항암 분자표적치료제
내성 유발 돌연변이 제어 기초 연구실
(한국연구재단)
본 실험실에서 최적화 및 운용 중인 중요 연구 platform 및 연구 모델
가. 연구 platform
1. Fluidigm Excess-array
본 실험실에 보유하고 있는 Access array는 48개의 샘플을 48개의 primer를 이용하여 동시에 amplicon을 형성할 수 있으며, 각 샘플의 인덱싱 (최대 384개의 인덱싱)을 통해, pooled 시퀀싱을 진행하여 기존의 amplicon 시퀀싱에 비해 비용, 시간, 효율성 측면에서 큰 장점이 존재 함.
본 연구진은 선행 연구를 통해 다양한 시료에서 Access array를 이용하여 성공적으로 고민감도의 표적 시퀀싱을 위한 시퀀싱 라이브러리 제작 방법을 최적화 함. 특히, FFPE 환자 시료를 이용한 한 차세대 표적 시퀀싱(NGS) 진행 결과, 대부분의 FFPE 시료에서 최소 20000X 이상의 시퀀싱 민감도를 확보하였고 평균 22,852X의 데이터를 생성하였음.
이러한 최적화 기술을 통해 환자 시료에서 다양한 유전자의 변이를 시스템적으로 발굴하고 현재 진행중인 다양한 연구에 적극 활용하고 있음.
2. illumina MiniSeq
3. shRNA, ORF, Crispr/Cas9 기반 대단위 기능유전체학 스크리닝 연구 platform
4. FDA 승인 약물 라이브러리 기반 스크린닝 (실험실 보유 Cytation5 및 Beckman Liquid handler 활용)
우리 실험실에는 FDA 승인 임상에 사용되는 약 2,400여개의 약물 라이브러리를 보유하고 있으며, 확립된 다양한 유전자 변이를 갖고 있는 종양 모델에 최적의 항암 효과를 갖는 표적약물을 Beckman자동화 장비를 이용하여 시스템적으로 발굴하고 있으며, 특히 각 유전자 변이에 의해 결정되는 고유의 표현형 변화에 근거한 스크리닝을 Biotek Cytation5 장비를 이용하여 확인하는 연구를 진행중임.
나. 연구 모델
1. 종양 세포주 모델
우리 실험실에는 폐암, 대장암, 뇌종양 등 여러 암종의 세포주 모델을 보유하고 있으며, 이러한 모세포주에 ORF, shRNA 등을 발현시켜 확립한 세포주(약 2,000여종)와 다양한 표적약물 내성을 갖는 세포주 (200여종)을 보유하고 다양한 약물 스크리닝 및 기전 연구에 활용하고 있음.
2. 오가노이드 모델
또한, 임상적으로 유사한 모델을 통해 연구를 진행하고자 본 실험실에서는 대장암, 폐암, 뇌종양 오가노이드 모델을 각각 아산병원, 삼성서울병원, 성균관대학교 연구자와 공동 연구를 통해 확립하고 이들 모델을 통해 여러 연구를 진행중임.
3. 마우스 모델
우리 실험실이 있는 약학관 6층에 동물실이 있으며, 앞서 설명한 세포모델을 통해 얻어진 연구 결과(종양 형성, 약물 반응성 등)에 대해 마우스 모델을 활용하여 독립적 검증 실험을 주기적으로 수행하고 있음.
우리 실험실은 차세대 시퀀서인 illumina MiniSeq을 보유하여 다양한 종양 시료에서 표적유전자 변이를 발굴하여 여러연구에 적극 활용하고 있음. 특히 앞서 소개한 엑세스어레이와 연계하여 환자 시료 또는 세포 모델에 존재하는 특정 표적유전자의 변이를 높은 민감도로 정확하게 확인하는 연구 파이프라인을 개발하여 운용중임.
또한 대단위 기능유전체 연구기법인 pooled shRNA, Cripr/Cas9 스크리닝의 바코드 시퀀싱에도 적극 활용하고 있음.
우리 실험실은 Whole genome을 표적하는 shRNA 및 Crispr/Cas9 그리고 약 600개의 human kinase 라이브러리를 보유하고 있으며, 이들을 발현하는 렌티바이러스를 세포주에 pooled 또는 arrayed 방법을 통해 도입하고 다양한 조건하에 표현형의 변화를 통해 연관 유전자를 바코드 시퀀싱을 이용하여 발굴하는 일련의 시스템을 최적화하였으며, 현재 여러 연구에 적극 활용하고 있음.
특히, 현재 구축된 access array와 MiniSeq과 연계하여 중요 유전자를 시스템적으로 발굴하는 연구 파이프라인을 확립함.
Lab Research Overview