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

폐암은 여전히 전 세계적으로 암 사망 부담이 가장 큰 질환 중 하나이며, 흡연은 가장 중요한 위험인자로 알려져 있습니다. 하지만 흡연자가 폐암에 이르기까지 정상 세포가 어떤 과정을 거쳐 적응하고 변화하는지에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많습니다.

최근에는 환자 유래 오가노이드와 단일세포 분석 기술의 발전으로 실제 인간 조직을 이용해 질환을 연구할 수 있게 되었으며, 폐암 오가노이드는 정밀의학과 면역항암제 연구의 핵심 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 또한 최근 연구 흐름은 단순한 암세포 연구를 넘어 종양미세환경, 면역세포, 공간전사체를 통합적으로 분석하는 방향으로 발전하고 있습니다.

이번 연구에서는 인간 기관지 상피세포와 인간 폐 오가노이드에 장기간 담배연기 추출물, 즉 whole cigarette smoke extract (WCSE)를 장기간 노출하여 만성 흡연 환경을 모사하였습니다. 일반적으로 담배연기는 세포를 손상시키고 ROS를 증가시킨다고 알려져 있지만, 장기간 노출된 세포는 오히려 항산화 시스템과 미토콘드리아 기능을 재조정하여 생존에 적응하는 모습을 보였습니다. 특히 NRF2를 중심으로 한 산화환원 조절 기전이 중요한 역할을 한다는 사실을 확인하였습니다.
가장 기억에 남는 에피소드는 40주 이상 세포를 유지해야 했던 과정입니다. 중간에 세포가 죽거나 실험이 실패하면 수개월의 시간이 사라지기 때문에 주말과 공휴일에도 연구실을 방문해야 했습니다. 힘든 과정이었지만 오랜 시간 공들여 유지한 세포에서 예상했던 변화가 하나씩 나타나고, 이를 통해 암 발생 과정을 이해할 수 있는 단서를 발견했을 때 연구자로서 큰 성취감을 느꼈습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 충남대학교병원 의생명융합연구센터 호흡기·알레르기 정재욱 교수님 연구실에서 수행되었습니다.
저희 연구실은 석·박사통합과정 학생 1명, 박사과정 학생 1명, 박사후연구원 2명으로 구성된 컴팩트하지만 긴밀하게 협업하는 연구팀입니다. 폐암을 중심으로 오가노이드, 종양미세환경, 면역항암제 반응 예측, 바이오마커 발굴 등 다양한 중개연구를 활발히 수행하고 있습니다.

특히 폐암 환자 유래 오가노이드 바이오뱅크 구축과 인체자원은행 사업을 함께 수행하고 있으며, 환자 검체 확보부터 오가노이드 제작, 분자생물학적 분석, 임상 정보 연계까지 가능한 연구 플랫폼을 구축하고 있습니다. 현재 수백 개 규모의 폐암 오가노이드 자원을 보유하고 있으며, 이를 기반으로 정밀의료 연구를 수행하고 있습니다. 연구실을 이끌고 계신 정재욱 교수님께서는 항상 환자에게 실질적으로 도움이 되는 연구를 강조하시며, 연구자들이 자유롭게 아이디어를 제안하고 새로운 연구에 도전할 수 있도록 지원해 주십니다. 또한 박동일 교수님과의 긴밀한 협력을 통해 양질의 폐암 환자 검체를 안정적으로 확보할 수 있어, 기초연구와 임상연구를 연결하는 다양한 중개연구가 가능하다는 점이 저희 연구실의 큰 강점입니다. 무엇보다 연구실 분위기가 매우 가족적이고 자유로운 토론 문화가 형성되어 있다는 점이 인상적입니다. 최신 오가노이드 기술뿐만 아니라 단일세포 분석, 공간전사체 분석 등 최신 연구기법을 적극적으로 도입하며 폐암 연구의 새로운 가능성을 탐색하고 있습니다. 서로를 믿고 협력하며 성장하고 있다는 점이 저희 연구실의 가장 큰 자랑이라고 생각합니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구를 하면서 가장 큰 보람은 환자의 조직으로부터 새로운 지식을 발견하는 과정이라고 생각합니다.
특히 폐암 환자로부터 얻은 조직이 오가노이드로 성장하고, 이를 통해 새로운 치료 반응 기전을 밝혀내는 과정은 매우 의미가 있습니다.
연구실에서 수행하는 연구가 단순한 논문 발표에 그치지 않고 향후 실제 환자의 치료 방향 결정에 도움이 될 수 있다는 점에서 큰 책임감과 보람을 느끼고 있습니다.
또한 연구 과정에서 실패가 반복되더라도 결국 데이터를 통해 새로운 사실을 발견하는 순간은 연구자만이 느낄 수 있는 특별한 기쁨이라고 생각합니다.

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

최신 기술을 배우는 것도 중요하지만 기본기가 가장 중요하다고 생각합니다.
세포배양, 조직학, 분자생물학, 데이터 분석과 같은 기본 역량이 탄탄하다면 새로운 기술이 등장하더라도 빠르게 적응할 수 있습니다.
또한 연구는 생각보다 긴 시간과 인내를 요구합니다. 논문 한 편이 나오기까지 수년이 걸리기도 하고 실패도 많습니다. 하지만 실패한 실험도 결국 다음 연구를 위한 중요한 데이터가 된다는 점을 기억했으면 좋겠습니다.
조급함보다는 꾸준함이 연구자의 가장 큰 자산이라고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재는 폐암 환자 유래 오가노이드와 환자 면역세포를 함께 이용한 면역항암제 평가 플랫폼을 구축하고 있습니다.
향후에는 오가노이드, 면역세포, 암연관섬유아세포(CAF)를 포함한 종양미세환경 모델을 구축하고 공간전사체 분석과 단일세포 전사체 분석을 접목하여 면역항암제 반응 및 부작용을 예측할 수 있는 바이오마커를 발굴하고자 합니다.
궁극적으로는 환자 맞춤형 치료 전략 개발에 기여할 수 있는 연구 플랫폼을 구축하는 것이 목표입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 논문이 한빛사에 소개된 것은 저에게 매우 뜻깊고 감사한 일입니다. 연구를 시작할 때는 작은 궁금증에서 출발했지만, 오랜 시간 시행착오를 거치며 하나의 결과를 만들어내고 이를 다시 많은 연구자들과 공유할 수 있다는 점에서 큰 보람을 느낍니다. 무엇보다 제가 꾸준히 고민하고 쌓아온 연구의 과정이 의미 있는 성과로 이어졌다는 점에서 더욱 뜻깊게 다가왔습니다.

이번 연구는 혼자서는 절대 수행할 수 없는 연구였습니다. 임상 현장에서의 풍부한 경험과 깊이 있는 연구적 통찰을 바탕으로 환자에게 정말 필요한 질문이 무엇인지 끊임없이 고민하게 해주시고 연구자로서 성장할 수 있도록 이끌어주신 정재욱 교수님, 귀중한 환자 검체와 임상 정보를 바탕으로 연구가 실제 환자 치료와 연결될 수 있도록 아낌없는 지원을 보내주신 박동일 교수님, 그리고 긴 시간 동안 실험과 고민을 함께하며 연구의 완성도를 높이는 데 큰 힘이 되어준 이다혜 선생님을 비롯한 공동연구자분들께 진심으로 감사드립니다. 또한 연구를 하다 보면 예상보다 훨씬 긴 시간과 많은 노력이 필요합니다. 특히 장기간 세포를 유지하고 실험을 진행하는 과정에서는 주말이나 휴일에도 연구실에 나와야 하는 경우가 많았습니다. 그 과정에서 늘 응원해주고 묵묵히 기도해주며 지지해준 가족들에게도 감사한 마음을 전하고 싶습니다. 연구에 집중할 수 있도록 배려해준 남편 유희민 박사, 바쁜 엄마를 이해해주고 힘이 되어주는 우리 아들 채훈에게 이 자리를 빌려 고맙다는 말을 전하고 싶습니다.

앞으로도 환자에게 도움이 되는 연구를 수행하며 기초연구와 임상연구를 연결하는 연구자로 성장하고 싶습니다. 또한 현재 구축하고 있는 폐암 환자 유래 오가노이드 및 면역세포 플랫폼을 더욱 발전시켜 정밀의료와 면역항암제 연구 분야에 실질적으로 기여할 수 있도록 노력하겠습니다.