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[경북대학교]경북대 이혜진 교수팀, 새로운 대장암 진단 분석방법 개발 피 한방울로 대장암을 진단하고 관리하는 길을 찾다
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(2020.04.16)


경북대 이혜진 교수팀, 새로운 대장암 진단

 분석방법 개발

피 한방울로 대장암을 진단하고 관리하는 길을

 찾다

 

경북대 연구진이 소량의 혈액으로 대장암을 간단신속하게 진단할 수 있는 새로운 분석방법을 개발했다.

 

경북대 화학과 이혜진 교수와 이상혁 박사과정생, 한국과학기술연구원 이지은 책임연구원이 이끄는 연구팀이 대장암 진단 바이오마커로 알려진 단백질 ‘hnRNP A1’의 혈액 내 존재 양을 간단하게 측정해 대장암 유무를 진단하는 분석방법을 개발했다. 이 연구 결과는 분석화학분야 최고 권위 국제학술지인 바이오센서 및 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics, IF= 9.518, JCR 분야별 상위 0.6%)’415일자에 게재됐다.

 

식생활의 변화로 대장암은 국내 암 발생률 2, 사망률 3위로 급증하고 있다. 대장암 진단 검진 방법으로 현재 MRI, CT, 대장내시경 등이 널리 이용되고 있다. 이 검진 방법들은 유용성에도 불구하고 진료비가 고가이며, 진단 과정이 번거롭고 오래 걸리는 단점이 있다. 이로 인해 증상이 거의 나타나지 않는 대장암 초기에 검진시기를 놓쳐 암이 상당히 진행된 뒤에 발견되는 경우가 많다.

 

이혜진 교수팀은 혈액 시료 안에 존재하는 ‘hnRNP A1’을 선택적으로 민감하게 분석할 수 있는 샌드위치 형태의 진단 플랫폼을 개발했다. ‘hnRNP A1’은 대장암 질환 및 치료 반응을 예측할 수 있는 바이오마커(생물학적 지표)로 알려져 있지만, 검출 방법은 효소결합 면역흡착검사 키트를 제외하고 거의 없다.

이 교수팀은 ‘hnRNP A1’과 특이적으로 강하게 결합하는 한쌍의 바이오리셉터(DNA 압타머*hnRNP A1 항체*)를 고안해 타겟물질인 ‘hnRNP A1’과 샌드위치 형태를 형성하도록 유도하고, 타겟물질의 농도 등을 측정하는 SPR(표면 플라즈몬 공명) 바이오센서와 접목해 ‘hnRNP A1’을 정량적으로 분석했다.

이를 대장암 환자 혈액 시료와 대조군으로 정상인 혈액 시료에 적용해 ‘hnRNP A1’의 측정량과 대장암 유무 상관관계를 규명했다. 현재 시판 중인 ‘hnRNP A1 효소결합 면역흡착검사 키트와 비교했을 때 혈액 시료의 희석 없이 약 2~3배 정도 더 넓은 검출 농도 범위를 가지는 것도 확인했다.

 

이혜진 교수는 나노바이오 및 다양한 화학기술을 융합한 새로운 플랫폼의 진단 기술 개발로, 대장암의 조기 진단 현실화 가능성을 제시했다. 진단키트화하여 대장암 뿐만 아니라 난치성 암에 적용한다면 암 발생률을 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 예상된다.”라며 향후 4대 중증 질환 중 하나인 뇌혈관 질환 조기 진단에 활용 가능한 플랫폼으로 확대할 계획이다.”라고 밝혔다.

 

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 KIST 기관고유사업의 지원을 받아 수행했다.

 

* heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1(hnRNP A1) 바이오마커 : 단일 가닥 핵산에 대한 결합 단백질로 알려져 있으며, 대장암에서의 잠재적 진단 지표로 알려져 있는 바이오마커이다.

* DNA 압타머(DNA aptamer) : 타깃 바이오마커에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 단일 가닥 핵산(DNA) 서열이다.

* hnRNP A1 항체(hnRNP A1 antibody) : 타깃 바이오마커인 hnRNP A1과 잘 결합하는 항체로서 hnRNP A1 바이오마커 한 영역만을 인식하는 단일 클론 항체이다. DNA 압타머와 함께 바이오리셉터로서 대장암 바이오마커인 hnRNP A1의 고선택적 검출을 실현하기 위해 샌드위치 형태의 복합체로 사용되었다.

* Surface plasmon resonance(SPR, 표면 플라즈몬 공명) : SPR은 프리즘 위에 있는 금 박막 칩 표면으로 시료를 흐르게 해서 시료의 흡·탈착에 따라 빛이 굴절되면서 발생하는 굴절률의 변화를 검출기를 통해 측정하는 광학 분석 장비이다. 이 방법은 시료 내에 타깃 물질의 농도를 측정할 수 있고, 결합과 해리 과정 등을 실시간 검출할 수 있으며, 생명공학, 단백질학, 신약 개발, 식품 및 환경과학 분야에서 유용하게 활용되고 있다.

 

논문제목 : A Surface Plasmon Resonance Biosensor in Conjunction with a DNA Aptamer-Antibody Bioreceptor Pair for Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein A1 Concentrations in Colorectal Cancer Plasma Solutions (한글명: 대장암 환자 혈장 시료 내 heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 단백질 분석 맞춤형의 DNA 압타머-항체 바이오리셉터 페어를 융합한 표면 플라즈몬 공명법 개발)


@강석경 기자

 
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