[헬쓰in논문] 채혈이 필요한 전립선암 진단을 소변 한방울만으로 할 수 있는 날이 올 수 있을까.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 12일, 한국과학기술연구원(KIST) 최낙원 박사와 강지윤 박사, 고려대학교 봉기완 교수로 구성된 연구팀이 고려대학교 안암병원 비뇨의학과 강성구 교수와 심지성 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 소변에 대단히 적은 양으로 존재하는 엑소좀 내 전립선암 관련 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
엑소좀은 세포외 소포체라고도 불리며 세포들 사이 또는 세포와 외부 환경의 끊임 없는 정보 교환을 위해 중간 매개체 역할을 하는 세포 유래 물질임로서, 엑소좀 안에는 DNA, RNA, 단백질을 포함하고 있어 유래된 세포의 상태와 정보를 알 수 있으며, 혈액, 소변, 침, 눈물 등 다양한 체액에 존재한다.
이번 연구 성과를 담은 논문은 바이오센서 분야의 SCI급 저명 국제학술지 '바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스(Biosensors&Bioelectronics, IF=10.618)' 7월 16일자 온라인판에 게재됐다.
논문명은 'Hydrogel-based hybridization chain reaction (HCR) for detection of urinary exosomal miRNAs as a diagnostic tool of porstate cancer'이며, KIST 최낙원 박사와 고려대 봉기완 교수가 공동 교신저자로, 고려대 김준범 연구원이 제1저자로 참여했다.
연구팀의 최낙원 박사는 "채 1 mL도 되지 않는, 0.6 mL의 소변샘플 에서 전립선암과 유의미한 상관관계가 있는 엑소좀 내 마이크로RNA 바이오마커 쌍을 검출, 분석하여 전립선암 진단 가능성을 검증했다"면서 “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.
불필요한 조직검사나 수술, 방사선요법을 줄이기 위해 기존 전립선암 진단에 쓰이는 혈액 내 전립선 특이 항원(PSA) 검사 보다 더 민감한 바이오마커를 개발하려는 연구가 활발하다.
체액 내 엑소좀에 함유된 마이크로RNA가 다양한 질병과 연관 되어 있음이 알려지면서 전립선암 진단을 위한 마커로 엑소좀 내 마이크로 RNA가 고려되어 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.
이에 연구팀은 아주 적은 양의 마이크로RNA 신호를 하이드로젤 안에서 증폭하여 검출할 수 있는 기술을 개발하고 실제 이를 이용해 정상인과 전립선암 환자의 소변 샘플 0.6ml 에서 마이크로RNA 발현량 차이를 민감하게 검출해냈다.
[그림설명]
전립선암 환자군과 정상 대조군의 소변 유래 엑소좀 내 마이크로RNA 동시 다중 신호 증폭 및 임상진단 활용 가능성 검증
기존 PSA 검사의 경우 민감도 90% 기준 특이도 30%를 가지고 있는데 이보다 약 2.2배 높은 68%의 특이도를 보이며 이는 기존 마이크로RNA 검출법 대비 약 67배 적은 부피의 샘플로 얻은 결과 이다.
연구팀은 엑소좀 내 마이크로RNA가 질병 특이도 높은 바이오마커로서 쓰일 수 있기 때문에 이번에 개발한 체액 분석 기술을 활용하여 전립선암 외에도 다양한 질병을 보다 정확하고 민감하게 진단할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업, 나노소재기술개발사업, 선도연구센터 등의 지원으로 수행됐다.
