* 논문을 읽고 이해한 바를 정리한 것입니다. 저의 논문 이해도에 따라 논문의 본래 의도와 다른 내용이 담겨 있을 수 있습니다.
본 연구는 인간 암세포주의 전이지도를 그리는 것을 목표로 하고 있다. 그 후, 전이성 세포주와 비전이성세포주의 차이를 통해 유방암 뇌전이의 기전 연구를 진행하였다.
'전이'란 암세포가 본래의 장기에서 이동하여 새로운 장기에 정착하여 암세포가 자라는 것을 말한다. 수천개의 암세포주의 전이지도를 만들기 위해 효율적이고 정확한 실험방법을 구축할 필요가 있다.
1. 전이지도를 위한 실험방법 구축
암세포주에 바코드(26개의 뉴클레오티드로 구성)을 심고, 바코드가 달린 암세포주들을 심장에 넣어준다. 그러면 암세포들은 혈관을 타고 본래의 장기뿐 아니라 여러 장기에도 퍼지게 되고 새로운 장기에 정착하여 증식하는 암세포들이 생길 것이다. 각 장기마다 세포를 뽑고 바코드를 분석하면 어느 장기에서 어느 암세포가 많은 지를 분석 할 수 있다.
논문 초반에는 이 실험방법을 세팅하기 위해 파일럿 연구에 대한 내용이 담겨 있다. 파일럿 연구에서는 바코드 뿐 아니라 형광유전자를 같이 넣어 분석을 진행하였다.
1) 유방암세포주에 형광유전자(GFP나 mCherry)와 26개의 뉴클레오티드 바코드를 넣어줌
2) 8개의 바코드 라인이라 하면, 형광유전자+바코드(26개의 뉴클레오티드) 세트를 넣어준 세포주가 8종
3) 이 세포주 (8개의 세포주를 한번에 넣음)를 좌심실에 넣고 5주후에 마우스 형광 사진을 찍으면 전체적인 전이 양상을 혹인할 수 있고,그 후 뇌,폐,간, 신장, 뼈 조직에서 FACS로 형광표지자가 있는 세포만 분리하여 RNA-seq을 이용하고, 바코드를 정량하면 어느 세포주가 많이 있는 지 알 수 있음.
실험 방법을 구축한 후에 연구팀은 약 500개의 세포주에 대한 전이 지도(MetMap500), 10000개의 세포주에 대한 전이지도(MetMap125) 만들었다. https://pubs.broadinstitute.org/metmap.
전이가능성을 분석하는 식이 맞는 지 확인하기 위해 임상적 상관관계를 분석하였는데, 흑색종과 췌장암이 전이가능성이 높게 나왔다. (흑색종이랑 췌장암이 전이률이 높은 암종인가?) 암종과 전이가능성 정도와는 맞는 결과인지 조르겠지만 우원발암과 전이암을 비교했을때는 전이암이 전이가능성 정도가 높게 나온것으로 봐서 어느정도 이 수식이 맞다고 볼 수 있는 것 같다.
2. 전이성 세포주와 비전이성 세포주 비교를 통한 유방암 뇌전이 연구
뇌전이성이 높은 순서대로 유방암세포주를 나열하고, 유전자 분석을 하였을때 PI3K, ERBB2(HER2)가 가장 관련 있는 것으로 나타났다라고 저자들은 말하는데.. 딱히 그렇게 보이지는 않는다. 오히려 Chromosome 8p 부분의 Deletion이 두드러지게 뇌전이성 높은 유방암세포주에 몰려 있는 것 같다. 이 부분을 더 연구하는것이 좋았을 것 같다.
무튼 저잘들은 HER2-PI3K 시그널링이 지질대사와 관련이 있고, (어떻게 ?) 그래서 지질대사 분석을 했더니 TAG가 낮아져 있었고, TAG를 낮게 하는 인자로 SREBF1을 들고 있다. SREBF1을 녹아웃 했더니 뇌전이가 감소했다는 결과를 마지막으로 보여 주고 있다.
3. 결론
전이되는 것을 이미지 뿐아니라 전이가능성이라는 수치화 한 것에 의미가 있다고 생각한다. 더욱이 엄청나게 많은 세포주에 대해서 적어도 4개의 장기에 대한 전이 정도를 분석했다는 것은 일반적인 실험실에서 진행할 수 없는 어마어마하게 큰 규모의 실험이었을 테고 이를 수행한것이 이 논문의 가장 큰 의의라고 생각한다. 하지만 방대한 데이터를 가지고 있지만 논리적인 면에서 유방암 뇌전이가 지질대사, 그리고 SREBF1 유전자와 관련이 있다는 전개가 매끄럽지 않다. 하지만 결과는 꽤나 차이가 있다.
Jin et al., 2020, Nature, A metastasis map of human cancer cell lines.
Walsh et al., 2018, Mol Cancer Res. SREBF1 activity is regulated by an AR/mTOR nuclear axis in prostate cancer.