울산과학기술원(UNIST)은 미세 유체 칩 위에 사람의 간을 모방한 '인공 간 칩'(Liver-on-a-Chip)을 이용, 유방암이 간에 전이되는 과정을 규명했다.

30일 울산과기원에 따르면 바이오메디컬공학과 조윤경 교수 연구팀은 인공 간 칩으로 암 전이 과정에서 나노 소포체의 역할을 밝혀냈다.

나노 소포체는 세포가 배출하는 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 수준의 행낭이다.

세포들은 이 소포체 안에 각종 단백질 정보를 담아 서로 소통하는데, 암세포 역시 소포체를 배출한다.

▲ 유방암의 간 전이 현상과 인공 간 칩의 구조 모습.

그동안 암세포에서 배출된 나노 소포체가 전이에 중요한 역할을 한다는 가설이 있었지만, 복잡한 생체 내에서 이를 직접 검증하기는 어려웠다.

연구팀은 이 가설을 검증하기 위해 간세포가 배양된 칩을 이용했다.

유방암에서 나온 나노 소포체는 간의 혈관 벽을 더 끈끈하게 해 '유방암 씨앗'(순환 종양 세포)이 혈관 벽에 3배 이상 더 잘 달라붙게 했다.

나노 소포체 표면의 종양 성장 인자가 혈관 벽 '끈끈이 단백질'인 파이브로넥틴(Fibronectin)의 양을 증가시키기 때문이다.

조 교수는 "장기에 암세포가 뿌리내리기 좋은 환경이 조성돼 전이가 잘 발생한다는 '토양과 씨앗' 가설이 이번 연구로 힘을 얻게 됐다"며 "나노 소포체는 이 과정에서 토양을 비옥하게 만드는 비료 역할을 하는 셈"이라고 설명했다.

제1 저자인 생명과학부 김준영 박사는 "'인공 장기 칩'(Organ-on-a-Chip) 기술을 나노 소포체에 의한 암 전이 과정을 이해하는 데 최초로 적용했다"며 "간을 구성하는 다양한 세포를 함께 배양해 인체 간 조직과 유사할 뿐만 아니라, 혈액을 흘려보낼 수 있어 혈액 속에 포함된 나노 소포체의 역할을 이해할 수 있다"고 말했다.

연구팀은 유방암 외에도 간 전이가 잘 발생하는 암, 간 전이가 발생하지 않는 암, 건강한 사람의 나노 소포체 등을 대조군으로 사용했다.

간 전이가 잘 발생하는 췌장암 유래 나노 소포체는 유방암과 동일한 효과를 보였다.

또 간 전이가 발생한 유방암 환자는 간 전이가 발생하지 않은 유방암 환자나 정상인보다 나노 소포체의 종양 성장 인자 발현량이 많았는데, 이는 나노 소포체의 종양 성장 인자 발현과 순환 종양 세포의 접착 수 증가 간 연관성을 보여 준다고 연구팀은 설명했다.

연구 성과는 나노 분야 국제 학술지인 '에이씨에스 나노'(ACS Nano) 표지 논문으로 선정돼 24일에 출판됐다.

연구는 아산병원의 이희진 교수팀과 함께 진행됐으며, 기초과학연구원(IBS)과 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.

<연합>

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