치매일 때 ‘빛’ 발산…혈액만으로 조기 진단 가능

김태환 기자
입력 2019.09.16 12:00
국내 연구진이 치매를 조기에 발견할 수 있는 진단 키트를 개발했다. 이 진단 키트는 치매 환자가 갖고 있는 혈액 내 표지자(marker, 이하 마커)를 이용해 질병을 진단한다. 특히 형광체를 사용해 치매 표지자가 나타나면 형광 빛이 발생해 치매 진행 정도도 알 수 있다.

과학기술정보통신부는 김명옥 경상대학교 교수 연구팀이 치매 조기진단이 가능한 새로운 개념의 키트(kit)를 개발했다고 16일 밝혔다.

(A)는 miRNA 탐지용 탐침 복합체, (B)는 항원 탐지용 복합체이다. 각 복합체는 형광체와 소광체를 포함하는 스템 루프 구조이며, 스트렙토아비딘-링커와 결합할 수 있는 비오틴이 결합되어 있다. 소광체에 의해 형광체가 빛을 내지 못하는 구조지만, 타겟이 결합하게 되면 스템 루프 구조가 열리면서 소광체와 형광체가 멀어져 빛을 낼 수 있게 된다. /과학기술정보통신부 제공
치매의 70%이상을 차지하는 알츠하이머성 치매는 지금까지 통상적으로 PET(양전자 방출 단층촬영)나 인지능력검사 등을 통해 치매 여부를 진단했다. 그러나 치매가 진행된 이후 식별이 가능하고 진행 정도를 계량화된 지표로 표현할 수 없다는 한계가 있다.

연구팀은 치매 증세가 나타나기 이전에 진단을 가능하게 하기 위해 각 개인별 맞춤 진단이 가능한 진단법을 찾아냈다. 유전자 분석 스크리닝을 통해 알츠하이머성 치매에서 나타나는 특이적인 마커를 선별한 것이다.

연구진이 진단 키트에 적용한 마커는 miRNA 8종 및 항체 13종, 총 21종이다. 특히 이들 마커와 결합하는 나노입자 복합체는 형광체와 소광체를 갖도록 만들어졌다. 치매가 있는 환자의 혈장을 진단키트에 떨어뜨리면 복합체가 타깃이 되는 miRNA 서열이나 항체와 결합한다.

이때 복합체의 구조적 특징에 따라 형광체와 소광체의 거리가 멀어지고 형광체가 빛을 발산한다. 결합된 복합체가 많을 수록 형광 빛의 세기가 더 강해져 치매 초기인 지 치매 말기 인지를 확인할 수 있다.

실제 연구팀은 치매 유도 쥐와 정상 쥐에서 항원의 발현을 확인한 결과, 형광 나노 입자 복합체가 치매 조기 진단 키트로 작동한다는 사실을 검증했다. 또 기존 검사와 동일하게 70세 이상 여성 6명을 대상으로 한 검사 결과에서 알츠하이머 치매 대상을 3명 진단했다.

김명옥 교수는 "치매의 경우 조기진단을 바탕으로 선제적인 예방이 강조되는 정밀건강 측면에서 해결책을 찾아야 한다"라며 "향후 다중오믹스를 활용한 치매극복 연구에 매진하겠다"라고 밝혔다.

한편 이번 진단키트는 민간 기업에 이전돼 올해 말 제품화를 목표로 임상시험을 진행 중이다. 연구 결과는 이달 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 12일자로 실렸다.

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