한빛사논문
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Mi Ho Jeong 1, Taehwang Son 1, Yoo Keung Tae 2, Chan Hee Park 2, Hee Seung Lee 2, Moon Jae Chung 2, Jeong Youp Park 2, Cesar M Castro 1,3, Ralph Weissleder 1,3,4,5, Jung Hyun Jo 2, Seungmin Bang 2, Hyungsoon Im 1,4
1Center for Systems Biology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, 02114, USA.
2Division of Gastroenterology, Department of Internal Medicine, Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul, 03722, Republic of Korea.
3Cancer Center, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, 02114, USA.
4Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, 02114, USA.
5Department of Systems Biology, Harvard Medical School, Boston, MA, 02115, USA.
M.H.J., T.S., and Y.K.T. contributed equally to this work.
CORRESPONDING AUTHORS: Jung Hyun Jo, Seungmin Bang, Hyungsoon Im
Abstract
Cholangiocarcinoma (CCA) is a fatal disease often detected late in unresectable stages. Currently, there are no effective diagnostic methods or biomarkers to detect CCA early with high confidence. Analysis of tumor-derived extracellular vesicles (tEVs) harvested from liquid biopsies can provide a new opportunity to achieve this goal. Here, an advanced nanoplasmonic sensing technology is reported, termed FLEX (fluorescence-amplified extracellular vesicle sensing technology), for sensitive and robust single EV analysis. In the FLEX assay, EVs are captured on a plasmonic gold nanowell surface and immunolabeled for cancer-associated biomarkers to identify tEVs. The underlying plasmonic gold nanowell structures then amplify EVs' fluorescence signals, an effective amplification process at the single EV level. The FLEX EV analysis revealed a wide heterogeneity of tEVs and their marker levels. FLEX also detected small tEVs not detected by conventional EV fluorescence imaging due to weak signals. Tumor markers (MUC1, EGFR, and EPCAM) are identified in CCA, and this marker combination is applied to detect tEVs in clinical bile samples. The FLEX assay detected CCA with an area under the curve of 0.93, significantly better than current clinical markers. The sensitive and accurate nanoplasmonic EV sensing technology can aid in early CCA diagnosis.
논문정보
- Research article
- 2023년 01월 (BRIC 등록일 2023-02-02)
- 국내(교신)+국외 연구진
- 바이오·의료융합 > 바이오센싱 및 나노바이오물질
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형광 증폭 시스템을 이용한 담즙 유래 단일 엑소좀 분석 및 담도암 진단 [Adv. Sci] 담도암은 치명률이 높은 암에 속하며 조기에 발견될 확률이 낮습니다. 주요 원인으로 질환 진단에 필요한 바이오마커의 부족과 효과적인 진단법의 부재에 있습니다. 위의 연구에서 저희는 민감도 높은 시스템인 FLEX (fluorescence-amplified extracellular vesicle sensing technology)를 개발하여 담도암에서 유래한 extracellular vesicles (EVs)의 단일 측정을 가능하게 하였고, 종양 마커 측정 및 조합을 통해 질환 판별의 정확도를 높였습니다. 담즙에서 EV를 분리한 후 형광으로 염색한 단일 EV의 형광 신호를 FLEX로 증폭하여 감지하였고, 프로테오믹스로 검증한 담도암 특이적 마커 (EpCAM, EGFR, MUC1)들을 면역형광을 통해 측정하였습니다. 기존의 단일 EV 측정 시스템보다 민감도를 높여 검출되는 단일 EV 수를 높였고, 진단 정확도를 93%까지 올려 조기 담도암 진단의 가능성을 시사하였습니다.- 정미호(Massachusetts General Hospital)
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