방광암 핵심 유전자, 고양이와 개에서 찾아

고양이와 개의 암 연구를 통해 방광암의 핵심 유전자가 밝혀졌다. 많은 돌연변이 중 어떤 것이 암 발생에 가장 중요한지 알아내는데 도움이 될 것으로 보인다.

메디컬익스프레스는 28일 게놈 생물학지에 발표된 캐나다 귈프 대학의 웰컴 생어 연구소의 연구를 보도했다.

이전의 연구는 인간의 방광암 발병에 책임이 있는 약 60개의 유전자를 확인했다. 표적 약물을 개발하려고 시도하기에는 너무 많고, 환자를 위한 현재의 치료 선택권은 제한적이다. 어떤 유전자가 일반적으로 변이되는지를 알아보기 위해 다른 종의 방광암을 연구함으로써, 연구자들은 인간에게도 연구에 가장 중요한 유전자를 좁힐 수 있으며, 새로운 암 치료법의 우선순위를 정하는 데 도움을 줄 수 있다.

캐나다 귈프 대학의 웰컴 생어 연구소 연구원들은 고양이와 개의 암 종양을 배열하고 그 결과를 인간의 방광암에서 보는 것과 비교하여 종 간의 돌연변이를 찾아냈다.

이 연구에서 개 방광암의 가장 광범위한 염기서열 분석과 고양이 방광암의 최초 염기서열 분석을 기록했다.

이번 연구로 인해 종에 걸쳐 흔한 방광암 관련 돌연변이를 밝혀냈으며 연구원들은 이것이 방광암을 연구하는 더 집중적인 연구에 정보를 제공할 것이라 기대한다.

영국에서는 10만 명 이상의 사람들이 방광암으로 고생한다. 그들 중 약 25%는 방광 내벽을 넘어 때로는 더 멀리까지 암이 진행된 근육침습성 방광암(MIBC)이다. MIBC는 더 공격적이고 신체의 다른 부분으로 전이되는 경향 때문에 예후가 좋지 않다. 하지만 현재 MIBC에 대한 치료 선택은 매우 제한적이다.

방광암을 분자 수준으로 이해하는 것은 표적들에게 약물 개입을 알리는 데 도움이 될 수 있다. 인간에 대한 이전의 염기서열 분석 작업은 최대 60개의 유전자가 MIBC의 발전을 촉진하는 것과 관련이 있어, 어떤 것이 암의 발달과 진행에 가장 중요한지 알아내는 것을 어렵게 만든다.

고양이와 개에게도 방광암이 발생하는 그 형태와 성질이 인간의 MIBC와 유사하다. 동물의 이러한 자연 발생 사례를 연구하는 것은 질병에 대한 귀중한 통찰력을 제공하고 인간의 돌연변이 배경 소음 중 암을 이끄는 핵심 유전적 사건을 정확하게 파악할 수 있다. 이러한 논리가 만약 유전자 돌연변이의 여러 종에 걸쳐 보존된다면, 암 발병과 생물학적으로 관련될 가능성이 높아 이전 연구에서 조사 중인 많은 유전자를 선별하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

연구팀은 17개국 동물병리학자들과 협력해 질병 진단을 받은 사람, 고양이, 개 환자에게서 방광암 조직 샘플을 채취했고, 이를 같은 동물의 '건강한 조직'과 일치시켜 다른 종에서 돌연변이를 일으킨 유전자를 밝혀냈다.

인간 MIBC에서 돌연변이가 발견된 약 60개의 드라이버 유전자 중 3개는 고양이의 방광암(TP53, FAT1, NRAS)에서, 2개는 개의 방광암(ARID1A, KDM6A)에서 발견되었다.

암 관련 유전자에 돌연변이를 일으키는 '불일치 복구 결핍증'과 DNA 구조에 큰 변화를 일으키는 '염색성 삼발증'과 같은 유사한 유전적 사건들이 세 종 모두에서 발견되어 공통된 유전적 근거를 보여주었다.

연구팀은 또한 종간의 중요한 차이점을 발견했다. 예를 들어, BRAF는 개 방광암에서 가장 빈번하게 돌연변이를 일으키는 유전자이며, 유전자에서 돌연변이의 위치는 인간의 MIBC에서 발견되는 것과 정확히 동일하다. 그러나 인간 MIBC에서 BRAF 돌연변이는 3%에서만 발견된다. 만약 개에서 이 특징을 확인하면 BRAF 돌연변이 MIBC 환자에 대한 관련 모델로 사용할 수 있다.

전반적으로 종 간 비교 접근법은 잠재적 치료법을 개발할 수 있는 근거를 제공하여 연구자들이 향후 약물 연구에서 상위 후보 드라이버 유전자를 우선순위로 지정할 수 있도록 하며, 나아가 종 전반에 걸친 방광암 생물학에 대한 이해를 돕고 연구 결과는 이러한 동물 모델의 잠재력을 강조한다.

애완동물과 인간의 암 사이의 유사성을 확인하는 것은 우리가 애완동물을 위한 인간의 암 치료법을 다시 사용하는 데 도움이 될 수 있다. 이 연구는 인간과 동물의 건강 연구 사이의 격차를 줄이는 데 도움이 된다.

이 논문의 수석 저자이자 캐나다 귈프 대학 온타리오 수의대 교수이자 비교암 연구소 공동 소장인 제프 우드 박사는 "많은 사람들이 자신의 애완동물이 방광암에 걸렸다는 소식을 듣고 놀란다. 이 연구가 보여주듯이, 우리는 우리가 사랑하는 친구들과 생각하는 것보다 더 많은 공통점을 공유한다. 여기서 우리는 방광암이 자연적으로 발달하는 고양이와 개들이 방광암의 특정한 유형의 암에 대한 통찰력을 만들어 낼 수 있다는 것을 보여준다"고 말했다.

그는 "유전체학은 종 간 암의 숨겨진 유사점과 차이점에 대한 독특한 시각을 제공하여 암을 유발하는 핵심 유전자를 자세히 분석하고 약물 표적을 우선순위에 둘 수 있다"고 덧붙였다.

이 연구의 수석 저자이자 웰컴 생어 연구소의 수석 그룹 리더인 데이비드 애덤스 박사는 "종에 걸친 암 유전체학 연구는 방광암 질병이 어떻게 형성되고 성장하는지에 대한 아주 작은 세부 사항을 밝히는 데 도움을 줄 수 있다. 우리가 인간, 고양이, 개에 걸쳐 확인한 유전자 변화, 즉 돌연변이는 종 간에 보존될 만큼 충분히 중요하다는 것을 암시한다. 우리의 연구는 이러한 공유된 분자적 측면을 밝혀냄으로써 새로운 표적 치료제를 개발할 수 있는 인간의 우선순위를 더 중요한 약물 발견하는 데 도움을 도울 수 있을 것이다"라고 밝혔다.

이 연구의 수석 저자이자 웰컴 생어 연구소의 수석 과학자인 루이즈 반 데어 베이든 박사는 "이 연구는 전 세계의 수의 병리학자들을 한데 모은 노력의 승리”라며 “조직 샘플에서 그러한 다양성을 갖는 것은 정말로 주목할 만하며, 따라서 우리 연구의 일반화 가능성에 대해 확신할 수 있다. 우리의 연구 결과는 서로 다른 동인 유전자를 대표하는 방광암 생물학에 대한 여러 동물 모델을 가진 것이 우리의 암 치료에 유익할 수 있도록 도와줄 수 있을 뿐 아니라, 우리의 종들에게 너무 많은 우리의 연구에 도움이 되기를 제공할 수 있을 것이다”라고 말했다.