[ONT-나노포어 시퀀싱] 병원 조직검사 표본(FFPE)에서 나노포어 메틸화 분석으로 뇌종양을 분류하는 새로운 방법 (NAR Cancer. 2025 Oct 30)

연구 개요 (ChatGPT)

 

 

 

안녕하세요!

NV2NGN입니다.

오랜만에 인사드립니다.

 

오늘은 나노포어 시퀀싱(nanopore sequencing)으로 조직검사 표본에서 메틸화 분석으로 뇌종양을 분류하고자 한 연구를

빠르게 훑어 보겠습니다.

 

NAR Cancer. 2025 Oct 30;7(4):zcaf038. doi: 10.1093/narcan/zcaf038. eCollection 2025 Dec.

Brain tumor classification from FFPE samples using nanopore methylation sequencing

 

뇌종양은 환자의 생명과 직결되는 심각한 질환입니다. 뇌종양의 종류와 특성을 정확하게 진단하는 것은 환자에게 가장 적합한 치료법을 선택하는 데 매우 중요합니다. 최근에는 환자마다 다른 유전자 정보를 바탕으로 맞춤형 치료를 제공하는 ‘정밀 종양학’이 각광받고 있습니다. 이런 정밀 진단의 핵심 기술 중 하나가 바로 DNA의 ‘메틸화’ 패턴을 분석하는 것입니다. 메틸화란 DNA에 작은 화학 그룹(메틸기)이 붙는 현상으로, 이 패턴을 보면 암의 종류나 상태를 더 정확히 알 수 있습니다.

기존에는 DNA 메틸화 분석을 위해 ‘신선한 동결 조직(fresh-frozen, FF)’이 필요했습니다. 즉, 수술이나 조직검사로 얻은 조직을 바로 얼려서 보관해야 했죠. 하지만 실제 병원에서는 대부분의 조직이 ‘포르말린 고정 파라핀 포매( formalin-fixed paraffin-embedded, FFPE)’ 방식으로 보관됩니다. FFPE는 조직을 포르말린이라는 방부제로 고정하고, 파라핀(왁스)으로 감싸 오래 보관할 수 있게 만든 표본입니다. 병리과에서 현미경으로 암세포를 관찰할 때 주로 사용하는 방식이죠. 문제는, FFPE 조직은 DNA가 손상되기 쉽고, 메틸화 패턴도 일부 사라질 수 있어 기존 분석법으로는 한계가 있었습니다.

이 논문에서는 바로 이 문제를 해결하고자 했습니다. 연구진은 최신 유전자 분석 기술인 ‘옥스포드 나노포어(ONT) 시퀀싱’을 활용했습니다. 이 기술은 DNA가 아주 작은 구멍(나노포어)을 통과할 때 생기는 전기 신호를 읽어, DNA 염기서열과 메틸화 패턴을 동시에 빠르게 분석할 수 있습니다. 연구진은 FFPE 조직에서도 이 기술을 적용할 수 있는 새로운 실험 프로토콜을 개발했습니다. 특히, 병리의사가 현미경으로 종양이 많은 부분을 직접 표시한 후, 그 부분만 골라 DNA를 추출해 분석하는 방법을 썼습니다. 이렇게 하면 종양 세포가 충분히 포함된 고품질 DNA를 얻을 수 있습니다.

놀라운 점은, 아주 적은 양의 DNA(25나노그램, 머리카락 한 올보다 훨씬 적은 양)만으로도 뇌종양의 종류를 정확하게 분류할 수 있었다는 것입니다. 실제로 이 방법으로 얻은 결과는 기존의 신경병리학적 진단과 거의 일치했습니다. 물론, FFPE 조직은 포르말린에 오래 담가둘수록 메틸화 패턴이 더 많이 손상될 수 있습니다. 연구진은 이를 고려해, 가능하다면 조직을 포르말린에 3~4일 이내로만 담가두는 것이 좋다고 권고합니다.

이 연구의 가장 큰 의의는, 병원에서 이미 널리 사용되는 FFPE 표본을 활용해, 빠르고 정확하게 뇌종양을 분류할 수 있는 길을 열었다는 점입니다. 별도의 특별한 조직 보관이나 추가 시술 없이, 기존 임상 진료 과정에 바로 적용할 수 있습니다. 특히, 조직이 아주 적게 남아 있거나, 빠른 진단이 필요한 응급 상황에서도 유용하게 쓸 수 있습니다.

이처럼 첨단 유전자 분석 기술과 임상 현장의 실질적 필요가 만난 이번 연구는, 앞으로 더 많은 환자에게 정밀하고 맞춤화된 치료 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다. 뇌종양뿐 아니라 다양한 암 진단에도 이 기술이 확대 적용될 수 있어, 미래 의료의 중요한 전환점이 될 수 있습니다.

 

 

 

참고로 여기에서 사용한 용어 및 약어를 정리한 표입니다.

 

 

Oxford Nanopore Technology (ONT)	Oxford Nanopore Technology	DNA나 RNA의 염기서열(유전정보)을 빠르고 길게 읽을 수 있는 최신 유전자 분석 기술. 작은 구멍(나노포어)을 통해 DNA가 지나갈 때 전기 신호 변화를 측정해 염기서열을 알아냄.
Methylation sequencing	메틸화 시퀀싱	DNA에 붙은 '메틸기'라는 작은 화학 그룹을 분석하는 방법. 이 메틸기는 유전자 발현(켜짐/꺼짐)에 영향을 주며, 암 등 질병과 관련이 많음.
Brain tumor	뇌종양	뇌에 생기는 종양(혹). 악성(암)일 수도 있고, 양성(암이 아닐 수도 있음)일 수도 있음.
Precision oncology	정밀 종양학	환자마다 다른 유전자 정보를 바탕으로 가장 효과적인 암 치료법을 찾는 의학 분야.
Fresh-frozen (FF) tissue	신선 동결 조직	조직(예: 종양)을 채취한 뒤 바로 얼려서 보관한 것. 유전자 정보가 잘 보존됨.
Formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE)	포르말린 고정 파라핀 포매	조직을 포르말린(방부제)으로 고정하고, 파라핀(왁스)으로 감싸서 오래 보관할 수 있게 만든 것. 병원에서 조직검사 표본을 만들 때 많이 사용함.
DNA methylation profiles	DNA 메틸화 프로필	DNA의 여러 위치에 메틸기가 얼마나 붙어 있는지 나타낸 정보. 암의 종류나 상태를 구분하는 데 도움을 줌.
Pathology-marked regions	병리학적으로 표시된 부위	현미경으로 조직을 관찰한 뒤, 의사가 종양이 많은 부분에 표시를 해둔 영역.
Histological assessment	조직학적 평가	현미경으로 조직을 관찰해 세포 모양, 구조 등을 평가하는 과정.
Tumor content	종양 함량	검사하는 조직에서 종양 세포가 차지하는 비율.
Low-input samples (≥25 ng)	저용량 샘플 (25 나노그램 이상)	아주 적은 양의 DNA(25나노그램, 머리카락 한 올보다 훨씬 적은 양)만으로도 분석이 가능하다는 의미.
Neuropathological diagnoses	신경병리학적 진단	뇌와 신경계 조직을 현미경 등으로 분석해 내리는 진단.
Methylation loss	메틸화 손실	DNA에 붙어 있던 메틸기가 일부 떨어져 나가는 현상. 주로 조직을 포르말린에 오래 담가두면 발생함.
Formalin fixation	포르말린 고정	조직을 포르말린 용액에 담가서 단단하게 만드는 과정. 조직이 썩지 않게 보존하는 데 사용함.
Fixation time	고정 시간	조직을 포르말린에 담가두는 시간. 너무 오래 담가두면 DNA가 손상될 수 있음.
Clinical workflow	임상 진료 과정	병원에서 환자를 진단하고 치료하는 일련의 절차.
Diagnostics	진단	질병의 원인이나 종류를 밝혀내는 과정.

 

 

 

본 논문 링크입니다. 관심 있는 분들 참고하시면 좋을 것 같습니다.

 

Brain tumor classification from FFPE samples using nanopore methylation sequencing - PubMed

 

읽어 주셔서 감사합니다.

 

지금까지  NV2NGN이었습니다.

 

 

 

 

[궁금동향] 나노포어 시퀀싱을 이용한 단일 단백질 분석

 

관련 서적 링크입니다.

 

 

나노포어 시퀀싱 입문 | - 교보문고