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1㎕ 체액만으로도 암 진단하는 기술 개발

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1㎕ 체액만으로도 암 진단하는 기술 개발

2019.06.20 14:01
조윤경 울산과학기술원(UNIST) 생명공학과 교수 연구팀이 혈액에서 혈구를 제외한 액체 성분인 혈장에서 세포 정보가 담긴 나노소포체를 포획해 암을 진단하는 혈소판 칩을 개발했다. 다양한 암 진단에 적용될 수 있을 것으로 기대를 모은다. 기초과학연구원 제공
조윤경 울산과학기술원(UNIST) 생명공학과 교수 연구팀이 혈액에서 혈구를 제외한 액체 성분인 혈장에서 세포 정보가 담긴 나노소포체를 포획해 암을 진단하는 혈소판 칩을 개발했다. 다양한 암 진단에 적용될 수 있을 것으로 기대를 모은다. 기초과학연구원 제공

국내 연구진이 암세포에서 떨어져 나온 세포의 조각을 혈소판이 탐지하는 원리를 활용해 극소량의 체액만으로 암을 진단하는 방법을 개발했다. 다양한 암 진단에 적용될 수 있을 것으로 기대를 모은다.


조윤경 울산과학기술원(UNIST) 생명공학과 교수 연구팀이 혈액에서 혈구를 제외한 액체 성분인 혈장에서 세포 정보가 담긴 나노소포체를 포획해 암을 진단하는 혈소판 칩을 개발했다고 20일 밝혔다. 


나노소포체는 핵산, 단백질 및 지질과 같은 중요한 생물학적 분자가 포함된 나노 크기의 막 주머니로 20nm(나노미터, 1nm는 10억 분의 1m)이상 1μm(마이크로미터, 1μm는 100만 분의 1m) 미만의 크기를 가졌다. 세포들은 이 나노소포체를 일종의 편지처럼 주고받으며 정보를 주고받는다. 이로 인해 암세포가 배출한 나노소포체를 분석해 암 발생 및 전이를 진단하려는 시도들이 이어져 왔다. 하지만 수많은 나노소포체 중 암세포에서 나온 나노소포체만 선택적으로 분리하는데 한계가 있다.


연구팀은 이런 한계를 해결하기 위해 암세포의 혈소판에 주목했다. 암세포는 정체를 숨기기 위해 혈소판에 둘러싸인 형태로 혈액을 통해 다른 곳으로 이동한다. 또 이동 후에 다른 곳에 달라붙는 과정에서도 혈소판이 도움을 준다. 


연구팀은 이 혈소판 막을 이용해 암세포에서 나온 나노소포체를 포획하는 ‘혈소판 칩’을 개발했다. μm 지름의 미세한 관 안에서 액체 흐름을 조종해 시료를 처리하는 플랫폼 미세유칩 안에 혈소판 세포막을 바닥에 고정했다. 연구팀은 체내에서 혈소판과 상호작용을 하던 암세포는 혈소판 칩의 표면에도 결합하는 것을 확인했다. 


연구팀은 개발한 혈소판 칩을 이용해 암 진단 실험을 진행했다. 암환자와 건강한 사람의 혈장 1 µL(마이크로리터, 1µL는 100만분의 1L)를 주입했다. 그 결과 정상인에 비해 암환자의 혈장에서 다량의 나노소포체가 검출되는 것으로 나타났다. 


조 교수는 “체내의 혈소판-암세포 친화력을 모방해, 암세포에서 나온 나노소포체를 검출했다는 점에서 의미가 있다”며“이는 복잡한 처리 없이 혈장을 그대로 이용했음에도 불구 극소량 샘플로부터 암세포 유래 나노소포체를 검출했다”고 말했다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 지난달 27일자에 발표됐다. 
 

암세포가 커질수록 혈액 내 나노소포체 수가 증가함을 보여주는 모식도. (d) 혈소판 칩을 활용한 전립선 암 환자 (PC) 및 건강한 대조군 (HC) 유래 혈장 샘플의 플라즈모닉 반응 비교했다. IBS 제공
암세포가 커질수록 혈액 내 나노소포체 수가 증가함을 보여주는 모식도. (d) 혈소판 칩을 활용한 전립선 암 환자 (PC) 및 건강한 대조군 (HC) 유래 혈장 샘플의 플라즈모닉 반응 비교했다. IBS 제공

 

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