지질체학 (Lipidomics)의 연구 대상인 지질 중, 인지질은 생체 내에서 세포막의 구성성분 및 대사작용에서의 신호전달에 깊게 관여하는 중요한 물질로써, 글리세롤분자의 sn-1과 sn-2 위치에 두 개의 fatty acid가 붙고, sn-3 위치에 인산기가 붙어있으며, 그 끝에 치환된 분자의 종류에 따라, phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (...
지질체학 (Lipidomics)의 연구 대상인 지질 중, 인지질은 생체 내에서 세포막의 구성성분 및 대사작용에서의 신호전달에 깊게 관여하는 중요한 물질로써, 글리세롤분자의 sn-1과 sn-2 위치에 두 개의 fatty acid가 붙고, sn-3 위치에 인산기가 붙어있으며, 그 끝에 치환된 분자의 종류에 따라, phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylserine (PS), phosphatidylinositol (PI), phosphatidylglycerol (PG), phosphatidic acid (PA) 등의 총 6 종으로 구분할 수 있다. 최근 들어, 질량분석기 기술의 비약적인 발전으로 말미암아, 액체크로마토그래피와 질량분석기를 연결하는 전자분무이온화법의 도입 등이 이루어지면서, 연구 분야의 중요성이 더욱 증대되고, 활발한 연구가 진행되고 있다. 전립선암은 전 세계적으로 남성들에게 발병하는 암 중, 가장 높은 발병 빈도를 나타내는 암으로, 그에 대한 진단과 치료 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전립선암의 치료법은 절제술이 거의 대부분이기 때문에, 절제를 줄이거나 다른 치료법을 적용하기 위하여, 전립선암의 조기진단이 매우 중요하다. 현재 미국 Food and Drug Administration (FDA)의 승인을 받은 방법인 혈중 Prostate-specific Antigen (PSA) 의 측정이 전립선암의 진단법으로 널리 사용되고 있는데, 다른 질병과의 구별능력과, 감도에 있어서 그 효용성에 문제가 종종 제기되고 있다. 본 연구에서는 첫째로, 나노유속액체크로마토그래피-전자분무이온화법-탠덤질량분석법(nLC-ESI-MS-MS)을 활용하여 얻은 인지질의 질량분석스펙트럼을, 새로 개발한 계산 알고리즘을 이용하여 자동화되고 체계적인 구조분석을 할 수 있는 프로그램 (LiPilot)을 개발하였다. 먼저, 인지질의 질량분석스펙트럼은 여러 peak들이 각각의 m/z값과 intensity값으로 표현할 수 있는데, 이를 사전에 제작한 csv (comma-separated value) 형식의 인지질의 이론적인 질량분석스펙트럼 라이브러리와 비교하여, 본 연구에서 핵심적으로 개발한 ‘신뢰점수 (confidence score)’를 계산하여 도출한다. 이와 같은 방식으로, 하나의 raw file에 들어있는 수천, 수만 개의 스펙트럼을 분석하기위해, ‘confidence score’를 도입한 프로그램인 LiPilot도 새로 개발하여 활용하였다. 이를 통하여, 기존에 수작업으로 분석하였던 것과 비교하여, 분석에 소요되는 시간도 비약적으로 감소하였고, score 개념의 도입으로 좀 더 객관적인 분석이 가능하게 되었다. 둘째로, 정상인과 전립선암 환자로부터 얻은 뇨시료로부터 인지질을 추출하여, 사전에 뇨시료에 존재하는 인지질을 정성분석하여 얻어진 인지질의 데이터를 바탕으로 이 중에서 정해진 인지질 분자마다 그 양을 비교하였고, 질병표지자로써의 사용을 위한 여러 통계적 수치들도 제시하였다. 20명의 정상인과 43명의 암환자의 뇨시료에서 얻은 인지질의 신속한 정량분석을 위하여 UPLC-ESI-MS-MS의 MRM method를 활용하였고, 높은 재현성을 같이 도모하였다. 이를 통해 얻은 데이터를 Receiver Operating Characteristic (ROC) 등과 같은 여러 기술통계량을 바탕으로 질환의 표지물질로써 판단할 수 있는 인지질 종들을 판별하고, 통계적인 유의미성에 따라 그 중요성을 달리하는 것을 판단하였다. 위와 같은 연구는 정성적인 분석뿐만 아니라, 정량적인 분석에도 널리 사용될 수 있는 기법의 개발 및 응용을 활용한 것으로, 앞으로 다양한 분석방법 및 다른 질병에서의 표지물질 발굴에도 널리 사용될 수 있을 것이다.
지질체학 (Lipidomics)의 연구 대상인 지질 중, 인지질은 생체 내에서 세포막의 구성성분 및 대사작용에서의 신호전달에 깊게 관여하는 중요한 물질로써, 글리세롤분자의 sn-1과 sn-2 위치에 두 개의 fatty acid가 붙고, sn-3 위치에 인산기가 붙어있으며, 그 끝에 치환된 분자의 종류에 따라, phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylserine (PS), phosphatidylinositol (PI), phosphatidylglycerol (PG), phosphatidic acid (PA) 등의 총 6 종으로 구분할 수 있다. 최근 들어, 질량분석기 기술의 비약적인 발전으로 말미암아, 액체크로마토그래피와 질량분석기를 연결하는 전자분무이온화법의 도입 등이 이루어지면서, 연구 분야의 중요성이 더욱 증대되고, 활발한 연구가 진행되고 있다. 전립선암은 전 세계적으로 남성들에게 발병하는 암 중, 가장 높은 발병 빈도를 나타내는 암으로, 그에 대한 진단과 치료 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전립선암의 치료법은 절제술이 거의 대부분이기 때문에, 절제를 줄이거나 다른 치료법을 적용하기 위하여, 전립선암의 조기진단이 매우 중요하다. 현재 미국 Food and Drug Administration (FDA)의 승인을 받은 방법인 혈중 Prostate-specific Antigen (PSA) 의 측정이 전립선암의 진단법으로 널리 사용되고 있는데, 다른 질병과의 구별능력과, 감도에 있어서 그 효용성에 문제가 종종 제기되고 있다. 본 연구에서는 첫째로, 나노유속액체크로마토그래피-전자분무이온화법-탠덤질량분석법(nLC-ESI-MS-MS)을 활용하여 얻은 인지질의 질량분석스펙트럼을, 새로 개발한 계산 알고리즘을 이용하여 자동화되고 체계적인 구조분석을 할 수 있는 프로그램 (LiPilot)을 개발하였다. 먼저, 인지질의 질량분석스펙트럼은 여러 peak들이 각각의 m/z값과 intensity값으로 표현할 수 있는데, 이를 사전에 제작한 csv (comma-separated value) 형식의 인지질의 이론적인 질량분석스펙트럼 라이브러리와 비교하여, 본 연구에서 핵심적으로 개발한 ‘신뢰점수 (confidence score)’를 계산하여 도출한다. 이와 같은 방식으로, 하나의 raw file에 들어있는 수천, 수만 개의 스펙트럼을 분석하기위해, ‘confidence score’를 도입한 프로그램인 LiPilot도 새로 개발하여 활용하였다. 이를 통하여, 기존에 수작업으로 분석하였던 것과 비교하여, 분석에 소요되는 시간도 비약적으로 감소하였고, score 개념의 도입으로 좀 더 객관적인 분석이 가능하게 되었다. 둘째로, 정상인과 전립선암 환자로부터 얻은 뇨시료로부터 인지질을 추출하여, 사전에 뇨시료에 존재하는 인지질을 정성분석하여 얻어진 인지질의 데이터를 바탕으로 이 중에서 정해진 인지질 분자마다 그 양을 비교하였고, 질병표지자로써의 사용을 위한 여러 통계적 수치들도 제시하였다. 20명의 정상인과 43명의 암환자의 뇨시료에서 얻은 인지질의 신속한 정량분석을 위하여 UPLC-ESI-MS-MS의 MRM method를 활용하였고, 높은 재현성을 같이 도모하였다. 이를 통해 얻은 데이터를 Receiver Operating Characteristic (ROC) 등과 같은 여러 기술통계량을 바탕으로 질환의 표지물질로써 판단할 수 있는 인지질 종들을 판별하고, 통계적인 유의미성에 따라 그 중요성을 달리하는 것을 판단하였다. 위와 같은 연구는 정성적인 분석뿐만 아니라, 정량적인 분석에도 널리 사용될 수 있는 기법의 개발 및 응용을 활용한 것으로, 앞으로 다양한 분석방법 및 다른 질병에서의 표지물질 발굴에도 널리 사용될 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.