초록 ▼

□ 연구개요
본 과제는 "암 진단 및 분석을 위한 마이크로니들 기반 액체 생검 시스템 개발"로 최종목표는 피부의 간질액(interstitial fluid; ISF)을 초고속, 대용량 추출할 수 있는 마이크로니들 장치를 개발하여 암의 조기진단 및 분석이 가능한 액체 생검 시스템을 구축하는 것이다. 이를 실현하기 위해 1차년도에 초고속 대용량 ISF 추출을 위한 마이크로니들 시스템 개발하고, 2차년도에 피부 ISF를 이용한 고감도 액체 생검 시스템 개발을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
이 연구는 초고속,

□ 연구개요
본 과제는 "암 진단 및 분석을 위한 마이크로니들 기반 액체 생검 시스템 개발"로 최종목표는 피부의 간질액(interstitial fluid; ISF)을 초고속, 대용량 추출할 수 있는 마이크로니들 장치를 개발하여 암의 조기진단 및 분석이 가능한 액체 생검 시스템을 구축하는 것이다. 이를 실현하기 위해 1차년도에 초고속 대용량 ISF 추출을 위한 마이크로니들 시스템 개발하고, 2차년도에 피부 ISF를 이용한 고감도 액체 생검 시스템 개발을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
이 연구는 초고속, 대용량 ISF 추출을 위한 마이크로니들 시스템 개발과 피부 ISF를 이용한 고감도 액체 생검 시스템 개발로 나누어져 1차, 2차년도로 진행되었다.
1차년도에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 고해상도 마이크로니들 몰드를 제작하고, 피부 ISF 추출을 위한 생분해성 고분자 마이크로니들을 제작하여 피부투과능과 ISF 흡수능을 모두 만족하는 조건을 확립했다. 또한, 초고속, 대용량 ISF 추출을 위한 물리, 화학적 조건을 최적화하여 최적의 추출 시스템을 확립했다.
2차년도에서는 마이크로니들로부터 고효율의 ISF 회수방법을 개발하여 ISF의 손실과 증발을 최소화하고 바이오마커의 안정성을 확보하기 위한 실험을 진행하였다. 원심분리를 통한 고효율 ISF 회수방법이 설계되었으나, 시간적 여유의 부족으로 최적화 과정이 조금 미흡한 결과를 얻었다. 다음으로, 암 진단 바이오마커 라이브러리를 구축하여 암 유전자와 변이성 유전자에 대한 라이브러리를 만들고 돌연변이가 잘되는 유전자 영역을 확인하였다. 이를 바탕으로 ISF 내 암 진단 바이오마커를 고감도로 검출하고 분석하기 위해 수 μL수준의 극소량 샘플 분석법으로 Two-tailed RT-qPCR이 채택되었고, 다중 변이영역 증폭을 통해 검출 정확도와 민감도를 향상시키는 연구를 진행했다. 마지막으로, ISF 액체 생검을 위한 마이크로칩을 PDMS로 제작하여 소량의 ISF 샘플을 고정밀, 고감도로 검출하기 위한 미세유체마이크로칩을 개발하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
피부 ISF를 이용한 액체 생검시스템을 개발하면 암 환자의 조기진단 및 치료 후 주기적인 암 진단을 통해 개인맞춤형 치료가 가능하고 암의 재발, 악화를 조기에 막을 수 있다. 다양한 암 종류의 바이오마커를 개발함으로써 치료효과 극대와 원천기술 확보로 국내외 큰 수요가 있으리라 생각한다.
ISF를 이용한 액체 생검의 연구는 거의 이루어지지 않았고, 더욱이 고감도 검출까지 통합된 연구는 진행되지 않았다. 따라서 본 연구자는 마이크로니들과 통합형 진단 마이크로시스템에 대한 풍부한 경험을 바탕으로 액체 생검 시스템 원천기술을 선점하고 시작품 제작을 통해 기술이전을 기대하고 있다.
암 진단 및 치료 외에 ISF에 존재하는 다양한 바이오마커를 분석하여 당뇨병, 심장, 뇌질환 관련 분야로 확장 가능하다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 1) 액체 생검 연구의 중요성 ... 12
• 2) 마이크로니들을 이용한 ISF 추출 ... 12
• 3) ISF 액체생검용 마이크로칩의 도입 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 26