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면역-PCR: 핵산 증폭을 통한 고감도의 단백질 탐지

전문가 제언: ○ 면역분석(immunoassay)은 표지되거나 혹은 표지되지 않은 항체를 이용하여 항원을 정량적으로 검출 및 분석하는 기술이다. 이는 매우 정밀하고 민감하며, 상대적으로 저렴하므로 생･의학 분야의 기초 연구나 여러 응용 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이를 통해 매우 낮은 농도의 질병 인자를 포함한 혈청 혹은 체액 성분, 독성 물질을 포함한 환경 시료, 혹은 음식에 존재하는 낮은 농도의 단백질을 검출할 수 있다.

○ 효소면역 측정법(ELISA)이나 방사면역 측정법(RadioImmunoAssay, RIA)과 같은 전통적 방법은 비교적 높은 민감도를 가지나 매우 낮은 농도로 존재하는 항원은 탐지할 수 없다는 한계가 있었다. 이러한 민감성 한계를 극복하기 위하여 탐지항체를 효소가 아닌 DNA 표지와 결합시켜 이를 PCR로 증폭함으로써 민감도를 획기적으로 개선시킨 방법이 면역-PCR(IPCR)이다.

○ 여러 연구 결과 IPCR은 특정 질병에 특이적인 항원이나 종양 표지자 등을 10-15 및 10-18 몰 농도 수준에서 검출할 수 있는 것으로 증명되었다. 그러나 IPCR의 특성상 특정 단백질뿐 아니라 핵산 혹은 항체의 불특정 결합과 PCR 반응의 포화에 의하여 거짓신호(false-positive signal)가 발생할 수 있으므로 최대한으로 불순물을 제거하고 최적의 PCR 조건을 찾는 것이 요구된다.

○ 최근 미국의 노스웨스턴 대학의 Mirkin 교수 연구팀은 자기미소 입자를 입힌 항체, 항-PSA 항체, 그리고 이중나선 DNA를 입힌 금 나노 입자를 결합하여 결합물을 제작하여 전립선암 표지자인 PSA 단백질을 검출하기 위한 IPCR을 수행하였다. 이 결합물을 PSA가 포함된 시료와 반응시켜 DNA 표지만 순수분리한 후 실시간-PCR을 이용하여 180개 (30X10-18M)의 PSA 단백질을 검출하였으며, PCR의 조건에 따라 최고 18개(30X10-18M)의 PSA까지도 검출할 수 있다는 결과를 발표하였다.

– 이는 IPCR을 통한 질병인자 검출의 방법론 및 민감도에 혁신을 가져온 연구결과로서, 차후 질병의 진단과 관련된 여러 연구 분야는 물론 경제적 측면에서도 지대한 영향을 미칠 것이다.

저자: Niemeyer, CM; Adler, M; Wacker, R
자료유형: 학술정보