제약회사 연구원의 블로그

들어가며: 희귀질환과 바이오마커 발굴의 난제희귀질환(Rare Disease)은 개별 질환마다 환자 수가 적고, 대부분 유전적 요인에 의해 발병한다는 특징을 가진다. 전체적으로는 전 세계 인구의 약 6~8%가 영향을 받는다고 알려져 있지만, 특정 질환별로 환자 수는 수천 명에서 수십 명에 불과하다. 이처럼 환자 수가 극히 제한적이기 때문에 대규모 임상시험을 수행하기 어렵고, 표준화된 진단 지표나 치료 바이오마커를 발굴하는 과정에도 큰 제약이 따른다.기존에는 단일 omics 접근법(예: 유전체 분석만, 대사체 분석만)을 통해 바이오마커를 찾는 시도가 많았으나, 질환의 복잡한 분자 네트워크를 온전히 설명하기에는 한계가 있었다. 예를 들어, 특정 유전자 변이가 실제 단백질 발현 이상으로 이어지고, 그 결과 특정..

들어가며: 약물 반응 예측의 복잡성환자마다 같은 약물에 대한 반응이 크게 다른 것은 임상 현장에서 오래 전부터 알려진 현상이다. 일부 환자는 좋은 반응을 보이는 반면, 또 다른 환자는 거의 효과가 없거나 심지어 심각한 부작용을 겪는다. 이러한 차이를 설명하기 위해 유전자 수준의 연구가 오랫동안 진행되어 왔지만, 단순한 transcriptome(전사체) 분석만으로는 충분하지 않았다.그 이유는 유전자 발현이 실제 세포 기능이나 대사 경로의 활성화로 곧바로 이어지지 않기 때문이다. 전사체 데이터는 "잠재적 가능성"을 보여주지만, 대사체 데이터는 "실제 결과"를 보여준다. 따라서 최근에는 Transcriptome–Metabolome 연계 네트워크 분석을 통해 약물 반응을 더 정확하게 예측하려는 시도가 활발하다...

들어가며: 신약 타깃 발굴의 패러다임 변화신약개발의 첫 단계는 언제나 치료 가능한(druggable) 타깃 발굴이다. 과거에는 유전자 분석이나 전사체 데이터를 통해 질환 관련 후보 유전자를 찾고, 이를 억제하거나 조절하는 방식으로 접근했다. 하지만 실제 임상에서는 유전자 수준의 정보만으로는 한계가 많다. 어떤 변이가 있더라도 단백질 수준에서 발현되지 않거나, 대사체에 영향을 주지 않는다면 약물 타깃으로 의미가 없기 때문이다.이 때문에 최근에는 Proteogenomics(단백체-유전체 융합 분석)와 Metabolomics(대사체 분석)를 결합한 다중오믹스 접근이 주목받고 있다. Proteogenomics는 유전적 변이가 실제 단백질 발현으로 이어지는지를 확인할 수 있고, metabolomics는 이러한 단..

1. 서론: 왜 단일세포 수준의 이질성 연구가 중요한가?암은 단순한 세포 덩어리가 아니라, 수많은 이질적(heterogeneous) 세포 집단의 집합체다. 동일한 환자의 종양에서도어떤 세포는 항암제에 민감하게 반응하는 반면,다른 세포는 동일한 약물에 저항성을 보이며,또 다른 세포는 암 줄기세포(stem-like cancer cell)로서 재발의 씨앗이 되기도 한다.전통적인 bulk RNA-seq이나 metabolomics는 평균값(average signal)만 보여주기 때문에, 개별 세포 수준의 차이를 포착하기 어렵다. 이 한계를 극복하기 위해 등장한 것이 바로 Single-cell multi-omics 접근법이다.그중에서도 단일세포 전사체 분석(scRNA-seq)과 단일세포 대사체 분석(scMetabo..

1. 서론: 항암제 내성과 대사 리프로그래밍항암제 내성(drug resistance)은 현대 종양학에서 가장 큰 난제 중 하나다. 종양세포는 유전적 돌연변이뿐 아니라 대사적 적응(metabolic adaptation)을 통해 약물 압력(drug pressure)에 대응한다. 특히 최근 주목받는 영역은 인지질(phospholipid) 대사 변화다.인지질은 단순한 세포막 구성 성분을 넘어, 신호전달·세포사멸 조절·막 수송(membrane trafficking)에 핵심적 역할을 한다.항암제 처리 시 세포막 인지질 조성 변화가 약물 흡수·세포 내 분포·약물 표적과의 상호작용에 직접적으로 관여할 수 있음이 보고되고 있다.따라서 lipidomics 기반 대사체 프로파일링은 항암제 내성의 새로운 바이오마커를 발굴하고..

1. 서론: 감염병 진단 패러다임의 변화감염병 진단은 전통적으로 병원체 직접 검출(배양, PCR, 항원검사) 또는 숙주 면역 반응 확인(항체검사, 염증마커)에 의존해왔다. 그러나 이러한 방식은 각각 한계가 존재한다.배양: 시간이 오래 걸리고, 일부 병원체는 배양 불가능.PCR: 특정 병원체 타겟 필요, 변이 시 민감도 저하.항원/항체 검사: 감염 초기 위음성 가능성, 민감도/특이도 제한.이에 따라 최근에는 대사체학(metabolomics)이 새로운 감염병 진단 도구로 주목받고 있다. 감염 과정에서 병원체와 숙주는 대사적 상호작용(host–pathogen interaction)을 일으키며, 이로 인해 특이적 대사체 signature가 생성된다. 즉, 환자의 혈액·소변·호흡 공기 내 대사체 변화를 분석하면,..

1. 서론: 환자 맞춤형 치료와 실시간 분석의 필요성현대 의학에서 환자 맞춤형 치료(personalized medicine)은 더 이상 선택이 아니라 필수로 여겨진다. 특히 항암제, 면역억제제, 항생제, 신경정신과 약물 등은 혈중 농도의 미세한 차이가 약효 및 독성과 직결되기 때문에, 환자 개별 상태에 맞춘 약물 모니터링(Therapeutic Drug Monitoring, TDM)이 중요하다.그러나 기존 LC-MS/MS 기반 TDM은 고도의 정확성을 제공하지만, 샘플 채취 → 운송 → 전처리 → 분석 → 보고까지 수 시간이 소요되어 실시간 피드백이 어렵다는 한계가 있다. 환자 상태가 급변하는 중환자실, 항암 화학요법, 소아·노인 환자군에서는 이러한 지연이 임상적 위험으로 이어질 수 있다.따라서 최근 학계..

– LC-MS/MS 기반 종양 대사 리프로그래밍 규명 전략 –1. 서론: 종양 대사 연구와 Stable Isotope Tracing의 필요성암세포는 정상세포와 달리 대사 리프로그래밍(metabolic reprogramming)을 통해 생존과 증식을 유리하게 이끌어간다. 대표적으로 Warburg effect (aerobic glycolysis), glutamine addiction, one-carbon metabolism 활성화, lipid synthesis 증가 등이 잘 알려져 있다. 그러나 이러한 대사 변화는 동적이고 맥락 의존적이어서 단순한 steady-state metabolomics만으로는 기전적 이해가 어렵다.이때 Stable isotope tracing (SIT), 즉 안정 동위원소 표지를 활..