대장암 조기진단 ‘DNA 압타머’ 개발…환자 맞춤형 치료 가능성↑

이번 연구성과가 게재된 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈' 표지.[건국대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 초기 발견이 어려운 대장암을 조기 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 건국대학교 생물공학과 박기수 교수 연구팀이 대장암 조기 진단 및 치료에 활용할 수 있는 DNA 압타머를 개발했다고 밝혔다.

압타머는 단일, 이중 나선의 DNA, RNA 형태로 타깃 단백질과의 3차원적 결합을 통해 단백질의 상호작용을 억제하는 생고분자 물질을 말한다.

대장암은 종양 이질성이 높아 진단 및 치료가 어려운 암종으로 알려져 있다.

대장암 예방 및 치료의 큰 발전에도 불구하고, 특정한 증상과 정확한 바이오마커의 결핍으로 대장암의 조기 발견 및 생존율 예측은 여전히 부족한 상황이다.

연구팀은 액체생검의 핵심 바이오마커로 활용되는 대장암 유래 엑소좀(exosome)에 특이적으로 결합하는 압타머를 발굴하기 위해 SELEX 기술을 설계 및 도입, 압타머 후보군을 대상으로 한 최적화 과정을 통해 결합 능력이 가장 우수한 압타머를 선별했다.

대장암 엑소좀에 특이적으로 결합하는 DNA 압타머를 선별하는 기술인 E-SELEX(a) 및 DNA 압타머 특성화 분석(b) 모식도.[건국대학교 제공]

최종적으로 선별된 압타머는 비표적 엑소좀(정상 혈청 및 다른 암세포 유래 엑소좀)에 비해 대장암 세포 유래 엑소좀에 대한 높은 특이성을 보였으며, 혈청 또는 혈장 농도 범위 내에서 대장암 세포 유래 엑소좀을 검출하기에 충분한 감도를 갖는 것을 확인했다.

또한 전이성이 없는 대장암 세포를 이용해 전이성 대장암 유래 엑소좀이 세포간 신호 전달에 관여해 발생하는 전이 능력을 확인한 결과, 압타머가 결합하면 엑소좀에 의한 신호 전달이 억제됨을 상처 치유 분석 및 세포 이동·침습 분석을 통해 입증했다.

개발된 기술은 대장암뿐만 아니라 다양한 고형암에 적용 가능하며, 암의 조기 진단 및 항암제 내성과 관련된 엑소좀 바이오마커 선별에 기여해 환자 맞춤형 치료를 가능케 할 것으로 예상된다.

박기수 교수는 “엑소좀 및 압타머의 대장암 진행 및 전이에 기여하는 기전에 대한 추가연구가 필요하다”며 “압타머가 결합하는 바이오마커에 대한 정밀한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다”고 설명했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 우수신진 연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈’ 10월 27일 표지논문으로 선정됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com