项目标书摘要：연구내용■ 연구 가설:약제내성 CAF 아형 특이 표적을 조절을 통해 항종양 약제내성 극복-페암의 암-관련 섬유아세포 아형별 표적이 종양세포와 상호작용을 하면서 세포성장및 생존에 역할을 하며,항종양약제 치료 효과에 영향을 미칠 수 있다는 가설을 검증하고자 함.-CAF 조절은 기존 세포독성항암제 혹은 면역관문억제제와의 새로운 병합치료모델로서 치료내성 개선 및 종양면역기능 활성화를 통해 치료 효과 개선을 가져올 수 있음.■ 연구 목표:?폐암 암연관 섬유아세포 아형별 치료 표적 선정-환자로부터 얻어진 종양에서 분리한 CAF에서 아형별로 예후관련 혹은 약제내성관련 표적 선정.-CAF 아형별 표적이 약제내성에 미치는 기작 및 하위신호전달체계의 규명?폐암 환자 특이 오가노이드 실험 모델 구축-환자로부터 얻어진 폐암 세포와 암연관섬유아세포(CAF)의 co-culture를 통해 다양한 조건의 폐암 종양미세환경유사 오가노이드 모델 구축.?CAF 아형별 표적에 대한 새로운 약물 발굴 및 약제 내성 극복모델 구축-본 연구팀에서 확보한 인공지능 알고리즘을 통해 기존 약제 repurposing 혹은 새로운 후보 약물 선정-새로운 후보물질이 암세포와 CAF에 미치는 생물학적 효능 평가-새로운 후보물질이 기존 항암제(세포독성항암,표적항암제,면역항암제)약제 내성 극복 가능성 확인?CAF 아형 조절을 이용하여 새로운 고형암 치료 전략 제시-약제내성 CAF를 억제함으로 기존 항종양약제 효능을 증강시키고 내성을 극복하는지 확인.-종양미세환경을 표적으로 하는 새로운 치료 병합모델 제시■ 폐암 환자의 정상 및 종양 조직에서 CAF 분리 배양?폐암환자 외과적 절제술 후 확보한 정상 및 종양 조직을 단일 세포로 분리?섬유아세포를 특이적인 마커인 THY1을 이용하여 선택적으로 분리:MACS 방법 이용■ 종양미세환경 실험을 위한 폐암 환자특이 오가노이드 실험모델 구축?폐암환자 외과적 절제술 후 확보한 정상 및 종양 조직 오가노이드 모델구축?오가노이드 모델 및 종양미세환경에서의 적용가능성 확인-오가노이드 모델 이용시 치료내성극복 기전 특이적 치료전략 개발 가능성을 높일 수 있음.-[치료불응성암환자 ▶ 다양한 종양미세환경별 질환모델링 ▶ 약제감수성 확인 ▶ 치료전략선택]의“Bed to Bench and back to Bed”의 이행연구를 성공적으로 수행할 수 있는 응용모델 정립함.■ CAF 아형별 표적 선정 및 생물학적 조절기작 규명 및 임상적 효과 분석?CAF 아형별 예후관련 표적유전자를 Wx 모델을 통해 선청 → 표적유전자의 과발현 혹은 knockdown 후 CAF에서의 기능 탐색 → 항암제 감수성에 미치는 영향 분석?폐암환자 FFPE 조직에서 표적 유전자 발현을 qRT-PCR 및 in situ hybridization으로 분석 → 폐암 병기 및 환자 생존률에 미치는 영향 분석?폐암환자의 원발암 및 전이암에서 표적 유전자 의 발현 비교 → 폐암전이에 미치는 영향 분석?폐암환자 혈액(plasma)에서 표적 유전자를 qRT-PCR 통해 검출 시도 → 약제내서 바이오마커 가능성탐색■ 딥러닝 알고리즘을 이용한 CAF 아형별 타겟 단백을 표적할수 있는 표적 후보먁물 도출 및 생물학적 효능 분석?본 연구팀이 확보한 딥러닝 알고리즘 방법을 통하여 아형별 표적 후보약물 도출예정?확보한 primary sequence 기반 mutation sensitive deep learning model은 특정 변이에 반응하는 약물들을 인공지능을 이용하여 repositioning,optimization,혹은 generation함.?인공지능 알고리즘을 통하여 표적에 Binding Power가 클 것으로 예측 되는 약물을 스크리닝 시행예정.1)기존 약물의 drug repurposing 2)새로운 IP 후보물질 발굴?후보물질을 이용하여 폐암세포주,생쥐모델 및 오가노이드 모델에서 표적 단백의 억제 효과 규명?CAF에서 표적 유전자 발현 억제 → 폐암세포와 co-culture 후 tumor spheroid invasion assay 수행?CAF를 포함함 생쥐폐암 모델과 오가노이드 모델에서 표적 유전자 발현 조절을 통한 암진행,전이 및 약제 내성여부 측정(1)학문적 파급효과?기초부터 임상까지 종합적인 연구를 통해 종양미세환경에 대한 전반적인 이해를 높이고 CAF 조절 기반 암치료에 대한 새로운 전략을 제시함?폐암 조직을 이용해 CAF를 포함한 오가노이드 질병모델 수립을 통한 새로운 종양미세환경 연구활성화에 기여할 것임.?본 과제는 CAF 아형관련 관련 유전자들이 암세포의 전이성,가속성에 어떠한 영향을 미치는가,어떤 조합의 경우에 가장 효율적으로 암세포의 전이성을 조절할 수 있으며,실제 응용가능성이 있는지,실제 임상 적용 가능성이 있는 유전자의 경우 그 활용도를 어떻게 높일 수 있는지에 대한 기초연구자료를 제공하는 데 그 목적이 있음.?폐암 뿐만 아니라 다른 암 등 다른 질환 관련 연구에서도 비슷한 접근 방식 시도 가능(2)기술적 파급 효과?새로운 치료내성 극복 모델 제시 및 이를 활용한 치료법개발에 실험적 토대 및 임상실험조건 확립에 기여?효과적인 치료방법을 통해 폐암 환자의 생존율 및 완치율을 높여 의료비 절감 및 삶의 질 향상?새로운 치료모델을 제시함으로써 관련 제반 산업의 고용창출 및 부가가치 생산
