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크기기반 엑소좀 분리

뇌과학산업전략 2021. 2. 10. 19:50

크기기반 엑소좀 분리는 다양한 분자량 컷오프(molecular weight cut-offs, MWCO)가 있는 여과막을 사용하여 시료를 선택적으로 분리하는 것이다. 따라서 이것은 생물학적 기능에 영향을 주지 않고 엑소좀을 분리하는 간단하고 효율적인 방법이다. 이것은 또한 다른 기존 방법보다 더 높은 RNA 수율을 생성하기 때문에 exosomal RNA를 연구하는 가장 좋은 방법 중 하나로 보고 되었다. 반면에 바이러스와 같은 엑소좀과 비슷한 크기의 다른 나노소포를 분리하여 잘못된 탐지 결과를 초래할 수 있다.

 

호주 퀸즈랜드대 Andreas Moller 교수팀은 2015년 연구에서 한외여과(Ultrafiltration)가 엑소좀을 분리할 수 ​​있고, 초원심분리에 비해 더 높은 입자율을 제공하여 엑소좀 수율과 분리효율을 증가시킨다는 것을 보여주었다[1].

 

앤더슨 암센터 Jody Vykoukala 교수팀은 순차여과(sequential filtration)로 엑소좀을 분리하는 방법을 2014년에 개발하였다. 이 방법은 종단선행여과(dead-end pre-filtration), 접선흐름여과(tangential flow filtration, TFF), 저압 트랙 에칭 멤브레인 여과(low-pressure track-etched membrane filtration)의 3단계로 구성된다. 이 방법은 구현이 용이하고, 고순조의 엑소좀을 생성하며, 분리 중에 사용되는 상대적으로 낮은 크기의 조작력의 결과로 기능적 무결성을 제공한다는 장점이 있다.

 

스웨덴 Karolinska 연구소 Samir EL Andaloussi 교수팀은 후속액체 크로마토크라피을 사용한 한외여과(ultrafiltration with subsequent liquid chromatography, UF-LC)가 초원심분리에서는 볼 수 없는 생물물리적으로 온전한 엑소좀의 더 높은 수율의 정제를 허용한다는 연구결과를 2015년에 발표하였다.

 

연세대 문명희 교수팀의 2008년 연구에서는 유체역학적 직경(hydrodynamic diameter)의 차이에 따라 엑소좀을 분류하기 위해 FlFFF(flow field-flow fractionation)를 사용했다. 질량분석법과 결합된 FIFFF는 엑소좀의 나노스케일 크기 기반 분별이 가능하며, 기존의 방법보다 훨씬 적은 시작물질이 필요하기 때문에 줄기세포에 더 적합하다.

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[1] Lobb, Richard J., et al. "Optimized exosome isolation protocol for cell culture supernatant and human plasma." Journal of extracellular vesicles 4.1 (2015): 27031.

[2] Heinemann, Mitja L., et al. "Benchtop isolation and characterization of functional exosomes by sequential filtration." Journal of Chromatography A 1371 (2014): 125-135.

[3] Nordin, Joel Z., et al. "Ultrafiltration with size-exclusion liquid chromatography for high yield isolation of extracellular vesicles preserving intact biophysical and functional properties." Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 11.4 (2015): 879-883.

[4] Kang, Dukjin, et al. "Proteomic analysis of exosomes from human neural stem cells by flow field-flow fractionation and nanoflow liquid chromatography− tandem mass spectrometry." Journal of proteome research 7.8 (2008): 3475-3480.