Chemistry-First Approach for Nomination of Personalized Treatment in Lung Cancer
Cell, 864-878.e29
 

Q. 선정된 연구성과의 내용과 의의는 무엇인가요?

기존의 표적항암제 개발은 oncogene addiction 현상을 기반으로 하여 종양변이 즉, 치료타겟을 발굴하는 것으로부터 출발하는 공식을 따라왔습니다. 하지만 이러한 sequencing 기반의 신약 개발은 이미 주요 드라이버 변이가 대부분 암종에 대해서 밝혀져 한계에 봉착한 상황입니다. 본 연구는 처음으로 기존의 공식을 뒤집어 타겟을 모르는 상태에서 20만종의 소분자화합물로부터 출발하여 새로운 항암 표적치료 후보물질과 동반진단 바이오마커를 대량으로 발굴하였다는 점에서 의의가 있습니다. 이렇게 찾은 주요한 후보물질, 특히 KRAS, NOTCH 변이암 치료물질에 대해서는 타겟 단백질과 작용기전까지 밝혀 완성된 therapeutic triads(약물-타겟단백질-동반진단마커)를 제시할 수 있었습니다. 기존의 표적항암제의 사각지대에 놓인 암 환자 치료를 위한 새로운 신약개발의 전기를 마련하였다는 점에서 큰 의의가 있습니다.

Q. 해당 연구분야의 최신 연구의 흐름은 어떤가요?

최근의 표적항암제와 면역항암제 공통적으로 치료효과를 보이는 암종과 환자군이 제한적이므로 이를 예측할 수 있는 동반진단 바이오마커의 개발이 연구의 초기단계에서부터 요구되고 있습니다. 저희 연구 방법론이 가진 가장 큰 장점은 약물과 함께 동반진단 마커가 함께 도출된다는 점입니다. 하지만 저희가 이용한 2D 암세포주 배양 조건은 실제 종양미세환경과 차이가 있어 발굴한 치료표적이나 기전이 실제 종양환경에서도 유효함을 반드시 밝혀야 합니다. 최근에는 단기간에 수립이 가능하고 종양의 특성이 잘 보존된 3D 오가노이드 모델이 주목 받고 있습니다. 향후 3D 오가노이드를 활용한 대규모 신약개발 연구가 활발히 이루어 질 것으로 예측합니다.

Q. 함께 진행한 연구진의 소개를 부탁합니다.

이번 연구는 미국의 UT Southwestern Medical Center의 Michael White 교수 연구팀과의 협업을 통해 이룬 성과입니다. 유명점 연구교수, 김주화 대학원생, 이주영 연구교수, 성여진 대학원생을 포함한 저희 연구팀은 과제의 기획 단계에서부터 참여하였고, 미국 연구팀과 함께 실험 디자인, 스크리닝 데이터처리, informatics 분석 파이프라인 구축, 주요한 신약후보물질과 바이오마커에 대한 기전연구를 수행하였습니다. 이외에도 많은 연구원과 PI가 크고 작은 도움을 주어 논문을 마무리할 수 있었습니다.

사진. 시스템 암생물학 연구실 구성원들

Q. 현재 해당 연구분야의 한계는 무엇인지, 향후 연구방향과 계획이 궁금합니다.

항암 신약개발에 있어 최종 임상시험까지의 성공확률은 매우 낮습니다. 하지만 신약이 만들어 졌을 때의 그 경제적인 가치는 수조원을 넘어서고, 무엇보다 치료가 불가능한 환자의 생명을 구합니다. 신약개발은 drug discovery, drug development 두 단계 과정을 통해 이루어지게 되는데, 저희의 연구는 drug discovery 단계의 전반부 정도를 마쳤다고 말씀 드릴 수 있습니다. 향후 저희 연구를 통해 발굴한 물질이 개발단계로 진입할 수 있기 위해서는 약효, 독성검증과 함께 약물화 가능성에 대해 다각도의 평가와 물질개선이 필요합니다. 이러한 일들은 저희의 능력만으로는 불가능하며 의약화학, 제제기술, 독성연구, 약동학등 여러 학계, 산업계 전문가들과의 협업을 통해서만 가능합니다. 향후 기업과의 협업 혹은 기술이전을 적극적으로 추진할 계획입니다. 또한, 이번 연구를 통해 구축한 플랫폼을 타 암종에도 확대 적용해서 다양한 난치암, 전이암의 치료법 개발에 기여하고자 합니다.

Q. 평소 연구주제에 대한 선택과 아이디어를 어떻게 얻으시는지?

연구주제나 방향을 결정하기 위해서는 꾸준한 논문읽기와 학회활동, 동료연구자들과의 토론을 통해 필요한 정보들을 섭렵하는 것이 물론 중요합니다. 하지만, 이것만으로는 결정적인 아이디어가 만들어지지 않고, 이들의 2차적인 화학 반응이 필요한데, 연구실에서 잠시 벗어나 혼자만의 시간을 가질 때 그런 반응이 잘 일어나는 것 같습니다. 캠퍼스를 산책하다가 떠오르기도 하고, 주말에 카페에 앉아 커피를 마시다가 떠오르기도 하고, 연구주제와 직접 관련 없는 세미나에 앉아 있다가도 떠오르기도 합니다. 아마도 복잡한 여러 변수들이 머리에서 제거된 편안한 상태에서 그런 화학반응이 일어나는 것 같습니다. 그래서 바쁠수록 그런 기회를 잠시라도 갖고자 애쓰고 있습니다.

Q. 과학자로서 연구 활동 중 아쉬운 점이나 우리의 연구 환경 개선에 관한 의견이 있으시다면?

우리나라 과학여건은 하드웨어적인 측면에서는 과학 선진국들과 차이가 거의 없다고 생각합니다. 하지만 소프트웨어적인 측면, 특히 연구실 문화에 있어 아쉬운 점이 있습니다. 한국 학생들은 PI가 이야기하면 주로 듣기만 하지 반박하거나 자기 의견을 피력하는데 소극적입니다. 과학은 team sports입니다. 생명과학분야는 한 사람의 천재적 아이디어만 가지고 좋은 연구 결과가 얻어지는 경우는 거의 없습니다. 건설적인 비판과 토론은 높은 수준의 과학적 성과를 얻는데 필수적입니다. 조금 더 우리 실험실, 연구실 문화가 수평적이고 선후배, 교수학생 간의 벽을 허물 수 있는 문화가 되었으면 합니다.

Q. 같은 분야를 연구하려는 학생/후학들에게 도움이 되는 말씀을 부탁드립니다.

최근 의생명과학 분야는 급속도로 데이터기반 사이언스로 바뀌고 있습니다. NGS 등 다중오믹스를 포함한 다양한 high throughput assay 방법론이 개발되어 여러 질병과 환자로부터 DNA, RNA, 단백질, 대사물질, 화학감수성, 기능유전체 데이터 등 여러 분자수준에서의 대규모 정량, 정성 분석 데이터가 쏟아지고 있습니다. 따라서 공개된 데이터 분석만으로도 중요한 가설을 얼마든지 만들어 낼 수 있는 시대가 되었고, 이러한 능력의 보유 여부는 연구에서 얼마나 중요한 질문을 던질 수 있는지를 판가름하는 척도가 되고 있습니다. 따라서, 생명과학자, 의과학자 양성에 있어서 통계학, 수학, 전산학에 대한 학부에서의 탄탄한 기초 교육과 더불어 대학원에서의 시스템생물학, 생물정보학 교육의 중요성이 커지고 있습니다. 의생명과학 분야를 연구하려는 학생이라면 꼭 이런 과목들을 공부하라고 조언하고 싶습니다.

Q. 그 외 추가하고 싶은 말씀 또는 바람이 있다면?

과학은 끊임없이 질문을 하고 그에 대한 답을 찾아가는 과정입니다. 고민을 통해 세운 가설은 맞지 않는 경우가 대부분이고 좌절과 포기가 늘 가까이 있고 반복됩니다. 하지만, 그것은 본인이 자질이 없어서가 아니고 과학의 본질이 그런 것입니다. 과학자로서 날카로운 비판과 질문을 던지고 critical한 자세를 늘 유지하는 것도 중요하지만, 동시에 긍정적 마인드가 함께 균형을 이루어야 앞으로 나아갈 수 있고 비로소 중요한 발견과 새로운 지식을 창출해 낼 수 있다는 점을 말씀드리고 싶습니다. 마지막으로, 부족한 저희 연구를 2018 국내 의과학분야 TOP5에 선정해 주신 여러 연구자분들과 이렇게 소개의 장을 마련해 주신 BRIC에 진심으로 감사하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 연구를 통해서 난치암으로 고통 받는 사람들의 치료에 조금이나마 도움을 드릴 수 있도록 계속 정진하겠습니다.

< 2018 국내 바이오 연구성과 Top 5's는 써모피셔 사이언티픽 솔루션스 유한회사와 아베스코주식회사의 후원으로 진행되었습니다. >

관련 사이트 : 2018 국내 바이오 성과ㆍ뉴스 Top 5's, 한빛사 등록 논문