버튼, 간단한 화학반응•의원급 사용 장비 이용
자외선과 sarcosine 농도-소변내 형광 관계 발견
전립선암 검사 새로운 방법 개발 주목
대학 4학년생이 고안한 소변내 특정한 대사물을 검사하는 방법이 전립선암을 더 간편하고 더 정확하게 검사할 수 있음이 알려졌다.
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미국 미조우리주 과학기술대학의 화학과 졸업반 학생인 케세이 버튼이 개발한 이 방법은 현재 사용중인 전립선암의 prostate specific antigen(PSA) 검사보다 더 저렴한 방법으로 밝혀졌다.
버튼의 방법은 고가의 장비를 상용하지 않는 대신 간단한 화학반응을 이용하고 대부분의 의원급에서 사용하는 진단장비를 이용한다.
버튼은 그의 연구가 일반 염증과 활동성 전립선암을 정확하게 구분할 수 없는 PSA 검사보다 더 확실하다고 믿고 있다.
이 연구는 최근의 Analytical Methods 에 발표되었다. 전립선암을 진단하는 충분한 방법이 없기 때문에 더 효과적 검사 방법에 대한 필요성이 각광을 받고 있다. 바로 소변내 sarcosine 검출을 위한 새로운 효소 기술이다.
버튼은 특정한 효소로 소변을 어떻게 처리하면 sarcosine의 농도를 측정할 수 있는지 설명하고 있다. 효소가 기질이나 분자와 결합하면 화학반응이 일어나고 여러가지 분석방법으로 측정할 수 있다.
최근까지 소변내 sarcosine 의 존재는 전립선암과 관련이 있다고 믿어왔지만, 상관성은 논쟁거리였다.
그렇지만, sarcosine의 존재를 검출하는 그의 방법은 여러 질환과 관계있는 다른 대사물의 존재를 측정하는 데 사용할 수 있다.
그가 사용한 효소는 아미노산과 핵산 같은 분자에 유사하게 작동할 수 있는 넓은 범위의 효소이다.
Sarcosine oxidase를 소변 검체에 처리하면 sarcosine-포름알데히드가 생산된다. 산화를 통해 포름알데히드가 변화하여 포름산(개미산)을 생산한다.
이 일련의 화학반응을 통해 버튼은 효소처리후 수소이온농도의 변화를 주어, 아세톤내의 형광치를 측정하여 소변내 sarcosine 량을 검출할 수 있었다.
소변의 형광이 증대하면, sarcosine 량은 더 감소하였다. 역으로 소변내 형광이 낮아지면 sarcosine 량은 더 높음을 나타낸다.
버튼은 소변샘플 9개로 그의 방법이 옳다는 것을 입증하였다. 상관계수는 0.9961로 매우 높았으며, 검출한계치는 20 nmol/L 이다.
버튼의 방법은 전립선암과 관계된 다른 대사물에도 응용할 수 있다. 그의 방법의 가장 큰 중요성은 사용이 간편하다는 점이다. 첨단 기계를 사용하는 대신에 화학적 형광을 만들어내는 효소를 사용하였다.
따라서 소변 샘플을 효과적으로 분석하여, 대사물의 존재여부를 측정하였다.
현재 사용하는 PSA 보다 저렴하다는게 또하나의 장점이다. 헬쓰 클리닉이나 개원의에서 70불 이상의 비용이 드는 PSA 검사와 비교하면, 검체당 0.1 센트 수준이다.
소변 검체를 sarcosine oxidase 라는 특별한 효소로 처리한후 형광을 발현시키는 방법을 결합하면 전립선암의 유무를 검출할 수 있다.
미국 미조리주 과학기술대 학부생 케세이 버튼은 자외선을 처리하면 sarcosine 농도가 높을수록 소변내 형광이 감소함을 발견하였다.
사이언스데일리(2012. 08.03)