악성 말초 신경초 종양의 마우스 모델에서 치료 표적을 식별하기 위한 유전자 프로파일링 및 게놈 규모 드롭아웃 스크리닝
2023년 8월 25일
우리는 유전자 조작 마우스 모델에서 발생하는 종양과 해당 인간 종양 유형에서 발생하는 종양의 치료 표적을 식별하고 비교하기 위해 게놈 분석 및 기능적 게놈 스크리닝을 활용하는 종간 비교 종양유전체학 접근 방식을 개발했습니다.
우리는 산발성 및 NF1 관련 악성 말초 신경초 종양의 발병 기전을 이해하기 위해 노력하고 있습니다. 우리의 목표는 이러한 매우 공격적인 신생물에 대한 새로운 치료법을 논리적으로 개발하는 것입니다. 현재 연구를 발전시키기 위해 구현하고 있는 기술에는 게놈 스케일 shRNA 스크리닝, 단일 세포 염기서열 분석, BaseScope in situ 프로브 및 생물정보학과 같은 편향되지 않은 방법이 포함됩니다.
현재의 다양한 접근법을 사용하여 악성 말초 신경초 종양의 증식과 생존에 필수적일 뿐만 아니라 치료적으로 표적이 될 수 있는 여러 수용체를 확인했습니다. 이러한 수용체에는 뉴레굴린 수용체(neuregulin receptor), ErbB3 및 리소포스파티드산 수용체(lysophosphatidic acid receptor) 3가 포함됩니다. 이 접근법 사용의 장점은 MPNST 암 세포주에서 15 이상, 000 유전자의 증식 중요성을 시험하는 능력에 있습니다.
이는 MPNST 치료에서 탐색되지 않은 표적을 식별하는 편향되지 않은 접근 방식입니다. 앞으로 우리 실험실의 초점은 화면에서 식별된 표적을 검증하는 데 집중할 것입니다. 여기에는 세포주와 배양에 억제제를 사용하는 것이 포함되며 궁극적으로 이를 동물 실험으로 전환하는 것이 포함됩니다.
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개요
본 연구는 악성 말초신경초종양(MPNST), 특히 NF1과 관련된 종양의 병인론을 조사합니다. 이 연구는 이러한 공격적인 종양에 대한 새로운 치료 옵션으로 이어질 수 있는 치료 표적을 식별하기 위해 고급 유전체 기술을 활용합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 종양유전체학
- 신경과학
- 암생물학
배경
- MPNST는 매우 공격적인 신생물입니다.
- 이들의 발병 기전을 이해하는 것은 효과적인 치료법 개발에 매우 중요합니다.
- 현재 연구는 산발성 및 NF1 관련 종양 모두에 초점을 맞추고 있습니다.
- 유전자 변형 마우스 모델이 비교 분석에 사용됩니다.
연구 목적
- MPNST의 치료 표적을 식별하고 비교하기 위함입니다.
- 이러한 종양에 대한 새로운 치료법을 개발하기 위함입니다.
- 더 나은 이해를 위해 종간 유전체 분석을 활용하기 위함입니다.
사용된 방법
- 게놈 규모 shRNA 스크리닝
- 단일 세포 시퀀싱
- BaseScope 인시튜 프로브
- 생물정보학 분석
주요 결과
- MPNST 증식 및 생존에 필수적인 수용체의 식별.
- 수용체에는 erbB3 및 리소포스파티딕산 수용체 3이 포함됨.
- 증식에 미치는 중요성을 확인하기 위해 15,000개 이상의 유전자를 조사함.
- 치료적 표적이 가능한 다수의 수용체를 식별함.
결론
- 본 연구는 MPNST의 잠재적 치료 표적에 대한 통찰을 제공합니다.
- 첨단 유전체 기술은 암 연구를 크게 향상시킬 수 있습니다.
- 확인된 수용체에 대한 추가 탐색은 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
악성 말초신경초종(MPNST) 마우스 모델에서의 게놈 규모 드롭아웃 스크리닝 및 유전적 프로파일링을 통해 필수 신호 전달 경로와 약물 표적 가능 대상들을 체계적으로 식별할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 임상적 선택지가 제한적이고 기존 치료법이 실패한 희귀하며 공격적인 암에서 표적 검증이라는 과제를 해결합니다. 종 간 비교 온코게노믹스를 통합함으로써 예측 신뢰도를 높이고 새로운 치료제 개발을 위한 위험 조정 포트폴리오 결정에 유용한 정보를 제공합니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 종양 증식 및 생존에 대한 기능적 관련성이 있는 15,000개 이상의 유전자에 대해 편향 없는 조사를 가능하게 합니다.
- erbB3 및 lysophosphatidic acid receptor 3와 같이 치료 가능성이 있는 새로운 표적의 식별 및 우선순위 설정을 지원합니다.
- 인간 및 마우스 모델 전체에서 후보 드라이버 돌연변이를 검증함으로써 메커니즘적 리스크 감소를 촉진합니다.
- 표적을 후속 검증 및 스크리닝 단계로 진행시키기 위한 예측 신뢰도를 향상시킵니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 고처리량 shRNA 스크리닝 및 정량적 세포 생존율 분석을 위한 검증된 세포 기반 시스템을 구축합니다.
- 이미징 사이토메트리와 직접 세포 계수를 사용하여 세포 증식에 미치는 유전자 녹다운 효과를 재현성 있게 측정할 수 있습니다.
- 후보 타겟 및 억제제의 체계적 평가를 위한 분석 표준화 및 확장성을 지원합니다.
- 조건 간 및 종 간 비교를 위한 견고한 정량적 결과물을 제공합니다.
중개 및 전임상 연구
- 후보 표적 검증을 질환 관련 마우스 모델 및 희귀 인간 종양 표본과 연계합니다.
- 유전적 발견부터 세포주 및 동물 모델에서의 전임상 억제제 테스트까지 중개 연구의 연속성을 가능하게 합니다.
- 두 종 모두에서 기능적 영향이 입증된 표적의 위험 조정 기반 추진을 지원합니다.
- 향후 임상 개발을 위한 중개 바이오마커의 식별을 용이하게 합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 워크플로우는 초기 발굴부터 타겟 검증, 스크리닝 및 전임상 연구까지 통합하며, 종 간 비교 유전체학을 활용하여 리드 물질 식별 및 중개 연구의 진전을 도모합니다.
- 발견 생물학: 게놈 규모의 shRNA 드롭아웃 스크리닝을 통해 종양 증식에서의 유전자 기능에 관한 귀무가설을 체계적으로 검증합니다.
- 스크리닝: 정량적이고 재현 가능한 세포 생존력 및 넉다운 데이터를 제공하여 견고한 분석법 개발을 지원합니다.
- 분석: 추가 검증을 위한 타겟 및 경로의 우선순위를 정할 수 있도록 통계적 결과와 비교 분석을 제공합니다.
- 중개 연구: 마우스 모델의 발견 사항을 희귀 인간 종양 샘플과 연결하여 바이오마커 및 타겟의 연속성을 지원합니다.
- 기업적 재사용: 다른 희귀암 또는 유전적으로 복잡한 암의 타겟 발굴을 위해 확장 가능하고 재사용 가능한 플랫폼을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 표적 선정 시 예측 신뢰도를 높이고 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 재현성과 확장성을 위해 고처리량 스크리닝 및 정량적 분석을 표준화합니다.
- 전략적 가치: 희귀암 치료제 발굴 과정에서 정보에 기반한 진행/중단(go/no-go) 결정과 자본 효율적인 포트폴리오 분류를 가능하게 합니다.
- 포트폴리오 영향: 위험 조정 우선순위 설정과 중개 연구 관련성이 검증된 표적의 진전을 지원합니다.
구현 시 고려 사항
- 기능 유전학, 생물정보학 및 고속 대량 스크리닝 기술에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 유전자 변형 마우스 모델, 희귀 인간 종양 표본 및 첨단 이미징 사이토메트리 플랫폼에 대한 접근 권한이 요구됩니다.
- 분석 프로토콜과 데이터 분석 파이프라인에 대해 팀 간의 엄격한 표준화가 필수적입니다.
- 질환별 모델 시스템 및 샘플의 제한 사항을 수용할 수 있도록 스크리닝 및 검증 워크플로우를 조정해야 합니다.
- 정량적 결과 해석을 위한 강력한 통계 분석 도구의 가용성에 의존합니다.
