경북대 화학과 이혜진 교수팀이 간암 진단 혈액검사에서 바이오마커 2종을 동시에 분석할 수 있는 새로운 다중 분석법을 개발했다. 이번 분석법 개발로 간암 진단 혈액검사의 정확·정밀도를 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다.

40·50대 암 사망원인 1위인 간암은 초기 증상이 없어 뚜렷한 증상이 나타날 때 이미 어느 정도 진행된 경우가 대부분이다. 간암 진단을 위한 방법으로 현재 MRI, CT, 혈관조영술 등이 널리 이용되고 있으나 진단 과정이 복잡하고, 진단 시간이 오래 걸려 증상이 거의 나타나지 않는 간암 초기에는 검진 시기를 놓치는 경우가 많다. 간단한 혈액검사로 간암을 진단할 수 있는 플랫폼은 있지만, 하나의 바이오마커로 하나의 질환을 진단하기에는 정확도가 낮다는 단점이 있다.

이혜진 교수팀은 간암 진단 바이오마커로 알려

진 단백질인 ‘TGM2’와 ‘hnRNP A1’의 혈액 내 양을 동시 측정해 간암 유무를 좀 더 정확·정밀하게 진단 가능한 새로운 다중 분석법을 개발했다.

연구팀은 TGM2와 hnRNP A1의 고감도·고선택적 동시 검출을 위한 전략적 접근 방법으로 새로운 샌드위치 형태의 분석 플랫폼을 만들었다.

분석 감도 향상을 위해 자성을 가지는 금속유기구조체(MOF) 나노소재를 사용하고, TGM2와 hnRNP A1과 특이적으로 강하게 결합하는 한 쌍의 바이오 리셉터를 발굴해 이들 바이오마커가 MOF 표면에서 샌드위치 형태가 형성되도록 유도했다. 이를 8채널 전기화학 기반 센서에 접목해 TGM2와 hnRNP A1 양에 따라 전기화학 신호를 측정, 정량적으로 동시에 분석할 수 있는 플랫폼을 개발했다.

연구팀은 개발한 플랫폼을 통해 환자와 정상인 혈액 시료에 존재하는 TGM2와 hnRNP A1의 측정량과 간암 유무 상관관계를 규명했다.

이혜진 교수는 “이 연구에서는 간암과 관련된 바이오마커 2종을 동시에 분석해 진단의 정확도와 예측도가 향상된 방법을 제시했고 개발한 플랫폼은 다른 암 질환들에서 나타나는 공통 바이오마커 8종까지 동시에 검출할 수 있어 4대 중증 질환 검출에도 활용 가능할 것으로 기대된다.”라고 밝혔다.

한국연구재단 기초연구실지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구는 이혜진 교수가 책임연구원으로 있는 경북대 나노바이오융복합형고성능분석시스템 기초연구실(공동연구원: 정성화 교수, 참여연구원: 이상혁 박사후연구원, 리징징 석·박사통합과정생, 유동규 박사과정생, 우호철 석사)과 스위스 로잔연방공과대, 스위스 응용과학예술대와 공동으로 진행됐다.

연구 결과는 분석화학 분야 세계 최고 권위 국제학술지인 ‘센서스 앤 액츄에이터스 비: 케미컬(Sensors and Actuators B: Chemical)’ (IF= 9.221, JCR 분야별 상위 2.3%)’ 온라인 1월 31일자에 발표됐고, 4월에 오프라인으로 게재될 예정이다.

• 논문 제목 : A spatially multiplexed voltammetric magneto-sandwich assay involving Fe3O4/Fe-based metal-organic framework for dual liver cancer biomarkers

*HnRNP A1(Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1): 단일 가닥 핵산에 대한 결합 단백질로 알려져 있으며, 간암에서의 잠재적 진단 지표로 알려져 있는 바이오마커

*TGM2(Transglutaminase 2): 종양 형성을 촉진하는 유전자들의 발현을 유도시키는 단백질로 알려져 있으며, 간암에서의 잠재적 진단 지표로 알려져 있는 바이오마커

*전기화학: 전자의 주고받음을 이용하는 산화-환원 반응(Redox reaction)을 이용해서 물질을 정량․정성 분석 측정하는 방법으로 시료 내에 타겟 물질의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다.