차 의과학대학교(총장 차원태) 연구팀이 주사나 수술 없이 뇌를 직접 건드리지 않고 혈액 검사만으로 뇌종양 등을 조기 진단할 수 있다는 가능성을 제시했다.
차 의과학대학교 바이오공학과 문지숙 교수 연구팀(제1저자 : 최유리, 교신저자 : 문지숙)은 ‘APLP1 단백질(Amyloid precursor-like protein 1, APLP1)’이 뇌에서 특이적으로 발현된다는 사실을 찾아낸 후, APLP1이 뇌 질환을 조기 진단할 수 있는 핵심 바이오마커임을 확인했다. 바이오마커는 몸 속 세포나 혈관, 단백질, DNA 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표다.
연구팀은 세포외소포체(Extracellular Vesicles, EV)가 세포 간 정보교환을 위해 외부로 분비한다는 특성에 착안, 실험을 통해 뇌 유래 EV에서 APLP1이 발현한다는 사실을 찾아냈다. 이후, APLP1의 범용성을 규명하기 위해 뇌에서 검출되는 여러 세포에서 실험을 진행, 각 뇌 세포에서 APLP1이 검출된다는 것을 확인했다. 또한, 혈액에서 분리한 APLP1에서 뇌 기능관련 단백체 및 전령 RNA를 확인했다. APLP1을 여러 뇌 질환 진단에 활용할 수 있다는 의미이다.
악성 뇌종양 중 하나인 교모세포종에서의 APLP1의 활용 가능성도 검증했다. 뇌종양 환자의 혈액 분석 결과, APLP1의 발현 수준이 기존 바이오마커(L1CAM 등)보다 높게 나타났고, APLP1에 반응하는 세포외소포체 수가 정상군 대비 증가하는 것을 확인했다. APLP1 단백질이 기존 바이오마커보다 세포외소포체 검출 반응과 민감도가 높았다는 의미이다.
연구팀은 APLP1을 활용하면 퇴행성 뇌질환 등을 이전보다 쉽고 빠르게 진단할 수 있다는 사실을 밝혀냈다
문지숙 교수는 “APLP1을 활용하면 뇌 질환 등의 조기 검진뿐만 아니라 저비용으로 여러 번 쉽게 검사할 수 있다”며 “APLP1을 다른 단백질과 조합하면 치매와 파킨슨 병 등 다양한 뇌 질환을 조기 진단 할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구는 ‘혈액 유래 APLP1+ 세포외 소포체는 뇌 질환의 조기 진단을 위한 잠재적인 바이오마커(Blood-derived APLP1+ extracellular vesicles are potential biomarkers for the early diagnosis of brain diseases, IF: 11.7)’라는 제목으로 국제학술지 'Advanced Science' 1월호에 게재되었다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 융합연구개발사업(STEAM연구사업), 한국기초과학지원연구원 엑소좀 기반 바이오신약 분석기술 개발사업의 일환으로 진행됐다.
