국내 의료진이 암연관섬유아세포(cancer-associated fibroblast, CAF) 중 다양한 사이토카인(cytokine)을 분비해 암의 진행과 전이를 촉진하는 것으로 알려진 inflammatory CAF(iCAF)가 기존 개념과 달리 실제로는 종양 조직 내 저산소증(hypoxia)에 의해 형성된다는 것을 처음으로 밝혔다.
CAF는 속된 말로 암적인 존재다. 췌장암을 비롯해 대부분의 고형암에서 관찰되는 CAF는 다양한 기전으로 암의 진행과 전이를 촉진할뿐 아니라 치료약물의 전달을 방해하고 저항성을 유발해 암 치료를 어렵게 하는 대표적인 요인 중 하나이기 때문이다.
특히 최근 단일세포 시퀀싱 기술의 발전으로 CAF에도 여러 아형이 존재하는 것이 밝혀지고 있지만, 이들의 형성 기전조차 제대로 밝혀지지 않아 이를 극복하기 위한 치료전략을 세우는 데 어려움을 겪고 있다.
아주대병원 병리과 이다근 교수팀(최재일 연구교수)과 울산의대 서울아산병원 병리과 성창옥 교수팀(조은정 연구원)은 여러 암종의 단일세포 시퀀싱(scRNA-seq) 데이터 분석과 췌장암 유래 암연관섬유아세포를 이용한 다양한 실험을 진행한 결과, CAF의 중요 아형인 inflammatory CAF(iCAF)가 조직 내 저산소 환경에 의해 형성된다는 것을 인체조직에서 처음으로 규명했다.
연구팀은 이 연구에서 CAF에 저산소증을 유도하는 것만으로도 인체 종양에서 관찰되는 iCAF의 특징을 거의 완벽히 모사할 수 있음을 확인했다. 또 췌장암 조직에서도 iCAF가 혈관에서 먼 저산소 영역으로 갈수록 순차적으로 더 많아진다는 것을 밝혀 이번 연구결과를 입증했다.
교신저자인 이다근 교수는 “이번 연구는 iCAF가 암세포에서 기원한 IL-1에 의해서 형성된다는 기존의 개념을 뛰어넘는 혁신적인 성과로, CAF 간의 형질 변환을 제대로 설명할 수 있는 개념을 정립했다는 데 큰 의의가 있다”고 말했다.
또 공동 교신저자인 성창옥 교수는 “iCAF는 다양한 사이토카인 등을 분비해서 암의 성장과 치료저항을 유발하는 것으로 알려져 있는 만큼, 이번 연구 성과를 통해 앞으로 iCAF를 표적으로 하는 치료제의 개발이 더 구체화될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이 연구는 최근 ‘Clinical and Translational Medicine(IF, 10.6)’ 온라인판에 ‘Hypoxic microenvironment determines the phenotypic plasticity and spatial distribution of cancer-associated fibroblasts(저산소 미세환경이 암연관섬유아세포의 형질 가소성과 위치분포를 결정한다)’라는 제목으로 발표됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업, 그리고 보건복지부 연구중심병원 지원으로 수행됐다.
