암세포가 흘린 단서, 혈소판으로 잡는다

뭘 개발했나?

극미량의 체액만으로도 간단하게 암을 진단할 수 있는 기술이 개발됐습니다.
기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 조윤경(UNIST 생명과학부 교수) 그룹리더팀은 세포 정보가 담긴 나노소포체를 포획해 암을 진단하는 '혈소판 칩'을 개발했습니다.
이 연구는 국제학술지 <어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈>에 게재됐습니다.

연구배경은?

우리 몸 속 수 많은 세포들은 나노소포체(Extracellular Vesicles, EVs)를 주고받으며 서로 소통합니다. 참고로 나노소포체란 핵산, 단백질 및 지질과 같은 중요한 생물학적 분자가 포함된 나노 크기의 막(membrane) 주머니입니다. 크기는 20nm~1μm로 알려져 있습니다.
세포에겐 나노소포체가 자신의 소식을 전하는 일종의 편지이기 때문에 암세포가 배출한 나노소포체를 분석해 암의 발생 및 전이를 진단하기 위한 연구들이 있었습니다.
수 많은 나노소포체 가운데 암세포에서 유래한 나노소포체만을 선택적으로 분리하는 데는 한계가 있었습니다.

어떻게 조사했나?

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 암세포의 긴밀한 조력자인 혈소판에 주목했습니다. 암세포는 정체를 숨기기 위해 혈소판에 둘러싸인 형태로 혈액을 통해 다른 곳으로 이동합니다. 또, 전이될 곳에 달라붙는 과정에도 혈소판이 도움을 준다고 알려져 있습니다.
암세포 나노소포체와 혈소판이 특별한 상호작용을 한다는 점에 착안해 연구진은 혈소판 막을 이용해 암세포에서 유래 나노소포체를 쉽게 포획할 수 있는 진단 시스템을 고안했습니다.
연구진은 미세유세칩(microfluidic chip) 안에 혈소판 세포막을 바닥에 고정한 형태의 '혈소판 칩'을 제작했습니다. 미세유체칩이란 마이크로미터 지름의 미세한 관 안에서 액체 흐름을 조종해 시료를 처리하는 플랫폼으로 '칩 안의 실험실'이라고 불립니다.
체내에서 혈소판과 긴밀한 상호작용을 하던 암세포는 혈소판 칩의 표면에도 결합하기 때문에 암세포에서 유래한 나노소포체만을 선택적으로 검출해낼 수 있는 원리입니다.

특이한 점은?

이후 연구진은 개발한 혈소판 칩을 이용한 암 진단 실험을 진행했습니다. 암환자와 건강한 사람의 혈장 1µL(마이크로리터)를 혈소판 칩에 주입한 결과 정상인에 비해 암환자의 혈장에서 다량의 나노소포체가 검출됨이 확인됐습니다.
한편, 전이 암세포 실험에서는 비전이암세포 실험보다도 더 많은 나노소포체가 검출됐습니다. 혈소판 칩에 검출된 나노소포체의 양을 토대로 암 발생 및 전이여부를 진단할 수 있음을 제안한 겁니다.

이 연구가 왜 중요할까?

이번 연구는 암세포의 거동에 대한 기초연구를 토대로 새로운 진단법을 개발했다는 점에서 의미가 있습니다.
채취한 시료에서 나노소포체를 분리ㆍ농축해야 했던 기존 기술과 달리 별도의 전처리 과정이 필요없고 항체 이용 방법보다 특이성, 민감성이 뛰어나 기존의 암 진단연구를 보완할 것으로 기대됩니다.