<강의 운영 정보>

자연과학대학 생명과학과 3학년 1학기 전공선택

본 수업은 대면 강의로 진행된다. 교재는 Principles of Cancer Biology by Lewis Kleinsmith이지만 따로 구입할 필요는 없으며 제공되는 PPT를 활용한다. 다만 실제 수업 때는 제공받은 ppt의 자료보다 더 많은 자료들을 추가한 교수님용 ppt를 활용하시기 때문에 수업 중간중간 자료 사진을 찍어야 할 때가 많다. 출석은 직접 호명하시고 꼼꼼하게 평가하신다. 한 번 무단결석할 때마다 1점 감점되며, 5번 무단 결석 시 F를 받는다. 수업을 듣는 학생 수가 크게 많지 않으며 시험 성적도 1점 차이로 성적이 좌우되기 때문에, 한 번 결석하면 성적에 큰 영향을 줄 수 있다. 본 수업은 암의 특정한 부분에 집중하여 깊게 파고드는 수업이 아니라, 암을 전반적으로 다루는 강의라고 생각하면 된다. 우리 삶과 밀접하게 연관된 주제이기 때문에 수업 내용도 직접적으로 와닿고 수강생들 대부분이 강의 내용이 ‘재밌다’고 느꼈다. 강의는 정상세포와 다른 암세포의 특징에 대해서 배우고, 암의 전이, 발암의 원인들, oncogene(종양유전자)과 tumor suppressor(암억제유전자), 암의 진단과 치료 및 예방에 대해서도 배운다. 다른 생명과학과 전공 수업과도 내용적으로 겹치는 부분이 있기 때문에 다른 수업 내용을 이해하는 데 있어서도 도움이 된다. 교수님께서 이론과 함께 실제 실험결과와 실험 논문 등을 많이 활용하시고, 직접 참여하신 연구도 간단히 설명해주시면서 이론이 어떻게 응용되는지 설명하실 때 활용하신다. 과제는 없지만, 가끔 출석부에서 이름순으로 호명해서 수업 내용과 관련된 질문을 하시기도 한다.

[강의 난의도]

유전학 정도를 수강한 3학년 학생이면 본 강의를 수강하기 적당하다. 2학년 학생이 수강하기에도 많은 무리는 겠지만, 3학년 4학년 학생들과 경쟁하는데 약간 불리한 점이 있을 수 있다. 작년에 수강한 학생들에 따르면 4학년 과목이라기 보다는 2학년 수준의 과목이라는 얘기를 했지만 2학년 학생보다는 3학년 학생이 유리할 것 같다.

평가방법: 중간고사(40%), 기말고사(40%), 출석(20%)

<강의 내용>

[챕터 0] 암 생물학 개론 및 프리뷰

• 암의 정의와 특성: 암의 정의와 어원에 대해 배운다. 암은 유전병(genetic disease)이지만 유전성 질환(inherited disease)은 아니라는 점을 실제 사례와 질병을 들어 배운다. 정상 세포와 구분되는 암의 특성 및 in vitro에서의 특징을 다룬다.

• 연구 증거와 신뢰도: 실험 결과를 뒷받침하는 연구 증거의 3가지 종류와 각 증거 종류 간의 신뢰도를 비교하여 배운다. 이는 타 생명과학 수업 및 연구에서도 활용되는 기본 지식이다.

• 발암 요인 및 치료 기본: 발암 요인과 암 치료의 종류를 배운다. 암 치료의 궁극적인 목적은 세포를 사멸(cytotoxic)시키는 것임을 배운다. 현재 널리 쓰이는 표적치료제(smart drugs)를 사례로 들어 분자 표적 기반 치료제를 배운다. 임상시험 단계와 암 치료의 주요 분자 표적을 개괄적으로 다룬다.

[챕터 1] 암의 역학과 종양의 분류

• 발생률 및 유병률 변화: 암의 종류, 발생률, 시간에 따른 유병률 변화를 배운다. 주요 발병 암의 종류는 요인 및 국가별로 차이가 있으며, 이러한 차이는 유전보다 환경적 요인이 더 중요함을 배운다.

• 종양의 구분 및 명명법: 양성 종양과 악성 종양의 차이점 및 종양 명명법을 배운다. 명명법을 통한 양성/악성 종양 구분 문제는 주요 출제 포인트이다.

• 병기 및 등급 분류: 종양의 분류 기준인 Tumor grading과 TNM 체계 기반의 Tumor staging을 배운다. 암이 사람을 죽이는 직접적인 요인 4가지를 다룬다.

[챕터 2] 암세포의 증식 특성 및 사멸 회피

• 증식 및 세포 주기 조절: 정상 세포와 구분되는 암세포 증식의 4가지 특성을 배운다. 성장인자와 세포 주기의 이상 및 영향을 다루며, 종양 억제 인자인 Rb 단백질과 E2F 전사인자의 상호작용을 통한 세포 주기 제한점 조절을 배운다.

• 세포사 회피 및 DNA 복구: 괴사(necrosis)와 세포사(apoptosis)의 차이점 및 암세포의 세포사 회피 기전을 배운다. DNA 손상 및 복구의 종류와 과정을 배운다.

• 면역 감시 및 회피: 면역 시스템의 종양 감시 기전과 종양이 이를 회피하는 방법을 배운다.

[챕터 3] 암의 혈관신생

• 혈관신생 활성화: 암 전이에 필요한 과정인 혈관신생(angiogenesis)을 종양이 활성화하는 기전을 배운다.

• 치료 적용 및 내성: 종양의 혈관신생을 억제하여 암을 치료하는 응용 방안을 다루며, 혈관신생 억제 치료를 회피하는 종양의 내성 기작까지 배운다.

[챕터 4] 암의 침습과 전이

• 침습 및 다윈식 선택: 종양이 인접 부위에 침습 후 다른 조직으로 전이되는 연쇄적 단계를 배운다. 침습의 세포적 기전과 함께, 더 강한 암세포가 살아남아 증식하는 다윈식 선택 과정을 실험 결과와 함께 배운다.

• 전이 기전(EMT / MET): 종양 전이 부위가 결정되는 두 가지 이론을 배운다. 전이를 위한 EMT(Epithelial-Mesenchymal Transition) 과정과 전이 후 집락화를 위한 MET 과정을 배운다. EMT 과정의 핵심 전사인자인 TWIST 및 전이 억제·촉진 유전자를 다룬다.

[챕터 5] 화학적 발암 물질과 염증

• 발암 물질과 염증: 화학적 발암 물질의 역사적 발견, 종류, 특성을 배운다. 급성 염증과 만성 염증을 비교하고, 만성 염증이 암으로 진전되는 기전을 배운다.

• 발암 위험률 및 모델: 환경 오염이 암의 주요 원인이라는 오해를 바로잡으며 다양한 발암원의 위험률을 비교한다. 발암 물질의 용량과 암 발생률 간의 관계를 설명하는 3가지 모델을 배운다.

• 간의 역할 및 발암 단계: 간의 Cytochrome P450에 의해 procarcinogen이 carcinogen으로 전환되는 과정을 배운다. 해독 기관인 간에서 오히려 carcinogen이 생성될 수 있음을 다룬다. 발암 물질의 DNA 손상 기전 및 Chemical carcinogenesis의 3단계를 예시와 함께 배운다.

[챕터 6] 방사선에 의한 발암

• 자외선(UV): 자외선의 종류와 피부암 유형을 비교하며, 피부암과 연관성이 가장 높은 UVB의 DNA 손상 기전을 배운다. p53 돌연변이가 피부암의 원인(cause)인지 결과(effect)인지 예측 및 증거를 기반으로 배운다.

• 이온화 방사선: 역사적 사건과 이온화 방사선의 종류를 통해 발암 능력을 알아보고, DNA 손상 기전을 배운다. 자외선과 이온화 방사선의 차이점을 함께 다룬다.

[챕터 7] 감염에 의한 발암

• 감염원과 발암: 특정 질병이 특정 병원체에 의해 발생함을 증명하는 코흐의 가설(Koch’s Postulates)을 배운다.

• 병원체 종류별 기전:

  • 바이러스: EBV, HPV, HBV/HCV, HTLV-1, SV40 등에 의한 암 발생을 배운다.

  • 세균 및 기생충: H. pylori를 통한 세균성 발암 및 기생충에 의한 암 발생을 배운다.

• 바이러스의 응용 및 비교: Insertional Mutagenesis에 사용되는 레트로바이러스 2종류를 구분하여 배우며, 유전자 치료(Gene Therapy)에 사용되는 바이러스 2종류를 비교하여 배운다.

[챕터 8] 유전성 암과 sporadic 암

• 발병 특성 및 Two-hit Model: Hereditary cancer와 Sporadic cancer의 특징을 비교한다. 망막세포종(Retinoblastoma)을 예로 들어 hereditary와 sporadic일 때의 발병 확률 및 표현형을 Two-hit Model을 적용하여 비교·배운다.

• 유전성 증후군 및 유전자: 유전성 암의 특징과 핵심 유전자의 작동 기전을 배운다. 특히 암 전반에 대한 감수성이 전달되는 Li-Fraumeni Syndrome의 가계도를 통해, 한 가족 내에서 다양한 암(대장암, 폐암, 유방암 등)이 발병하거나 한 개인이 여러 암에 연속적으로 걸릴 수 있음을 배운다.

• 분류 및 검사: Gatekeepers와 Caretakers 개념을 구분하고 관련 증후군 및 질병을 배운다. 암 가족력 의심 시 실시하는 유전자 검사와 그 이점 및 위험을 다룬다.

[챕터 9] 암유전자(Oncogene)와 신호 전달 경로

• Oncogene의 개념: Oncogene 발생 메커니즘 5가지와 대표 예시를 배우고, Oncogene이 생산하는 단백질을 분류한다.

• 주요 신호 전달 경로:

  • Ras-MAPK pathway: 전체 암의 30%에서 돌연변이가 발견되는 G protein인 Ras의 임상적 중요성을 배운다. 세포 주기 활성화의 핵심인 Ras-MAPK pathway의 구성 인자 중 oncogene과 tumor suppressor를 구분하여 배운다.

  • Jak-STAT pathway: 또 다른 신호 전달 경로인 Jak-STAT pathway를 배우며, Ras-MAPK pathway와 비교하여 공부한다.

[챕터 10] 종양 억제 유전자(Tumor Suppressor Gene)

• LOH 개념: Loss of Heterozygosity(LOH)의 개념과 발생 메커니즘을 배운다.

• 주요 유전자 및 경로: RB gene, p53 gene 등 주요 tumor suppressor gene의 역할, 작동 메커니즘, 유전자 산물이 작용하는 다양한 신호 경로들을 구분 및 비교하여 배운다.

[특강/단원] 암 대사(Cancer Metabolism)

• Warburg Effect: Warburg Effect의 개념, 조절 인자, 암세포가 해당 기작을 선택한 이유를 배운다.

• IDH1/2 및 D2HGDH: Wildtype IDH1/2의 역할을 돌연변이 IDH1/2의 특성과 비교하여 배우고, 돌연변이 IDH1/2가 생성하는 2-HG의 암 유발 기전을 배운다. D2HGDH의 역할과 그 돌연변이에 대해 배운다.

• 이 챕터에서는 2문제만 출제되었다.

[학습 및 시험 대비 팁]

• 표를 활용한 정리: 구분 및 특성 파악이 중요한 내용이 많으므로 명료하게 비교표를 만들어 공부하는 것이 유효하다.

• 도식화 이미지 백지 복습: 다양한 유전자와 전사인자의 이름 및 상호작용이 혼동되기 쉽다. 관련된 유전자나 전사인자 이름을 적는 문제 등 주관식 단답형 출제에 대비하여 PPT의 도식화 이미지를 백지에 직접 그려보면서 머릿속에 암기하는 방식이 권장된다.

<핵심 KEYWORD>

#metastasis #EMT #Cyclin-CDK #apoptosis #angiogenesis #oncogene #p53 #RB #Ras

<과제 정보>

• 과제없음

<시험 정보>

• 시험 출제 유형시험문제는 단답형, 약술형, 논술형

• 중간고사 시험 준비 사항
  • 대면시험으로 이루어진다.
  • O/X 퀴즈 / 5지선다 객관식 문제 / 주관식 단답형 / 빈칸 채우기 / 약술형 문제로 출제 되었다. 객관식 보기 중 답 없음도 포함되어 있는 경우가 있으며, 모두 고르시오 질문에서는 몇 개 고르라는 말이 별도로 안내되지 않는다.
  • 시험범위: 챕터 0 – 챕터 4
  • 수업 내용 중 나오는 인물 이름이 객관식 보기에서 나오는 경우가 있으니 꼼꼼하게 시험 준비를 해야 한다.  교수님께서 설명하시는 내용 중 PPT에 없는 부분은 필기해야 한다.
  • 수업 내용 중 연구의 증거로 그래프가 여러개 나오는 경우가 있는데, 실제 시험에서 어떠한 가설의 증거로 무엇을 제시할 수 있는지 쓰라는 문제가 주관식으로 나왔기 때문에 그래프 자료도  함께 공부해야 한다.
• 중간고사 기출 문제 예시
  • VEGF를 처리했을 때 일어나는 변화 세가지
  • 위장관 암이 간으로 전이가 많이 되는 이유
  • Rituximab이 표적으로 하는 항원
  • 양성 종양의 종류
  • CTLA-4
  • 담배 소비와 폐암 발병에는 30년의 차이가 있다. 이 차이에도 불구하고 폐암 발병에 흡연이 영향을 준다는 증거
  • 미국 암 사망의 1/3
  • EMT 과정 중 발현이 증가하는 것

• 기말고사 시험 준비 사항
  • 중간고사와 비슷한 형식
  • 시험범위: 챕터5 – 챕터10 (주로 암 대사 파트)
  • 단백질 및 전사인자들이 서로 작용하는 모식도를 안기해두면 좋다.
• 기말고사 기출문제 예시
  • croton oil에 대한 설명
  • 유전자/단백질 관련 문제
  • p53 발현/활성을 낮추는 것
  • CC→TT가 주로 피부암에서 관찰되는 이유
  • 바이러스 종류와 설명