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Scientific Reports 12권, 기사 번호: 3299(2022) 이 기사 인용

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인간 표피 성장 인자 수용체-2(HER2-ECD) 종양표지자 상태의 세포외 도메인 평가는 초기 유방암(BC)을 선별, 진단 및 모니터링하는 데 인상적인 요소입니다. HER2-ECD 온코마커의 정량적, 정성적 측정을 위한 고감도 및 선택성을 갖는 전기화학적 압타머 기반 나노바이오센서가 개발되었습니다. 이 연구에서, 서로 다른 재료로 만들어진 나노복합체에는 흑연 전극(GE) 표면에 환원된 산화 그래핀 나노 시트(rGON)와 로듐 나노 입자(Rh-NP)가 포함되어 있습니다. 이 구조는 전기화학적 활성의 증폭, 높은 표면적, 안정성 및 생체적합성을 가져왔습니다. 나노물질을 준비하고 바이오센서를 구성하는 각 단계를 분석적, 전기화학적 기법을 통해 면밀히 검토했습니다. 다양한 변형 전극을 제작하고 나노물질의 전기화학적 성능, 형태, 크기 및 모양을 분석했습니다. GE 기반 앱타센서는 10.0~500.0ng/mL의 넓은 동적 범위, 0.667ng/mL의 낮은 검출 한계(LOD)(임상 기준치보다 상당히 낮음)로 HER2-ECD에 대해 주목할 만하고 도움이 되는 결과를 보였습니다. ), 정량 하한(LOQ)은 2.01ng/mL입니다. 넓은 동적 범위, 높은 감도, 선택성, 안정성, 재현성 및 저렴한 비용과 같은 이 앱타센서가 제공하는 이점은 BC 치료 및 임상 진단의 HER2-ECD 수준에 대한 비침습적 감지 및 모니터링에 대한 엄청난 잠재력을 시사합니다.

오늘날 암 질환의 발생은 인류 건강에 큰 위협이 되고 있습니다. 2021년에 보고된 통계에 따르면, 인구 226만명의 BC 주는 전 세계에서 암 환자 수가 가장 많은 곳입니다2,3. BC는 유전자, 단백질, 대사산물의 수준에 심각한 변화를 일으키는 복잡한 질병입니다4. 철저한 진단 없이는 적절하고 시기적절한 치료를 제공하는 것은 불가능합니다. 민감하고 선택적이고 신속한 진단 테스트 방법은 보다 효과적인 치료의 길을 열어줄 뿐만 아니라 다양한 암, 특히 BC5를 예방하는 데 큰 영향을 미칩니다. 따라서 정량적 온코마커 측정을 통한 의학적 선별과 BC의 조기 발견은 시기적절한 추적 관찰, 생존율 향상 및 사망률 감소에 필수적입니다6. BC의 일차 단계를 진단하기 위한 최종 절차에는 유방조영술, 생검, 초음파 영상, 자기공명영상(MRI)이 포함됩니다. 또한 면역조직화학(IHC), 방사면역분석(RIA), 효소면역분석(EIA)과 같은 유전자 발현 및 정량 기반 기술을 사용하여 여성의 BC 진단에 사용합니다7,8,9. 그러나 이러한 기술의 대부분은 높은 복잡성, 너무 비싸고 민감도와 특이도가 크게 감소하는 등 여러 가지 제한 사항에 직면해 있습니다10,11,12. 이러한 이유로 연구자들은 효과적인 치료를 위해 특정 시간에 BC를 모니터링할 수 있는 비침습적이고 저렴하며 민감하고 사용자 친화적인 진단 기술 개발에 우선순위를 두었습니다13. 결과적으로, 초기 단계의 이 질병에 대한 현장 검사(POCT)와 같은 새로운 분석 기술은 자원이 제한된 환경에서 치료 제공 시점에 더 빠른 결과를 제공하여 적시에 적절한 치료를 가능하게 합니다.

전기화학적 바이오센서는 빠른 반응, 사용 용이성, 저렴한 비용 및 낮은 검출 한계로 인해 종양 표지자를 정성적 및 정량적으로 결정하는 유망한 진단 도구로 활용되어 왔습니다. 새로운 전기화학적 바이오센서를 제작할 때는 전기화학적 반응을 최적화하기 위해 완벽한 전극 매트릭스를 선택하는 것이 중요합니다. BC 전이의 조기 발견, 재발 및 모니터링에 사용되는 종양 표지자를 식별하는 것이 필요합니다. HER2-ECD는 HER2 표적 치료를 통한 BC 진단 및 치료 과정에서 이러한 종양 표지자 중 하나입니다. HER2-ECD 수용체 과발현의 주요 메커니즘은 염색체 17q12에서 발견되는 종양 유전자의 증폭입니다. 이 종양 표지자의 존재는 폐암, 난소암, 유방암, 위암 및 구강암과 같은 특정 공격적인 악성 종양의 성장과 진행에 필수적입니다18. 건강한 사람과 BC 환자의 혈액 내 HER2-ECD 농도는 각각 4.0~14ng/mL 및 15~75ng/mL 범위입니다. 이는 위험에 처해 있거나 치료 중인 환자의 진단 및 적극적인 감시에 사용될 수 있습니다19. 정상보다 높은 수준의 HER2-ECD를 HER2 양성 또는 HER2+라고 합니다. BC 진단 과정에서 HER2+로 확인된 사람들은 허셉틴 치료 프로토콜에 들어갑니다. 허셉틴(Herceptin)은 BC 세포 표면의 HER2 수용체를 표적으로 삼아 성장 신호 수신을 차단하도록 특별히 설계 및 승인된 단일클론 항체(Ab)입니다.