▩ 저자 서문

‘암의 분자생물학: 암 발생의 분자학적 기전, 분자 표적 및 치료’는 정상세포가 어떠한 기전에 의해 형질전환되어 암세포가 되는지에 대해 관심이 많은 학부 학생, 그리고 새로운 항암제 개발을 위해 노력하고 있는 사람들을 위해 출판되었다. 세포의 신호전달 회로에 의해 세포는 주위 환경의 변화를 감지하고 반응하고 정상적인 활동을 할 수 있다. 세포는 자신의 막에 외부로부터의 신호(예, 성장인자)를 받아 세포 내부로 전달하는 역할을 하는 수용체를 갖고 있다. 신호전달 경로는 다른 분자와 상호작용을 하는 분자로 구성되어 있어 마치 육상 계주 경기서 바통이 다음 선수에게 넘겨지는 것과 같이 하나의 분자는 다음 과정을 유발한다. 이렇게 이어지는 정보는 세포의 행동이나 유전자 표현에 변화를 주어 결과적으로 세포가 반응(예, 세포 성장)을 보이게 한다. 이러한 신호전달이 방해를 받게 되면 조절되지 않는 세포의 성장과 같은 막대한 결과가 초래된다. 때로는 정상세포가 형질전환되어 암세포로 변하게 되기도 한다. 발암 과정에 관여하는 특정 회로의 비정상적인 행동을 확인함으로써 우리는 이들을 표적으로 하는 새로운 항암 약물 개발 전략을 세울 수가 있다.
이 책에서는 암의 생물학적 양상과 함께 이러한 양상을 응용하여 만들어질 수 있는 새로운 항암 약물의 개발 부분을 함께 다루었다. 이러한 의도에 맞추어 각 장의 앞부분은 암조직의 세포학적 특징 및 분자학적 특징을 다루었고 후반부는 치료전략에 대해 기술했다. 또한 전반부에서 다룬 특정 분자 표적과 후반부에서 다루는 이들 분자 표적에 기초한 치료 전략을 연결하기 좋게 표적 표시(쫩)로 새로운 약물 개발로 이어질 수 있는 분자 표적을 명시했다. 이러한 노력이 독자의 흥미를 자극해 이 분야에 관심을 갖게 되기를 바란다.
이번 두 번째 판에는 새로운 장이 서너 장 추가되었다. 중요한 부분인 세포주기가 당연히 새로운 장을 하나 차지했다. ‘감염과 염증’도 추가되었다. 이 장은 암을 유발하는 감염원을 표적으로 한 첫 번째 예방 암 백신의 승인을 축하하고 있다. 다른 새로운 장인 ‘암 산업: 약물 개발과 임상 시험 고안’은 암 연구 분야에서 경력을 쌓고 싶어하는 사람들을 위해 중요한 내용을 다루고 있다.
개인적으로 필자는 도표나 그림을 이용해 공부를 하는 방법이 굉장한 도움을 준다고 믿고 있다. 하나의 그림은 수천 개 이상의 단어보다 더 많은 의미를 표현할 수 있다. 독자들은 Joseph Pecorino이 예술적으로 만들낸 이 책 속의 그림들을 통해 더 쉽게 더 많이 배우며 즐길 수 있을 것이다. 중요한 부분과 새로운 암 치료법들은 붉은색으로 표시했고 분자 표적은 표적 표시(쫩)로 강조해 놓았다. 그림에 대한 자세한 설명은 본문에서 다루었다. 이번 판에서는 실험 데이터를 보여주는 칼라 플레이트를 추가했다.
이 책을 읽어가면서 흥미를 북돋우고 학습에 도움이 되고자 다음과 같은 여러 내용들을 본문 사이에 삽입해 넣었다.

쉬며 생각하기
이 부분은 본문의 옆 자리에 주로 배치하여 독자로 하여금 다시 한번 주제를 생각하게 했으며, 또한 주제와 연관 있는 개념을 추가했다. 질문을 던져 질문에 답하기도 하며 질문에 답하기 위해 앞에서 다룬 내용을 다시 찾아보도록 했다.

어떻게 알아낼까?
이 부분은 2판에 새로 추간된 내용이다. 여기서는 과학 잡지에 발표된 논문의 실험적 증거를 조사해 볼 수 있고 독자에게 제시된 데이터를 분석해보거나 실험 프로토콜의 자세한 내용을 이해할 수 있게 했다.

관심 있는 특정 분야 설명 부분
이 부분에서는 제2장에서 다룬 바와 같이 ‘피부암’ 같은 내용을 다루어 본문을 읽는 데 도움이 되는 부수적인 내용을 다루었다. 또한 복잡한 주제를 이해하기 쉽게 기본적인 내용을 다루어 개념을 잡는 데 도움이 되게 했다.

생활습관 지혜
여기에서는 우리가 현재 알고 있는 지식에 기초해 암 발생 위험을 최소화할 수 있는 일상생활에서의 행동 양식과 습관에 대해 다루었다.
  
각 분야의 선구자들
전 세계에 있는 과학자들이 이 책에서 다루는 개념들을 정립하는 데 공헌을 했다. 암 생물학 분야를 이끌어 나가고 있는 훌륭한 과학자들의 짧은 소개와 이들이 공헌한 의학 발전의 분야를 간략하게 소개했다. 이러한 과정을 통해 필자는 이 책에 인간의 손길을 담을 수 있었다. 이들을 본받아 이 분야에 계속 종사할 수 있으며 이들의 연구 논문을 계속해 찾아볼 수 있다. 또한 이들이 발표하는 학회 모임에서 이들의 강연을 듣거나 만나보는 일도 연구를 하는 도중에 큰 도움이 될 수 있다.

분석
특정 생물학적 및 세포학적 행동을 알아보는 데 사용되는 특정 분자학적 기법을 기술했다. 과학자나 의학자가 ‘어떻게 알아볼 수 있는 방법은 없을까?’ 하고 자기 자신에게 물어보는 일은 중요하다. 우리가 현재 알고 있는 지식들은 데이터를 모으고 세포의 행동을 설명하고 그 기전을 설명해주는 수많은 실험에 의해 알게 된 것들이다. 우리는 정보는 분석을 가능하게 해주는 기법들에 의해서만 정보를 모을 수 있다.

중요한 요점 - 기억 더듬어보기
주요 개념을 되새기고 각 장의 개괄적인 개념을이해시키기 위해 중요한 부분을 요약해 놓았다. 이 부분은 시험을 위해 복습할 때 유용하게 사용될 수 있다.

자기 검사와 활동
각 장에서 다루고 있는 분자생물학적 개념을 확실히 이해하는 데 도움이 되도록 이 부분을 만들었다. 자기 검사는 본문 안에 있는데 앞에서 다룬 내용을 강화하기 위해 스스로 테스트를 하게 했으며, 경우에 따라 그림을 갖고 테스트하게 했다. 이렇게 함으로써 책을 읽어가는 도중에 휴식기간을 갖고, 자기 자신의 지식을 점검할 수 있으며, 능동적인 학습 태도를 가질 수 있다. 활동 부분은 앞에서 배운 새로운 개념을 되새기기 위해 각 장의 마지막 부분에 놓았다. 이 부분에 참여하면 남의 도움 없이 자기 스스로 지식을 얻을 수 있을 것이다. 웹사이트를 이용할 수도 있다. 어떤 것은 내용을 깊이 다루었다. 웹사이트에서 사지선다 형의 질문을 받을 수도 있다.
 
더 읽을거리
각 장의 뒷부분에 위치한 이 부분은 일반적인 참고문헌을 나열한 것이다. 대부분의 문헌은 저널이나 평론지로 각 장의 내용을 이해하는 데 도움을 줄 것이다. 이 참고문헌들은 본문에서 인용되지 않는 것들이다.

선택된 특정 주제
특정 중요한 논문들로 본문에서 참고문헌으로 인용된 것들을 모아놓았다. 본문을 읽다가 더 자세히 알로 싶다면 이 참고 문헌을 참조하면 도움이 된다. 이 중의 일부는 웹사이트이다.

부록 1
이 부분은 주요 분자학적 경로와 세포주기와의 연결을 그림으로 정리해놓은 것이다.

부록 2
암에 관련된 분자생물학적 연구를 하고 싶은 사람들에게 도움이 되고자 세계적으로 유명한 연구소들을 나열해놓았다. 주로 미국과 영국에 있는 연구기관과 나라별로 나누어놓았다.

용어 풀이
약 140개의 단어들을 간략하고 명확하게 설명해놓아 학생에게 하여금 친근하지 않은 단어들을 쉽게 접할 수 있게 했다.
이 책의 저자로서 가장 바라는 것은 이 책을 읽고 독자들이 새로운 무엇인가를 알고 이 분야에 대해 관심을 갖고 후에 암생물학 분야에 새로운 지식을 넣어 암에 대한 더 깊은 이해와 탁월한 치료법들을 개발하는 것이다. 이 분야의 발전 속도는 너무 빨라 이 책이 인쇄될 때는 새로운 내용으로 다시 재편해야 할 정도이다. 그러나 이러한 것은 문제가 되지 않는다. 이 책의 목표는 과학적인 단편적인 지식들을 어떻게 조합하는지를 보여주며 또한 이러한 지식들이 어떻게 활용되어 암의 치료법으로 응용되는지를 보여주는 데 있다. 대부분의 새로운 약물은 성공적으로 개발되지 못 하고 중도에 포기된다. 그러나 그 중의 일부는 성공적으로 개발된다. 이렇게 선택된 극소수는 많은 사람들의 삶의 질을 그 무엇과 바꿀 수 없게 향상시켜 놓는다.

▩ 역자 서문

현재 분자생물학의 발전은 눈부시며 그 응용 분야는 매우 광범위하다. 이제 분자생물학은 자연과학을 접하고 있는 모든 사람들이 반드시 알아야 하는 필수 분야로 자리를 잡았다. 특히 의학 분야에 응용되는 분자생물학은 획기적이어서 그 동안 인류가 해결하지 못하고 있던 질병들을 해결하는 데 큰 도움을 주고 있다. 질환의 원인을 알 수 없었고 근본적인 치료를 할 수 없었던 인류 최대의 난적이라 할 수 있는 암 분야에서의 분자생물학적 지식과 기법의 응용은 이들 질환의 병태생리를 이해하는 데 큰 도움이 되었으며 거기에 맞춘 새로운 치료법들을 가능하게 했다. 더욱이 그 동안의 성과가 축적되어 요즈음에는 새로운 치료 약물들이 수도 없이 개발되어 나온다. 암을 연구하고 치료에 종사하고 있는 사람조차도 자기 분야가 아닌 경우에는 새로운 연구결과와 치료법들에 대해 알기가 어렵게 되었다.
현재까지 알려지기로는 암은 단순한 원인이 의해 발생하지 않으며 그 발병 과정도 단순하지만은 않다. 암세포의 행동양식을 이해하려면 우리는 어쩌면 생명현상에 대해 더 많이 알아야 할 것이다. 인간의 생명현상은 단순하지 않고 헝클어진 실타래와 같다. 그러나 놀라운 것은 복잡하게 엉킨 상태에서 일사분란한 원칙에 따라 생명현상은 일정하게 규제되고 조절된다는 점이다. 이러한 원칙이 무너져 발생하는 것이 암이다. 이러한 암을 이해하려면 아주 복잡하게 헝클어진 실타래를 하나씩 풀어나가는 무한대의 노력과 날카로운 예지력이 필요하다.
이 책은 이러한 무한대의 노력과 예지력의 결과를 집대성한 모음이라고 할 수 있다. 암에 관심이 있는 모든 사람들이 반드시 알아야 할 분자생물학적 지식을 일목요연하게 정리하여 제시하고 있다. 이 책에서 단 몇 줄로 기술되고 있는 내용은 사실 수많은 연구자들의 노력과 통찰력의 결과이다. 이러한 복잡하고도 많은 내용을 정말 이해하기 쉽게 진수만을 정리했다. 반드시 숙지하여 모두 기억해야 하는 내용들만을 잘 짜여진 순서에 따라 기술한 저자의 탁월한 능력에 감탄할 뿐이다.
불가능을 가능으로 만드는 인류의 노력으로 현대 문명이 탄생했다고 생각한다. 무모하다고 할 정도로 어렵고 광범위한 암 연구를 하나씩 손에 잡히게 해주는 분자생물학적 기법과 연구성과를 집대성한 이 책이 여러분이 암 분야의 분자생물학적 지식을 넓히는 데 도움이 된다면 역자로서 더 이상의 바람은 없다. 이 책이 나오기까지 여러 문제를 상의하고 교정까지 해주신 공동 역자 순천향의대 김창진, 정동준 교수님에게 감사를 드린다. 이 책이 나올 때면 군 훈련을 마칠 아들 상윤, 방학을 맞을 상빈에게 이 책이 선물이 되기를 바란다. 그리고 항상 도움과 격려를 주는 아내에게 다시 한 번 감사를 드린다.

2009년 8월 10일
가천관 연구실에서
역자  전 인 상

▩ 역자 소개

 전 인 상 서울대학교 의과대학 졸업(의학사, 석사, 박사)
  서울대학교 병원 수련(소아과 전문의)
  서울대학교 병원 전임의(소아혈액종양분과 전문의)
  미국 St. Jude Children's Research Hospital 전임의사
  현재 가천의대 소아과 교수(소아혈액종양학)

 정 동 준 의학박사
  순천향대학교 대학원 의학과(분자병리학 전공) 졸업
  현재 순천향대학교 의과대학 병리학교실

 김 창 진 의학박사
  연세대학교 의과대학 졸업
  순천향대학교 의과대학 병리학교실 교수
  미국 NIH, 캐나다 Calgary 대학교 연구원

저자서문   iii
역자서문   vii
역자소개   viii
목차   ix
세부 목차   x

 1. 서론 1
 2. DNA 구조와 안정성: 돌연변이 대 수리 23
 3. 유전자 발현의 조절 53
 4. 성장인자 신호전달과 암유전자 79
 5. 세포주기 109
 6. 성장억제와 암억제유전자 129
 7. 아포프토시스 157
 8. 줄기세포와 분화 183
 9. 전이 209
 10. 감염과 염증 239
 11. 영양소, 호르몬 그리고 유전자 상호작용 263
 12. 암 산업: 약물 개발과 임상시험 고안 293
 13. 미래의 암: 진단과 면역치료에 중점을 두고 알아보기 311

부록 1: 세포주기 조절 335
부록 2: 세계의 암연구센터 336
부록 3: 용어 풀이 341
INDEX  348
COLOR PLATES 363

저자서문   iii
역자서문   vii
역자소개   viii
목차   ix
세부 목차   x

 1. 서론  1
  1.1 암이란 무엇인가? 2
  1.2 암을 세포 수준에서 보면 유전자 질환이라는 증거 5
  1.3 인체 발암에 영향을 주는 인자들 10
  1.4 기존 암치료의 원칙 13
  1.5 임상 시험 14
  1.6 암 치료에서 분자학적 표적의 역할  16

 2. DNA 구조와 안정성: 돌연변이 대 수리 23
  2.1 유전자의 구조-유전자의 두 부분: 조절구역과 코딩 구역 24
  2.2 돌연변이 25
  2.3 발암 물질 26
  2.4 DNA 수리와 암의 소인 39
   쫩 치료 전략 43
  2.5 기존의 치료: 화학요법과 방사선 치료 43
 
 3. 유전자 발현의 조절 53
  3.1 전사인자와 전사 과정 조절 53
  3.2 염색질의 구조 61
  3.3 에피제네틱 기전에 의한 전사 조절 62
  3.4 에피제네틱이 발암 과정에 관여하는 증거 65
  3.5 종말체와 텔로메라제(telomere and telomerase) 68
   쫩 치료 전략 72
  3.6 에피제네틱과 히스톤계 약물 72
  3.7 텔로메라제 방해제 73

 4. 성장인자 신호전달과 암유전자 79
  4.1 표피성장인자(epidermal growth factor, EGF) 신호 전달: 중요한 패러다임의 형성 80
  4.2 암유전자 89
   쫩 치료 전략 98
  4.3 키나아제 방해제 99
  4.4 RAS에 직접 작용하는 치료 103

 5. 세포주기  109
  5.1 사이클린(cyclin)과 사이클린 의존성 키나아제 (cyclin-dependent kinase, cdk) 110
  5.2 cdk 조절 기전 112
  5.3 G1 체크포인트 통과 115
  5.4 G2 체크포인트 118
  5.5 유사분열 체크포인트 119
  5.6 세포주기와 암 122
   쫩 치료 전략 124
  5.7 cdk 방해제 124
  5.8 다른 세포주기 키나아제를 표적으로하는 약물 125
  5.9 유사분열 방추체 방해제 125

 6. 성장억제와 암억제유전자 129
  6.1 암억제유전자의 정의 129
  6.2 망막모세포종 유전자 134
  6.3 RB 경로의 돌연변이와 암 136
  6.4 p53 경로 136
  6.5 p53 경로의 돌연변이와 암 145
  6.6 DNA 바이러스 단백질은 RB 혹은 p53과 상호작용을 한다. 147
   쫩 치료 전략  149
  6.7 p53 경로를 표적으로 한 치료 149

 7. 아포프토시스 157
  7.1 아포프토시스의 분자학적 기전 159
  7.2 아포프토시스와 암 167
  7.3 아포프토시스와 항암 화학요법 174
   쫩 치료 전략  176
  7.4 아포프토시스를 유도하는 약물 176

 8. 줄기세포와 분화 183
  8.1 줄기세포와 암 185
  8.2 분화와 전사 조절 194
   쫩 치료 전략  199
  8.3 Wnt 경로 방해제 201
  8.4 Hh 경로 방해제 202
  8.5 백혈병과 분화 치료 203

 9. 전이  209
  9.1 전이의 단계 211
  9.2 세포 전이에 관여하는 도구들: 세포 부착 분자, 인테그린(integrin)과 단백분해효소 211
  9.3 혈관내침입(intravasation) 214
  9.4 수송 215
  9.5 혈관밖유출(extravasation) 216
  9.6 전이 군락형성 217
  9.7 혈관 생성 스위치 219
  9.8 초기 발달(early development)과 전이 사이의 유사성 225
  9.9 다른 종양 신생혈관 생성 방법들 226
   쫩 치료 전략  227
  9.10 금속단백분해효소 방해제(MPIs) 227
  9.11 혈관생성을 억제하는 치료법와 맥관을 표적으로 하는 치료법   228
  9.12 여러 단계의 전이를 한 번에 표적으로 하기 233

 10. 감염과 염증 239
  10.1 감염물질이 발암물질인지 확인하기 240
  10.2 염증과 암 246
   쫩 치료 전략  252
  10.3 대만에서의 국가적인 B형 간염 예방 프로그램 252
  10.4 헬리코박타 파이로리 박멸과 위암 예방 효과와의 관계 253
  10.5 자궁경부암을 예방하기 위한 암 백신 254
  10.6 염증 방해 256

 11. 영양소, 호르몬 그리고 유전자 상호작용 263
  11.1  원인 인자 266
  11.2 예방 인자: 과일과 채소에 있는 미세 함유물 269
  11.3 종양 세포에서 대사 변화 275
  11.4 유전적 다형태와 식이 278
  11.5 비타민 D: 영양소와 호르몬 작용의 연결 279
  11.6 호르몬과 암 281
   쫩 치료 전략  284
  11.7 강화식품(enhanced food)과 암예방을 위한 영양소 보충 284
  11.8 에너지 경로를 표적으로 하는 약물 286
  11.9 에스트로겐을 표적으로 하는 약물 286

 12. 암 산업: 약물 개발과 임상시험 고안 293
  12.1 약물 개발 전략 293
  12.2 이마티니브(Imatinib) 개발 298
  12.3 2세대 치료제 299
  12.4 약리유전체학(pharmacogenomics) 301
  12.5 개선된 임상시험 고안 302
  12.6 암 연구 경력 쌓기(암 연구자 되기) 306

 13. 미래의 암: 진단과 면역치료에 중점을 두고 알아보기   311
  13.1 암 백신 312
  13.2 마이크로어래이와 발현 윤곽 (microarray and expression profile) 320
  13.3 진단과 예후 322
  13.4 암 영상학 324
  13.5 암 연구를 도와주는 생체정보학(bioinformatics) 325
  13.6 암 나노기술(nanotechnology) 327
  13.7 암 증상 치료 329
  13.8 우리는 과연 지금 발전하고 있는가? 331

부록 1: 세포주기 조절 335
부록 2: 세계의 암연구센터 336
부록 3: 용어 풀이 341
INDEX   348
COLOR PLATES  363