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김성은
김성은(Sung Eun Kim) 저자 이메일 보기
Sloan Kettering Institute for Cancer Research, Weill Cornell Medical College
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Ultrasmall nanoparticles induce ferroptosis in nutrient-deprived cancer cells and suppress tumour growth

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

우선 뒤늦게나마 논문을 소개할 기회를 준 BRIC 운영진께 감사의 말씀드립니다. 이 논문은 제가 박사과정 때 진행하던 연구 과제 중에 하나로서 cancer metabolism, cell death, 그리고 nanotechnology의 분야가 만난 결과로 이루어진 연구였습니다. 제가 박사과정을 했던 실험실은 cell death와 metabolism을 연구하는 실험실이었는데 이 과제를 시작하게 된 계기는 nanoparticle을 연구하는 실험실이 공동작업을 요청해와서 우연하게 시작한 연구였습니다.

논문의 요점을 간단하게 설명하자면, ultrasmall nanoparticle (size ~6nm)을 이용해서 암세포들을 ferroptosis라는 세포 사멸 기작을 통해서 죽게 만들 수 있다는 주제입니다. 이 nanoparticle들은 이미 FDA를 통과해서 사람에게 cancer detection의 목적으로 사용하고 있기 때문에 이것을 이용한 새로운 치료 방법의 가능성을 보여줬다는 것이 의미있는 결과였고 또한 ferroptosis라는 세포 사멸 기작도 2012년에 처음 발견되어 많은 관심을 받는 기작이었기 때문에 흥미있는 결과였습니다.

또한, 저에게 가장 재미있었던 결과는 세포들이 ferroptosis라는 기작으로 죽을 때에 옆 세포로 옮겨지는 효과가 있어서 세포들이 죽는 모양이 마치 파도와 같은 형상으로 퍼지게 된다는 것이었습니다. 이것은 다른 세포 사멸 기작인 apoptosis나 necroptosis과는 달리 ferroptosis에서만 보이는 현상인데 어떤 기작으로 일어나는지 그리고 이것을 효과적으로 이용할 수 있는 방법이 있는지는 앞으로 연구를 통해서 답해야 할 질문들입니다.

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

제가 박사과정을 했던 곳은 MSKCC (Memorial Sloan Kettering Cancer Center)의 Michael Overholtzer 교수의 실험실이었고 이곳에서 저희는 entosis라는 세포 사멸 기작에 대한 연구를 하고 autophagy와 lysosome biology를 연구했습니다. 사실 세포 사멸에 관한 연구는 아주 오래전인 100년 전부터 시작했었는데 발생과정 중이나 질병이 있는 상황에서 세포들이 죽는 현상으로부터 관찰되었었고 그 기작으로는 오랫동안 apoptosis가 유일하다고 생각되어졌었습니다.

그러다가 불과 14년 전인 2005년에 necroptosis라는 다른 기작이 발견되고 나서 여러 가지의 non-apoptotic 기작들이 연구되기 시작했습니다. Entosis도 그 중에 하나인데, 특이하게도 살아있는 세포가 다른 세포의 vacuole 안에 들어간 현상을 말합니다 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=18045538). 이 현상은 암 환자들의 조직 샘플에서도 많이 발견되고 실험실에서 키우는 많은 epithelial cell line들에서도 전반적으로 발견되는 현상입니다. 그리고 live imaging으로 관찰하게 되면, 세포가 들어있는 vacuole에 autophagy protein이 targeting되고 lysosome들이 fusion되면서 안에 있는 세포가 죽게 되는 것을 볼 수가 있습니다 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=22002674). Entosis를 처음 발견하고 명명한 것이 저희 교수님이었고 저희 실험실에서는 entosis가 어떤 방식으로 일어나는지, 안의 세포가 죽은 후에 어떻게 되는지, 또한 그 바깥 세포는 어떤 영향을 받는지를 연구했습니다.

연구 기관에 대한 소개를 조금 하자면, MSKCC는 뉴욕 맨하탄에 위치하고 있고 아주 가까이에 Weill Cornell Medical College와 Rockefeller University가 있어서 여러 분야에 종사하는 연구자를 만나고 공동 작업을 하기에 아주 적합한 곳입니다. 저는 MSKCC와 Weill Cornell Medical College가 함께 운용하는 BCMB라는 박사과정 프로그램에 다녔는데 교과과정도 아주 탄탄하고 박사과정을 진행할 실험실을 MSKCC나 Weill Cornell Medical College 두 곳 모두에서 선택할 수 있기 때문에 선택의 폭이 매우 큰 것도 장점이었습니다. 그리고 또한 뉴욕은 전 세계인이 모여있는 곳이기 때문에 다양한 사람을 만날 수 있고 외국인으로 살아가기에도 아주 좋은 곳이라고 생각됩니다.

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

가장 중요하게는 자신이 정말 재미있다고 느끼고, 중요하다고 생각되는 연구를 찾아서 했으면 좋겠다고 말해주고 싶습니다. 연구하는 과정을 보면, 내가 하는 연구 과제가 왜 재밌고 왜 중요한지를 남에게 설명하고 설득하는 과정이라고 생각하면 됩니다. 그러기 위해서는 자기 자신도 끊임없이 고민하고 공부하는 과정을 거쳐야 하겠고 그러다보면 자연스럽게 자신의 연구를 탄탄하게 만들 수 있습니다. 또한, 저는 연구하면서 보게 되는 새로운 발견에도 때로는 귀기울여 한다고 생각합니다. 물론 때로는 투철한 목적의식을 가지고 철저한 계획을 통해서 하는 연구 과제도 중요하지만, 과학의 역사를 자세히 들여다보면 생각보다 많은 중요한 연구들이 우연한 발견에서 시작되는 경우가 많습니다. 새로운 발견과 그것을 뒷받침하는 많은 공부와 노력이 있다면 혁신적인 연구를 진행할 수 있을 것입니다. 

4. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 현재 UCSF의 Frank McCormick 교수 방에서 Post-Doc으로 지내고 있고 cancer metabolism을 더 중점적으로 연구하기 위해서 췌장암에서 KRAS와 YAP 관련된 metabolism을 연구하고 있습니다. Cell death 분야와도 비슷하게 cell metabolism도 오래전부터 존재하던 분야인데 한동안 잊혀졌다가 다시 많은 연구자의 관심을 받기 시작한 분야입니다. 저에게는 그 점이 매력적으로 다가왔고 앞으로 암연구에 metabolism관련 연구가 큰 부분을 차지할 것으로 생각되어서 이 분야에서 재밌고 유용한 연구를 하기 위해서 고군분투하고 있습니다.


 등록일 2019-03-14
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