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

출간된 논문에 관해 간략히 말씀드리자면, 비타민 D는 전통적으로 칼슘 대사나 뼈 건강 관련이 있고 기전 연구도 활발히 이루어지고 있는 현황인데요. 여성 생식 건강과 호르몬 조절, 임신에서 비타민 D의 역할이 중요하다고는 알려져 있지만 정확히 임신의 어떤 단계에 영향을 끼치는지 단순히 영양학적 연관성인지 여타 중요한 부분이 연구된 바가 없었습니다. 예를 들어, 체외 수정(IVF)을 받는 여성의 경우, 혈청 비타민 D 수치가 높을수록 성공률이 향상되지만 연구 전반에 걸쳐 변동성이 있고, 처음 연구를 시작하면서 저조차도 놀란 부분인데, 여러 역학연구 (epidemiology) 가이드라인에서 원론적으로 명시만 되어있을 뿐 기전 연구는 많이 미흡한 상황이었습니다.
비타민 D 또는 1α,25-디하이드록시비타민 D3 (1,25(OH)2D3, 칼시트리올)는 활성 형태로 비타민 D 수용체(VDR)의 강력한 리간드 역할을 하며, 세포 분화, 면역, 염증에 관여하는 수많은 유전자의 발현을 조절합니다. VDR은 난소, 자궁내막, 태반을 포함한 생식 조직에서 발현되어 생식에서의 잠재적인 역할이 있음을 짐작할 수 있습니다.
자궁 수용성 결함은 성공적인 임신에 큰 장애물이 되며, 불임과 재발성 임신 손실을 초래하는데요. 이러한 현상 중에서 호르몬적으로 조절되는 자궁내막 결정화/탈락화 (decidualization)는 섬유아세포와 유사한 자궁내막 기질 세포가 특수한 분비성 결정질 기질 세포 (decidua) 로 변환되어 배아 이식과 태반 발달을 위한 유리한 자궁 환경을 조성하는 중요한 과정입니다. 이 과정은 호르몬 신호, 면역 조절, 세포 재프로그래밍을 포함하며, 모두 임신을 위한 자궁내막을 준비하기 위해 조정됩니다. 세포 분화 메커니즘을 이해하는 데 상당한 진전이 있었지만, 규제 네트워크를 밝히고 결정화 결함에 대한 새로운 치료 목표를 식별하기 위해서는 심화연구가 필요한 실정입니다.
이 연구는 비타민 D가 결핍된 식단과 생체 내 마우스 모델에서의 decidualization 장애 사이의 상관관계에 대한 첫 번째 연구입니다. 그리고 인간 자궁내막 기질 세포 분화에서 VDR의 억제 역할을 처음으로 제시하였습니다. 비타민 D 결핍이 성공적인 임신을 위한 핵심 과정인 decidualization를 심각하게 저해한다는 것을 보여줌과 동시에 VDR의 이중 리간드 의존적 역할을 규명했습니다. 리간드가 없는 상태에서는 VDR이 chromatin 접근성을 조절하고 염증을 억제하여 인간 자궁내막 기질 세포의 분화를 억제합니다. 그러나 1,25(OH)2D3에 의해 활성화되면 VDR은 염증을 활성화하여 이 분화 과정을 촉진합니다. Chromatin 수준의 분석을 기능 연구와 통합함으로써, 비타민 D와 VDR이 자궁 기능을 조절하는 새로운 메커니즘을 발견했다는 것에 큰 의의를 두고 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

현재 소속은 27개의 NIH 중 하나인 NIEHS (National Institute of Environmental Health Science)입니다. 대부분 NIH가 DC 광역권 (Rockville, Bethesda etc.)에 자리하고 있지만 유일하게 노스캐롤라이나 Research Triangle Park (RTP)에 위치하고 있습니다. 실험실은 Reproductive and Developmental Biology Laboratory 하에 있는 Francesco DeMayo 그룹으로, 여성 생식과 건강에 관해 집중적으로 연구하는 팀이며 PI는 특히 progesterone receptor (PGR)에 관해 권위자입니다. 여기서 밖에 연구해 본 경험이 없어 직접적으로 비교하기는 어렵지만 대학이나 병원과는 연구 분위기가 많이 다르다고 들었습니다. 처음엔 방문 학생 신분으로 졸업전에 경험 삼아 약물유전체학 연구실에 합류하면서 박사후 연구원으로 3년가량 Masahiko Negishi 박사님 지도하에 일하다가, 그 뒤 PI가 은퇴하시면서 모국으로 돌아올 생각이었는데, 우연히 DeMayo 박사님이 좋은 연구과제를 제안해서 실험실을 옮기게 되었습니다. 익숙하지 않은 분야라 첫해는 정말 대학원생보다 더 고군분투했는데, 이제서야 결과물이 하나씩 세상에 나오고 있어 안심되면서도 뿌듯합니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

생명과학 분야는 끊임없이 발전하고 빠른 속도로 다양하게 진보하는데, 아직 지치지 않고 동기부여를 받으며 살아남고 있는 것이 스스로에게 기특합니다. 처음 석사학위를 시작할 때만 하더라도 이렇게 오랫동안 연구할 수 있을 거라 스스로에게 의구심이 많았는데, 순수화학으로 시작했던 여정이 여기까지 도달한 게 신기할 따름입니다. 현재 이 연구를 기반으로 두 편의 논문을 더 준비 중인데, 지속적으로 여성 건강에 대해 관심 가져주셨으면 좋겠습니다.

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

2021년 초 실험실을 옮길 때만 하더라도 제가 여성 건강에 관해 깊게 연구할 수 있을 거라 상상도 하지 못했습니다. 전공이 다르다고 해서, 이제껏 연구해온 분야가 다르다고 해서 너무 겁먹지 마시고, 흥미 있는 연구과제가 있다면 여력이 되는 한 도전하셨으면 좋겠습니다. 어찌 됐든 자신만이 해낼 수 있는 부분이 분명히 있을 테니 너무 빨리 단정하거나 주눅들 필요는 없다고 생각합니다. 모국에서 연구하지 않는 이상 언어장벽은 늘 존재하고, 정서 차이는 모국에서 연구하더라도 학풍에 따라 어디든 있다고 생각하기에 너무 이른 속단은 하지 않으셨으면 좋겠습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

비타민 D는 정말 경이로운 물질입니다. 스스로 뿌리를 화학자와 약리학자에 두고 있는 저로서는 이보다 매력적인 물질이 있을 수 있을까 싶을 정도예요. 스테로이드인 듯하면서도, 완전한 스테로이드는 아니고. 실제 의학에서도 치료 약물이면서 다양한 제형으로 투약이 가능하고. 다양한 조직에 작용하며 그로 인해 여러 종류의 질병과도 연관이 있고. 앞으로의 연구가 비타민 D로 무조건 한정되지는 않겠지만, 계속해서 연구하고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

배경도 이 분야에 특화되지 않았던 저에게 이 과제를 온전히 이끌어갈 수 있게 많은 권한을 주셨던 Francesco DeMayo 박사님께 감사합니다. 정말 부침이 심하고 난관도 많았던 시기였습니다. 우리 모두 꾸준히 원하는 연구하며, 잘 살아남았으면 좋겠습니다.