UNIST연구진, ‘3D 간 칩’으로 유방암 간 전이 과정 규명

	▲ UNIST 바이오메디컬공학과 조윤경 교수(왼쪽)와 김준영 박사. 울산과학기술원 제공.

	▲ ACS Nano 표지 논문. 울산과학기술원 제공.

	▲ 유방암의 간 전이 현상과 간을 모방한 인공 간 칩(Liver-on-a-Chip). 울산과학기술원 제공.

	▲ 유방암 유래 나노소포체에 의해 간혈관 세포에 부착되는 유방암 세포양이 증가함. 울산과학기술원 제공.

인간의 간을 모방한 ‘3D 간 칩’을 통해 유방암 간 전이 과정이 새롭게 밝혀졌다. 암 전이를 조기 진단하거나 환자 맞춤형 진단·치료법 개발에 기여할 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 조윤경 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)팀이 ‘3D 간 칩’(Liver-on-a-Chip)을 이용해 암 전이 과정에서 나노소포체(세포외소체) 역할을 규명했다고 30일 밝혔다.

나노소포체는 세포가 배출하는 나노미터(1nm, 10-9) 수준의 ‘행낭’으로, 세포들은 소포체 안에 각종 단백질 정보를 담아 서로 소통한다.

암세포 역시 나노 소포체를 배출해서 ‘암세포에서 배출된 나노 소포체가 전이에 중요한 역할을 한다’는 가설이 있지만 복잡한 생체 내에서 이를 직접 검증하기는 어려웠다.



연구진은 이 가설을 검증하기 위해 간세포가 배양된 칩을 이용했다. 유방암에서 나온 나노소포체는 간의 혈관벽을 더 끈끈하게 해 ‘유방암 씨앗’(순환 종양 세포)이 혈관벽에 3배 이상 더 잘 달라붙게 만들었다. 나노소포체 표면의 종양성장인자(TGFβ1)가 혈관벽 끈끈한 단백질인 파이브로넥틴(Fibronectin) 양을 증가시키기 때문이다.



아울러 연구진은 유방암 외에도 간 전이가 잘 발생하는 암, 간 전이가 발생하지 않는 암, 건강한 사람의 나노소포체 등을 대조군으로 써 위와 같은 사실을 구체적으로 입증했다.

간 전이가 잘 발생하는 췌장암 유래 나노 소포체는 유방암 유래 나노소포체와 동일한 효과를 보였다. 또 간 전이가 발생한 유방암 환자는 간 전이가 발생하는 않은 유방암 환자나 정상인보다 나노 소포체의 종양성장인자 발현양이 많았는데, 이는 나노 소포체의 종양성장인자 발현과 순환종양세포의 접착 수 증가 간 연관성을 보여준다.



조윤경 교수는 “장기에 암 세포가 뿌리내리기 좋은 환경이 조성돼 전이가 잘 발생한다는 ‘토양과 씨앗’ 가설이 이번 연구로 힘을 얻게 됐다”며 “나노소포체는 이 과정에 토양을 비옥하게 만드는 ‘비료’ 역할을 하는 셈”이라고 설명했다.

이어 “유방암의 간 전이과정에 대한 이해를 바탕으로 간 전이 빈도가 높은 췌장암, 대장암 등의 전이 과정도 밝혀 낼 수 있을 것”이라며 “간은 전이암 발생빈도가 매우 높고, 전이 암 발생 시 사망률이 급격히 증가한다는 점을 고려한다며 이번 연구의 의미가 크다”고 말했다.



이번 연구는 아산 병원의 이희진 교수팀과 함께 진행됐다. 과학연구원(IBS) 및 한국연구재단 지원을 받아 이뤄진 연구 성과는 ‘에이씨에스 나노’(ACS Nano) 표지논문으로 선정돼 11월 24일자로 출판됐다.