KAIST는 의과학대학원 서재명 교수 연구팀이 서울대학교 화학부 이현우 교수, 서울대학교 생명과학부 김종서 교수 연구팀과 공동 연구를 수행해 생체 내 조직 특이적 분비 단백질 표지 기법을 개발했다고 13일 밝혔다.

공동연구팀은 근접 표지 효소를 활용해 생쥐의 혈장 내에서 특정 조직이 분비하는 단백질만을 분리하는 기법을 개발했다. 연구진은 이 같은 체내 표지 기법이 지금까지의 체외 세포주 실험의 한계를 뛰어넘어 질병과 관련된 바이오마커 및 치료 표적 발굴에 적용될 수 있을 것으로 기대했다.

분비 단백질은 세포 및 조직 간의 신호 전달을 매개해 생리학적 기능을 조절하는 주요 인자로, 질병 치료제의 표적으로 활용된다.

이전의 분비 단백질 연구는 세포주 배양 수준에서 배양 상층액을 분석하는 것이지만, 체외 세포 배양은 체내 생리학적 환경을 충분히 반영하지 못한다는 한계가 있다. 이를 극복하려면 체내 특정 조직이 혈액으로 분비하는 단백질을 연구해야 한다. 그러나 체내의 혈액에는 수천 종의 단백질이 혼합돼 특정 조직이 분비하는 단백질만을 분리하는 기법이 요구돼 왔다.

이에 연구진은 근접 표지 효소를 활용해 소포체 내강을 통하는 분비 단백질을 바이오틴으로 표지했다. 표지된 단백질은 스트렙타비딘을 이용해 손쉽게 검출하거나 분리할 수 있었다.

공동연구팀이 이 효소를 생쥐의 간에 전달한 후 바이오틴을 투여한 결과, 생쥐의 혈장에서 간 유래 분비 단백질만을 검출할 수 있었다. 생체 내 간 유래 분비 단백질은 세포 배양을 통한 간 세포주의 분비 단백질과는 확연한 차이가 있음을 확인했다고 연구진은 설명했다.

공동연구팀은 향후 이 기법을 체내의 다양한 조직에 적용하거나 질환 모델과 결합해 질병의 진행 과정과 관련된 단백질을 검출할 수 있을 것으로 예상했다.