생명연구원, 혈액으로 유방암 체외 진단 기술개발

기사내용 요약
초정밀 고감도 탐침, 엑소좀 RNA 측정 통한 혈액 내 마커 진단시스템
조직검사 없이 유방암 조기 진단, 치료 뒤 효과적 추적 기대

[대전=뉴시스] 혈액 내 암 유래 엑소좀 검출을 위한 미세유체칩 개략도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 조직검사의 불편함없이 혈액으로 유방암을 정밀 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 임은경 박사가 형광신호 증폭 탐침을 활용한 엑소좀(exosome) RNA 측정을 통해 혈액 내 유방암 바이오마커를 정밀 진단할 수 있는 시스템을 개발했다고 25일 밝혔다.

연세대학교 함승주 교수팀과 공동으로 수행한 이번 연구결과는 바이오센서 분야의 국제저널인 'Biosensors and Bioelectronics(IF 10.257)' 온라인 판에 지난 1일자로 게재됐다. 논문명 : Microfluidic device for one-step detection of breast cancer-derived exosomal mRNA in blood using signal-amplifiable 3D nanostructure.

엑소좀은 세포로부터 배출되는 작은 지질 소포체로 모체가 되는 세포의 특성을 보유하고 있으며 혈액, 소변, 눈물 등 다양한 체액에서 발견된다.

특히 암세포로부터 발생한 엑소좀은 원발암(primary cancer·암이 처음 발생한 장기의 암)에 대한 정보를 갖고 있어 체액 기반의 암 진단 분야에서 주목받고 있다.

기존 암 진단은 침습적 생검(Tissue biopsy)으로 수술 또는 가는 바늘을 통해 추출한 종양 표본의 조직을 검사하는 방식이 주를 이뤘으나 최근에는 체액 속에 존재하는 깨진 암세포 DNA 조각을 찾아 유전자 검사로 분석하는 액체생검(Liquid biopsy)이 떠오르고 있다.

액체생검을 위한 바이오마커로 순환 종양 세포(CTC), 순환 종양 핵산, 종양 유래 엑소좀 등 다양한 물질이 유망 후보로 여겨지고 있으며 이 중 엑소좀이 가장 촉망받고 있다.

연구팀은 혈액 내 유방암 유래 엑소좀을 검출키 위해 미세유체칩과 하이드로겔(Hydrogel) 구조체를 결합하고 구조체 내부에 고민감도를 갖는 탐침(probe)을 장착했다.

이를 통해 탐침이 유방암의 바이오마커인 ErbB-2(적아세포 암유전자)와 반응하면서 폭발적인 형광 신호 증폭이 생기도록 해 정밀한 유방암 진단이 가능한 시스템을 개발했다.

탐침에는 고감도의 유전자 검출이 가능한 CHA(Catalytic Hairpin Assembly) 기술을 적용, 추가적인 첨가물이나 별도 과정없이도 자가신호 증폭으로 고감도의 검출이 가능토록 유도했다.

또 모든 조직에서 일정하게 발현되는 항존유전자의 일종인 GAPDH(글리세르알데히드-3-인산 수소 이탈 효소)를 동시에 검출토록해 표적유전자인 ErbB-2 형광신호를 보정시켜 높은 신뢰성도 확보했다.

연구책임자인 임은경 박사는 "조직검사의 불편함없이 혈액만으로 유방암을 정밀 진단할 수 있는 기술"이라며 "특히 단일 칩 내에서 신호 보정을 통해 추가적인 과정없이 원스텝으로 개인마다 다양한 농도로 존재하는 엑소좀 내 유방암 유전자에 대한 신뢰성 높은 분석이 가능하다"고 설명했다.

공동 연구책임자인 함승주 교수는 "별도 분석 장비나 전문인력없이 단일 칩으로 정밀 유방암 진단을 가능케 한 것"이라면서 "유방암 조기진단, 치료 뒤 전이 추적, 효과적인 암 치료전략 개발 등에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

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