마노 히로유키, 사사키 히로미

―― 스킬스 위암이란, 어떤 암입니까?

마노씨： 스킬스 위암은 전체 위암의 5~10%를 차지하는 난치성 암입니다.점막하에 퍼지기 쉽고, 진단되었을 때에는, 이미 위벽을 관통해 복막에 전이(복막 파종) 하고 있어 수술을 실시할 수 없는 것이 많다고 하는, 매우 어려운 암입니다.

지금까지 스킬스 위암에 대해서는, 게놈 해석이나 발암 기구의 연구가 그다지 진행되고 있지 않았습니다.구미에서는 위암의 발병률이 일본만큼 높지 않습니다.그 때문에, 구미를 중심으로 하는 암 게놈 프로젝트에서는, 스킬스 위암이 그다지 주목을 받는 일은 없고, 엄밀한 해석이 행해져 오지 않았던 것입니다.
 

복수에서 얻은 세포를 사용

―― 이번에는 복수의 암세포를 연구에 사용했죠.

마노씨： 네.체내에서 위나 장 등의 내장을 감싸고 있는 막이 복막입니다.그 복막에 암세포가 전이되어 복막강(복막에 둘러싸인 공간)에 체액이 쌓입니다.이것을 복수라고합니다.

우리는 스킬스 위암 환자의 복수를 연구에 사용할 수 있었습니다.복수에는 혈액 세포를 비롯한 다양한 세포에 섞여 위벽에서 침입한 암세포가 포함되어 있습니다.그 암세포의 게놈 해석을 실시한 것입니다1.

―― 복수의 암세포를 사용하려고 생각한 계기는?

마노씨： 사사키 선생님이 오랫동안 복수의 암세포를 수집하고 있었습니다.제가 이 연구소의 소장으로 취임한 2017년, 사사키 선생님이 눈에 띄고 복수의 암세포를 수집하고 있는 것을 알았습니다.이것은, 스킬스 위암의 해석을 실시할 수 있는 귀중한 기회가 될 것임에 틀림없다고 생각해, 공동 연구를 신청했습니다.

사사키씨： 나의 연구에 대해 설명했을 때, 마노 선생님의 눈이 반짝반짝 빛나는 것을 지금도 기억합니다 (웃음).

―― 언제부터 수집되고 있습니까?

사사키씨： 2010년경부터입니다.독특한 시료를 모아 연구에 도움이 되려고 수집을 시작했습니다.먼저 각 환자의 동의를 얻어 복수의 세포 중에서 암세포만을 꺼냅니다.이것은 순화 세포입니다.게다가 우리는 증식 세포의 수립을 시도했다.복수의 전세포 펠릿을 통상의 배지에서 배양하여 주화하는 것입니다.균주화된 세포(세포주)는 무한히 계대 배양할 수 있으므로 편리합니다.다만, 주화의 성공률은 약 30%이므로, 세포주에 더하여, 동결 보존해 둔 순화 세포를 포함해, 이번의 해석을 실시했습니다.균주 세포의 특징이 순화 세포의 특징을 반영하고 있는 것은, 양자의 데이터를 비교하는 것으로 확인할 수 있습니다.

이런 식으로 전부 98명의 환자의 암세포를 이용할 수 있었습니다.

게놈 분석으로 새로운 발견

―― 게놈 해석에서 어떤 것을 알았습니까?

마노씨： 98명의 환자의 암세포에 대해 차세대 시퀀서를 이용하여 전체 게놈 서열을 해독했습니다.그리고, 얻어진 암 게놈에 어떤 후천적 변이(체세포 변이)가 포함되어 있는지 등을 조사했습니다.

그 결과, 놀랍게도, 스킬스 위암의 게놈은 고도의 「불안정성」을 나타냈습니다.즉, 유전자의 고도 증폭이 비정상적으로 많은 게놈이라는 것입니다.이것은 예상을 뒤집는 발견이었다.스킬스 위암은 확산성 위암의 일부로 분류되어 있고, 확산성 위암의 특징은 게놈의 "안정성"이었기 때문입니다.

지금까지의 암 게놈 프로젝트는, 수술 검체를 해석 대상으로 하고 있습니다만, 스킬스 위암은 수술의 적응이 적기 때문에, 검체가 손에 들어오지 않고, 대상으로부터 벗어나 버리는 경향이었던 것이 아닐까 상상해 있습니다.또, 스킬스 위암에서는 위벽의 섬유화가 진행되고 있어, 비록 검체를 얻을 수 있어도, 그 중의 암세포의 비율이 낮았을 것으로 예상됩니다.결과적으로 지금까지의 암 게놈 프로젝트에서는 스킬스 위암의 특징을 정확하게 파악할 수 없었던 것으로 나타났습니다.

―― 구체적으로는 어떤 유전자 변이가 있었습니까?

마노씨： 세포 증식의 제어에 관여하는 "수용체 티로신 키나아제-RAS/MAPK 경로"의 유전자군에서, 특히 고도의 유전자 증폭이 많이 발견되었습니다.또한 내가 이전에 발견한2폐암의 원인인 EML4-ALK 유전자 융합도 있었습니다.유전자 융합은 두 개의 유전자가 연결되어 버리는 돌연변이입니다.

유전자 증폭이나 유전자 융합과 같은 돌연변이가 많은 것은 게놈 불안정성의 특징이기도 하고, 전이하기 쉽다는 스킬스 위암의 특징으로서, 끄덕이는 것입니다.

또 매우 기뻤던 것은, 여기에서 발견된 돌연변이 중 상당히 많은 것에 대해, 다른 암의 분자 표적약이 이미 존재하는 것입니다.분자 표적약은 돌연변이 분자를 표적으로 하므로 암의 종류가 달라도 약의 효과는 유효합니다.이번에 유전자 증폭이나 유전자 융합이 발견된 유전자는 스킬스 위암 전 증례 중 50%에 그 반수에는 분자 표적약이 이미 존재하고 있었습니다.

우리는 실제로 몇 가지 분자 표적 약물과 마우스 개체를 사용하여 실험을 수행하고 약물의 효능을 확인했습니다.세포와 개체를 사용한 실험은 사사키 연구실에 부탁했습니다.

―― 트랜스크립트 해석 등도 했어요.

마노씨： Transcriptome 해석, 인핸서 해석 등을 다층적으로 실시해, 다음과 같은 것을 밝혔습니다.

우선, 스킬스 위암세포는 상피간엽전환(EMT)과 관련된 유전자군의 발현의 높낮이에 의해 2개의 그룹으로 나누어지는 것입니다. EMT란, 암이 전이할 때, 본래의 상피 세포로서의 성질(세포간 접착능 등)을 잃고, 간엽계 세포의 성질(침윤성, 미주능 등)을 획득하는 것을 가리키고 합니다.

EMT 유전자군의 발현이 고도인 그룹에서는 특징적인 슈퍼 인핸서 영역(유전자 발현을 제어하는 ​​인핸서가 밀집되어 있는 곳)이 발견되었다.향후, 이 슈퍼 인핸서를 연구하는 것으로, 치료약 개발이나 발암의 메카니즘의 해명 등에 도움이 될 가능성이 있습니다.

또한 EMT 유전자군의 발현이 상승한 결과, TEAD 등의 전사 인자가 활성화되는 것을 알 수 있었다. TEAD는 기관의 크기 조절과 발암에 관여하는 것으로 알려져 있지만, 우리는 TEAD 억제제가 이러한 위암에 효과적임을 확인했습니다.
 

암 게놈 의료에의 응용이 퍼진다

―― 기존의 분자 표적약이나 억제제 중에 유효한 것이 있다고 하는 것으로, 암 게놈 의료에의 응용이 기대됩니다.

마노씨： 앞에서도 언급했듯이, 우리의 해석 결과로부터 기존의 분자 표적약이 유효한 유전자 변이가 스킬스 위암 중 4분의 1에 오르는 것을 알았습니다.앞으로 이러한 기존 약이 스킬스 위암에서도 사용할 수 있도록 1년 이내에는 임상 시험으로 진행하고 싶습니다.또, TEAD의 억제제에 대해서는, 지금까지 임상 시험으로 승인을 받은 적이 없기 때문에, 앞으로 연구 개발을 진행해 나가고 싶습니다.

일본에서는 암 게놈 의료가 2019년에 시작되었습니다.환자의 암 게놈에 어떤 변이가 있는지를 「유전자 패널 검사」라고 하는 검사법으로 조사해, 그 사람에게 최적의 분자 표적약을 사용한다고 하는 의료입니다.사용할 수 있는 약이 아직 적기 때문에, 이번과 같은 해석이 많은 연구자에 의해 활발하게 행해지고, 그 성과의 쌓아서, 치료 가능한 환자가 늘어나는 것을 기대하고 있습니다.

―― 이번 연구의 게놈 정보는 공개되고 있습니다.그 점에서도 연구의 발전이 기대됩니다.

사사키씨： 네.정보는 공개되어 있고, 데이터의 등록자(필두 저자의 다나카 쇼스케 국립암 연구 센터 연구소 연구원)와 상담하면, 누구라도 이용할 수 있게 되어 있습니다.이번 연구는 연구 자원으로서도 매우 가치가 높은 것으로 생각하고 있습니다.세포주와 게놈 정보 및 임상 정보가 세트로 연결되어 있기 때문입니다.세포주에 대해서는 그것을 연구개발에 사용할 수도 있고, 이러한 자원을 창약 분야에서는 바이오 자산(생물재산)이라고 부릅니다.향후, 스킬스 위암의 연구가 한층 더 발전해 가는 것은 아닐까요.

―― 복수의 암세포나 세포주의 수집을 가능하게 한 비결은?

사사키씨： 흥미와 열의일까요.나는 국립 암 연구 센터에 오랫동안 근무하고 있기 때문에, 암세포(주)수집이라고 하는 기반 정비의 연구를, 꾸준히 실시하는 것이 가능했던 적도 있을 것입니다.지금까지 내 연구실에서 연수해 온 많은 젊은 의사가 지금은 전국의 핵심 병원에서 근무하고 있습니다.그들의 소개를 통해 환자의 복수가 얻어지고 연구에 활용되고 있습니다.

암세포의 수집은 다만 미쿠모에 모이는 것이 아니라 연구에서 중요한 것은 무엇이라고 생각하고 모으는 것이 중요합니다.또한, 난치성 암인 췌장암이나 일본에서 급증하고 있는 난소암에서도 복수를 일으키기 쉽기 때문에, 나는 이러한 암의 복수도 수집해, 순화 암세포와 암 세포주를 주식입니다.이러한 게놈 분석은 앞으로입니다.

―― 이번 연구를 되돌아보고 어떤 감상을 가지고 있습니까?

사사키씨： 나는, 마노 선생님들과 공동 연구할 수 있었던 것이, 정말 행운이라고 생각합니다.그 전에도 게놈 해석에 대해서는 부분적으로는 해 오고 있었습니다.그러나 이번과 같이 망라적인 다층 오믹스 해석을 실시할 수 없었기 때문에 연구 성과도 한정된 것 밖에 없었습니다.

게놈 해석 작업 등에 대해서는 외주할 수 있습니다만, 그 후의 데이터 해석까지를, 몇번의 재분석도 포함해, 결과가 충분히 나올 때까지 하기에는, 역시 이러한 공동 연구가 아니 바 무리였다고 생각합니다.

마노씨： 외주의 게놈 데이터만으로, 이런 연구에 정리할 수 있을까 하면, 확실히 그것은 어려울 것입니다.우리도 처음에는 잘못된 것들로 가득했습니다.그것이 여러가지 시도하면서 새로운 발견으로 이어지고, 또 다음의 새로운 발견이 도출되어 갔습니다.

저해제의 효능 등은, 1개 1개 실험으로 시험할 밖에 없었습니다만, 궁극적으로는 임상에 직결하는 결과가 얻어져 좋았습니다.나는 암의 기초 연구에 계속 종사해 왔습니다만, 그 근간에는 환자를 치료하고 싶다는 기분이 항상 강했습니다.그러니까 이번 성과는 정말 기쁩니다.

―― 고마워요.

듣는 사람은 후지카와 료코(사이언스 라이터).
 

저자 프로필

마노 히로유키

국립암연구센터연구소 소장, 세포정보학 분야장
1984년 도쿄대학 의학부 졸업.내과 연수의를 거쳐 1992년 박사(의학) 취득.자치의과 대학 의학부 교수, 도쿄 대학 대학원 의학계 연구과 교수를 거쳐 2016년부터 현직.

사사키 히로키(사사키・히로키)

국립암연구센터연구소 기반적 임상개발연구 코어센터(FIOC) 창약 표적·시즈 탐색 부문 연구원
1990년 도쿄대학 대학원 농학계 연구과 수료(농학 박사). 1991년에 국립암센터연구소(당시)에 연구원으로서 입소 후 실장, 유닛장을 거쳐 2013년 FIOC 부문장. 2020년에 정년 퇴직해, 현직.

참고 문헌

1. Tanaka, Y. et al. Nature Cancer 2, 962-977 (2021).
2. 2 Soda, M. et al. Nature 448, 561-566 (2007).

 
※이 기사는 「Nature 다이제스트」에서 전재하고 있습니다.
원본: Nature 다이제스트 2022년 1호
「기술 위암의 전체 게놈 분석에서 보이는 치료 표적"
Nature 다이제스트 Vol. 19 No. 1 | doi : 10.1038/ndigest.2022.220130