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새 종양 바이오마커 발견…조기 진단 가능성 높여
종양 유무 및 암 종류까지 진단하는 단백질 바이오마커 규명
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입력 2020.08.14 09:45
세포에서는 세포 기능 유지 및 신호전달을 위해 여러 가지 방법으로 다양한 크기의(30~150nm) 작은 막성 소포체 또는 입자를 분비한다. 이를 ‘세포밖 소포체 및 입자’라 정의한다.
연구팀은 세포 간 상호작용에 주요한 역할을 하는 세포밖 소포체 및 입자의 단백체를 분석해 종양 특이적 단백질을 찾고자 이번 연구를 기획했다.
김한상 교수는 공동 제1저자로 라이든 교수(교신저자)팀과 함께 인체 조직, 혈액 샘플, 림프액을 비롯한 426개 인체 유래 조직(총 18개 암종 포함)에서 세포밖 소포체 및 입자를 추출, 질량 분석기를 활용해 프로테오믹스 분석(발현되는 단백질의 종류와 양을 정밀하게 탐색)을 수행했다.
그 결과 VCAN, TNC, THBS2, SRRT, DNAJA1, DPYSL2, AHCY, PGK1, EHD2, ADH1B 등 종양의 유무와, 암의 종류까지 진단하는 데 활용할 수 있는 단백질 바이오마커들을 규명해냈다.
연구 결과 이들 단백질은 주변 정상 조직에 비해, 종양 조직에서 유래하는 세포밖 소포체에서 발현되는 양이 2배 이상에 이르는 것으로 나타났다.
또한 랜덤 포레스트(Random Forest) 기법을 활용한 머신 러닝 모델에서도 발견된 바이오마커들의 활용 가능성을 확인했다. 종양 조직 유래 세포밖 소포체 및 입자를 활용한 테스트에서는 민감도가 90%, 특이도는 94%에 이르는 것으로 나타났고, 혈액 유래 세포밖 소포체 및 입자를 활용한 테스트에서는 민감도가 95%, 특이도는 90%인 것으로 분석됐다.
나아가 해당 바이오마커를 통해 종양의 존재 여부뿐만 아니라 발현 단백질의 패턴에 따라 췌장암, 폐암, 대장암, 흑색종 등 암의 종류까지 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
김한상 교수는 “이번 연구는 차세대 액체 생검 기술에 적용하여 암의 발생 유무 및 재발, 치료 반응 평가에 활용될 수 있을 것으로 보인다”면서 “향후 세포밖 소포체 및 입자 추출 방법의 고도화, 단백체 탐색 기술의 고도화, 분석 기술의 고도화와 함께 혈액 검사를 통한 암 조기 진단 등 임상적 적용 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 ‘세포밖 소포체 및 입자 단백체 분석을 통한 종양 바이오마커 탐색 연구(Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers)’ 논문은 13일 셀(Cell, IF 38.637)에 게재됐다.
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새 종양 바이오마커 발견…조기 진단 가능성 높여
종양 유무 및 암 종류까지 진단하는 단백질 바이오마커 규명
- 전세미 기자 jeonsm@yakup.com
- 입력 2020.08.14 09:45
세포에서는 세포 기능 유지 및 신호전달을 위해 여러 가지 방법으로 다양한 크기의(30~150nm) 작은 막성 소포체 또는 입자를 분비한다. 이를 ‘세포밖 소포체 및 입자’라 정의한다.
연구팀은 세포 간 상호작용에 주요한 역할을 하는 세포밖 소포체 및 입자의 단백체를 분석해 종양 특이적 단백질을 찾고자 이번 연구를 기획했다.
김한상 교수는 공동 제1저자로 라이든 교수(교신저자)팀과 함께 인체 조직, 혈액 샘플, 림프액을 비롯한 426개 인체 유래 조직(총 18개 암종 포함)에서 세포밖 소포체 및 입자를 추출, 질량 분석기를 활용해 프로테오믹스 분석(발현되는 단백질의 종류와 양을 정밀하게 탐색)을 수행했다.
그 결과 VCAN, TNC, THBS2, SRRT, DNAJA1, DPYSL2, AHCY, PGK1, EHD2, ADH1B 등 종양의 유무와, 암의 종류까지 진단하는 데 활용할 수 있는 단백질 바이오마커들을 규명해냈다.
연구 결과 이들 단백질은 주변 정상 조직에 비해, 종양 조직에서 유래하는 세포밖 소포체에서 발현되는 양이 2배 이상에 이르는 것으로 나타났다.
또한 랜덤 포레스트(Random Forest) 기법을 활용한 머신 러닝 모델에서도 발견된 바이오마커들의 활용 가능성을 확인했다. 종양 조직 유래 세포밖 소포체 및 입자를 활용한 테스트에서는 민감도가 90%, 특이도는 94%에 이르는 것으로 나타났고, 혈액 유래 세포밖 소포체 및 입자를 활용한 테스트에서는 민감도가 95%, 특이도는 90%인 것으로 분석됐다.
나아가 해당 바이오마커를 통해 종양의 존재 여부뿐만 아니라 발현 단백질의 패턴에 따라 췌장암, 폐암, 대장암, 흑색종 등 암의 종류까지 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
김한상 교수는 “이번 연구는 차세대 액체 생검 기술에 적용하여 암의 발생 유무 및 재발, 치료 반응 평가에 활용될 수 있을 것으로 보인다”면서 “향후 세포밖 소포체 및 입자 추출 방법의 고도화, 단백체 탐색 기술의 고도화, 분석 기술의 고도화와 함께 혈액 검사를 통한 암 조기 진단 등 임상적 적용 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 ‘세포밖 소포체 및 입자 단백체 분석을 통한 종양 바이오마커 탐색 연구(Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers)’ 논문은 13일 셀(Cell, IF 38.637)에 게재됐다.
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