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@@이디엄<로그프레소>
---대학생 때부터 만든 초고속 보안시스템--스타트업코리아(26) 이디엄의 ‘로그프레소’
디지털 환경에서 생성되는 엄청난 양의 데이터를 빅데이터(Big Data)라고 한다. 데이터 량이 폭증하면서 이를 활용한 비즈니스가 계속 늘고 있다.
유통, 통신, 제조, 의료, 금융, 공공부문 등 거의 모든 산업 영역에서 빅데이터를 활용, 시장을 창출하고 있는 중이다. 시장조사 기관인 IDC에 따르면 올해 전 세계 빅데이터 시장 규모는 169억 달러로 지난해와 비교해 39.4%가 늘어났다.
반면 국내 빅데이터 시장은 아직 초보 수준에 머물러 있다. 1~2억 달러(추정) 수준에서 시장을 형성하며 시장 초기 현상을 보이고 있는데 이런 분위기 속에서 다국적 기업들과 당당하게 경쟁하고 있는 스타트업이 있어 화제다.
---대용량 데이터 수집해 이상한 금융거래 분석
이디엄(EEDIOM, 대표 양봉열)은 2013년 3월 만들어진 회사다. 이곳에서는 빅데이터를 수집‧분석하는 플랫폼을 기반으로 다양한 컨설팅을 수행하고 있는 중이다.
스타트업 ‘이디엄’에서 지난 6월에 출시한 빅데이터 분석 솔루션 ‘로그프레소(LogPresso)’. 국내 다수의 대기업, 공공기관에서 이 솔루션을 도입할 만큼 그 분석, 처리 능력에 있어 우수성을 인정받고 있다. ⓒ https://www.facebook.com/eediom#!/
올해 6월에는 ‘로그프레소(LogPresso)를 출시했다. 이 검색엔진은 기존의 오픈소스를 기반으로 하고 있는 빅데이터 검색엔진 성능에 한계를 느끼고 4년여에 걸쳐 자체 기술로 개발한 빅데이터 분석 솔루션이다.
구동언 운영이사는 최근 열린 ‘영 이노베이터 토크’(STEPI 주최)를 통해 ‘로그프레소’가 스플렁크, 루씬 등 이전에 선보인 외국산 오픈소스 솔루션보다 5~10배 빠른 속도로 로그를 읽고 인덱싱할 수 있다고 말했다.
이 제품은 출시 직후 국내 최대 보안회사와 대형 공급 계약을 맺는 기염을 토했다. 빅데이터 기반으로 이상 금융거래 탐지솔루션을 개발하고 있는 데이터밸류는 ‘로그세이‘를 기반으로 지난 7월 금융권 이상거래 탐지 솔루션 ‘로그세이(LogSay)’를 공동 개발해 출시했다.
‘로그프레소’를 데이터 처리 엔진으로 탑재한 후 대용량 데이터를 수집해 수많은 이용자들의 금융 거래 패턴을 고속으로 분석해나가는 방식이다.
금융위원회에서 발표한 이상거래탐지시스템 운영지침과 금융권 내 실무자들의 요구사항을 바탕으로 대용량 처리속도, 이용자 매체정보 암호화, 실시간 탐지 및 분석, 이용자 금융 거래 패턴 분석 기능 등을 다양하게 수행하고 있다.
이외에도 LG유플러스, SK플래닛 등 대기업과 정부통합전산센터, 경찰청, 병부청 등 공공기관, 보안회사, 게임회사, 컨설팅 회사 등에 이르기까지 다수의 클라이언트를 두고 활발한 영업을 하고 있다.
이디엄을 창업한 양봉열 대표이사, 구동언 운영이사(COO), 황원근 기술이사(CTO) 등은 끈끈한 우정을 나누고 있는 오랜 친구 관계다.
---대학생 시절부터 보안시스템 개발에 몰두
보안업체인 인젠(INZEN)에서 대학생 신분으로 일하면서 보안 관련 서비스를 개발했던 것이 인연이 됐다. 이때 경험을 지난 2009년 1월 보안 전문업체인 ‘엔초비’를 창업했다.
엔초비에서 시도한 것은 온라인 소프트웨어로 공급하는 보안 관련 정보공유 서비스였다. 인터넷을 통한 공유 서비스 ‘인터넷 스톰센터’를 통해 월 5만~10만원으로 이용이 가능한 보안 시스템을 선보였다.
그러나 예상과 달리 유저들의 반응은 미미했다. 창업의 큰 꿈을 안고 출발한 이들 3명의 창업자들은 창업자들이 겪는 첫 번째 쓴 맛을 맛봐야 했다. 구동언 이사는 “과거의 실패를 또 다시 반복하고 싶지 않았다”고 말했다.
그러기 위해서는 유저들이 선호하는 제대로 된 제품을 만들어야 했다. 실패의 아픔을 뒤로 하고 지난해 3월 두 번째 스타트업 ‘이디엄’을 창업했다. 그리고 과거 기술을 보완해 새로운 보안 서비스를 개발했다.
로그프레소의 강점은 보안성이다. 모든 데이터를 암호화해 저장하는 등 보안성에 모든 기술을 집중했다. 하툽 등 외부 빅데이터 플랫폼들과의 연동성에도 관심을 기울였다. 이런 기술적인 노력의 결과로 지난 6월 국산 보안 시스템의 강자 ‘로그프레소’가 탄생했다.
구 이사는 ‘로그프레소’에 고급 데이터 분석 기능과, 페타바이트급 데이터 처리 능력을 탑재했기 때문에 실시간으로 의사를 결정할 수 있는 등 외국산 시스템과 경쟁할 수 있는 강점을 지니고 있다고 말했다.
특히 속도 면에서 강점을 지니고 있다고 말했다. 초당 30만 건(로그 300바이트 기준)의 로그를 실시간으로 인덱싱하며, 1테라바이트(TB)의 데이터가 쌓인 경우 특정 단어를 검색하는데 10~30초밖에 걸리지 않는다는 게 회사 측 설명이다.
사물인터넷 등으로 인해 데이터 사용량이 팽창하고 있는데 갖가지 사고, 악성 해킹 등이 난무하고 있으며 이런 여파로 세계 보안시장은 빠른 속도로 팽창하고 있는 중이다.
영국 일간 가디언 지는 최근 보도를 통해 “전 세계 지식정보 보안시장은 2007년 이후 연평균 12.8%씩 성장하고 있으며, 2013년 기준 3314억달러(약 338조원)를 기록했고, 오는 2016년 4929억달러까지 그 규모가 커질 것으로 전망하고 있다.
국내 시장 역시 계속 확대되고 있는 중이다. 한국인터넷진흥원(KISA)에 따르면 국내 보안산업의 시장 규모는 오는 2016년 10조3094억원 대까지 성장할 전망이다. 그러나 팽창하는 국내 보안시장을 외국 업체에 다 내줄 수 없다는 것이 업계 판단이다.
해외 기업들의 국내 보안시장 진출도 계속 늘어나고 있다. 어떻게 보면 국내 보안시장을 외국 기업에 다 내줄 수 있다는 위기감이 팽배하고 있다. 이런 분위기 속에서 한국의 젊은 창업가들이 힘을 합쳐 만든 스타트업 ‘이디엄’의 활약이 더욱 기대되고 있다.
•이강봉 객원편집위원다른 기사 보기aacc409@naver.com--•저작권자 2014.10.07 ⓒ ScienceTimes
@@DNA 나노구조체로 항암 효과 높여 과학뉴스읽기 / KOFAC과학창고 --2014/10/07 16:05...복사 http://blog.naver.com/scienceall1/220143754057 --[인터뷰] 김원종 IBS 복잡계 자기조립 연구단 박사
암을 정복하기 위한 인류의 연구는 계속 되고 있다. 인체 내에서 비정상적으로 증식하는 암 세포를 ‘선택적’으로 처리할 수 있다면 인류는 암에 대한 공포에서 벗어날 수 있겠지만 대부분의 항암제가 ‘비선택적’으로 작용하기에 효과적인 암 치료는 늘 연구의 대상이었다.
암 치료 연구가 계속 진행되면서 DNA는 유전정보의 저장물질과 약물로 주목 받아왔다. 높은 생체적합성, 주변 환경에 대한 안정성 및 네 개의 단순한 염기들의 상호작용으로 인해 예측 가능하고 프로그래밍화 할 수 있는 능력을 인정받아 뛰어난 생체재료의 하나로 그 가치가 재조명 되고 있는 상태다.
====암세포 만났을 때만 약물을 전달하다--김원종 IBS 복잡계 자기조립 연구단 박사 ⓒ IBS
DNA를 이용해 개발된 ‘DNA 구조체’는 상보적인 핵산끼리 서열 특이적 상호작용을 함으로써 자기조립(self-assembly) 된다. 자기조립된 나노단위 구조체인 ‘DNA 구조체’는 염기 서열을 조절함으로써 pH와 온도, 빛 등 주변 환경 변화에 의해 구조변환을 유도함으로써 역동적인 움직임을 유발한다.
하지만 기존에도 DNA가 접합된 나노입자에 대해서는 많은 연구가 진행된 바 있지만 혈관을 따라 주입했을 때 비특이적인 축적이 많아 독성을 유발할 수 있다는 문제점이 꾸준히 제기됐다. 이에 따라 암세포만 표적으로 삼아 약물체를 전달하는 시스템에 대한 연구가 필요하다는 주장이 제기되곤 했다.
국내 연구진이 암세포를 만났을 때만 약물 및 유전자를 전달하고 치료 효과도 높일 수 있는 원리를 규명해 주목을 받고 있다. 김원종 IBS 복잡계 자기조립 연구단 박사팀이 세포 내 수소이온 농도지수(pH)를 감응해 지능적으로 치료제와 유전자를 전달할 수 있는 나노입자 DNA 구조체를 개발한 것이다. 이에 따라 암세포에 항암제를 전달하고 약재 내성을 억제시켜 항암치료 효과를 향상시킬 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.
“저희 팀은 작은 나노입자 표면에 DNA를 고밀도로 붙이고 이후 DNA간 염기에 따른 특이적이고도 강한 결합을 바탕으로 DNA 나노구조체를 만들었습니다. 이 때 서로 결합하는 DNA사이에 항암제를 주입했어요. DNA 서열 구조가 세포 내 환경에 의해 변하는 원리를 이용해 세포 내에서만 감응하는 약물방출 시스템을 개발했습니다. 특히 작은 나노입자를 DNA에 결합한 만큼 특정 크기로 쉽게 조절할 수 있습니다. 이에 따라 크기도 제어할 수 있습니다. 크기를 자유자재로 조절할 수 있는 만큼 암세포 조직 근처로만 나노입자를 선택적으로 전달할 수 있고, 암치료에도 높은 효율을 기대할 수 있습니다.”
언급한 대로 연구진은 금 나노입자에 pH 감응형 DNA(i-motif DNA)와 상보적 결합을 하는 DNA, 치료 유전자인 안티센스 DNA(antisense DNA)를 붙여 조건에 따라 거동을 조절하는 지능적인 DNA 나노머신을 개발했다.
pH 감응형 DNA는 낮은 pH 조건에서 모양을 변형해 분리되는 성질을 갖는다. 김원종 박사팀은 이 점에 착안해 pH 감응형 DNA에 상보적 서열이 접합된 나노입자의 군집을 만들고 세포사멸을 유도하는 핵산(antisense DNA)을 금 나노입자 표면에 붙였다.
“금 나노입자는 세포 밖의 중성 pH에서는 DNA의 상보적 결합에 의해 나노입자 군집을 만듭니다. 그러다가 세포 안으로 들어가면 세포 내 엔도솜(endosome)의 낮은 pH에 감응해 서로 흩어지면서 내부에 담은 약물을 전달하죠. 또한 금 나노입자가 서로 흩어지면서 여기에 접합된 안티센스 DNA가 작용을 합니다. 치료제에 내성을 보이는 유전자 발현을 억제하는 거죠.”
===상용화 가능성 높인 DNA 나노구조체 개발==DNA-금 나노입자의 세포내부로 유입 후 작용 기작. ⓒ IBS
김원종 교수팀의 해당 연구는 그동안 정상세포까지 공격해 문제가 됐던 기존 방식과 달리 특정 크기로 조절 가능한 나노입자의 군집을 만들어 암세포에만 특이적으로 축적된다. 암세포 내부에서 특정 자극에 의해서만 흩어지고 약물과 유전자를 방출하기 때문에 치료의 효율은 높이고 부작용을 낮출 수 있다는 장점을 안고 있다. 해당 연구 결과는 그 성과를 인정받아 미국화학회가 발간하는 나노분야 저널 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 지 온라인 판에 게재되기도 했다.
선택적으로 암을 치료할 수 있는 연구. 사실 이전에도 암 세포만 선택적으로 치료할 수 있다는 연구결과는 여러 연구진에 의해 개발돼 왔다. 하지만 기존 연구는 암세포와 상호작용하는 특정 리간드를 이용해 시험관 수준에서 일반세포보다 암세포로 더 많은 유입이 된다는 것을 밝히는데 주로 그쳤다.
“반면 저희 팀은 조금 더 큰 관점으로 살펴봤습니다. 실제 혈류를 통해 이 물질이 유입됐을 때 암세포 주변의 느슨한 혈관벽을 뚫고 암세포 주변에 높은 효율로 축적되는 것을 밝혔다는 점이 기존 연구와 다른 부분이라고 할 수 있겠죠. 기존에는 작은 나노입자를 이용해 암세포 근처로 약물체 전달을 시도하면 암세포 뿐 아니라 여러 일반 세포의 혈관벽도 뚫고 들어갈 수 있었어요. 때문에 높은 부작용을 유발했죠. 본 연구는 DNA 기반의 나노입자 구조체를 이용해 약물이 암세포 특이적으로 유입 될 뿐 아니라 다른 세포로의 유입이 훨씬 적다는 것을 규명했다는 점에서 새롭다고 할 수 있습니다.”
김원종 박사팀이 이번 연구를 성공할 수 있던 것은 금나노입자에 치료유전자인 안티센스 DNA를 붙여야겠다는 발상이 있었기에 가능했다. 김원종 박사는 “그간 임상으로도 꾸준히 항암제는 이용돼 왔지만 결과적으로 항상 문제가 된 것은 높은 부작용과 특정 약물에 대한 내성이 생긴다는 점”이라며 “그래서 우리팀은 단순히 약물만 전달하는 것이 아니라 약물에 대한 내성을 해결하면 어떨까 생각했다”고 이야기 했다.
“그러한 발상에서 안티센스 DNA를 붙여보게 된 거예요. 그럴 경우 약물에 대한 내성효과를 극명하게 줄일 수 있어 치료효율이 훨씬 높아질 것이라고 기대했죠. 물론 약물의 효과를 보는 시간도 더 길어지고요. 특히 암세포는 매우 지능적이기 때문에 스스로 빠르게 성장하기 위해 자기사멸을 낮추는 시기를 기다립니다. 그 ‘시기’란 일반적인 세포가 죽는 때죠. 이 시기에 암 세포는 스스로 죽는(세포자살) 경로를 차단하는 단백질을 생성해 냅니다. 바로 이 때 안티센스 DNA로 해당 단백질의 생성을 막는다면 더 높은 효율을 보일 것이라 생각한 거죠.”
개발한 연구는 성능 면에서도 탁월한 효능을 보인다. 세포수준에서만 실험을 했을 때 기존 항암제만을 이용하는 것 보다 약 네 배 정도 높은 효과를 나타냈다. 특히 동물모델에서도 기존 항암제보다 좋은 효과를 보였는데 기대했던 바와 같이 더 오랜 기간 동안 암의 성장을 억제했다. 실제 동물모델에서 나노입자의 축적을 비교했을 때도 DNA기반의 나노구조체를 사용한 것이 단순한 나노입자 만을 이용한 것 보다 2.5배 이상 높은 암세포 특이적 축적을 나타냈다. 반면 정상세포 축적은 더 낮았다.
“저희 팀은 그동안 금나노입자에 특정 자극을 주면 구조가 바뀌는 DNA에 대한 연구를 진행했습니다. 이를 이용해 간섭유전자(siRNA) 전달 및 광열효과를 개발, 항암효과를 확인할 수 있었죠. 이와 같은 기존의 연구도 흥미로웠지만 이를 실제 항암모델에 적용하기 위해서는 단순히 하나의 DNA 나노입자가 아닌 크기를 조절할 수 있는 DNA 나노구조체를 이용해야 한다는 생각이 들었습니다. 이에 따라 약물을 넣어 세포 내에서 높은 효율로 약물을 방출하는 시스템을 개발하게 된 거죠.”
김원종 박사팀의 연구는 지난 2013년 초부터 시작해 약 1년 6개월 정도의 시간을 들여 진행한 결과다. 김원종 그룹리더는 “모든 연구가 어려움에 맞닥뜨리지만 이번 연구는 특히 DNA 결합으로 나노구조체를 만드는데 가장 많은 시간이 소모됐다”며 연구 과정을 회고했다.
“나노구조체를 만들기 위해서는 DNA 염기서열 간 상호작용을 위한 적절한 온도와 최적의 용액(buffer)이 필요합니다. 이를 확인하려면 수십 가지 용액과 온도를 최적화하기 위한 과정이 필요해요. 이 과정에만 반년 이상의 시간이 소요됐어요. 또한 수소이온 농도에 감응해 역동적으로 움직이기 위해서는 열역학적으로 적당히 안정하면서 자극에는 쉽게 감응하는 염기서열 결합이 필요한데 이를 디자인하기 위해 서열을 여러 가지로 바꾸며 잘 움직이는지 실험을 진행했습니다. 여러 부분에서 많은 시간을 들여야 했죠.”
어려운 과정을 거쳐 진행된 연구인만큼 앞으로의 활용도는 매우 다양하다. 연구는 금 나노입자를 기반으로 시작됐지만, 과정 가운데 사용된 나노구조체 군집은 금 나노입자 뿐 아니라 다른 기능을 갖는 무기나노입자에 똑같이 활용될 수 있다. 김원종 박사는 “입자 크기에 따른 암세포 특이적 유입과 비특이적 유입 억제 측면에서 심도 깊은 연구를 진행했으므로 다른 나노의학 및 나노약물을 연구하는 데 많은 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.
“이번 연구는 앞서 말씀 드린 바와 같이 본 시스템 하나에서만 적용할 수 있는 사례가 아닙니다. 여러 무기나노입자와 DNA 기반 연구에 이용될 수 있는 하나의 플랫폼을 제시했다는 점에서 의의가 있어요. 물론 해당 연구결과가 상용화가 되기 위해서는 많은 시간이 필요합니다. 합성 단가라 등의 복잡한 과정을 필요로 하기 때문이죠. 다만 본 연구를 토대로 실제 항암치료에서도 쉽게 적용될 수 있는 기반연구를 진행할 수 있다면 차세대 항암치료에 한 발짝 더 다가갈 수 있지 않을까 싶어요. 앞으로도 여러 기반이 되는 연구와 새로운 플랫폼 혹은 패러다임을 제기하기 위해 기초과학 분야에서 열심히 연구를 진행하겠습니다. 여러 분야의 전문가들과 함께 연구를 진행해 차세대 난치병 치료에 도움이 되는 결과를 내고 싶습니다.”
•황정은 객원기자다른 기사 보기hjuun@naver.com==•저작권자 2014.10.07 ⓒ ScienceTimes
@@유전체를 ‘지휘하는’ 단백질 발견==nFGFR1이 인체조직 발달서 중심 역할
인간은 단 한 개의 세포에서 시작돼 이 세포가 나누어지고 증식돼 여러 기관으로 분화되면서 성장한다.
발생생물학의 가장 큰 난제 중의 하나는 분화되지 않은 세포덩어리들이 어떤 생체 신호들을 통해서 매우 복잡한 유기체로 변화하느냐 하는 것이다. 바로 개체 발생에 대한 근원적 의문이다.
흔히 ‘성장’이라고 하면 주로 뇌하수체에서 분비되는 성장호르몬을 떠올린다. 하지만 이 뇌하수체 성장호르몬이 직접 세포의 성장을 촉진하는 것은 아니다. 또 태아의 성장은 이 성장호르몬과는 별개인 것으로 알려져 있다.
1950년대 이탈리아 리타 레비몬탈치니(Rita Levi-Montalcini) 교수와 미국의 스탠리 코언(Stanley Cohen) 교수가 각각 신경성장인자(NGF)와 상피성장인자(EGF)를 발견하면서 그때까지 하나의 현상으로만 받아들였던 개체의 성장과 분화과정을 다양한 생체 신호의 관점에서 이해하고 연구하는 계기를 만들게 되었다.
이들의 발견으로 성장과 분화는 세포에서 분비되는 단백질인 성장인자에 의해 조절되며, 이 성장인자는 표적세포의 표면에 수용체가 존재해야 제 기능을 발휘할 수 있다는 것을 알게 되었다. 성장인자 수용체는 세포막 외부에 위치해 성장인자와 결합하는 부분과, 결합 후 세포막 내부에서 효소를 활성화시켜 세포가 성장하게 하는 부분으로 나누어진다.
<미국 버펄로대학 연구진이 제시한 nuclear FGFR1 단백질이 주도하는 발달에 관한 범유전체 프로그래밍 도해 . ⓒ Michal Stachowiak, et al, University at Buffalo>
====“마스터 성장인자 수용체가 전체 유전체 조정”
최근 단일 ‘마스터’ 성장인자 수용체가 전체 유전체를 조정하는 개체 발생의 단초가 된다는 연구(학술지 Plos One)를 미국 버펄로의대 연구진이 발표해 관심을 모은다(5월 8일).
논문의 시니어 저자인 마이클 스타초비악(Michal K. Stachowiak) 교수(병리 및 해부과학, 줄기세포 연구)는 “이번 발견은 유기체 발생이 어떻게 이루어지는가에 대한 새로운 차원의 이해를 제공한다”며, “연구 결과를 보면 ‘단일 성장인자 수용체’ 단백질이 전체 유전체를 프로그래밍하기 위해 어떻게 직접 세포 핵으로 이동하는지를 알 수 있다”고 말했다.
이번 연구는 특정 성장인자들이 세포의 표면에서만 작동한다는 생물학계의 고정 관념에 의문을 제기하면서 시작됐다. 스타초비악 교수팀은 지난 20년 동안 성장인자들이 세포의 핵 안에서 활동할 것이라는 가능성을 연구해 온 끝에 이번에 그 사실을 입증했다. 이 연구는 쥐의 배아세포를 대상으로 실시됐다.
====‘유전자의 불협화음’을 하모니로 조직화하는 지휘자
스타초비악 교수는 “인체 유전자가 대략 3만개 정도이고 이 유전자에 결합돼 있는 수천개의 전사 인자(轉寫因子)가 유전자를 조절한다는 사실은 알려져 있었으나 이 유전자들이 어떻게 조직화돼서 유기체로 발달하는지는 그동안 알려진 바가 없었다”고 말했다.
그는 “우리 연구팀은 여러 유전자의 불협화음을 논리적 경로와 회로를 통해 ‘생물학적 발생 교향곡’으로 연주해 내는 가장 중요한 ‘지휘자’를 발견했다”고 말하고, 그 지휘자는 바로 ‘핵 섬유아세포 성장인자 수용체1(nuclear Fibroblast Growth Factor Receptor 1 [nFGFR1)]’이라 불리는 단일 단백질로서 다세포 동물의 발생을 방향 짓는 유전자의 최상위에 위치해 있다고 밝혔다.
FGFR1 유전자는 3개 배엽이 형성되는 유기체의 발생 초기에 나타나 장배(腸胚) 형성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이와 함께 신경계 및 근육과 골격을 포함한 인체의 주요 시스템 발달에서 중심적 역할을 하고 있다.
nFGFR1이 어떻게 작동하는가를 알기 위해 연구진은 신경계 세포로 발달하도록 프로그래밍된 쥐의 배아줄기세포 유전자 전체의 배열을 분석했다. 그리고 별도로 nFGFR1이 나타나는지 아니면 차단되는지를 실험했다. 그 결과 이 단백질은 단독으로 혹은 다른 핵 수용체와 함께 배아줄기세포가 분화된 세포로 발달하도록 책임지는 역할을 하는 것으로 파악됐다. 즉 수천개의 유전자를 대상으로 신경이나 근육의 발달을 포함한 우리 몸의 주요 성장점 발달을 조정한다는 것.
이번 연구는 nFGFR1이 어떤 유전자가 발현될 지 안 될지를 조절하는 전사인자 (轉寫因子)를 부호화하는 유전자 프로모터와 결합돼 있음을 보여준다.
스타초비악 교수는 “우리는 이 단백질이 오케스트라 지휘자처럼 유전자 프로모터들과 증강자(enhancer)들을 통합 조정하는 역할을 한다는 것을 발견했다”며, “하나의 단백질이 수천개의 유전자와 결합돼 이를 계층 조직화할 것이란 사실은 지금까지 알려진 바가 없고 누구도 예측하지 못 했다”고 말했다.
연구진은 또 nFGFR1이 뉴런과 근육을 만드는 유전자는 물론 수많은 암세포에 포함돼 있는 주요 종양유전자인 TP53와도 결합한다는 것을 발견했다.
이들은 별개의 연구를 통해 nFGFR1이 유전자의 기능을 조절하고 심지어는 정신분열증 같은 질병이 나타나도록 하는 상호작용에 관여한다는 사실을 입증했다. 성인의 뇌를 대상으로 한 전(前)임상시험에서 nFGFR1이 활성화되도록 표적화하자 신경 발생이 재활성화되는 것으로 나타났다. 스타초비악 교수는 이 연구로 재생의학에도 예기치 않은 수확을 안겨줬다고 말하고, nFGFR1의 핵이 축적되면 어떤 암세포 안에서는 nFGFR1이 바뀌게 되며, 이것은 암 치료에서 새로운 관심의 초점이 될 것이라고 덧붙였다.
이번 연구는 유기체 발생에 대한 진일보된 지식과 함께 암을 비롯한 질병의 이해와 치료 및 줄기세포의 작동 원리를 이해하는데 크게 기여할 것으로 연구자들은 보고 있다.
[출처] 유전체를 ‘지휘하는’ 단백질 발견|작성자 KOFAC
@@베타카테닌=면역치료 효과 억제 암세포 셍산물질=체크포인트
---암세포에서 생성되는< 면역치료억제 신호> 차단해 면역력 높인다==베타카테닌이 흑색종 면역치료 방해자
지난 달 새로운 암 치료제인 면역항암제가 식약처의 허가를 받으면서 이에 대한 의약계의 관심이 높아가고 있다. 허가 대상 품목은 외국계 제약사가 신청한 흑색종 면역항암제 3종(MSD의 키트루다, BMS·오노약품의 옵디보, BMS의 여보이).
‘체크포인트 억제제(checkpoint inhibitor)’로 불리는 이 면역항암제는 암세포가 스스로를 숨기는 은폐 기능을 무력화시켜 환자의 면역체계가 암에 대항할 수 있도록 하는 신개념 항암제다. 기존의 항암제에 비해 부작용과 내성 등이 적고, 치료 효과가 지속된다는 장점이 있다.
1세대 항암제로서 성장이 빠른 세포를 공격하는 세포독성 항암제는 모발이나 혈액 세포 같이 빨리 자라는 정상세포까지 공격해 머리가 빠지는 등의 부작용이 있었다. 또 현재도 많이 쓰이는 2세대 표적항암제는 암의 유전자를 공격해 증식을 막지만 해당 유전자가 없으면 사용할 수 없고 내성이 생기면 특별한 대안이 없다는 점이 문제다.
이에 비해 면역항암제는 ‘타겟’을 공격하는 기존의 항암제와 달리 암세포에서 분비하는 특정 단백질이 면역세포(T세포)와의 상호작용을 통해 암세포 스스로를 숨기는 것을 차단함으로써 면역세포가 암세포를 잘 인식해 퇴치하도록 하는 환경을 만들어 준다.
면역항암제는 특성상 대부분의 암에 적용해 볼 수 있기 때문에 세계적으로 30개 이상의 암종에서 연구가 진행 중이며, 두경부암, 방광, 위암, 신장암, 호지킨 림프종 등에서는 이미 효과가 입증됐고, 대장암, 유방암에서는 효과를 확인하기 위한 임상이 진행 중인 것으로 알려진다.
국내 의료계에서는 새 항암제 시판 허가 이후 정보 교류를 위한 심포지엄이 다수 열리는 한편, 새로운 면역항암제와 기존의 표적항암제를 함께 사용하는 병용요법에 대한 논의도 제기되고 있다. 표적항암제로 주요 암세포를 사멸시킨 다음 면역항암제로 재발이나 전이를 막아 완치에 이른다는 계획이다. 이 방법은 막대한 약제 비용과 치료 표준 등이 해결해야 할 과제다.
===면역항암제의 반응률 현재는 25% 수준
면역항암제는 아직 개발이 진행 중이어서 지켜보아야 할 점도 없지 않다. 원리상 면역 기능이 증가함에 따라 면역반응에 의한 폐렴, 장염, 간염, 뇌하수체염 등 부작용이 발생할 수 있다는 지적도 있다. 또 약을 투여한 후 암세포가 줄어드는 등의 변화를 보이는 반응률이 현재 25% 정도로 통상적인 항암제 수준에 머물고 있어 세계 의학계에서는 이 약의 효과를 증진시키기 위한 다각적인 연구가 진행되고 있다.
미국 캘리포니아(샌디에고) 의대 연구진은 암이 상당히 진행됐거나 전이된 전립선암 환자에게 체크포인트 억제제가 잘 듣지 않는 점에 대해 연구한 결과, 면역을 억제하는 B세포가 치료를 방해한다는 사실을 밝혀냈다. 연구진은 쥐 실험을 통해 이 면역억제성 B세포를 제거한 후 특정한 화학요법으로 면역세포를 활성화시켜 상당히 전이된 전립선암을 성공적으로 제거하는 결과를 얻었다고 발표했다. 연구진은 이 치료법을 ‘화학면역요법’이라고 명명했다[네이처(Nature) 4월29일].
논문의 시니어 저자인 마이클 카린(Michael Karin) 석학교수는 “유사한 면역억제성 B세포가 전립선암 이외의 다른 암에서도 발견될 수 있다”며, “여러 다른 암에서 체크포인트 억제제가 반응을 보이지 않으면 B세포가 개입된 면역억제 때문으로 추정할 수 있다”고 말했다.
같은 맥락에서 면역항암제 치료를 어렵게 하는 암세포의 신호체계를 차단할 수 있다면 면역치료 효과는 크게 높아질 것으로 예상된다.
최근 신개념 암 치료제인 면역항암제가 국내에도 출시되면서 암 치료의 새로운 전기를 맞을 것이라는 기대감이 부풀고 있다.<사진은 분자 기반의 흑색종 세포 사진. ⓒ National Cancer Institute>
===흑색종 암세포, 베타카테닌 생산해 면역치료 방해
미국 시카고대 연구팀은 최근 흑색종을 대상으로 한 연구에서 암세포들이 세포간 메신저인 베타카테닌을 대량으로 생산해 면역세포(T세포)로부터 스스로를 방어함으로써 치료를 방해한다는 사실을 밝혀냈다.[네이처(Nature) 5월11일]
논문의 저자인 토머스 가제프스키(Thomas Gajewski) 교수는 “이번 연구를 통해 흑색종에서 면역 T세포의 공습을 방해하는 ‘세포 내재 암 유발 경로’를 처음으로 확인했다”고 말하고, “이 경로를 통해 많은 암종들이 면역체계의 감시를 피하기 때문에 암세포 안에서 이 신호들을 차단하는 전략을 개발하면 T세포의 역할을 회복시키고 면역 항암치료의 잠재력을 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.
WNT/베타카테닌 시그널은 증식이나 분화 같은 세포적 결정들을 포함해 수많은 세포 프로세스에 속하는 엄격하게 통제되고 다기능적인 경로로 알려져 있다.
연구진은 암세포 내부에서의 다양한 신호 양상을 추적하기 위해 흑색종 환자들의 암세포 조직 샘플을 활용했다. 면역 T세포가 침범하지 않은 환자 91명의 조직을 T세포가 염증을 일으킨 환자 106명의 조직과 비교했다.
그 결과 활성화된 베타카테닌 신호의 존재 여부가 두 그룹 사이의 가장 두드러진 차이점으로 나타났다. T세포의 침입을 막은 암세포 가운데 49%는 베타카테닌이 목표로 한 6개 유전자의 발현을 증가시키는 한편 높은 수준의 베타카테닌 신호를 가지고 있었다. 반면 T세포가 침범한 암세포 중에서는 4%만이 유사한 신호패턴을 보였다.
논문의 공저자인 스테파니 스프랭거 연구원(박사후 과정)은 “높은 베타카테닌을 지닌 암세포는 CD103+로 알려진 일단의 수지상 세포들이 결여돼 있다는 것을 알 수 있었다”며, “베타카테닌이 없는 암세포들은 CD103+ 수지상 세포들을 이끌어내는 CCL4 면역신호분자를 만들어내지만, 베타카테닌 레벨이 높은 암세포는 CCL4 표출을 억제한다”고 밝혔다.
수지상 세포는 나뭇가지 모양을 한 면역세포의 일종으로서 피부나 폐, 소화기 통로 같은 경계영역을 순찰하다 위험한 미생물이나 세포적으로 손상된 곳을 발견하면 림프절과 T세포에 위험신호를 전달하는 항원 제시 역할을 한다.
===“면역항암제에 반응 없는 흑색종 환자, 수지상 세포 주입 도움 될 것”
한편 연구진은 암에 걸린 쥐를 치료하기 위해 현재 활용할 수 있는 가장 강력한 면역치료제인 단일클론 항체 anti-CTLA4와 anti-PD-L1 두 가지의 체크포인트 억제제를 사용했다. 이 약제를 투여하자 베타카테닌이 결여된 암세포는 치료에 반응했으나 베타카테닌을 가진 암세포는 반응을 보이지 않았다.
스프랭거 연구원은 “면역치료제에 대한 저항력은 암세포에 직접 CD103+ 수지상 세포들을 주입해서만 소멸시킬 수 있었다”며 “이 같은 간섭을 통해 T세포가 암세포에 침투해 축적될 수 있었다”고 설명했다.
이는 저자들이 지적했듯 “흑색종에서 ‘암세포 내재 베타카테닌 신호’가 표출되는 면역학적인 주된 결함은 CD103+ 수지상 세포들이 제대로 보충되지 못하기 때문”이라는 점을 강력히 시사한다.
가제프스키 교수는 “항암 T세포의 반응이 자연스럽게 일어나느냐 그렇지 않으냐에 대한 이면의 분자적 기전을 이해하면 환자들이 새로운 면역치료에 잘 반응할 지의 여부를 알 수 있을 것”이라고 말했다.
그는 “면역치료에 1차적으로 반응하지 않는 환자들은 환자 자신의 CD103+ 수지상 세포들을 직접 암세포에 주입하는 방법으로 치료를 도울 수 있고, 또는 짧은 기간 집중된 방사선 치료로 암 조직에 염증을 일으켜 면역적 각성상태를 만들 수 있다”고 말하고, “베타카테닌을 막는 약품 개발에 대한 관심도 늘어나고 있다”고 밝혔다.
그는 또 “이번 연구는 흑색종을 대상으로 했지만 WNT/베타카테닌 신호 경로는 여러 암종에서 작동하고 있는 것으로 보인다”고 덧붙였다.
최근의 조사에 따르면 anti-CTLA4이나 anti-PD1과 같은 면역항암제 치료를 받는 환자 가운데 반응을 보이는 환자는 3명 중 1명 정도이고, 결과는 매우 다양한 것으로 알려진다.
•김병희 객원기자kna@live.co.kr==•저작권자 2015.05.21 ⓒ ScienceTimes
[출처] 암세포 신호 차단해 면역력 높인다|작성자 KOFAC
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