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이지원
이지원(Ji-Won Lee) 저자 이메일 보기
DGIST
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TLR4 (toll-like receptor 4) activation suppresses autophagy through inhibition of FOXO3 and impairs phagocytic capacity of microglia

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

다양한 연구 결과를 통해 자가포식(autophagy)은 세포 내 중요한 기전으로 확인이 되었으며, 세포수준에서부터 동물행동과 생리까지 다양한 기능을 수행하고 있습니다. 이런 중요성을 인정받아, autophagy를 조절하는 유전자들을 발견한 Yoshinori Ohsumi 교수님께서 2016년 노벨 생리의학상을 수상하였습니다. 또한 신경과학 분야에서, 여러 연구 결과를 통해 autophagy가 신경계세포 기능에 조절에 중요함을 알게 되었습니다.

TLRs signaling pathway는 다양한 염증성질환에서 중요한 역할을 하는 기전으로 신경염증 분야에서 microglia의 TLRs signaling pathway가 알츠하이머, 파킨슨병 그리고 사회결핍성장애 등 다양한 신경질환과 연관이 있다는 것이 확인되었습니다. 하지만, microglia의 TLRs signaling pathway와 autophagy 기전과의 관계에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다.

본 논문은, 저와 남혜리 그리고 김은정 학생이 공동1저자로 유성운교수님의 지도 아래 이루어졌습니다. TLR4 (toll-like receptor 4) signaling pathway가 in vitro와 in vivo microglia의 autophagy 활성을 억제하고 autophagy의존적 phagocytic capacity 또한 저해한다는 사실을 밝혔습니다.

이번 연구 결과의 발견은, 기존에 정착된 이론적인 틀인 macrophage에서 TLR4 signaling pathway가 autophagy 활성을 증가시킨다는 사실이 microglia에서는 정반대로 일어나고 있다는 사실을 확인하였습니다. 그리고 다른 종류의 TLR signaling pathways (TLR1/2, TLR3, TLR7) 또한 microglia의 autophagy 활성을 억제하는 사실을 확인하였습니다. 본 연구결과는 microglia에서, TLR4 signaling pathway를 유도하는 LPS (lipopolysaccharide)에 의해 autophagy genes expression 및 활성화 억제는 (1) PI3K/AKT signaling pathway활성화에 의한 FOXO3의 불활성화 그리고 (2) PtdIns (phosphatidylinositol) 와 PtdIns3P (phosphatidylinositol-3-phosphate) 합성 저해를 통해 조절됨을 확인했습니다. 더 나아가 LPS는 microglia의 autophagy의존적 phagocytosis를 억제하며 동시에 알츠하이머병 유발 물질인 amyloid beta 분해 능력을 저해한다는 결과를 밝혔습니다. 이를 통해, 다양한 신경염증반응 및 신경염증질환 조건에서 microglia의 autophagy 활성 및 기능 조절을 통해, 신경질환치료에 대한 전략에 도움을 줄 수 있으리라 기대하고 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

저는 현재 대구경북과학기술원 (DGIST) 뇌·인지과학과(Department of Brain and Cognitive Sciences) 유성운 교수님 연구실 https://yusw.dgist.ac.kr 에서 박사과정 재학중입니다.

저희 연구실에서는 autophagy에 대한 기능과 역할을 microglia와 neural stem cells에서 분자세포생물학적 수준부터 in vivo mouse model 까지 심도 있게 연구를 수행하고 있습니다.

DGIST 뇌·인지과학과에는 열정적인 교수님과 교육시스템 그리고 최신장비와 시설 등 좋은 연구 환경을 가진 곳이며, 신경과학의 여러 분야를 접하고 연구할 수 있는 학과로서, 여름/겨울 인턴십 등 다양한 기회를 통해 저희 학과 및 연구실을 접할 수 있습니다.

DGIST 뇌인지과학과 홈페이지 https://brain.dgist.ac.kr

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

대학생 때 세포생물학 강의를 듣고 공부하면서 느낀 생명체의 작동원리는 경이로울 정도로 정교하게 이루어진다는 사실을 알면서 생물학 분야에 대한 흥미를 눈 뜨게 되었습니다. 연구를 통해 생명체의 기본 작동 원리를 깊이 있게 알면 알 수록 그 매력은 배가되고, 연구 결과를 다른 연구자분들과 논의하고 가설을 증명해나가는 과정은 연구의 가장 큰 재미라고 생각합니다. 다양한 시도를 통해 발견된 작은 연구 결과물에서부터 시작하여, 연구의 가설과 논리 그리고 그 의미와 설득력 있는 연구 결과물을 도출하기 위한 일련의 과정은 상당히 큰 노력과 도움 없이는 이루어질 수 없다는 걸 배웠습니다. 무엇보다 하나의 정리된 연구 결과물을 만들기 위해서, 여러 어려움을 겪게 되지만 자신이 참여한 연구 결과물이 publication 되고, 시대와 국경을 뛰어넘어 여러 연구자에게 끊임없이 공유된다는 사실은 저에게 연구를 계속할 수 있게 되는 또 다른 원동력이라 생각합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

자기가 느끼는 연구의 흥미와 관심이 실제 자기가 발휘할 수 있는 연구역량과는 생각보다 정비례 관계를 가지지 않는다고 생각하지만, 끊임없는 노력과 자아성찰 그리고 주위 사람들의 도움을 통해 연구역량은 누구나 높은 수준으로 이루어 낼 수 있다고 생각합니다. 때로는 자기의 통제를 벗어난 요소들로 인해 어려움을 느끼고 포기하고 싶은 순간이 많지만, 이를 견뎌내고 내실을 다지고 끊임없이 기회를 찾기 위해 노력을 해야 비로소 성장하고 발전할 수 있는 것 같습니다. 그리고 여러 연구자분들이 말씀하시는 것과 같이, 자기 자신의 생각에 갇혀 있는 연구보다 다른 연구자들과 교류를 통해 연구 결과를 공유하고 논의를 통해 때로는 비판을 받기도 하고 때로는 호응을 얻는 담금질과 같은 과정을 통해 비로소 연구의 주제와 결과물은 견고해지는 것 같습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

Microglia의 분자세포생물학적기전의 깊은 이해를 통해 신경질환과의 연관성과 상관관계의 규명과 치료 타겟을 발굴 및 제안하는 방향으로 노력을 기울이고 있습니다. 특히 본 연구를 통해 증명한 결과를 in vivo mouse models에 적용하여 microglia의 autophagy의 새로운 역할을 규명하기 위해 연구실 동료들과 진행 중입니다. 신경면역에 대한 깊은 관심과 흥미를 느끼고 있어 다양한 종류의 면역세포와 신경면역질환을 깊이 있게 연구를 하고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

먼저, 공동1저자로 함께 연구 결과를 publication까지 정말 많은 작업을 함께한 혜리와 LPS에 의해 microglia의 autophagy가 억제되는 현상 발견을 통해 본 연구의 단초를 마련하고 논문 작성 작업을 맡아준 은정이 그리고 저희에게 연구하는 방법과 생각 그리고 물심양면으로 많은 도움을 주신 저희 유성운 지도교수님께 감사를 드립니다. 그리고 연구 결과를 도출하는데 있어, 많은 도움을 주신 김은경 교수님, 이성중 교수님과 김선영 박사님, 윤정누나, 신원형, 영환이, 민현정선생님 그리고 같은 연구실 동료분들에게 감사의 말씀 드리고 싶습니다. 학부와 석사학위과정 동안 연구의 흥미를 일깨워 주신 동아대학교 이영춘 교수님께도 감사의 말씀 드립니다. 마지막으로, 제가 학위과정을 할 수 있게 전폭적으로 지지해주신 저희 부모님에게도 감사드립니다. 마지막으로, 대학원 생활을하면서 다른 연구자 분들의 한빛사 인터뷰 내용을 읽으면서 많은 힘이 되었는데, 부족함이 많은 저에게도 이런 기회를 주셔서 감사하게 생각합니다. 다음에도 좋은 연구결과와 함께 한빛사에 소개가 되었으면 합니다. 감사합니다.

 등록일 2019-01-03
Category: Neuroscience, Immunology, Cell_Biology
  댓글 1
회원작성글 2mM  (2019-01-16 14:44)
수고하셨습니다 ! 한빛사인터뷰를 통해 뵈니 또 새롭네요 !! 항상 응원하겠습니다 !!!
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