혈액으로 유방암 진단한다

생명공학연구원 임은경 박사-연세대 함승주 교수
혈액속 유방암 특유의 유전자 찾는 검사방법 개발

미세유체칩에 결합된 엑소좀 유전자 검출 하이드로겔은 내부에 형광 신호 증폭을 유발하는 프로브 세트를 통해 고감도의 엑소좀 내부 유전정보를 분석할 수 있다. 생명공학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 임은경 박사와 연세대 함승주 교수팀이 혈액만으로 유방암을 진단할 수 있는 시스템을 개발했다.

이 시스템은 혈액 속 유방암 특유의 유전자를 찾아냈다. 연구진은 실험쥐를 통해 이러한 결과를 얻어냈다. 향후 임상시험을 거쳐 기존의 신체조직을 떼어내 검사하는 방법을 대체할 것으로 보인다.

함승주 교수는 25일 "별도 분석 장비나 전문 인력이 없이 단일 칩으로 정밀 유방암 진단을 가능하게 하는 것"이라고 말했다. 또한 "유방암 조기진단과 나아가 효과적인 암 치료전략 개발에도 기여 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

생명공학연구원에 따르면, 이 시스템은 엑소좀 RNA를 측정할 수 있는 형광신호 증폭 탐침을 활용해 혈액 내 유방암을 정밀하게 진단한다.

연구진은 실험쥐를 이용해 이 시스템을 테스트했다. 먼저 실험쥐에 유방암 세포를 이식해 종양크기가 150㎣까지 자라도록 한 뒤 쥐의 혈액을 채취했다.

실시간 역전사 중합효소연쇄반응법(qRT-PCR)을 통해 유방암에 걸린 쥐의 혈액에서 추출한 ErbB-2 유전자의 발현양을 정상 쥐와 비교했다. 그결과 유방암에 걸린 쥐의 혈액 속 ErbB-2 유전자는 정상 쥐에 비해 약 160배 많았다.

또한 유방암 쥐와 정상 쥐 혈액에서 추출한 엑소좀을 미세유체 기반의 센서에 주입해 두 시간 반응 후 살펴보니, 유방암 쥐의 시료에서는 형광신호가 선명했다.

임은경 박사는 "조직검사의 불편함 없이 혈액만으로 유방암을 정밀 진단할 수 있고, 특히 단일 칩 내에서 신호 보정을 통해 추가적인 과정 없이 원스텝으로 개인마다 다양한 농도로 존재하는 엑소좀 내 유방암 유전자에 대한 신뢰성 높은 분석이 가능하다"며, "향후 치료 모니터링과 전이 추적에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

연구진은 혈액 속 유방암에만 존재하는 엑소좀을 찾아내기 위해 미세유체칩과 하이드로겔 구조체를 결합하고, 그 내부에 민감도 높은 탐침을 달았다. 즉 탐침이 유방암을 특정짓는 적아세포 암유전자(ErbB-2)와 반응하면 폭발적인 형광 신호가 발생해 정밀한 유방암 진단이 가능하다.

탐침에는 열 조절없이도 실온에서 유전자를 검출할 수 있는 CHA 기술을 적용했다. 그결과 추가적인 첨가물이나 별도 과정 없이도 자가신호 증폭을 통해 원스텝으로도 고감도의 검출이 가능하게 했다.

또한 항존유전자의 일종인 글리세르알데히드-3-인산 수소 이탈 효소(GAPDH)를 동시에 검출해 표적유전자인 ErbB-2 형광신호를 보정함으로써 보다 높은 신뢰성을 가질 수 있도록 고안했다.

이번 연구결과는 바이오센서 분야의 세계적 학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)' 1일자 온라인 판에 게재됐다.