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국립암센터, 암단백유전체연구사업 추진…한국형 표준 임상 단백유전체 빅데이터 구축 등 - 제 13회 국립암센터 국제심포지엄서 발표 및 논의
  • 기사등록 2019-07-01 00:54:27
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국립암센터가 암단백유전체연구사업(사업단장 박종배)을 추진 중인 가운데 지난 6월 28일 제 13회 국제심포지엄을 개최했다. 

‘암단백유전체학(Cancer Proteogenomics)’을 주제로 진행된 이번 심포지엄에는 암단백유전체 분야 세계 최고 권위자와 국내외전문가, 석학이 대거 참석해 눈길을 모았다. 

국립암센터에 추진중인 암단백유전체연구사업은 한국인 희귀난치암을 대상으로 단백유전체(유전체, 전사체, 단백체, 인산화단백체)데이터의 생산, 분석 및 임상데이터와의 연계를 통해 한국형 표준 임상 단백유전체 빅데이터를 구축, 암 진단 및 치료의 새로운 타깃을 발굴하고 개인맞춤형 정밀의료를 구현하고 이를 국가 차원에서 공유한다. 

박종배 단장은 “최첨단 암 진단치료 기술과 연구 현안에 대한 심층적 토론을 통해 암연구의 새로운 패러다임을 소개하는 국립암센터 국제심포지엄이 우리나라 암단백유전체 연구의 질적 향상과 암정복을 견인하는데 기여하길 바란다”고 말했다.


◆헨리로드리게즈 박사 ‘정밀의학 가속화 방안을 위한 암단백유전체학’ 기조연설 

미국 국립암연구소(NCI, National Cancer Institute)임상단백체분석컨소시엄(CPTAC, Clinical Proteome Tumor Analysis Consortium)의 단장인 헨리로드리게즈(Henry Rodriguez) 박사가 ‘정밀의학 가속화 방안을 위한 암단백유전체학’에 대해 기조연설을 했다. 

미국 국립암연구소 임상단백체분석컨소시엄은 다음과 같이 국가적 차원의 대규모 단백유전체 연구를 수행하고 있다. 

 (출처: NCI 홈페이지)

유전체, 전사체, 단백체 데이터를 통합, 생체 내에서 일어나는 반응을 통합적으로 분석하는 단백유전체학은 기존의 단일 오믹스 연구의 한계를 극복하고, 생명 시스템을 보다 잘 이해할 수 있게 한다. 

인간 게놈 프로젝트가 완성된 후 암에 대한 유전체, 전사체 연구는 암의 발생, 진행, 전이 등에 대한 수많은 정보를 제공했지만 유전체와 전사체를 통해 얻어진 바이오마커의 진단이나 약물 반응성이 일부 환자에서만 효과가 있는 등 정확도가 떨어지는 경우가 종종 발생했다. 이는 실제 생체 시스템에서 일어나는 단백질의 인산화 등과 같은 정보를 유전체, 전사체 연구 결과에서는 얻을 수 없기 때문이다.


◆정확한 정보 제공, 단백유전체 통합 연구 필요

정확한 정보를 얻기 위해서는 단백유전체 통합 연구가 필요하다. 유전체, 전사체 연구를 통해 얻어진 수많은 유전자 돌연변이 중에서 실제 암 조직 내에서 발현되는 돌연변이 유전자의 선정, RNA 편집(RNA editing)에 의해 일어나는 단백질 서열 변화로 인한 약물 반응성 확인 등 유전체 분석만으로는 얻을 수 없었던 통합분석 결과를 단백유전체 통합 연구를 통해 얻을 수 있다. 

단백체 데이터는 질량분석기를 기반으로 생성되기 때문에 인간 게놈 프로젝트에서 얻어진 표준 단백체(reference proteome) 데이터베이스를 이용하여 질량분석스펙트럼과 펩티드 서열을 비교하여 단백질을 동정하지만 사람마다 유전정보가 다르기 때문에, 개체 특이적인 아미노산 서열 변화(single amino acid variants)와 같은 경우에는 표준 단백체 데이터베이스에서 동정해낼 수가 없다. 이러한 한계를 극복하기 위해 맞춤형 데이터베이스를 제작한다. 

동일한 환자에 대한 전사체 데이터를 함께 활용하면, 생체 내에서 실제로 발현되는 전사물들을 보다 많이 동정할 수 있게 되고, 이를 이용해 개인 맞춤형 정밀의학의 실현이 가능하다. 

또 암 관련 세포 신호 전달체계에는 인산화 단백체(phosphoproteome)가 관여하는데, 유전체나 전사체 데이터는 단백체의 활성에 대한 직접적인 정보를 주지 못하기 때문에 예후 및 약물 반응성 예측에 한계를 보이고 있다. 

따라서 인산화 단백체 분석을 통해 단백질의 인산화 변화를 측정하면, 세포 신호 전달 경로와 예후 및 약물 반응성의 상관성 분석이 가능하여 이들의 활성을 예측할 수 있는 단백질 마커 발굴이 가능하다. 이를 통해 보다 신뢰성 높은 바이오마커를 발굴할 수 있다. 


◆CPTAC, 암단백유전체 통합분석 결과 발표  

이러한 이유로 2011년에 시작된 CPTAC은 암단백유전체연구를 통해 대장암(Nature 2014),유방암(Nature 2016), 난소암(Cell 2016)에 대한 암단백유전체 통합분석 결과를 발표했다. 유전체 연구만으로 구분했던 암종의 아형(subtype)을 단백체 데이터까지 통합, 더 세분화했을 때, 세분화된 아형이 암환자의 예후, 유전적인 변이 결과와 더 일치함을 발표했다. 

이후 2016년에 ICPC (International Cancer Proteogenome Consortium)와 APOLLO(Applied ProteogenomicsOrganizationaL Learning and Outcomes) 프로젝트를 론칭, 환자 진료를 향상시키기 위한 암단백유전체연구를 지속하고 있다.

APOLLO 네트워크는 미국의 국방부 및 재향 군인 관리국의 의료 시스템과 파트너십을 맺어 암 연구 및 환자 케어를 효과적으로 연결, 일상에서 암 치료를 받는 환자들의 종양 조직을 이용해 단백유전체를 효과적으로 연구한다. 

ICPC는 전 세계 12개국의 과학자들이 각 나라에서 발생하는 암에 대한 정확한 단백유전체 정보 확보를 위한 연구를 수행하고 있다. 또 정밀의학 실현을 위해 암 단백유전체학 데이터 및 분석법 등을 CPTAC 데이터 통합시스템(CPTAC Data Portal)에 공개하고 있다.

한편 제 13회 국립암센터 국제심포지엄에서는 암종별 단백유전체 연구의 현황, 정밀의학 구현을 위한 암단백유전체 연구의 접근 전략, 다중오믹스 통합 데이터를 활용한 중개 연구를 주제로 진행됐으며, John R. Yates 교수, Robert Moritz 교수를 포함한 국내외 전문가의 강연이 진행됐다. 

[메디컬월드뉴스 김영신 기자] 

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