최대 규모의 고양이 암 유전자 지도, 인간 종양과의 공유 돌연변이 밝혀

Science에 발표된 연구에서 13가지 유형의 고양이 암 493개 시료의 암 관련 유전자를 시퀀싱하여 가장 완전한 가정 고양이 종양유전체(oncogenome)를 얻었다. 이 연구는 5개국에서 대부분 혼합 품종인 가정 고양이의 종양 시료와 인접 건강 조직을 분석했다.

이 연구에는 약 20개 기관이 참여했으며, 유전학자, 종양학자, 수의사의 대규모 그룹이 이 고양이들에서 발견된 종양과 관련된 978개 유전자를 시퀀싱했다. 이 유전자들은 인간 암에 관여하는 약 1,000개 유전자와 유사한 서열과 기능을 가지고 있다. 분석된 종양 유형은 골육종에서 췌장 선암까지 다양했으며, 다양한 유선암, 림프종, 골종양, 폐암, 피부암, 수막종과 같은 중추신경계 종양을 포함했다.

연구자들은 하나 이상의 시료에서 돌연변이된 31개의 암 구동 유전자를 식별했다. TP53, PTEN, FBXW7 같은 고전적 인간 종양 억제 유전자를 포함한 5개는 여러 종양 유형에서 구동인자였다. 가장 빈번하게 돌연변이된 유전자 TP53은 분석된 전체 종양의 약 33%에서 변형되었다. 이 비율은 인간 범암(pan-cancer) 연구에서 이전에 보고된 34%와 비슷하다. 마찬가지로 연구에서 고양이 종양의 20%가 PTEN을 상실했으며, 이전 연구에서 이 유전자가 인간 암의 25%에서 결실된 것으로 나타났다.

가정 고양이의 유전자 중 약 90%가 인간의 유전자와 상동성이 있으며, 이는 개나 쥐보다 높다. 이 연구는 특정 유형의 공격적 유방암 발생으로 이끄는 7개의 특정 유전자를 식별했다. 가장 흔한 구동 유전자는 FBXW7이다. 고양이 종양의 절반 이상이 이 유전자에 돌연변이를 가지고 있다. 하나의 아형은 특히 공격적이고 젊은 여성에서 더 흔한 이른바 삼중음성 유방암이다. 고양이에서 이는 극도로 공격적이며 여성의 삼중음성 유방암과 유사하다.

인간 약물이 암에 걸린 반려 고양이에게 유용할 수 있는지 시험하기 위해, 연구자들은 3차원 고양이 유방암 오가노이드, 즉 종양유사체(tumoroid)를 vincristine 및 vinorelbine과 같은 인간 화학요법 약물로 치료했다. 특정 FBXW7 돌연변이가 고양이 종양유사체를 약물에 더 민감하게 만든다는 것을 발견하여, 기존 인간 화학요법 약물이 암에 걸린 고양이 반려동물에게 도움이 될 수 있다는 가설을 뒷받침했다.

연구에 따르면 고양이 종양의 14%가 인간 의학에 이미 약물이 존재하는 돌연변이를 가지고 있다. 이 연구는 하나의 의학(One Medicine) 접근법을 검증하며, 이 유전자 지도가 공유된 유전학을 사용할 수 있게 하여 인간 의학에서 알려진 것이 수의학에 도움이 되고 그 반대도 가능하게 한다는 것을 강조한다. 이 연구는 DNA를 시퀀싱할 뿐만 아니라 유전적 배경 잡음을 배제하기 위해 같은 고양이의 종양 조직과 건강한 조직을 비교한다. 품질은 교차 검증 기법으로 데이터를 검증하고 실험실에서 약물을 시험하기 위해 3D 종양유사체를 사용하여 확인된다.

저자들은 1,000개의 인간 암 유전자에만 초점을 맞춤으로써 고양이에만 존재하는 돌연변이를 놓칠 수 있다고 언급했다. 또한 고양이 유전적 변이 카탈로그는 아직 초기 단계이며 추가 검증이 필요하다. 검출된 유두종바이러스에 대해 연구자들은 감염이 암을 가지는 것과 동일하지 않다고 경고하며, 바이러스가 건강한 고양이에서도 나타나고 UV 광선 같은 보조 인자가 필요하다고 밝힌다.