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[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국연구재단(NRF)은 한국과학기술연구원(KIST) 최낙원·강지윤 박사, 고려대학교 봉기완 교수 등 공동 연구팀이 고려대학교 안암병원 비뇨의학과 강성구 교수, 심지성 교수와 협력해 소변에 대단히 적은 양으로 존재하는 엑소좀 내 전립선암 관련 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
불필요한 조직검사나 수술, 방사선요법을 줄이기 위해 기존 전립선암 진단에 쓰이는 혈액 내 전립선 특이 항원(PSA) 검사보다 더 민감한 바이오마커를 개발하려는 연구가 활발하다.
이 중에서 체액 내 엑소좀에 함유된 마이크로RNA가 다양한 질병과 연관 되어 있음이 알려지면서 전립선암 진단을 위한 마커로 엑소좀 내 마이크로 RNA가 고려됐다.
엑소좀은 세포외 소포체라고도 불리며 세포들 사이 또는 세포와 외부 환경의 끊임 없는 정보 교환을 위해 중간 매개체 역할을 하는 세포 유래 물질로 엑소좀 안에는 DNA, RNA, 단백질을 포함하고 있어 유래된 세포의 상태와 정보를 알 수 있으며 혈액, 소변, 침, 눈물 등 다양한 체액에 존재한다.
하지만 분비되는 엑소좀이 적고 엑소좀 내 마이크로RNA 농도도 낮아 진단에 실제 활용할 수 있도록 적은 샘플에서 효율적으로 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술이 필요했다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 아주 적은 양의 마이크로RNA 신호를 하이드로젤 안에서 증폭해 검출할 수 있는 기술을 개발했다.
연구과정을 보면 하이드로젤 마이크로입자를 이용한 마이크로RNA 동시 다중 검출법과 핵산 혼성화 연쇄 반응을 융합했다.
마이크로RNA은 약 20-25개의 핵산으로 구성된 짧은 RNA의 일종으로 메신저 RNA (mRNA)와 같은 전사 (transcription) RNA의 기능이 못하도록 막거나 유전자 발현의 후전사 (post-transcription) 조절을 한다.
이 과정에서 기존 하이드로젤 마이크로입자 기반 마이크로RNA 검출 기술과 핵산 혼성화 연쇄반응은 각각 민감도가 떨어지거나 다중검출에 제한이 있다는 한계점이 존재했지만 두 기술을 융합함으로써 두 단점을 모두 보완했다.
이로써 기존 대비 약 35배 더 우수한 민감도를 가지며 이를 통해 실제 소변에서 채취한 엑소좀 내 마이크로RNA를 검출했다.
이 연구결과에 의하면 정상인과 전립선암 환자의 소변 샘플 0.6ml에서 마이크로RNA 발현량 차이를 민감하게 검출해냈고 기존 마이크로RNA 검출법 대비 약 67배 적은 부피의 샘플로 기존 PSA 검사보다 약 2.2배 높은 68%의 특이도를 관찰했다.
최낙원 박사는 “이번 연구에서 전립선암 환자 19명, 정상인 19명의 소변 내 엑소좀 마이크로RNA를 검출하였는데 앞으로 코호트 규모를 확장시켜 보다 확실한 전립선암 확진 마커를 발굴해낼 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업, 나노소재기술개발사업, 선도연구센터 등의 지원으로 수행됐고 바이오센서 분야 국제학술지 바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics)에 7월 16일 게재됐다.
