(좌측부터) 고려대학교 의과대학 이효경 석사졸업생, 생명정보공학과 노석범 대학원생, 한국기계연구원 홍유찬 박사, 고려대학교 생명정보공학과 이규도 교수, 고려대학교 의과대학 전옥희 교수.

노화된 세포에서 추출한 엑소좀의 생물리학적 특성이 세계 최초로 밝혀졌다.

고려대학교 의과대학 대학원 전옥희 교수팀은 생명정보공학과 이규도 교수, 한국기계연구원 의료기계연구실 홍유찬 박사와 공동연구를 통해 정상세포와 노화세포가 분비하는 엑소좀의 생물리적 특성을 비교·분석하고 이를 새로운 세포 노화 표현형 특징으로 규명했다.

엑소좀은 질병 특이적인 바이오마커로 진단 분야에서 상용화되어 신약개발 분야와 다양한 질병 진단에 활용되고 있다. 연구팀은 노화된 섬유아세포에서 추출한 엑소좀을 새로운 노화 바이오마커로 예상해 원자 힘 현미경(AFM)과 라만(Raman) 분광법으로 나노 단위로 엑소좀의 표면적 특징과 조성을 정밀분석하는 기법을 정립했으며, 정상 세포와 노화세포가 각각 분비하는 엑소좀의 생물리적 특성을 비교 분석했다.

연구 결과, 노화세포가 분비하는 엑소좀은 정상세포가 분비하는 엑소좀보다 DNA, RNA, 단백질 등의 생체분자의 밀도가 낮고 막의 표면에 양전하의 세포 노화 표현형 분자들 (SASP, Senescence-Associated Secretory Phenotype)이 더 많이 분포한다는 사실을 세계 최초로 발견했다.

AFM-Raman 종합적 분석을 통해 밝혀진 정상(non-SnC)과 노화 세포(SnC) 유래 엑소좀(sEV)의 생물리적 특성 모식도. 

연구책임자 전옥희 교수는 “이번에 새롭게 발견된 노화된 엑소좀의 생물리학적 특성은 엑소좀을 새로운 노화 관련 바이오마커로 주목한 첫 번째 사례”라며, “추후 노화 진단 및 예후 판정에 새로운 기법으로 도입될 가능성을 시사한다”고 소감을 밝혔다.

본 연구 성과는 나노·화학·재료 분야 권위 있는 국제학술지며, 왕립화학회 자매지인 2022년 9월에 ‘Nanoscale biophysical properties of small extracellular vesicles from senescent cells using atomic force microscopy, surface potential microscopy, and Raman spectroscopy’ 라는 제목으로 게재됐다.