왼쪽부터 윤부현 교수, 이학수 박사, 김병수 박사과정생, 박준형 박사과정생. 부산대 제공

부산대학교 연구진이 암세포 중에서도 치료가 잘되지 않고 재발과 전이를 유도하는 ‘암 줄기세포’의 복잡한 메커니즘을 규명해, 표적 치료를 통한 난치암 극복 가능성을 열었다.

부산대학교(총장 최재원)는 생명과학과 윤부현 교수 연구팀이 암 줄기세포(Cancer Stem Cells, CSC)의 치료 회피 기전을 밝혀, 이를 표적으로 한 차세대 정밀 치료 전략을 제시했다고 11일 전했다.

이번 연구는 암의 재발과 전이를 유발하는 암 줄기세포의 이질성과 대사 유연성을 분석함으로써, 기존 치료의 한계를 극복할 수 있는 새로운 치료 방향을 설정했다.

연구팀은 암 줄기세포가 보유한 대사 및 표현형의 유연성이 암 치료 저항성의 중요한 원인이라는 최근 연구들을 종합해 고찰하고, 이를 바탕으로 효과적인 치료 접근법의 방향을 잡았다. 특히, 단일세포 오믹스(omics·體學)와 공간 전사체 분석 등 최신 기술을 통해 알려진 암 줄기세포의 이질성과 대사 적응 메커니즘에 주목하며, 이를 활용한 이중 대사 억제 및 면역 기반 치료 전략의 가능성을 소개했다.

‘암 줄기세포’는 암세포 중에서도 치료에 강한 저항성을 보이며, 종양의 재발과 전이를 유도하는 핵심 집단으로 주목받고 있다.

대사 가소성(plasticity) 덕분에 암 줄기세포는 당을 분해하는 작용과 산화적 인산화, 그리고 글루타민과 지방산 같은 대체 연료원 사이를 전환해 다양한 환경 조건에서 생존할 수 있다. 또한, 기질 세포, 면역 구성 요소, 혈관 내피 세포와의 상호작용은 대사 공생을 촉진해 암 줄기세포의 생존과 약물 내성을 더욱 촉진한다.

기존 치료법을 회피하고 대사 스트레스에 적응하며 종양 미세환경과 상호작용하는 이러한 특성은, 암 줄기세포를 혁신적인 치료 전략의 중요한 표적이 되게 한다. 하지만 이들의 특성을 정밀하게 파악하고 표적한 연구는 지금까지는 초기 단계에 머물러 있었다.

연구팀은 이번 리뷰에서 암 줄기세포(CSC)의 치료 저항성과 관련된 최신 연구 동향을 분석·정리하고, 3D 오가노이드 모델*, CRISPR-Cas9(유전자가위) 기반 기능 분석, AI(인공지능) 융합 분석 기법 등의 응용 사례를 종합해 향후 CSC 정밀 타깃 치료 개발의 전망을 조망했다. * 3D 오가노이드 모델: 줄기세포나 조직세포를 3차원적으로 배양해 실제 인체 기관과 유사한 구조와 기능을 재현한 실험 모델.

연구책임자인 윤부현 교수는 “암 줄기세포는 기존 치료로 제거되지 않고 남아있다가 암을 재발시키는 주범으로, 이들의 대사적 생존 전략을 정밀 타격하는 것이 궁극적인 치료 혁신의 핵심”이라며 “이번 연구는 다양한 암에 적용 가능한 맞춤형 치료의 단초를 제공한 의미 있는 성과”라고 말했다.

해당 연구 결과는 생화학·분자생물학 분야 세계 최고 권위의 학술지인 『시그널 트랜스덕션 앤드 타겟티드 테라피(Signal Transduction and Targeted Therapy)』(IF 52.7, JCR ranking 1/319) 8월 5일자에 게재됐다.

논문 제목: Cancer stem cells: landscape, challenges and emerging therapeutic innovations(암 줄기세포: 연구 현황, 도전 과제 및 신흥 치료 혁신) 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41392-025-02360-2

이번 연구는 부산대 생명시스템학과 이학수 박사와 김병수 박사과정생, 박준형 박사과정생이 제1저자, 세종대 윤혜숙 교수가 공동저자로 참여했으며, 부산대 생명과학과 윤부현 교수가 교신저자로 연구를 이끌었다. 한국연구재단 및 미래지구연구소 지원으로 수행됐다.