췌장암 엑소좀 포획 나노입자, 차세대 맞춤진단 제시

국내 연구진이 췌장암 암세포 표면에서 더 빈번하게 나타나는 당사슬을 이용해 췌장암을 진단하는 방법을 제안했다. 

한국연구재단(이사장 노정혜)은 최종훈(중앙대학교), 김교범(동국대학교), 구형준(서울과기대) 교수 공동연구팀이 당사슬(glycan)과 결합하는 나노 입자와 이를 분석하기 위한 미세유체칩을 개발했다고 최근 밝혔다.

연구팀에 따르면 다른 장기들에 둘러싸인 췌장의 암 발생은 증상을 빨리 알아차리기 쉽지 않고 진단 이후에도 수술과 치료가 쉽지 않은 만큼 조기진단이 중요하다.  진단에 있어 생체 지표인 바이오마커가 중요하며 암세포에서 분비되는 엑소좀은 이중막 구조인 세포막 성분을 그대로 가져 안정적이고 혈액을 따라 체내를 순환 하기에 질병진단을 위한 지표로서 유리한 점이 있다.

세포표면의 특이적 인자를 검출하기 위해 세포표면의 구성성분을 그대로 가지고 분비되는 엑소좀을 이용하려는 기존 시도의 대부분은 엑소좀 유래 인자 또는 암세포 유래 항원에 특이적으로 결합하는 항체를 이용했다.  하지만 암세포 분비 엑소좀을 항체를 이용해 검출하려면 꾸준한 암 특이적 인자의 발굴과 이의 일정한 발현 확인이라는 어려움이 있다.

연구팀은 마치 항체처럼 구조적으로 당사슬과 잘 결합할 수 있는 단백질(Lectin)로 둘러싸인 나노입자를 설계하여 당사슬이 있는 엑소좀을 효과적으로 포획하고자 했다.  이는 췌장암 환자의 혈액을 떨어뜨릴 경우 나노입자에 포획되는 엑소좀의 농도가 상대적으로 높은 것을 이용하는 원리에 기인했다.  또한 포획된 엑소좀의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 미세유체칩도 설계했다. 

실제 췌장암 환자의 혈액으로부터 분리한 혈장, 그리고 혈장으로부터 분리된 엑소좀을 각각 도입하여 췌장암과 엑소좀 포집농도와의 상관관계 검증을 통해 항체-항원 결합에 견줄 만한 견고하고 특이적으로 결합할 수 있는 렉틴을 활용한 나노입자가 췌장암 여부와 전이성 췌장암 여부까지 식별할 수 있다는 설명이다.

연구팀은 "암세포가 분비하는 엑소좀의 특정 당사슬을 표적으로 하여 엑소좀을 검출함으로서 암 진단 및 예후를 평가할 수 있는 플랫폼을 개발"했으며 "개발된 당사슬 반응성 나노입자 및 미세유체칩은 차세대 개인맞춤형 진단기술을 위한 나노-하이브리드 소재 기반 고기능성 바이오센서시스템의 개발을 위한 초석이 될 수 있다"는 기대감을 전했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노소재기술개발 사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)'에 1월 6일 게재됐다.