악성 뇌종양에서 DDX6 유전자의 방사선치료와 화학치료의 저항성 개입에 관한 연구

Abstract

교모세포종(Glioblastoma multiforme, GBM) 환자는 수술 후 표준치료를 받지만 환자의 예후는 좋지 않다. 이는 표준치료에 저항성이 있는 암 세포가 치료 후 살아남아 다시 암을 일으키기 때문이다. 이러한 표준치료의 한계점을 극복하고자 표준치료 방법인 방사선치료(radiation therapy)와 약물 치료(temozolomide, TMZ) 저항성의 원인을 찾는 노력이 계속되고 있다. 본 연구자는 shRNA를 도입한 환자유래세포로 동물 모델을 만들고 이에 방사선과 TMZ 처치를 적용함으로써 치료 저항성을 유발하는 유전자를 찾아내고자 하였다. 이를 위해 환자유래세포로 만든 정위적 이종이식 모델(orthotopic xenograft model)에서 유전체 선별 검사(shRNA screening)를 수행하였고 DDX6 유전자를 발굴하였다. 발굴된 DDX6의 표준치료 저항성 기능을 확인하기 위해 DDX6에 특이적으로 작용하는 shRNA를 교모세포종 환자유래세포에 도입하였다(shDDX6 세포). 선별 검사 실험과 유사하도록 shDDX6 세포를 이용하여 정위적 이종이식 모델 만들고 방사선치료를 실시하였다. 그 결과 대조군에 비해 shDDX6 세포를 이식한 마우스의 평균 생존 기간이 짧았으며 같은 시기에 암 덩이가 더 잘 형성 되는 것을 확인하였다. 더 나아가 in vitro 에서 세포 생사 판별 실험과 sphere 생성 실험을 통하여 shDDX6 세포가 방사선과 TMZ치료에 저항성을 획득한 것을 확인하였 ii 다. 더불어 shRNA를 처리하지 않은 세포라 할지라도 방사선이나 TMZ를 반복적으로 처리하였을 때 DDX6 단백질 수준이 줄어드는 것을 확인하였다. 이런 결과는 환자 정보를 이용한 분석에서도 의미 있게 재현되는데, 원발암-재발암 쌍 내의 DDX6 단백질 발현을 비교하였을 때 원발암에 비해 표준치료를 받은 후 생긴 재발암에서 DDX6 단백질 수준이 낮게 발현하고 있는 것을 확인하였다. 또한 500명 이상의 교모세포종 환자 정보(The Cancer Genome Atlas, TCGA)에서도 DDX6 단백질 수준이 높은 환자에 비하여 낮은 환자의 전체생존기간이 유의미하게 짧은 것을 확인하였다. 따라서 교모세포종에서 표준치료법으로 사용되는 방사선과 TMZ치료에 대하여 암 세포가 치료 저항성을 갖게 되는 기전에 DDX6 유전자가 개입하고 있다는 것이 검증되었다. 이 결과를 토대로 환자 치료 전 DDX6 발현 수준을 확인하는 것이 교모세포종 환자의 치료 예후를 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 생각된다.