폐암 발병 및 진행은 유전적 변이 및 외부 다양한 인자들에 의해 유도된다. 최근 코로나바이러스 2 (SARS-CoV-2)은 세계적으로 코로나바이러스 대유행을 야기하였으며, 이에 따라 기저질환이 있는 환자들에 SARS-CoV-2 바이러스 감염은 심각한 결과를 야기할 수 있음이 보고되고 있다. 하지만, 이들에 관한 과학적 원인 규명은 아직 미흡하다. 특히 SARS-CoV-2 바이러스 감염은 호흡기를 통한 감염이 주를 이루고 있기 때문에 폐암환자들에 있어서 SARS-CoV-2 바이러스 감염은 심각한 암질환 악화를 유도할 수 있음이 임상적으로 제기되고 있다.

본 연구팀은 폐암 환자 유래의 암 조직 및 정상 조직에서 얻은 유전자 데이터를 활용하여 폐암 환자들에 있어서 SARS-CoV-2 바이러스 감염이 폐암 발달에 미치는 분자-세포 기능을 규명하였다. 본 연구 결과, SARS-CoV-2 바이러스가 폐암세포에서 발현하는 톨라이트 수용체 2 (Toll-Like Receptor 2)를 통하여 염증 및 암발달을 조절할 수 있음을 처음으로 제시하게 되었다. (그림1)

SARS-CoV-2 바이러스는 세포에서 발현하는 바이러스 수용체인 Angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) 및 Transmembrane protease serine subtype 2 (TMPRSS2)에 의해 감염됨이 보고 되었다. 또한 선천 면역 반응 (Innate Immune Response)을 조절하는 선천 면역 수용체 (Innate Immune Receptor)인 톨라이크 수용체들과 결합할 수 있음이 보고 되었다. 폐암에 있어서 톨라이크 수용체들은 암발달 (Cancer Progression)을 조절하는 중요한 인자로 제시되고 있으며, 이는 폐암-SARS-CoV-2 바이러스-톨라이크 수용체 간 연관성을 추정할 수 있었다. 이에 관한 과학적 연관성을 검증하고자 폐암 환자 유전자 데이터를 활용하여 SARS-CoV-2 바이러스 수용체와 톨라이트 수용체의 발현에 따른 암발달 조절 유전자를 분석하였으며, 이들에 관한 기능적 규명을 위하여 유전자 교정 기법 (CRISPR/Cas9 gene editing method)을 활용하였으며, 그 결과 폐암세포에서 SARS-CoV-2 바이러스 감염은 톨라이트 수용체 2를 통하여 암세포 발달을 조절될 수 있음을 제시하게 되었다.

본 연구는 제1저자로 김미정 박사 (성균관대학교 의과대학 BK21 FOUR 신진연구자)/ 김지영 (성균관대학교 의과대학 석박통합과정)/ 신지혜 (성균관대학교 의과대학 석박통합과정) 학생이 연구에 기여하였다. 연구결과는 암 중개 의학 분야 저명 국제 학술지인 Cancer Communication 2023 Sep 13 (IF: 16.2)에 게재되었다. 본 연구는 중견연구자지원 사업 및 기초 연구실 사업을 통하여 수행되었다.

논문명: The SARS-CoV-2 spike protein induces lung cancer migration and invasion in a TLR2-dependent manner. Cancer Commun (Lond). 2023 Sep 13. doi: 10.1002/cac2.12485)

저자: 김미정 (제1저자, 성균관대학교 의과대학 BK21 FOUR 신진연구자), 김지영 (석박통합과정), 신지혜 (석박통합과정), 이기영 (교신저자, 성균관대학교 의과대학 교수).

그림 1: SARS-CoV-2 바이러스가 폐암세포에서 발현하는 톨라이트 수용체 2 (Toll-Like Receptor 2)를 통하여 암발달 조절 기능