소변으로 암 진단 가능성 열려…‘나노소포체’ 검출 성공

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 소변으로 암을 진단할 수 있는 기반기술을 개발했다.

조윤경 생명과학부 교수팀은 소변에서 '나노 소포체'를 분리하고 검출하는 장치인 '엑소디스크(exodisc)'를 개발했다고 오늘(27일) 발표했다.

나노 소포체는 세포 활동 중에 나오는 40∼1천㎚(1㎚=10억분의 1ｍ) 크기의 생체물질이다. 종양의 진행·전이나 세포 신호 전달에 기여하고 어떤 세포에서 나왔는지 알려주는 유전정보도 가지기 때문에 이 물질을 분석하면 암 등 각종 질병 유무를 파악할 수 있다고 연구진을 밝혔다.

지금까지는 나노미터 크기의 미세한 입자를 효과적으로 걸러낼 마땅한 방법이 없었다. 세포를 분리하는 원심분리법을 사용할 수 있지만, 이때는 기존보다 500배 이상 빠르게 회전하는 초고속 원심분리기가 필요했다.

조 교수팀은 엑소디스크라는 '랩온어디스크'(lab-on-a-disc·디스크 모양의 칩에 미세구조들이 일체화돼 각종 생화학 반응을 자동으로 수행할 수 있는 바이오칩)로 이런 한계를 극복했다. 원심력을 키우지 않아도 미세입자를 효과적으로 걸러낼 필터를 추가, 초고속 원심분리법보다 300배 낮은 원심력으로도 나노 소포체를 회수하도록 한 것이다.

엑소디스크는 칩 안에 두 종류의 필터(20㎚, 600㎚)가 설치돼 크기별로 입자를 분리할 수 있다. 다시 말해 소변을 엑소디스크에 넣고 구동시키면 20㎚보다 크고 600㎚보다 작은 입자만 걸러내 농축할 수 있다.

연구진은 이런 방법으로 방광암 환자의 소변에서 검출한 나노 소포체를 분석, 정상인과 결과가 다르게 나온다는 점도 확인했다. 조 교수는 "암 환자에서 나온 나노 소포체에서는 CD9과 CD81 등의 발현량이 정상인보다 높았다"면서 "기존 조직검사 기반의 암 진단 대신 소변이나 혈액 등 체액으로 진단할 수 있는 가능성이 열린 것"이라고 설명했다.

연구진은 나노 소포체를 분석해 암 등의 질병을 판단하는 연구를 추가로 진행하고 있다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 권위 있는 학술지인 'ACS Nano' 28일 자로 출판된다.