DGIST 학부생, 엑소좀 분석법 효율성과 신뢰성 과학적 증명

DGIST(총장 국양) 기초학부 조정아 교수와 류태승, 안유진 등 학부생 11명이 진행한 연구가 SCI급 저널 ‘PLOS ONE’에 게재됐다.

연구팀은 엑소좀(exosomes)을 동적광학산란광도계(DLS) 동적광학산란광도계(DLS)를 이용해 효율적이면서도 민감성과 신뢰성 높게 측정할 수 있다는 사실을 과학적으로 입증했다. 섬유아세포 유래 악성종양에서 분비된 엑소좀의 분자적 특성도 함께 규명했다.

엑소좀은 머리카락 굵기 1/1000 정도(30-200nm) 크기의 세포 외 분비 소낭으로, 임상적으로 질병 진단이나 예후 모니터링 수단, 약물 전달 시스템으로 엑소좀을 활용하려는 연구가 많이 이뤄지고 있다.

하지만 엑소좀 연구에 필수적인 엑소좀 동정(同定) 과정이 많은 양의 엑소좀을 필요로 하며, 시간과 비용이 소요되는 등 여러 단점으로 인해 연구에 어려움이 있었다.

DLS를 활용한 방법은 다른 엑소좀 동정 방법 대비 속도, 감도 등의 측면에서 더 효과적인 방법으로 알려져 있다. 연구팀은 관련 효율성을 입증하기 위한 연구를 진행, 통계적으로 유의한 차이를 보여 신뢰성 있는 방법임을 입증했다.

연구팀은 섬유아세포 유래 악성 종양인 섬유육종(Fibrosarcoma)에서 분비된 엑소좀의 분자적 특성을 규명하고, DLS로 크기와 균질성을 분석했다.

이는 과거 잘 연구되지 않던 섬유육종에서 유래된 엑소좀에 대한 기초 데이터를 제공해, 향후 섬유아세포 유래 엑소좀이 암 생성과 진행에 미치는 영향을 포함한 다양한 생물학적 분석에 기반이 될 것으로 보인다.

이번 연구는 DGIST 학부 교육과정인 UGRP(Undergraduate Group Research Program)에서 시작됐다. 지도교수인 조정아 교수와 학생들은 처음엔 ‘종양 미세환경 내 종양세포와 줄기세포 간 엑소좀을 매개로 한 상호작용 분석을 통해 암줄기세포 생성과정의 분자적 기전’을 규명하고자 했다.

이 과정에서 DLS를 이용한 분석법의 효율성을 증명했으며, 섬유육종에서 분비된 엑소좀 분석까지 연구를 진행했다.

제1저자인 DGIST 기초학부 류태승 학생은 “학부생 연구가 국제학술지에 실릴 수 있었던 데에는 지도교수와 UGRP의 지원이 가장 컸다”며 “UGRP 교과를 통해 얻은 경험과 교훈은 학위과정을 지속하는 밑거름이 될 거로 생각한다”고 말했다.

공동1저자인 DGIST 기초학부 안유진 학생은 “학부 장비 인프라를 자유롭고 방대하게 활용할 수 있어 기술적인 부분은 해결됐지만 논문을 작성하고 수정하는 과정에서 지도교수의 도움이 없었다면 게재하지 못했을 것”이라고 말했다.

연구지도를 맡은 기초학부 조정아 교수는 “엑소좀은 세포의 축소판으로, 생물학적 활성에 대해 아직 밝혀지지 않은 과학적 사실이 훨씬 많다”며 “이번 논문이 엑소좀 연구를 시작하는 전 세계 연구자들에게 도움이 되길 바란다”고 전했다.

한편, 이번 연구는 DGIST와 한국과학창의재단의 URP 연구지원을 받아 1월 26일 ‘PLOS ONE’에 게재됐다.