정원일 KAIST 의과학대학원 교수 [KAIST 제공]

[헤럴드경제=박세정 기자] KAIST는 의과학대학원 정원일 교수 연구팀이 종양 미세환경 내 세포 간 상호작용을 통한 간암 발병의 새로운 기전을 규명했다고 8일 밝혔다. 이를 통해 간암 치료 효과를 가져올 수 있을 것이라는 기대다.

정원일 교수 연구팀은 대식세포 침윤에 중요한 역할을 하는 신호 전달 분자인 CX3CR1 케모카인을 발현하는 특정 종양 관련 대식세포가, 암 주변 조직 내로 이동해 간 성상세포와 상호 작용함을 확인했다.

이때, 활성화된 간 성상세포에서 분비되는 레티노익산이 종양 관련 대식세포의 아르기나아제 1(이하 Arg1) 발현을 유도해 아르기닌의 대사를 촉진, 세포독성 CD8+ T세포의 증식이 억제되며 간암 발병이 촉진된다는 사실을 밝혔다.

특히, 간암 환자의 간 조직을 이용한 단일세포 유전체 분석에서 종양 미세환경 내 CX3CR1과 Arg1을 발현하는 특정 대식세포 군집을 발견했다. 해당 특성을 가진 대식세포들은 활성화된 간 성상세포와 근접해 있음을 확인했다.

특히 CX3CR1이 결손된 쥐에 발암물질(DEN)을 이용해 간암을 유발했을 때, 암 주변 조직으로 이주한 종양 관련 대식세포의 수가 감소하고 종양의 발생 또한 눈에 띄게 감소한 것을 연구팀은 확인했다.

암 발병 시 종양 미세환경 내에는 다양한 면역세포들이 존재하고 있다. 특히 세포독성 CD8+ T세포는 항암 면역반응을 일으켜 종양 발생을 억제한다.

그러나 CD8+ T세포의 증식에 필요한 아르기닌이 대식세포의 Arg1으로 인해 고갈되면 CD8+ T세포 군집 감소와 이에 따른 항암 면역반응 감소로 종양 발생이 유도된다. 이러한 대식세포의 Arg1 발현은 근접해 있는 간 성상세포 유래 레티노익산으로 유도된다. 쥐의 간 성상세포 내 레티놀 대사를 억제했을 시 간암이 호전된 것을 연구팀은 확인했다.

연구팀은 이번 연구를 통해 간암 종양 미세환경 내 면역세포와 비실질 세포인 간 성상세포의 상호작용 기전을 대사적 측면에서 최초로 밝혔다. 이를 억제했을 시 간암이 호전됨을 통해 간암 치료의 새로운 전략으로 제시했다.

KAIST 의과학대학원 정종민 박사와 최성은 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 세계적인 국제 학술지 ‘간학 (Hepatology)’ 7월 19일 자 온라인판에 출판됐다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단 리더연구 및 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다.