목암생명과학연구소-차백신연구소, RNA 데이터 및 AI 알고리즘 연구성과 국제학술지 게재

차백신연구소의 면역항암제 후보물질의 작용원리를 목암생명과학연구소와의 공동연구로 밝혀냈다.

목암생명과학연구소는 차백신연구소의 면역항암제 후보물질 ‘CVI-CT-001’의 암세포 사멸 유도 기전을 규명한 공동 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘사이언티픽 리포트’에 게재했다고 23일 밝혔다.

CVI-CT-001은 차백신연구소가 독자개발한 면역증강제 ‘엘-팜포’(L-pampo)를 활용한 면역항암제 후보물질이다. CVI-CT-001은 전임상 연구에서 특정 암세포를 사멸시키고 암 세포내의 환경을 고면역원성으로 전환시킬 수 있음을 실험적으로 확인했지만 어떻게 암 세포를 사멸할 수 있는지에 대한 구체적인 메커니즘은 밝혀지지 않았다.

차백신연구소가 실험 디자인 및 데이터 생산을 맡고, 목암생명과학연구소가 인공지능(AI) 및 생명정보학 기술을 이용하여 생산된 데이터를 분석하는 형식의 협력연구를 통해 규명해냈다.

이번 연구에서 차백신연구소와 목암생명과학연구소는 CVI-CT-001을 처리한 세포주들의 전사체 발현 데이터를 RNA 시퀀싱 기반으로 다양한 AI 및 생명정보학 알고리즘을 통해 분석했다. 연구진은 CVI-CT-001에 의해 활성화된 톨유사수용체(TLR) 신호전달경로와 이와 관련돼 발현된 특정 유전자들의 집합군(cluster)을 찾아냈다. 그 결과, CVI-CT-001이 TLR2/3를 발현하는 암 세포의 대사 및 활성산소(ROS) 발생 경로를 통해 암 세포를 선택적으로 사멸시킬 수 있다는 새로운 가능성을 제시했다.

연구진은 CVI-CT-001에 반응하는 세 가지 세포주의 전사체 데이터를 비교해, 세포주 별 차등발현 유전자의 연관성을 모두 반영한 하나의 유전자 공발현 네트워크(gene co-expression network)를 구축했다. 이 네트워크를 기반으로 유전자의 상관관계를 분석해시간대별 및 세포주별로 차이가 나는 유전자들의 집합군을 찾아냈다. 이어 유전자 간의 최단 경로 탐색 알고리즘을 통해 주요 분자 신호의 하위 네트워크를 재구성하는 등 목암연구소의 AI 및 생명정보학 기술로 CVI-CT-001이 암 세포를 사멸시키는데 중요한 역할을 하는 유전자들을 예측했다.

신현진 목암생명과학연구소 소장은 “이번 연구는 RNA-Seq 전사체 데이터에 담겨 있는 미세한 약물반응 신호를 AI 알고리즘을 활용하여 잡아냈다”며 “본 연구결과는 AI 기술이 약물의 작용 메커니즘을 유추해 신약개발을 가속화할 수 있다는 것 또한 시사한다”고 말했다.

염정선 차백신연구소 대표는 “면역항암제가 암 세포에 어떻게 작용하는지 기전을 확인하는 것이 중요한데, 이번 연구에서로 CVI-CT-001이 암세포를 죽이는 과정이 AI를 활용해 밝혀졌다는 점에서 큰 의의가 있다”고 강조했다.

이우상 기자 idol@hankyung.com