소변 유래 엑소좀 내 마이크로RNA 신호 증폭 기술 개발

김민준 / 기사승인 : 2021-08-12 13:40:56
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기존 PSA 검사比 2.2배 높은 68%의 특이도 보여
▲최낙원 박사와 김준범 연구원, 봉기완 교수 (사진= 한국연구재단 제공)

채혈이 필요한 전립선암 진단을 1ml도 안되는 소변으로 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.

엑소좀은 세포외 소포체라고도 불리며 세포들 사이 또는 세포와 외부 환경의 끊임 없는 정보 교환을 위해 중간 매개체 역할을 하는 세포 유래 물질로, 혈액·소변·침·눈물 등 다양한 체액에 존재하며, 엑소좀 안에는 DNA·RNA·단백질을 포함하고 있어 유래된 세포의 상태와 정보를 알 수 있다.

한국연구재단은 한국과학기술연구원(KIST) 최낙원·강지윤 박사, 고려대학교 봉기완 교수 공동 연구팀이 고려대학교 안암병원 비뇨의학과 강성구·심지성 교수와 협력해 소변에 대단히 적은 양으로 존재하는 엑소좀 내 전립선암 관련 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술을 개발했다”고 밝혔다.

불필요한 조직검사나 수술, 방사선요법을 줄이기 위해 기존 전립선암 진단에 쓰이는 혈액 내 전립선 특이 항원(PSA) 검사 보다 더 민감한 바이오마커를 개발하려는 연구가 활발하다.

특히 체액 내 엑소좀에 함유된 마이크로RNA가 다양한 질병과 연관돼 있음이 알려지면서 전립선암 진단을 위한 마커로 엑소좀 내 마이크로 RNA가 고려돼 왔다.

하지만 분비되는 엑소좀이 적은데다 엑소좀 내 마이크로RNA 농도 역시 낮아 진단에 실제 활용할 수 있도록 적은 샘플에서 효율적으로 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술이 필요한 실정이었다.

이러한 가운데 연구팀은 아주 적은 양의 마이크로RNA 신호를 하이드로젤 안에서 증폭해 검출할 수 있는 기술을 개발해냈다.

연구팀은 실제로 이를 이용해 정상인과 전립선암 환자의 소변 샘플 0.6ml 에서 마이크로RNA 발현량 차이를 민감하게 검출해냈다.

기존 PSA 검사의 경우 민감도 90% 기준 특이도 30%를 가지고 있는데, 이보다 약 2.2배 높은 68%의 특이도를 보인 것으로, 이는 기존 마이크로RNA 검출법 대비 약 67배 적은 부피의 샘플로 얻어낼 수 있음을 의미한다고 할 수 있다.

연구팀은 “엑소좀 내 마이크로RNA가 질병 특이도 높은 바이오마커로서 쓰일 수 있기 때문에 이번에 개발한 체액 분석 기술을 활용해 전립선암 외에도 다양한 질병을 보다 정확하고 민감하게 진단할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

최낙원 박사는 “이번 연구에서 전립선암 환자 19명, 정상인 19명의 소변 내 엑소좀 마이크로RNA를 검출했는데, 앞으로 코호트 규모를 확장시켜 보다 확실한 전립선암 확진 마커를 발굴해낼 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업, 나노소재기술개발사업, 선도연구센터 등의 지원으로 수행됐으며, 연구성과는 바이오센서 분야 국제학술지 바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics)에 7월 16일 온라인 게재됐다.

메디컬투데이 김민준 (kmj6339@mdtoday.co.kr)

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