암 시퀀싱 방법
암 연구에서 차세대 시퀀싱 활용
NGS 기반 암 시퀀싱 방법은 연구를 위한 새로운 경로를 발견할 수 있도록 암 발생, 조절, 진행에 대한 이해를 확장시켰습니다. 이러한 기법은 암 유전체의 변화를 발견하고 전사체, 후성유전체 및 단백질체에 미치는 영향을 식별하는 데 도움이 됩니다.
PCR 및 생어(Sanger) 시퀀싱과 같은 다른 방법과 달리, NGS는 수천 개의 표적을 한 번에 평가할 수 있어 샘플당 발견 가능성을 크게 증폭시킵니다. NGS는 또한 전통적인 분자 방법을 사용했을 때 검출할 수 없는 발암 과정, 암 성장, 전이와 관련된 저빈도 분자 사건을 발견할 수 있습니다. 이러한 모든 발전은 중개 의학과 치료법을 개선하기 위한 미래 기틀을 마련하고 있습니다
암 연구에 대한 일반적인 NGS 접근법
연구자들은 생물학적 “체(ome)”를 연구할 때 대량 세포 분석, 단일세포 분석, 공간 분석, 메타지노믹 분석 등 여러 접근법을 활용할 수 있습니다. 각 방법은 서로 다른 수준의 생물학적 해상도에서 암을 연구하며, 연구 목표와 목적에 따라 사용할 수 있는 별개의 케이스를 보유하고 있습니다.
대량 세포 분석: 대량 세포 분석을 통해 과학자들은 풀링된 세포 집단, 조직 절편 또는 생검을 연구할 수 있습니다.
단일세포 분석: 단일세포 분석은 단일세포의 해상도에서 주어진 “체”를 연구합니다.
공간 분석(공간 유전체학이라고도 함): 공간 분석은 구조와 활성을 연결하기 위해 무손상 조직 샘플 내의 세포 수준에서 “체” 정보를 포착합니다.
메타지노믹 분석: 메타지노믹 분석은 조직, 기관 또는 종양 내에 존재하는 복잡한 미생물 군집의 모든 유기체에 있는 모든 유전자를 시퀀싱합니다.
암 연구에서의 멀티오믹스
멀티오믹스(다중체학)은 유전체학, 전사체학, 후성유전학 및 단백질체학 전반에 걸친 데이터를 통합하여 암과 같은 복합 질환에 대한 인사이트를 도출합니다. 이 포괄적인 접근법은 연구자들이 정상적인 발달, 세포 반응 및 질병을 유도하는 분자 변화를 이해하는 데 도움이 됩니다.
암 연구를 위한 표적 대 비표적 NGS 방법
표적 접근법과 비표적 접근법은 모두 연구에서 매우 중요한 역할을 합니다. 표적 연구에서는 구체적으로 사전 구상된 경로/표적을 평가하므로 일부 편향이 포함됩니다. 이러한 접근법은 제한된 케이스에서 더 효율적이고 비용 효과적일 수 있지만, 비표적 접근법은 시퀀스 정보에 대한 기존 지식에 의존하지 않기 때문에 새로운 발견을 최대화할 수 있습니다. 비표적 시퀀싱을 달성하기 위해, NGS는 복잡한 암 샘플을 분석하는 방법을 포괄적으로 선택할 수 있게 합니다.
주요 암 시퀀싱 방법
| 방법 | 설명 및 용도 |
|---|---|
| 유전체학 | |
| 암 전장 유전체 시퀀싱 | 암 유도 유전자 사건의 포괄적 목록을 확인합니다. |
| 암 전장 엑솜 시퀀싱 | 전장 유전체 시퀀싱과 비교하여 유전체의 코딩 영역 내에서 암 유도 유전자를 찾는 비용 효과적이고 효율적인 시퀀싱 방법입니다. |
| ctDNA 시퀀싱 | 비침습적 암 생체표지자로 작용할 수 있는 세포유리 순환 종양 DNA(ctDNA)를 검출하기 위한 침습적 조직 생검의 잠재적 대안으로 사용됩니다. |
| 표적 NGS 암 패널 | 동일한 FFPE 샘플에서 알려진 DNA 및/또는 RNA 변이를 표적으로 합니다. |
| 후성유전학 | |
| 메틸롬 시퀀싱 | 전장 유전체 분석과 표적 접근법 모두 단일 뉴클레오티드 수준에서 메틸레이션 패턴에 대한 인사이트를 제공할 수 있습니다. |
| 암 후성유전학 | 암 유전자 또는 약물 내성 조절과 관련된 세포 생체표지자를 식별합니다. |
| ATAC-Seq | 규제 요소에 대한 사전 지식 없이도 유전체 전반에 걸친 크로마틴 접근성을 결정합니다. |
| 전사체학 | |
| 암 RNA-Seq | 암 샘플에서 평균 RNA 발현 및 전사체 변화를 측정합니다. |
| 공간 전사체 | 자연 종양 미세환경 및 구조 내에서 유전자 발현을 분석합니다. |
| 단일세포 RNA-Seq | 유전자 발현을 측정하고 복잡한 조직에서 개별 암세포의 고유한 생물학을 탐색합니다. |
| 단백질체학 + 전사체학 | |
| 전사체 및 에피토프의 세포 인덱싱(CITE-Seq) | 올리고뉴클레오티드 표지 항체를 사용하여 단일세포에서 단백질과 RNA를 동시에 측정합니다. 이러한 결합된 단백질체학/전사체학 접근법은 RNA 발현을 암 표현형에 연결시킵니다. |
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멀티오믹스를 통한 암 연구의 발전
Ontario Institute for Cancer Research and United Health Network의 연구자들이 어떻게 멀티오믹스를 통해 복잡한 표현형의 원인과 결과를 연결하여 이전에는 불가능했던 발견을 가능하게 하고 있는지 알아보세요.
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