 그들은 이 miRNA 조합을 모니터링하면 전체 정확도 74.9%로 질병을 감지할 수 있음을 발견했다. 

② 전립선암을 예측하는 miRNA 바이오마커
최근 연구에서 전립선 절제술을 받은 전립선암 환자에서 혈청 miRNA 발현을 프로파일링하여 조사하기 시작했다. 이 연구는 처음에 14개의 전립선 세포주와 환자 샘플의 질병 단계를 구별할 수 있는 43개의 miRNA 패널을 확인했다. 이들로부터 34개의 miRNA가 전립선암 환자의 혈청에서도 검출될 수 있었다. 검증 연구에 따라 연구자들은 miR-222와 miR-125b가 이러한 환자의 진행 위험을 예측하는 요인이며 치료 결정을 강화하는 데 사용될 수 있다고 결론지었다.

③ 삼중음성 유방암을 식별하는 잠재적인 miRNA
삼중음성 유방암(TNBC)은 치료가 매우 어렵고 여성 전체 유방암의 약 20%를 차지하므로 이 질병의 조기 발견을 위한 바이오마커의 필요성이 시급하다. 최근 연구에서 삼중음성 유방암과 그렇지 않은 유방암을 구별할 수 있는 5가지 miRNA 특징(miR-92a-3p, miR-342-3p, miR-16, miR-21, miR-199a-5p)을 확인했다. 전반적으로 miR-199a-5p는 병기 및 종양 아형을 구별하는데 가장 높은 특이성과 민감도를 보여 향후 삼중음성 유방암 진단에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

miRNA 암치료제로서의 전망 
최근 과학자들에 의해 miRNA의 유전자 결실 또는 증폭, 후성 유전적 요인, 유전자 전사의 비정상적 제어와 같은 다양한 메커니즘의 역할이 밝혀졌다 miRNA는 종양 유전자 또는 종양 억제 인자로 작용하여 종양 유발 효과가 있는 것으로 생각되고 있다. 

여러 miRNA 억제제와 miRNA 모방체가 임상 연구 중이며 치료 용도에 대한 가능성이 있다. 현재 암 유형에 따른 특정 miRNA 종류가 밝혀졌으며 그 중 일부는 다양한 임상시험에서 평가되고 있다.