1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

저희 연구는 암 조직 내에서 형성되는 3차 림프구조(tertiary lymphoid structures, TLSs)를 여러 암종에 걸쳐 공간적으로 분석한 연구입니다. TLS는 림프절과 유사한 면역세포 집합체로, 종양 미세환경 안에서 항종양 면역반응을 조절하는 중요한 구조로 알려져 있습니다. 기존 연구들에서는 TLS가 존재하는지 여부가 주로 관심의 대상이었다면, 최근에는 TLS가 어떤 성숙 단계를 가지는지, 종양과 얼마나 가까운 위치에 존재하는지, 그리고 이러한 공간적·기능적 차이가 환자의 예후나 치료 반응과 어떻게 연결되는지가 중요한 질문으로 떠오르고 있습니다.

이번 연구에서는 여러 암종의 공간 전사체 데이터를 통합 분석하여 TLS를 식별하고, 이들의 성숙 단계와 공간적 위치, 세포 구성, 분자적 특징을 체계적으로 분석했습니다. 또한 공간 전사체 데이터에서 얻은 정보를 바탕으로, 일반적으로 병리 진단에 사용되는 H&E 병리 이미지에서도 TLS를 검출하고 성숙 단계를 예측할 수 있는 AI 기반 분석 프레임워크를 개발했습니다. 이를 통해 TLS를 단순히 존재 여부만으로 평가하기보다는, 성숙도와 공간적 위치를 함께 고려해야 종양 미세환경 안에서의 역할을 더 정확히 이해할 수 있음을 보여주고자 했습니다.

특히 저희는 TLS의 성숙도와 종양 내 위치가 주변 종양세포의 분자 프로그램과도 연관되어 있음을 관찰했습니다. 예를 들어 종양 안에 위치한 TLS 주변에서는 인터페론 반응이나 항원제시와 관련된 면역 활성화 신호가 높게 나타난 반면, TLS에서 멀어질수록 세포주기, MYC signaling, epithelial-mesenchymal transition과 같은 종양 관련 프로그램이 상대적으로 증가하는 공간적 경향을 보였습니다. 이러한 결과를 통해 TLS가 단순한 면역세포 집합체를 넘어, 종양 미세환경 안에서 면역반응과 종양세포의 상태를 함께 이해하는 데 중요한 공간적 구조라는 점을 확인할 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 미국 텍사스 휴스턴에 위치한 The University of Texas MD Anderson Cancer Center의 Genomic Medicine Department, Linghua Wang 교수님 연구팀에서 수행되었습니다. MD Anderson Cancer Center는 암 연구와 치료를 전문으로 하는 기관으로, 기초연구부터 중개연구, 임상연구까지 긴밀하게 연결되는 연구 환경을 갖추고 있습니다. 특히 다양한 암종의 환자 샘플, 병리학적 전문성, 최신 오믹스 기술, 그리고 대규모 데이터 분석 인프라가 잘 구축되어 있어 환자 데이터를 기반으로 중요한 생물학적·임상적 질문을 탐구할 수 있는 연구기관입니다.

제가 소속된 Wang Lab은 단일세포 오믹스, 공간 오믹스, 다중 오믹스, 생물정보학, 인공지능 및 머신러닝을 융합하여 종양 생태계와 종양 미세환경을 연구하는 계산생물학 연구실입니다. 특히 종양세포, 면역세포, 기질세포가 조직 내에서 어떻게 공간적으로 조직화되고 서로 상호작용하는지, 그리고 이러한 상호작용이 암의 진행, 환자 예후, 치료 반응과 어떻게 연결되는지를 이해하는 데 중점을 두고 있습니다.

본 연구는 계산생물학뿐만 아니라 병리학, 면역학, 임상종양학, 공간생물학 분야의 협업이 필수적인 프로젝트였습니다. 공간 전사체 데이터, H&E 병리 이미지, 공간 단백질 데이터, 임상 정보를 함께 해석해야 했기 때문에 여러 분야의 연구자들과 긴밀히 논의하며 연구를 진행했습니다. 특히 MD Anderson과 Wang Lab의 큰 장점은 다양한 분야의 기초 연구자, 계산생물학자, 병리학자, 임상의가 함께 협력할 수 있는 환경이라고 생각합니다. 이러한 융합적 연구 환경 덕분에 하나의 생물학적 현상을 다양한 관점에서 바라볼 수 있었고, 계산적 분석 결과를 실제 조직학적·임상적 의미와 연결하는 데 많은 도움을 받을 수 있었습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

최근 공간 전사체와 공간 생물학 기술이 빠르게 발전하면서, 세포들이 조직 안에서 어디에 위치하고 어떻게 서로 상호작용하는지를 이해하는 것이 암 연구에서 점점 더 중요해지고 있다고 느낍니다. 특히 TLS와 같은 면역 구조는 단순히 어떤 세포들이 존재하는지를 넘어, 그 세포들이 어떻게 공간적으로 조직화되어 있는지가 항종양 면역반응과 밀접하게 연결될 수 있다는 점에서 많은 관심을 받고 있습니다.

이러한 흐름 속에서 저희 연구가 TLS의 공간적 구조와 성숙도, 그리고 종양 미세환경과의 관계를 이해하는 데 조금이나마 기여할 수 있었다는 점에서 큰 보람을 느낍니다. 특히 공간 오믹스와 AI 기반 병리 이미지 분석을 통해 기존에는 체계적으로 보기 어려웠던 조직 내 면역 구조를 더 정밀하게 분석할 수 있었고, 그 결과가 암 면역학과 치료 반응을 연구하는 분들께 도움이 될 수 있다는 점이 감사하게 느껴집니다.

연구를 하면서 가장 보람 있었던 순간은 계산적으로 얻은 결과가 실제 조직 이미지와 생물학적 해석으로 연결될 때였습니다. 데이터 분석이 단순히 수치나 모델 성능에 머무는 것이 아니라, 암 조직 안에서 면역반응이 어떻게 형성되고 조절되는지를 이해하는 데 기여할 수 있다는 점에서 연구자로서 큰 동기부여를 얻었습니다. 앞으로도 이러한 연구가 암을 더 잘 이해하고 치료하기 위한 노력에 작은 보탬이 될 수 있기를 바랍니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

생물정보학이나 계산생물학 분야를 준비하는 분들께는, 분석 방법을 배우는 것과 동시에 생물학적 맥락을 함께 이해하려는 노력이 중요하다고 말씀드리고 싶습니다. 이 분야에서는 데이터를 처리하고 모델을 만드는 능력도 필요하지만, 그 결과가 실제 생물학적 현상과 어떻게 연결되는지를 해석하는 과정이 매우 중요합니다. 같은 분석 결과라도 어떤 질문에서 출발했는지, 어떤 샘플과 질환 맥락에서 나온 결과인지에 따라 의미가 달라질 수 있기 때문입니다.

또한 연구를 하다 보면 예상하지 못한 문제를 자주 만나게 됩니다. 분석이 생각처럼 되지 않거나, 결과가 명확하게 해석되지 않거나, 처음 기대했던 방향과 다르게 흘러가는 경우도 많습니다. 그럴 때 중요한 것은 한 번의 결과에 너무 쉽게 흔들리기보다는, 문제를 작은 단위로 나누어 다시 살펴보고 끈기 있게 들여다보는 태도라고 생각합니다.

유학을 고려하시는 분들께는 관심 있는 연구실의 연구자나 비슷한 과정을 먼저 경험한 분들에게 직접 연락해 보는 것을 너무 어렵게 생각하지 않았으면 좋겠다고 말씀드리고 싶습니다. 물론 모든 연락에 답을 받을 수 있는 것은 아니지만, 본인의 상황과 고민을 진정성 있게 설명하면 생각보다 많은 분들이 도움을 주십니다. 인터넷에서 찾을 수 있는 정보도 중요하지만, 직접 경험한 사람에게 듣는 조언은 훨씬 구체적이고 현실적인 경우가 많습니다. 관심 있는 분야나 연구실, 진로 방향에 대해 궁금한 점이 있다면 너무 망설이지 말고 질문해 보기를 권하고 싶습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 연구에서 제시한 TLS composite score와 AI 기반 TLS 분석 프레임워크를 앞으로 더 다양한 환자 코호트에서 평가해 보고자 합니다. 특히 일반적인 병리 진단 과정에서 사용되는 H&E 이미지를 기반으로 TLS를 분석할 수 있다는 점을 활용하여, 환자 샘플에서 TLS의 성숙도와 공간적 위치가 치료 반응이나 예후와 어떻게 연결되는지 더 깊이 이해하고자 합니다.

또한 이번 연구는 TLS의 생물학적 역할에 대해서도 새로운 질문들을 제기했습니다. 예를 들어 종양 조직 안의 많은 TLS가 아직 미성숙한 상태로 존재하고, 일부 TLS는 종양세포와 직접 인접한 위치가 아니라 종양으로부터 떨어진 공간에 위치해 있었습니다. 앞으로는 TLS를 더 성숙하고 기능적인 상태로 유도할 수 있는 방법은 무엇인지, 그리고 TLS가 종양세포 및 종양 미세환경과 더 효과적으로 상호작용하도록 만들 수 있는 방법은 무엇인지 더 살펴보고자 합니다. 장기적으로는 이러한 연구가 효과적인 TLS 형성과 성숙을 촉진하고, TLS와 연관된 항종양 면역반응을 강화할 수 있는 치료 전략을 찾는 데 도움이 되기를 기대합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 연구는 많은 멘토, 공동연구자, 공동저자분들의 도움 없이는 가능하지 않았습니다. 연구를 진행하는 동안 다양한 분야의 전문가들로부터 많은 것을 배울 수 있었고, 협업의 중요성도 깊이 느낄 수 있었습니다. 특히 연구를 지도해 주신 Linghua Wang 교수님께 깊이 감사드리며, 함께 연구에 참여해 주신 모든 분들께도 진심으로 감사드립니다. 또한 언제나 묵묵히 믿어 주시고 응원해 주신 가족들에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다.

또한 이 연구가 TLS 생물학과 종양 면역 미세환경을 이해하는 데 작은 기여가 되기를 바랍니다. 앞으로도 이 분야에서 더 많은 연구가 이루어져, 암 면역반응을 더 정밀하게 이해하고 치료 전략을 발전시키는 데 도움이 되었으면 합니다.