[헬스코리아뉴스 / 박원진] 국내 연구진이 전이성 대장암 및 위암 오가노이드의 특성을 규명, 정밀의료을 실현할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다. 주인공은 바로 암진료향상연구과 이충재 박사후연구원과 표적치료연구과 허주비 연구원이다.

이충재 박사후연구원과 허주비 연구원은 각각 '멀티 오믹스 분석을 통한 전이성 대장암 오가노이드 특성 분석(Characterization of Metastatic Colon Cancer Organoid by Using Comprehensive Multi-Omics Profiling)' 연구와 '전이성 위암 환자 유래 오가노이드의 약물 반응 분석(Metastatic Gastric Cancer Organoids for Preclinical Drug Evaluation and Precision Oncology)' 연구 결과를 최근 열린 2025 국제 연례학술대회(2025 Annual International Conference Commemorating 2nd Anniversary of World Organoid Day)에 발표, 우수 포스터상을 수상했다.

이번 학술대회는 국내 오가노이드 연구 진흥을 위해 매년 개최되는 대표 행사로 올해는 10월 17일~18일, 세계 각국의 연구자들이 최신 오가노이드 연구 성과를 공유했다.

이충재 박사후연구원이 발표한 '멀티 오믹스 분석을 통한 전이성 대장암 오가노이드 특성 분석 연구'는 실제 환자의 대장 원발암과 림프절 전이암으로부터 제작한 환자 유래 오가노이드(Patient-Derived Organoids, PDOs)를 대상으로 유전체, 전사체 및 단백체를 분석하여 두 오가노이드의 특징을 비교 분석한 것이다.

그 결과, 유전자 복제 수 변화에 큰 차이가 있었으며, 전사체 분석을 통하여 전이암 오가노이드에서 윈트 신호전달 (Wnt signaling), 상피간엽이행, 헤지호그 신호(Hedgehog signaling) 등 전이 관련 유전적 특성이 더 활성화되어 관찰되었다.

이 연구원은 또 단백체 분석을 통하여 전이암 오가노이드에서 Rho GTPase 관련 신호전달이 활성화되어 있음을 밝혀, 대장암 전이 관련 신호전달을 규명하는 데 있어 중요한 초석이 될 수 있음을 시사했다.

허주비 연구원이 발표한 '전이성 위암 환자 유래 오가노이드의 약물 반응 특성 연구'는 실제 환자의 복수 및 흉수에서 얻은 암세포로 환자 유래 오가노이드를 제작해, 환자별 항암제 반응 차이를 분석한 연구이다. 이 오가노이드 모델은 환자의 종양 특성을 3차원 구조로 그대로 재현하기 때문에, 기존 세포주나 동물 모델보다 실제 임상 반응을 더 정확히 예측할 수 있는 연구 플랫폼으로 주목받고 있다. 연구팀은 총 14종의 표적 항암제를 대상으로 전이성 위암 오가노이드의 약물 감수성(Drug Sensitivity)을 비교 분석했다.

그 결과, Defactinib(FAK), Gedatolisib(PI3K/mTOR), AOH1996(PCNA), Prexasertib(CHK1/2) 등이 기존 약물에 비해 암세포의 성장과 DNA 손상 복구에 관여하는 신호 경로를 차단에 우수한 항암효과를 보여 향후 전이성 위암 치료의 새로운 타깃으로 활용될 가능성을 제시했다.

아번 연구를 지도한 최원영·공선영 교수는 "이번 연구를 통해 환자 유래 오가노이드가 실제 임상에서의 항암제 반응을 정밀하게 반영하는 정밀의료 플랫폼임을 확인했다"며 "오가노이드 기반 심층 연구를 통해 정밀의료 실현에 기여하겠다"고 밝혔다.

[용어 설명]

· 환자유래오가노이드(Patient-Derived Organoids, PDOs): 환자의 실제 암 조직 또는 세포로부터 제작한 3차원 배양 모델. 환자 종양의 특성을 그대로 반영해 개인별 약물 반응 예측에 활용된다. 

· 윈트 신호전달(Wnt signaling): 세포 성장과 분화를 조절하는 신호 체계. 암세포에서 과활성화될 경우 증식 및 전이에 관여한다. 

· 상피간엽이행(Epithelial–Mesenchymal Transition, EMT): 암세포가 이동·침윤이 가능한 형태로 변화하는 과정. 암 전이의 핵심 단계로 작용한다. 

· 헤지호그 신호전달(Hedgehog signaling): 세포 성장과 조직 형성에 중요한 신호 경로. 비정상적 활성화 시 종양 성장 및 약물 저항성 유발과 연관된다. 

· Rho GTPase: 세포 형태와 이동성을 조절하는 단백질 군. 암세포 활성 시 이동·침윤 능력 증가와 전이에 기여한다.

· 약물 감수성(Drug Sensitivity): 특정 약물의 암세포 성장 억제 효과를 나타내는 지표. 감수성이 높을수록 약물 효과가 우수하다.

· Defactinib(FAK 억제제): FAK(Focal Adhesion Kinase) 활성을 차단하여 암세포 부착·이동·전이를 억제하는 약제다.

· Gedatolisib(PI3K/mTOR 억제제): PI3K/mTOR 신호경로를 차단해 암세포 성장과 생존을 억제하는 약제다.

· AOH1996(PCNA 억제제): DNA 복제·손상 복구 단백질인 PCNA(Proliferating Cell Nuclear Antigen)를 억제해 암세포 생존을 저해하는 약제다.

· Prexasertib(CHK1/2 억제제): CHK1/CHK2 단백질을 억제하여 DNA 손상 복구를 차단하고 암세포 사멸을 유도하는 약제다.

· 오가노이드(Organoid): 실제 장기와 유사한 3차원 구조로 배양한 세포 모델. 환자 종양 특성 재현에 활용된다.

· 오믹스(Omics): 유전체·전사체·단백체 등 생물학적 정보를 총체적으로 분석하는 연구 기법이다.

· 유전체학(Genomics): 생물체의 모든 유전정보를 연구하는 학문 분야다.

· 전사체학(Transcriptomics): 세포 내 유전자 발현 정보를 RNA 수준에서 분석하는 학문 분야다.

· 단백체학(Proteomics): 세포 내 단백질 전체와 특성을 분석하는 학문 분야다.

· 전이성(Metastatic): 암이 원발 부위에서 다른 장기로 퍼진 상태를 의미하는 용어이다.