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성과명채혈 않고 1ml 안되는 소변으로 전립선암 진단할 실마리

Hydrogel-based hybridization chain reaction (HCR) for detection of urinary exosomal miRNAs as a diagnostic tool of porstate cancer(Biosensors and Bioelectronics (IF: 10.618, 2020년 기준))

지원사업
바이오의료기술개발사업, 나노소재기술개발사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
한국과학기술연구원, 고려대학교
연구자
김준범, 최낙원, 봉기완
발표일
2021-07-16
조회수
81

채혈 않고 1ml 안되는 소변으로 전립선암 진단할 실마리


소변유래 엑소좀 내 마이크로 RNA 신호증폭 기술 개발



개요

한국과학기술연구원 최낙원, 강지윤 박사, 고려대학교 봉기완 교수 공동 연구팀이 고려대학교 안암병원 비뇨의학과 강성구 교수, 심지성 교수와 협력하여 소변에 대단히 적은 양으로 존재하는 엑소좀 내 전립선암 관련 마이크로RNA를 검출할 수 있는 기술을 개발했다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업, 나노소재기술개발사업, 선도연구센터 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 바이오센서 분야 국제학술지 Biosensors & Bioelectronics에 7월 16일 온라인 게재되었다.


연구 내용

아주 적은 양의 마이크로RNA 신호를 하이드로젤 안에서 증폭하여 검출할 수 있는 기술을 개발하고 실제 이를 이용해 정상인과 전립선암 환자의 소변 샘플 0.6ml 에서 마이크로RNA 발현량 차이를 민감하게 검출해냈다. 하이드로젤 마이크로입자를 이용한 마이크로RNA 동시 다중 검출법과 핵산 혼성화 연쇄 반응을 융합하여 높은 민감도를 가지면서 동시에 여러 종류의 마이크로RNA를 한 번에 검출할 수 있는 기술을 새로이 개발하였다.
기존 하이드로젤 마이크로입자 기반 마이크로RNA 검출 기술과 핵산 혼성화 연쇄반응은 각각 민감도가 떨어지거나 다중검출에 제한이 있다는 한계점이 존재하였다. 하지만 두 기술을 융합함으로써 두 단점을 모두 보완하였다.
그 결과 기존 대비 약 35배 더 우수한 민감도를 가지며 이를 통해 실제 소변에서 채취한 엑소좀 내 마이크로RNA를 검출하였다. 마이크로RNA 바이오마커 쌍의 발현 비율로 질병을 진단하는 플랫폼을 구축하여 채취 당시의 상태에 따라 농도가 쉽게 변하는 소변을 사용함에도 불구하고 검출 신호를 표준화(normalization) 하지 않고도 전립선암 여부를 판단할 수 있었다.


기대 효과

이번 연구에서 전립선암 환자 19명, 정상인 19명의 소변 내 엑소좀 마이크로RNA를 검출하였는데, 앞으로 코호트 규모를 확장시켜 보다 확실한 전립선암 확진 마커를 발굴해낼 수 있을 것으로 기대된다.