고려대, 혈중 DNA 쉽고 빠르게 추출하는 바이오칩 개발
고려대, 혈중 DNA 쉽고 빠르게 추출하는 바이오칩 개발
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나노생체유체검사 선도연구센터(ERC) 신세현-박경화 교수팀
왼쪽부터 신세현 교수(교신저자, 고려대 공과대학 기계공학부), 박경화 교수(공동저자, 고려대 의과대학 의학과).
왼쪽부터 신세현 교수(교신저자, 고려대 공과대학 기계공학부), 박경화 교수(공동저자, 고려대 의과대학 의학과).

[한국대학신문 신지원 기자] 고려대학교(총장 정진택)는 나노생체유체검사 선도연구센터(ERC) 신세현 교수팀이 혈액 속에 순환되고 있는 종양성 DNA를 포함한 cell-free DNA를 수 분 내에 추출할 수 있는 미세 유체 플랫폼(microfluidic platform)을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구결과는 종양 분야의 세계적인 학술지인 <npj Precision Oncology (Nature 자매지)>에 논문명 ‘Precision cell-free DNA extraction for liquid biopsy by integrated microfluidics’ 제목으로 2월 24일자 온라인에 게재됐다.

종양세포가 새로 생성하거나 죽으면서 분비되는 물질 중에 하나인 DNA가 혈관으로 흘러들어 들어와 혈액과 함께 몸 속을 흘러다니게 되는데, 이중 종양성 DNA가 특정 장기에 부착돼 침투하면 암이 전이되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 혈액을 통해 순환하는 종양성 DNA (ctDNA)를 추출해 검사하는 일은 기존의 조직을 뗴어내 수행하던 조직생검(tissue biopsy)를 대체하며 암 정복을 향한 미래 정밀의학의 시작점이라 여겨지고 있다.

기존의 혈중 순환 DNA를 추출하기 위해서는 번거로운 원심분리기를 통한 다수의 공정을 거쳐야하는 방법이 있지만 오염의 위험과 공정의 복잡함 등으로 인해 임상현장에서 사용하기 매우 어려운 상황이었다. 이러한 문제점 해결을 위해, 신세현 교수팀은 단순히 음압만으로 구동되며 단 15분 만에 DNA를 추출하는 미세유동 키트(kit)를 개발하는데 성공했다.

혈장 속에 존재하는 DNA를 추출하는 미세유동기반의 키트.
혈장 속에 존재하는 DNA를 추출하는 미세유동기반의 키트.

개발한 키트를 이용해 고려대 안암병원의 종양내과 박경화 교수와 공동으로 임상에 적용해 혈중 순환 종양성 DNA를 추출하고 검출하는데 성공, 암환자에 대한 약물반응 모니터링을 더 쉽고 빠르게 할 수 있음을 증명했다.

암환자의 혈액에서 추출한 종양성 DNA의 농도 변화와 CT영상과의 비교 검증.
암환자의 혈액에서 추출한 종양성 DNA의 농도 변화와 CT영상과의 비교 검증.

신세현 교수는 “기존의 조직생검에서 액체생검(Liquid biopsy)로의 전환을 가속화시키며 정밀의학을 끌고갈 수 있는 새로운 샘플전처리 공정의 혁신을 이루게 됐으며, 이 기술이 임상에 더 많이 쓰일 수 있도록 사업화를 진행 중”이라고 설명했다.

이번 연구는 연구재단의 기초연구사업의 일환으로 수행하는 고려대 나노생체유체검사 선도연구센터(ERC)의 지원으로 진행됐다. 


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