개와 인간의 공통 암 발생 기작 밝혀내 주목

최근 건국대학교 수의과대학 서정향 교수 연구팀이 주축이 돼 연세대학교 세브란스병원 연구진들과 함께 반려견에서 발생하는 유선 종양의 유전자 변이지도를 밝혀냈다. 반려견에서 대규모의 종양 시료 데이터를 수집해 특정 종양의 유전자 변이 패턴을 밝히고 이를 사람에서 발생하는 종양과 비교 분석한 연구는 전 세계적으로도 이번이 처음이다. 

근래에 반려견의 사회적 중요성이 점차 커지고 있는 만큼, 반려견에서 발생하는 암에 대한 연구의 필요성 또한 증가하고 있다. 이러한 사회적 흐름을 바탕으로, 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단에서 추진하는 바이오 의료기술개발 사업(연간 10억원, 총 5년, 총괄 책임자 건국대 서정향 교수)의 지원으로 진행됐다.

사람 외에 다른 동물의 종양을 연구해 해당 동물의 종양 발생 원인을 밝힐 뿐만 아니라 더 나아가 사람의 종양을 이해하는데도 도움을 줄 수 있다는 “비교의학(Comparative medicine)”이라는 컨셉을 바탕으로 연구가 시작됐다.

차세대 염기서열 분석 기법을 이용한 반려견 유선종양의 유전체 분석 결과, 사람 유방암에서 대표적으로 관찰되는 발암 유전자인 PIK3CA 유전자의 변이가 반려견 유선종양에서도 가장 빈번하게 나타나는 것으로 밝혀졌다.

또한 PIK3CA 유전자와 관련된 PI3K-Akt 신호전달경로에 관여하는 여러 유전자에서도 다수의 변이를 확인할 수 있었다. 사람 유방암에서 발견되는 유전자 변이(TP53, PTEN)가 반려견 유선종양에서도 발생하는 것을 확인하였다. 이를 통해 반려견에서 빈번하게 발생하는 유선종양은 인간 유방암과 형태적으로 유사할 뿐만 아니라, 비슷한 유전자의 고장에 의해 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

전사체 분석 결과, 반려견 유선종양을 3가지 아종으로 분류할 수 있었다. 그 중 한가지 아형에서는 인간 유방암의 대표적인 악성 예후 소견 중 하나인 상피간엽이행(Epithelial-to-mesenchymal transition)이 특징적으로 나타나는 것으로 확인됐으며, 실제 해당 아종으로 분류된 반려견 유선종양의 생존률이 다른 아종과 비교했을 때 매우 낮은 것으로 확인됐다.

본 연구는 처음으로 반려견의 암 유전자 변이 지도를 완성했다는 것에서 큰 의미가 있다. 동물 암을 대상으로 이 정도로 대규모의 연구를 진행한 것은 이번 연구가 세계적으로 처음이다.

또한 서로 다른 종에서 공통으로 발생하는 암에 대해 연구해, 암이 발생하는 근본적인 원인을 비교의학적 관점에서 분석한 점이 큰 의미가 있다. 연구 결과, 사람의 암과 반려견의 암 사이에 물론 차이가 있지만, 의외로 두 암이 비슷한 변이가 관찰됐다.

최근 사람에서는 PIK3CA 유전자에 변이를 가진 전이성 유방암 환자를 위한 Alpelisib이라는 표적항암제가 미국 FDA의 승인을 받았다. 본 연구에서 반려견 유선종양에서도 PIK3CA 유전자의 변이가 다수 확인된 만큼, 사람에서 이미 개발된 표적 함암제를 적용하는 등 혜택을 받을 수 있을 것으로 기대된다.