1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드본 논문은 초기 뇌 발달 단계에서 microglia의 autophagy 기능 저하가 자폐증과 연관되어 있고 더불어 synaptic refinement에도 이상을 초래한다는 내용의 연구로, microglia의 autophagy 기능을 통한 synaptic pruning이 자폐증과 같은 neurodevelopmental disease에 중요한 요인일 수 있음을 시사하고 있습니다.
Microglia는 보통 “The resident macrophages of the brain”이라고 많이들 표현하는데, 임신 중 yolk-sac으로부터 progenitor가 유래하여 BBB가 완전히 형성되기 이전에 뇌로 유입하여 이후 말초의 macrophage와는 구분되는 고유의 성격을 띠는 immune cell로 발달하게 되고, 뇌에 상주하면서 침입자에 대한 염증반응을 통해 면역시스템을 통제하는 주요 조절자입니다. 이 시기에 뇌에서는 활발하게 시냅스가 형성되는데, 정상적인 발달 과정에서 dendritic spine의 수는 초기 발달 시기에 정점을 이루다가 발달이 진행되면서 점점 감소하고 성인에 이르게 되면 감소 속도는 줄어들고 spine의 수는 거의 일정한 수준을 유지하게 됩니다. 초기 발달 시기에 최고조에 이른 dendritic spine의 수가 감소하는 데에 중요한 역할을 하는 것이 바로 microglia인데, 미성숙한 시냅스를 선택적으로 제거하고 시냅스의 강약을 조절하면서 건강하고 정상적인 neural circuit을 형성하는 과정을 거치게 됩니다. 이 과정이 synaptic pruning입니다. 즉, 성장하는 나무의 가지치기를 하는 것처럼 강한 시냅스는 남기고 약하고 비정상적인 시냅스는 제거함으로써 신경망을 효율적이고 정상적으로 형성 및 기능하도록 하는 것입니다.
실제로 자폐증을 겪은 사람들의 뇌에서 과도한 시냅스 형성과 autophagy 기능 감소가 보고된 바 있고, 자폐증을 치료하는 데 microglia의 autophagy 기능 회복이 한 가지 새로운 접근법일 수 있음을 제시한 데 이번 연구의 임상적 의미가 있는 것 같습니다.
Microglia는 고전적으로 알려져 온 immune system function 이외에, 최근 neurogenesis와 neural network에도 중요한 조절자로 많은 관심을 받고 있는 추세입니다. 저는 이제까지 neuron을 대상으로 주로 연구를 진행해왔기 때문에, 이번 논문을 통해 microglia에 대한 실험들을 처음 접했었는데, 좀 더 안정적인 neuron에 비해 microglia는 주변 환경에 아주 민감하고 빠르게 반응하고 그 morphology 변화나 기능에 있어서 아주 역동적이라는 인상을 많이 받았습니다. 최근에는 GWAS 등을 통해 microglia와 관련된 유전자들을 규명하려는 노력들도 진행되고 있고, 논문수가 계속 증가하는 추세이고, immune system과 관련된 치료제 개발에도 좋은 후보가 될 수 있을 것 같습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.제가 소속된 실험실은 서울아산병원에 위치한 울산의대 뇌과학교실로, 뇌신경과학연구를 발전시키기 위해 2014년 신설된 교실입니다. 이번이 한빛사를 통한 랩 소개가 세번째인데, 현재 김동호 교수님, 윤승용 교수님, 박사 5명, 박사과정 4명, 석사과정 2명, 인턴 1명으로 구성된 적지 않은 규모의 랩입니다.
저희 실험실에서는 치매 환자 뇌조직과 임상샘플을 활용하여 연구를 진행하고, 마우스 모델 뿐 아니라 초파리 모델을 이용한 실험들을 진행하고 있고, primary cultured neuron을 이용한 초기 drug screening에서부터 peptide 합성 및 antibody를 이용한 immunotherapy, 다양한 분자생물학적 기법들과 현미경을 이용한 이미징, 최근에는 전기생리학적 기법을 이용한 연구들도 진행 중에 있습니다. 국내 최고 수준의 시설인 아산의생명연구소 코어랩의 지원을 받아 PET, micro-CT, MRI 등 살아있는 동물에서의 이미징이 가능하고, 임상 실험실과의 공동연구도 활발히 진행할 수 있어, 아주 훌륭한 연구 환경에 있습니다.
저희 랩은 기초연구에 관심이 있거나 대학원 진학을 희망하는 대학생들을 대상으로 수시로 인턴쉽과 오픈랩 프로그램을 운영하고 있습니다. 방학 등 언제든, 관심 있는 분들은 신청 주시기 바랍니다.
http://home2.ulsan.ac.kr/user/brainsciencehttp://home2.ulsan.ac.kr/user/yoonlab 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람학위를 하는 동안에는 학위를 얻는 게 가장 큰 산이라고 생각했지만, 독립된 연구자로서 뒤를 돌아보면 단순히 하나의 언덕에 지나지 않았던 것 같습니다. 연구비에 대한 부담과 어떻게 프로젝트를 꾸려야 할지에 대한 고민, 장기적인 연구 목표의 설정, 그리고 개인생활과 실험실 생활 사이의 균형도 매번 어려움으로 다가오는 것 같습니다. 석사 시절 ‘그 위치에서 아는 만큼 보이는 법’이라고 저에게 얘기해주신 박사님이 있었는데, 지금 이 위치에서는 학위시절에는 몰랐던 것들이 많이 보입니다.
매일 난제를 만나고 있지만, 그러면서도 당면한 어려움들에 대해 고민하는 시간이 점점 짧아지고, 좀더 효율적이고 나은 대응책을 찾아나가는 모습을 보면 내가 지난번보단 많이 성장했다는 느낌에 뿌듯함을 느끼게 되는 것 같습니다.
기술은 빠르게 발달하고, 가설은 끊임없이 변화하고, 새로운 실험테크닉의 습득부터 학문적인 부분까지, 배움은 끝이 없는 것 같습니다. 처음 연구자의 길로 접어들었을 때보다 확실히 체력은 떨어지고 열정은 다소 식었지만, 연륜과 비례하며 쌓인 경험을 바탕으로, 끊임없이 다가오는 변화를 두려워하지 않고 직면하다 보면 어제보다는 오늘 조금 더 성장할 수 있는 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?모든 연구자분들이 하는 얘기지만, 연구자의 길을 걷는 것은 녹록지가 않은 일인 것 같습니다. 성과가 없어서 힘든 때도 많고, 가끔 방향을 잃고 방황하는 때도 있겠지만, 장고의 시간 끝에 좋은 성과를 얻었을 때의 이루 말할 수 없는 보람과 기쁨은 이 분야에 계신 연구자분들이라면 다들 공감하고 계실 것입니다. 그래서 특히 이 분야로 진학하려는 분들은 인내심을 가지고 정진할 수 있는 끈기가 필요한 것 같습니다. 그리고 또 한 가지, 한국 정서에서는 수평적인 토론이 어려운 게 현실이지만, 자기 표현력과 토론 능력을 갖추는 것이 아주 중요한 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?저는 최근에 optogenetics를 이용한 인지기능의 회복에 관심을 가지고 실험을 진행하고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....많은 분들께 감사 인사를 드리고 싶습니다. 현재 랩 PI이신 김동호 교수님과 윤승용 교수님, 석사 지도교수님인 김현택 교수님, 인생의 멘토이시자 학문적 스승이신 신경호 교수님, 그리고 오랜시간 동고동락해주셨던 김동훈 교수님, 최상현 교수님, 전보권 교수님, 지면을 빌어 감사드리고 싶습니다.
외적으로 내적으로 많은 도움을 받고 있는 실험실 동료들과 같이 프로젝트 한 조미향 박사, 그리고 저의 가장 큰 버팀목인 부모님과 사랑하는 가족들에게도 감사드리고 싶습니다.
소명을 가지고 연구에 임하도록 하겠습니다.