위암에 대한 새로운 통찰을 준 새로운 한 단세포 연구

텍사스 대학 MD 앤더슨 암 센터의 연구원들이 이끄는 새로운 연구는 위암 진행 중 종양 미세 환경의 진화에 대한 더 깊은 이해를 제공한다. 오늘 ‘Cancer Cell’에 발표된 이 연구가 강조하는 부분은 잠재적인 새로운 치료 표적뿐만 아니라 다세포 공동체와 임상 결과 사이의 연관성을 포함한다.

위암은 선천적인 치료 내성으로 인해 전 세계적으로 가장 치명적인 암 중 하나이지만, 초기 전 암 단계에서 종양 형성 및 전이로 진행되는 과정에 관여하는 세포 및 분자 메커니즘은 잘 이해되지 않고 있다. 이 연구는 위암 발생 과정에서 다양한 면역세포와 기질세포의 부분집합이 어떻게 진화하는지를 조명한다.

이번 연구는 엠디 앤더슨의 유전체의학과 왕링화 부교수와 위장관 의학종양학과 재퍼 아자니 교수, 왕루이핑 박사가 공동으로 진행했다.

왕 교수는 "위 선암은 표현형과 분자적 특성 모두에서 높은 이질성을 보이지만 주변 연구는 다른 종류의 암에 비해 뒤처져 있다"고 말했다.

대부분의 연구는 종양 세포에 집중되어 있고 종양 미세 환경 내의 면역 세포와 기질 세포는 매우 역동적이며 암 진행에 중요한 역할을 하는 것을 크게 간과하고 있다.

이 연구는 현재까지 위 선암의 가장 큰 단일 세포 RNA 염기 서열분석 집단을 대표하며, 이러한 세포 집단이 질병 진행에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 중요한 새로운 통찰을 제공한다고 말했다.

정상 조직 및 말초 혈액 샘플과 함께 전 암 병변과 국소 전이 종양 및 원격 전이를 포함한 다양한 질병 단계를 포괄하는 68개의 위 선암 샘플로부터 단일 세포 RNA 염기 서열 분삭(scRNA-seq) 데이터를 획득함으로써, 연구 팀은 종양 미세 환경 내의 다양한 면역 세포와 기질 세포 집단의 특징을 찾아내고 종양 미세 환경을 조절하기 위한 이용 가능한 표적을 발견했다.

새로운 접근법을 통해 연구자들은 복잡한 종양 미세 환경을 해부할 수 있다

다양한 면역 세포와 기질 세포의 부분집합은 개별 종양 샘플의 종양 미세 환경에 존재하는 다세포 공동체 또는 세포 상태의 집합을 형성했다. 연구팀은 이 그룹들을 생태형이라고 명명하고 각각 특정 면역 세포와 기질 세포 상태에 의해 지배되는 6개의 독특한 생태형을 확인했다.

왕 교수는 "많은 발표된 단세포 연구가 각각의 개별 세포 구획의 이질성을 특성화하는 데 초점을 맞췄지만, 우리 연구는 종양 미세 환경의 다양한 구성 요소를 통합해 생태형을 정의하고 임상적 중요성을 조사하는 새로운 접근법과 개념을 활용했다. 이 접근법은 다른 암 유형의 연구에도 쉽게 적용될 수 있다"고 말했다.

주목할 만한 발견은 두 개의 생태형(EC3와 EC6)이 원발성 위 선암의 조직학적, 유전자적, 임상적 특징과 상관관계가 있다는 것이다. EC3로 분류된 종양은 주로 면역세포 하위 집합으로 구성된 반면 EC6 종양은 주로 기질세포 하위 집합을 포함했다. EC6 종양을 가진 환자들은 EC3 종양을 가진 환자들에 비해 더 공격적인 질병과 훨씬 더 짧은 생존 시간을 가졌다.

연구 결과는 SDC2를 기질세포의 잠재적 치료 표적이라고 시사한다

종양 미세 환경 내의 기질 성분이 종양의 시작과 진행 및 전이에 중요한 역할을 하지만, 암 치료 전략은 지금까지 특히 위 선암 환자에서 기질 성분을 조절하는 데 거의 초점을 맞추지 않았다.

이 연구는 SDC2를 추가 조사할 가치가 있는 잠재적 표적으로 식별했다. 연구자들은 특히 암과 관련된 섬유아세포의 기질세포에서의 SDC2 과잉 발현이 공격적인 질병과 진행 단계와 관련이 있으며, 불리한 생존 결과와 강하게 연관되어 있다는 것을 발견했다. 또한, 췌장암과 대장암, 방광암, 유방암 및 투명 세포 신세포 암을 포함한 다양한 다른 암 유형의 기질세포에서 SDC2 발현이 지속적으로 증가했다.

아자니 박사는 "위 선암 환자들의 임상 여정의 모든 단계에서 충족되지 않은 요구가 있다"고 말했다. "우리 팀은 이러한 환자들의 결과를 개선하기 위해 새로운 치료 표적을 발견하기 위해 새로운 질문을 사용하려고 노력하고 있다. 답해야 할 많은 질문들이 남아 있지만, 암 관련 섬유아세포에서 SDC2를 표적으로 삼는 것은 추가 조사가 필요한 잠재적으로 흥미로운 방법이다."

연구팀은 왕 연구소가 개발한 온라인 단세포 연구 포털을 통해 그 결과를 더 넓은 연구 커뮤니티에 공유했다.