심혈관 질환을 진단할 수 있는 중요한 바이오마커를 살아 있는 세포를 이용해 측정할 수 있는 기술이 처음으로 개발됐다.
중앙대 최종훈 교수 연구팀이 염증 및 심혈관 마커인 CRP를 살아있는 면역세포를 이용해 실시간으로 검출할 수 있는 기술을 최초로 개발했다고 밝혔다. CRP(C-reactive protein)는 심혈관 질환의 경우 혈액 내에 증가하는 단백질이다.
연구팀은 압타머(Aptamer)를 인간 면역세포에 공학적 설계, 기술로 결합시켜 면역세포의 기능을 수행하는 동시에 목적 단백질을 검출하게 했다. CRP의 검출은 임상에서 효소면역측정 방법 등으로 활용 되고 있으나, 살아있는 인간 세포를 매개로 직접 CRP를 감지하는 기술은 이번이 처음이다.
지금까지의 목적 단백질의 검출기술은 검출 표지자를 기본으로 하는 체외 분석이 대부분이었다 이 연구는 세포 자체가 하나하나의 센서가 되고 또한 그 본연의 기능을 가지고 있는 살아있는 세포 이므로 생체 내에서 목적 단백질을 검출할 수 있는 플랫폼을 확립하게 됐다. 특히 백혈구는 염증 부위로 이동해 면역반응을 일으키거나 치유 등에 관여한다. 이러한 백혈구에 염증 특이 마커인 CRP를 검출할 수 있는 압타머를 부착함으로써 염증부위로 이동하는 백혈구를 직접적으로 확인할 수 있고 세포와 주위 분자 간의 상호관계를 파악할 수 있는 기틀을 마련한 것이 주목할 점이다.
또한 이 연구에서는 면역세포 자체를 센서로 사용함으로써 목적단백질의 검출은 물론 세포주위 환경과 세포자체의 안정성에 영향을 미치는 인자 등을 확인했고, 목적 타깃 물질이 다수 존재하는 영역에 면역세포들이 도달함으로 면역기능의 활성 및 면역 치료에효과를 나타내는지에 대한 기초적 접근법을 마련했다.
최종훈 교수는“이 연구성과는 살아있는 인간 면역세포를 공학적으로 설계하여 특정 질환마커를 선택적으로 검출할 수 있게 한 혁신적인 연구”라며 심혈관 질환 진단 및 치료에 적용될 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.
이 기술을 통해 살아있는 세포 자체가 바이오센서로 활용 될 수 있음을 증명했고, 표면 기능화 이후에도 여전히 면역세포로써의 기능을 수행 할 수 있음을 규명했다.
이는 세포 상호 간의 시그널링 또는 세포와 분사사이의 메커니즘 분석 등에 유용하게 쓰일 것으로 전망된다. 지금까지 체외 센싱이 대부분의 바이오 물질 검출을 위한 센서 개발의 주 목적이었지만, 이 연구를 통해 살아있는 인간면역세포를 활용해 체내에서 목적 단백질의 검출 또한 가능하다는 것을 확인돼 향후 전 임상 실험을 통한 면역세포센서의 질환 부위로의 이동과 그를 통한 질환 마커의 검출, 그리고 더 나아가 질환 부위에 유도된 면역세포들을 통한 면역 치료 등의 기술에 다양하게 적용 될 것으로 기대된다.
이번 연구성과는 미래창조과학부(한국연구재단) 기초연구사업(개인연구) 지원 등으로 수행됐으며, 국제 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific reports) 10월 6일자에 게재됐다.