영상요약
T 세포는 암세포나 바이러스를 인식하여 제거하는 강력한 능력을 지녔지만, 종양 환경에서는 세포독성을 잃고 점차 기능을 상실하는 '탈진(Exhaustion)' 상태에 빠지기 쉽습니다. 특히 고형암 치료에 있어 T 세포의 낮은 유지율과 기능 장애는 해결해야 할 핵심 과제로 남아 있습니다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 T 세포의 분화 상태를 정밀하게 조절하는 기술에 주목했습니다. 유익한 조직 상주 기억 T 세포(TRM)의 특성은 유지하면서도 탈진을 억제할 수 있다면, T 세포가 가진 치료적 잠재력을 극대화하여 환자의 생존율을 높일 수 있기 때문입니다.
연구팀은 TAIZI라는 전사 인자(TF) 분석 플랫폼을 활용해 9가지 세포 상태에 걸쳐 전사 인자의 영향력을 매핑했습니다. 분석 결과, 여러 상태에 관여하는 다중 상태 드라이버와 특정 상태에서만 활성화되는 단일 상태 전사 인자를 명확히 구분해낼 수 있었습니다. 특히 TRM 형성과 탈진 과정은 유전적으로 유사하지만 기능적으로는 매우 다릅니다. 이 플랫폼을 통해 탈진에만 특이적으로 작용하는 새로운 표적을 발굴함으로써, 다른 유익한 세포 상태를 방해하지 않고도 정밀한 세포 프로그래밍을 수행할 수 있는 과학적 기반을 마련하게 되었습니다.
T 세포가 탈진에 저항하며 강력한 세포독성을 나타내는 동시에, 장기적인 면역력을 유지하는 조직 상주 기억 T 세포(TRM)의 잠재력을 보존하도록 정밀하게 설계할 수 있습니다.
발굴된 전사 인자 중 Zscan20과 같은 탈진 특이적 인자를 제거했을 때, T 세포는 탈진 상태가 감소하고 세포독성 사이토카인 생성이 눈에 띄게 향상되었습니다. 쥐 실험 결과, 이러한 유전자 조작은 종양 제어 능력을 획기적으로 개선했으며 바이러스 억제 효과도 뛰어난 것으로 나타났습니다. 반면 TRM 형성에는 부정적인 영향을 주지 않아 세포의 내구성을 안정적으로 유지할 수 있었습니다. 이는 특정 단일 상태 전사 인자를 선택적으로 조절하는 것이 T 세포의 기능을 최적화하고 항암 효과를 극대화하는 데 얼마나 결정적인 역할을 하는지 입증한 사례입니다.
이러한 쥐 모델에서의 발견은 인간 범암 아틀라스 데이터 분석을 통해 그 보존성이 확인되었습니다. Zscan20 및 JDP2와 같은 인자들은 인간 T 세포에서도 동일한 기능을 수행함이 검증되었으며, 이를 제거할 경우 기억 잠재력과 세포독성 능력이 강화되었습니다. 특히 기존 면역항암제인 면역관문 억제제와 전사 인자 조작 T 세포를 병용했을 때, 흑색종 모델에서 종양 부담이 현저하게 감소하는 시너지 효과를 확인했습니다. 이는 임상 현장에서 활용될 맞춤형 차세대 CAR-T 치료제 개발에 있어 매우 고무적인 연구 결과로 평가받고 있습니다.
마지막으로 연구팀은 기능 획득(GoF) 스크리닝 플랫폼인 SEGO를 통해 Myc 유전자의 새로운 역할을 발견했습니다. Myc의 항상적 과발현은 세포의 증식과 줄기세포 유사 상태를 촉진하여 예상치 못했던 수준의 종양 조절 능력을 보여주었습니다. 연구팀은 이제 한 걸음 더 나아가 전사 조절의 역동성을 포착하는 '기능 유전체학 2.0'과 신호 재배선 기술을 결합하고 있습니다. 억제 신호인 PD-1의 활동을 재구성하여 세포 상태를 활성화하는 유전자 회로를 구축함으로써, 보다 진보된 맞춤형 면역 치료 시스템을 완성해 나갈 계획입니다.