UNIST 조윤경 교수 연구팀
암세포 전이 핵심 혈장으로
암진단 가능 혈소판 칩 개발
암발생·전이여부 진단에 활용
극미량의 체액만으로도 간단하게 암을 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.
기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 첨단연성물질 연구단(단장 스티브 그래닉) 조윤경 그룹리더(UNIST 생명과학부 교수)팀이 혈장에서 세포 정보가 담긴 나노소포체를 포획해 암을 진단하는 ‘혈소판 칩’을 개발했다고 20일 밝혔다.
몸속 수많은 세포들은 자신의 소식을 전하는 일종의 편지처럼 나노소포체를 주고 받으며 서로 소통한다. 이를 활용해 암세포가 배출한 나노소포체를 분석해 암의 발생과 전이를 진단하기 위한 연구들이 이뤄지고 있지만 수많은 나노소포체 가운데 암세포 유래 나노소포체만을 선택적으로 분리하는 데는 한계가 있었다.
연구진은 이 문제를 해결하기 위해 암세포의 긴밀한 조력자인 혈소판에 주목했다. 암세포는 정체를 숨기기 위해 혈소판에 둘러싸인 형태로 혈액을 통해 다른 곳으로 이동한다. 또한 전이될 곳에 달라붙는 과정에도 혈소판이 도움을 준다고 알려져 있다.
암세포 나노소포체와 혈소판이 특별한 상호작용을 한다는 점에 착안해, 연구진은 혈소판 막을 이용해 암세포 유래 나노소포체를 쉽게 포획할 수 있는 진단 시스템을 고안했다.
연구진은 미세유체칩 안에 혈소판 세포막을 바닥에 고정한 형태의 ‘혈소판 칩’을 제작했다. 체내에서 혈소판과 긴밀한 상호작용을 하던 암세포는 혈소판 칩의 표면에도 결합하기 때문에 암세포에서 유래한 나노소포체만을 선택적으로 검출해낼 수 있는 것이 원리다.
이후 연구진은 개발한 혈소판 칩을 이용한 암 진단 실험을 진행했다. 암환자와 건강한 사람의 혈장 1㎕(마이크로리터)를 혈소판 칩에 주입한 결과, 정상인에 비해 암환자의 혈장에서 다량의 나노소포체가 검출됨을 확인했다. 전이암세포 실험에서는 비전이암세포 실험보다도 더 많은 나노소포체가 검출됐다. 혈소판 칩에 검출된 나노소포체의 양을 토대로 암 발생 및 전이여부를 진단할 수 있음을 제안한 것이다.
조 교수는 지난 2017년 소변에서 나노소포체를 분리하고 검출하는 장치인 엑소디스크를 개발한 바 있다. 이번 연구는 채취한 시료에서 나노소포체를 분리·농축해야 했던 기존 기술과 달리 별도의 전처리 과정이 필요 없고, 항체 이용 방법보다 특이성, 민감성이 뛰어나 기존의 암 진단연구를 보완할 것으로 기대된다.
연구결과는 국제 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 5월27일자 표지 논문으로 게재됐다.
김봉출기자 kbc78@ksilbo.co.kr