'두피 희귀암'서 뗀 조직, 세계 첫 배양 성공…맞춤 항암 시대 열릴까

서울아산병원, 혈관육종암 유래 오가노이드 개발

환자 유래 혈관육종암의 유사체인 오가노이드의 모델 개발 과정. /그림=서울아산병원

환자의 암 조직을 채취해 만드는 암 조직 유사체인 '오가노이드'가 최근 맞춤형 항암제, 진단마커 개발의 주요 토대가 되는 가운데, 국내 연구진이 혈관육종암에서 유래한 오가노이드 모델을 세계 최초로 개발해냈다.

서울아산병원 의공학연구소 정기석 교수 · 정다정 박사, 성형외과 최종우 · 정우식 · 김영철 교수 연구팀은 혈관육종암 환자의 샘플에서 혈관육종암 오가노이드를 배양하는 데 성공했다고 24일 밝혔다.

혈관육종암은 연부조직암의 약 2%를 차지하는 희귀암으로, 발생 암의 절반가량이 두피를 포함한 두경부에 생긴다. 평균 생존율이 7개월에 불과하고 적극적으로 치료받아도 5년 생존율이 60%로 낮아 최적의 항암제 개발이 절실하다.

그동안 환자 유래 암 오가노이드는 다양한 암 조직에서 형성이 확인됐지만, 육종암 유래 오가노이드 배양법은 학계에 보고된 바가 없었다. 이번 연구를 통해 향후 혈관육종암 환자에게도 개인 맞춤형 항암치료의 길이 열릴 것으로 기대를 모은다.

이번 연구 결과는 저명 학술지 '혈액 및 종양학 저널(Journal of Hematology & Oncology)' 최신 호에 실렸다.

연구팀은 악성 종양인 혈관육종암이 혈관 내피 세포에서 기원하기 때문에 기존 오가노이드 연구에서 많이 사용되는 메트리겔(matrigel, 세포 외 기질 성분의 복합체) 내에서 형성하는 방법으로는 신생 혈관 발아로 인해 3차원 오가노이드 배양이 이뤄지지 않는 사실을 확인했다.

이에 연구팀은 코팅하지 않은 배양 접시에서 혈관육종암 세포를 2차원으로 배양했다. 그랬더니 세포 증식에 따라 부분적으로 세포 밀도가 높은 곳에서 혈관육종암 세포가 자가 조립되는 현상을 관찰할 수 있었다.

형성된 세포 응집체는 3차원의 세포 덩어리로, 부착된 바닥에서 떨어져 나와 배양액 내에 부유하며 3차원의 혈관육종암 유래 오가노이드를 형성했다. 이러한 오가노이드는 환자의 분자 및 형태학적 양상을 모사하며, 세포 외 기질 내에서 혈관 발아 현상을 보였다.

또 현재까지 혈관육종암에서는 특정 바이오 마커가 발견되지 않았는데, 이번 연구에서는 단백질 C 수용체(PROCR)가 암 조직 및 오가노이드에서 과발현되는 모습이 관찰돼 혈관육종암 바이오마커로써의 활용 가능성도 확인됐다.

(왼쪽부터) 서울아산병원 의공학연구소 정기석 교수, 정다정 박사, 성형외과 최종우 교수/ 사진=서울아산병원

최종우 서울아산병원 성형외과 교수는 "혈관육종암은 워낙 악성도가 높아 환자 생존율이 매우 낮다. 환자마다 암의 양상이 다양해 개인 맞춤형 치료법 개발이 절실하다"며 "이번 오가노이드 모델 개발은 악성도가 높은 혈관육종암에서 정밀치료를 실현할 수 있는 시작점이 될 것"이라고 평가했다.

정기석 서울아산병원 의공학연구소 교수는 "혈관육종암 오가노이드 배양 기술과 서울아산병원에서 보유한 풍부한 임상데이터 및 유전체 분석 기술을 바탕으로 앞으로 혈관육종암 치료의 길이 더욱 넓어질 것으로 기대된다"고 밝혔다.

한편 서울아산병원 성형외과는 지난 10여 년간 두피의 혈관육종 환자를 40명 정도 치료해왔다. 완전 절제, 항암 치료, 방사선 치료를 위해 이비인후과 두경부 파트, 종양내과, 방사선종양학과와 함께 다학제 진료 방식을 취해왔다.

이번 연구는 보건복지부 연구중심병원 과제 및 연구재단 개인 기초연구 사업의 지원을 받아 진행됐다.

정심교 기자 simkyo@mt.co.kr