시바우라 공업 대학의 니이 노부유키 교수 등의 연구팀은 인간 혈장으로부터 무세포 DNA(cfDNA)를 효율적으로 추출·정제하는 개방형 마이크로유체 장치를 개발.이것에 의해, 암 등의 치료시에, 소량의 혈액 샘플에서도 효율적으로 병이나 감염증을 정확하게 진단할 수 있다.
암 등의 치료에서는 사전 검사로 병변 조직을 채취하여 생체 조직 진단을 실시한다.이 외과적인 생검 대신 혈액 등의 체액을 검사하는 리퀴드 바이옵시가 주목받고 있으며, 주로 cfDNA를 바이오마커로서 시료 중의 병원성 DNA의 유무를 알 수 있다.그러나 cfDNA는 그 존재량이 적고 짧기 때문에 추출·정제는 어려운 작업이었다.또한, 일반적인 「고상 추출법」에서는 DNA의 기본 단위인 200염기쌍(bp) 이하의 DNA 단편을 얻을 수 없고, 감도가 높은 검출 방법이 요구되고 있었다.
연구팀은 이번 '과도등속 전기영동(tITP)'이라 불리는 방법을 이용하여 인간 혈장 샘플로부터 병원성 DNA를 검출하는 개방형 유체 시스템을 개발했다.이로써, 지금까지 어려웠던 혈장으로부터의 tITP를 용이하게 성립시키고, 분리된 cfDNA 단편을 정확하게 추출할 수 있다. tITP를 거쳐 분리·정제된 DNA는 PCR(DNA 복제·증폭) 가능한 겔의 조각으로 쉽게 추출이 가능하다.실증 실험에서는 높은 회수율, 정확한 분리, 단쇄(100~200 bp)로 미량의 cfDNA 단편에 대한 감도를 나타내었다.
이에 따라, 소량의 혈액 샘플로부터 질병이나 감염증을 환자에게 부담없이 신속하게, 치료 단계마다 반복 검사하고 정확하게 진단할 수 있다.현재, 실용화를 위해서, 디바이스의 준비로부터 영동·샘플 추출까지의 과정을, 로봇에 의해 자동화하는 시도가 행해지고 있다.또, 혈액 이외의 소변 등의 체액으로부터 cfDNA 추출의 시도를 스탠포드 대학과 계속해서 공동으로 진행해 나가고 있다.
