바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 장종원 기자

국내 연구진이 갑상선암 발생과 DNA메틸화가 밀접한 관련이 있음을 규명했다. 또한 경계성 종양과 악성종양을 구분할 수 있는 신규 DNA메틸화 바이오마커를 발굴했다.

DNA메틸화(methylation)는 DNA 염기서열에서 이중 뉴클레오티드인 CG의 C(시토신)에 메틸기(CH3)가 추가돼 발생하는 후성학적 변화를 말하는 것으로 유전자 발현에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

한국생명공학연구원의 김용성 박사 연구팀과 서울성모병원 정찬권 교수 연구팀은 갑상선암과 DNA메틸화간의 관계를 규명한 연구결과를 갑상선 분야 국제학술지 싸이로이드(Thyroid, IF 7.786) 최근호(2020년, 30권 2호)에 게재했다고 16일 밝혔다(https://doi.org/10.1089/thy.2019.0011).

인체의 각종 정상세포에서 종양억제유전자의 프로모터 DNA에는 메틸기가 부착돼 있지 않아 유전자 발현이 활성화돼 있으며, 반대로 종양유전자의 프로모터 DNA에는 메틸기가 부착돼 유전자 발현이 억제된 상태로 존재한다. 그러나 정상세포에서 종양억제유전자의 프로모터 DNA가 메틸화되면 유전자 발현이 억제되고, 또한 종양유전자의 프로모터가 탈메틸화되면 유전자 발현이 활성화돼 암세포가 발생하게 된다

최근 특정세포 또는 질환세포에서 프로모터와 멀리 떨어져서 유전자 발현의 조절에 참여하는 DNA 영역이 발견됐는데 이를 인헨서(enhancer)라 부르며, 이 부위에서의 DNA 메틸화 변화가 인헨서의 기능을 조절하는 것으로 밝혀지고 있다. 갑상선암의 발생과 프로모터 DNA 메틸화의 관련성은 보고된 바 있으나 인헨서 부위에서의 관련성은 아직 보고된 바 없으며, 특히 경계성 갑상선종양 및 악성 갑상선암을 식별할 수 있는 DNA 메틸화 분자 마커의 연구는 진행된 바 없었다.

연구팀은 갑상선암 특이적으로 변화하는 수천개의 뉴클레오타이드(CpG) 위치에서 DNA 메틸화 변화가 관찰되며, DNA 메틸화 변화는 유전자 발현에 영향을 주는 것을 확인했다. 또한 인헨서 및 유전자상의 DNA 메틸화 변화가 유전자 발현에 영향을 주어 갑상선암 발생에 밀접한 관련이 있음도 규명했다.

특히 MMP7(matrix metalloproteinjase-7, cg10705422), MICAL2(microtubule associated monooxygenase, calponin and lim domain containing 2, cg17707274) 및 DIAPH1(diaphanous related formin-1, cg26849382) 유전자의 DNA 메틸화가 악성 갑상선암에서 매우 증가하는 사실을 밝혔다.

또한, 연구팀은 대규모 코호트 연구를 통해 해당 유전자 상의 DNA메틸화 수치가 경계성 갑상선종양에 비해 악성 갑상선유두암종에서 급격하게 증가하는 것을 확인했으며 예후가 나쁜 유형일수록 DNA메틸화 수치가 더 높게 나타난다는 사실을 확인했다.

연구책임자인 김용성 박사는 “이번 연구 성과는 갑상선암의 발생 및 진행에 DNA 메틸화가 매우 밀접하게 관련되어 있다는 사실을 밝힌 것”이라며, “새로이 발굴된 (MMP7, MICAL2, 및 DIAPH1) 유전자 상의 DNA 과메틸 바이오마커를 활용해 악성 갑상선암의 진단 및 예후 판정을 위한 실용화 기술 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.