항혈관 신생억제 요법인 베바시주맙(bevacizumab)은 혈관내피세포 성장인자(VEGF)-관련 경로를 차단함으로써 종양 미세환경에서 저산소 상태를 유발하며, 저산소 스트레스에 대응하기 위해 저산소 유도 인자(HIFs)-관련 경로와 같은 대체 기전을 자극하고 결국 종양 재생장을 유발한다. 따라서, 교모세포종 (GBM) 재발에 대한 항혈관 신생억제제의 저산소 종양 미세환경에 미치는 영향을 조사하기 위해 교모세포종 정위적 이식 마우스 모델을 제작하고 베바시주맙으로 종속적으로 치료하였다. 제1부에서는 미토콘드리아 매트릭스 내에서 단백질 라벨링을 가능케 하는 엔지니어링된 아스코르베이트 페르옥시데이즈(APEX) 시스템을 도입하여 뇌종양의 단백질체 분석을 수행하였다. 분석 결과는 베바시주맙 내성 단계에서 미토콘드리아 대사 역학에 주목할 만한 변화를 드러냈다. 더불어, 베바시주맙 치료를 받은 이식종양에서 미토콘드리아 칼슘 유니포터(MCU) 발현 증가를 관찰하였으며, MCU 억제제 실험에서 교모세포종 세포 성장의 현저한 억제를 확인하였다. 이러한 결과는 MCU를 타겟으로 하는 것이 베바시주맙과 결합하여 교모세포종 치료에 유망한 치료 전략을 제시할 수 있음을 시사한다.

제2부에서는 저산소 상태에서의 전사 메신저 RNA 프로파일을 특이적으로 분석 가능하게 하는 저산소 응답 엘리먼트(HRE) 프로모터를 리보솜 친화 정제(TRAP) 시스템에 통합하여, 베바시주맙 내성에 의해 유발된 근처의 죽음을 맞은 영역에서 이러한 가짜성 담장 세포에서 약물 내성에 기여하는 기분자 기전을 연구하기 위해 사용하였다. 이 프레임워크 내에서 우리는 정위적 마우스 모델에서 채취한 뇌 샘플 내의 가짜성 담장 세포에서 전사체를 조사하였다. 전사체 분석 결과, 가짜성 담장 세포는 암의 악성 정도와 알츠하이머병을 포함한 신경퇴행성 질환과 관련된 유전자 세트의 유의한 풍부함을 나타냈으며. 이러한 발견은 연구의 임상적 함의를 크게 확장시킬 뿐만 아니라 혁신적인 통찰력을 제공하며, 이 어려운 임상적 문제에 대응하기 위한 표적 치료 전략을 개발하는 데 희망을 제시한다.