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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
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- 등록2014-09-29
- 조회7,341
Gastroenterology, Available online 28 June 2014 | DOI: 10.1053/j.gastro.2014.06.039
Inhibition of CYP4A Reduces Hepatic Endoplasmic Reticulum Stress and Features of Diabetes in Mice
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
최근 발표한 논문은 제2형 당뇨병의 새로운 발병기전을 알아내고 치료제 표적 단백질을 발굴한 내용입니다.
제2형 당뇨병은 비만 등의 대사질환에 의해 적절한 기능을 할 수 있는 충분한 양의 인슐린이 체내에서 분비되지 않거나 세포가 인슐린에 반응하지 않는 인슐린 저항성으로 인해 유발됩니다. 2011년 통계청 발표에 따르면 당뇨병이 우리나라 사망원인 순위의 5위를 차지하고 있습니다. 특히 우리나라의 경우 OECD 회원국 가운데 당뇨병 및 합병증으로 인한 사망률 1위에 올랐으며 이는 OECD 평균의 2배가 넘는 수준이며 최저 사망률을 보인 일본의 6배에 이른다고 합니다.
저희 연구팀에서는 제2형 당뇨병의 새로운 발병 메커니즘 규명과 치료제 개발 목표로 제2형 당뇨병 모델 마우스와 정상 마우스의 주요 포도당 대사 기관에서 단백질 발현의 차이를 분석하였습니다. 그 결과 간 조직에서 Cytochrome P450 (Cyp) 단백질들의 발현이 상당한 차이를 보이는 것을 발견하였으며, 특히 Cyp4a 단백질이 제2형 당뇨병이 유발된 마우스의 간 조직에서 과발현 되어 있음을 확인하였습니다. Cyp는 주로 간 조직에서 발현되는 약물대사 및 해독작용에 중요한 단백질로 잘 알려져 있지만 제2형 당뇨병과 관련하여 알려진 기능은 없는 상태였습니다.
제2형 당뇨병 모델 마우스에 Cyp4a 기능억제물질을 투여하거나 또는 shRNA를 주입하여 Cyp4a 단백질의 발현을 억제한 경우, 비교군에 비해 몸무게는 45%, 체지방량은 69% 감소하였고 혈당증가량은 56% 낮은 수치를 나타내었으며 지방간도 유발되지 않음을 확인하였습니다. 뿐만 아니라 실제 당뇨병과 관련된 인슐린 저항성이 개선되었으며 포도당 대사능력도 향상되었습니다. 더 나아가 이러한 당뇨병 치료효과는 Cyp4a 단백질의 기능이나 발현 억제를 통해 간세포에서 인슐린 신호경로를 억제하고 있는 ER stress (소포체 스트레스) 신호를 감소시킴으로써 나타남을 알아내었습니다.
이번 연구결과는 간의 해독작용에 관여하는 단백질이 비만 등에 의해 과다 발현되면, 간세포에 소포체 스트레스가 발생하여 간이 정상적인 기능을 잃게 되어 당뇨병이 유발된다는 새로운 당뇨병 유발 기전을 최초로 규명하였고, 이를 통해 차세대 당뇨병 치료제 개발을 위한 표적 단백질을 발굴했다는 점에서 큰 의미를 갖는다고 할 수 있습니다.
저는 박사과정 졸업 후 한국기초과학지원연구원 (KBSI) 생명과학연구부에서 박사후연구원 생활을 보내고 있습니다. 한국기초과학지원연구원은 국가과학기술 발전에 기반이 되는 기초과학의 진흥을 위해 연구지원 및 공동연구를 수행하는 정부출연연구기관으로, 우리나라 최고 수준의 첨단 연구장비 및 대형공동연구시설을 확보하고 전국적인 연구지원망을 구축하여 최상의 기초과학 연구환경을 제공하는 연구기관입니다 (www.ksbi.re.kr). 특히 제가 속한 생명과학연구부에서는 연구지원 뿐만 아니라 심도있는 기초 및 응용연구, 다양한 분석장비를 이용한 분석법 개발 연구에도 노력을 기울이고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
중학교 시절 처음으로 제 돈으로 사서 읽은 책이 Robin Cook의 "돌연변이 (Mutation)" 이었습니다. 당시 막연히 과학자라는 꿈을 갖고 있던 어린 학생에게 생명과학자라는 구체적인 꿈을 갖게 해주고 지금의 저를 있게 해준 고마운 책입니다. 지난 20여년 동안 비록 크게 성공적이지는 못하더라도 큰 고비없이 그 꿈을 이루기 위해 묵묵히 지내온 것에 자부심을 느낍니다. 되돌아보면 지난 20년 동안의 원동력은 긍적적인 생각과 즐겁게 생활하려는 노력이었던 것 같습니다. 저는 실험 결과가 잘 나올 때 즐거운 것과 마찬가지로 즐겁게 실험할 때 좋은 결과가 나온다고 생각합니다. 이제 앞으로의 20년도 과학자로서의 새로운 꿈을 이루기 위해 조금 더 즐겁게 그리고 열정적으로 연구에 매진하고자 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
누구에게나 학위과정과 박사후연수과정 동안은 즐거움 보다는 연구 결과에 대한 스트레스가 클것이라 생각됩니다. 하지만 저는 앞서 이야기한 바와 같이 즐겁게 실험할 때 좋은 결과가 나온다고 생각합니다. 오늘의 실험결과에 일희일비하지 않고 항상 즐거운 마음으로 일과 생활에 최선을 다하면 자신의 꿈이 반드시 이루어질 것이라 믿습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학위과정을 마치고 연구소로 옮긴 후 다양한 전공의 박사님들과의 교류와 다양한 최첨단 분석장비를 경험하게 되면서 새로운 목표를 갖게 되었습니다. 앞으로의 제 연구활동 계획은 난치병 치료제 개발을 위한 난치병 발병기전 분석에서부터 치료제 타겟 및 치료후보물질 발굴에 이르는 신약개발 전주기 과정을 마스터해보고자 합니다. 제가 속한 KBSI에 최근 구축된 최고사양의 MS, NGS, HCS 장비들을 활용하여 "즐겁게" 연구하면 그 꿈도 반드시 이루어질 것이라 믿습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
이런 기회를 빌어 멘토로서 때로는 선배로서 배려와 격려로 부족한 후배를 이끌어준 KBSI 김건화 박사님께 감사드립니다. 그리고 박사후연구원 이상으로 지지해주신 KBSI 생명과학연구부 김승일 부장님을 비롯한 모든 박사님들께 감사의 말씀드립니다. 실험에 여러모로 도움을 주신 부서 연구원들에게도 감사드립니다. 또한 한없는 관심과 사랑으로 제자를 이끌어주신 POSTECH 한진관 교수님께도 깊이 머리숙여 감사드립니다.
사랑하는 가족이 없었더라면 지금의 저도 없을거라 생각합니다. 먼저 부족한 남편을 채워주고, 아껴주고, 이해해주고, 도와주고, 사랑해준 아내 전은현에게 사랑한다는 말과 함께 늘 고맙다는 말을 전합니다. 지친 연구생활의 활력소와 피로회복제가 되어준 아들 윤서에게도 사랑한다 말을 전합니다. 그리고 당신보다도 항상 자식 걱정이 앞섰던 어머니, 아버지께 정말 감사드립니다. 많이 부족한 사위이지만 항상 믿어주시고 기도로 힘을 보태주신 장인어른, 장모님께도 깊이 감사드립니다. 모두들 사랑합니다.
최근 발표한 논문은 제2형 당뇨병의 새로운 발병기전을 알아내고 치료제 표적 단백질을 발굴한 내용입니다.
제2형 당뇨병은 비만 등의 대사질환에 의해 적절한 기능을 할 수 있는 충분한 양의 인슐린이 체내에서 분비되지 않거나 세포가 인슐린에 반응하지 않는 인슐린 저항성으로 인해 유발됩니다. 2011년 통계청 발표에 따르면 당뇨병이 우리나라 사망원인 순위의 5위를 차지하고 있습니다. 특히 우리나라의 경우 OECD 회원국 가운데 당뇨병 및 합병증으로 인한 사망률 1위에 올랐으며 이는 OECD 평균의 2배가 넘는 수준이며 최저 사망률을 보인 일본의 6배에 이른다고 합니다.
저희 연구팀에서는 제2형 당뇨병의 새로운 발병 메커니즘 규명과 치료제 개발 목표로 제2형 당뇨병 모델 마우스와 정상 마우스의 주요 포도당 대사 기관에서 단백질 발현의 차이를 분석하였습니다. 그 결과 간 조직에서 Cytochrome P450 (Cyp) 단백질들의 발현이 상당한 차이를 보이는 것을 발견하였으며, 특히 Cyp4a 단백질이 제2형 당뇨병이 유발된 마우스의 간 조직에서 과발현 되어 있음을 확인하였습니다. Cyp는 주로 간 조직에서 발현되는 약물대사 및 해독작용에 중요한 단백질로 잘 알려져 있지만 제2형 당뇨병과 관련하여 알려진 기능은 없는 상태였습니다.
제2형 당뇨병 모델 마우스에 Cyp4a 기능억제물질을 투여하거나 또는 shRNA를 주입하여 Cyp4a 단백질의 발현을 억제한 경우, 비교군에 비해 몸무게는 45%, 체지방량은 69% 감소하였고 혈당증가량은 56% 낮은 수치를 나타내었으며 지방간도 유발되지 않음을 확인하였습니다. 뿐만 아니라 실제 당뇨병과 관련된 인슐린 저항성이 개선되었으며 포도당 대사능력도 향상되었습니다. 더 나아가 이러한 당뇨병 치료효과는 Cyp4a 단백질의 기능이나 발현 억제를 통해 간세포에서 인슐린 신호경로를 억제하고 있는 ER stress (소포체 스트레스) 신호를 감소시킴으로써 나타남을 알아내었습니다.
이번 연구결과는 간의 해독작용에 관여하는 단백질이 비만 등에 의해 과다 발현되면, 간세포에 소포체 스트레스가 발생하여 간이 정상적인 기능을 잃게 되어 당뇨병이 유발된다는 새로운 당뇨병 유발 기전을 최초로 규명하였고, 이를 통해 차세대 당뇨병 치료제 개발을 위한 표적 단백질을 발굴했다는 점에서 큰 의미를 갖는다고 할 수 있습니다.
저는 박사과정 졸업 후 한국기초과학지원연구원 (KBSI) 생명과학연구부에서 박사후연구원 생활을 보내고 있습니다. 한국기초과학지원연구원은 국가과학기술 발전에 기반이 되는 기초과학의 진흥을 위해 연구지원 및 공동연구를 수행하는 정부출연연구기관으로, 우리나라 최고 수준의 첨단 연구장비 및 대형공동연구시설을 확보하고 전국적인 연구지원망을 구축하여 최상의 기초과학 연구환경을 제공하는 연구기관입니다 (www.ksbi.re.kr). 특히 제가 속한 생명과학연구부에서는 연구지원 뿐만 아니라 심도있는 기초 및 응용연구, 다양한 분석장비를 이용한 분석법 개발 연구에도 노력을 기울이고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
중학교 시절 처음으로 제 돈으로 사서 읽은 책이 Robin Cook의 "돌연변이 (Mutation)" 이었습니다. 당시 막연히 과학자라는 꿈을 갖고 있던 어린 학생에게 생명과학자라는 구체적인 꿈을 갖게 해주고 지금의 저를 있게 해준 고마운 책입니다. 지난 20여년 동안 비록 크게 성공적이지는 못하더라도 큰 고비없이 그 꿈을 이루기 위해 묵묵히 지내온 것에 자부심을 느낍니다. 되돌아보면 지난 20년 동안의 원동력은 긍적적인 생각과 즐겁게 생활하려는 노력이었던 것 같습니다. 저는 실험 결과가 잘 나올 때 즐거운 것과 마찬가지로 즐겁게 실험할 때 좋은 결과가 나온다고 생각합니다. 이제 앞으로의 20년도 과학자로서의 새로운 꿈을 이루기 위해 조금 더 즐겁게 그리고 열정적으로 연구에 매진하고자 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
누구에게나 학위과정과 박사후연수과정 동안은 즐거움 보다는 연구 결과에 대한 스트레스가 클것이라 생각됩니다. 하지만 저는 앞서 이야기한 바와 같이 즐겁게 실험할 때 좋은 결과가 나온다고 생각합니다. 오늘의 실험결과에 일희일비하지 않고 항상 즐거운 마음으로 일과 생활에 최선을 다하면 자신의 꿈이 반드시 이루어질 것이라 믿습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학위과정을 마치고 연구소로 옮긴 후 다양한 전공의 박사님들과의 교류와 다양한 최첨단 분석장비를 경험하게 되면서 새로운 목표를 갖게 되었습니다. 앞으로의 제 연구활동 계획은 난치병 치료제 개발을 위한 난치병 발병기전 분석에서부터 치료제 타겟 및 치료후보물질 발굴에 이르는 신약개발 전주기 과정을 마스터해보고자 합니다. 제가 속한 KBSI에 최근 구축된 최고사양의 MS, NGS, HCS 장비들을 활용하여 "즐겁게" 연구하면 그 꿈도 반드시 이루어질 것이라 믿습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
이런 기회를 빌어 멘토로서 때로는 선배로서 배려와 격려로 부족한 후배를 이끌어준 KBSI 김건화 박사님께 감사드립니다. 그리고 박사후연구원 이상으로 지지해주신 KBSI 생명과학연구부 김승일 부장님을 비롯한 모든 박사님들께 감사의 말씀드립니다. 실험에 여러모로 도움을 주신 부서 연구원들에게도 감사드립니다. 또한 한없는 관심과 사랑으로 제자를 이끌어주신 POSTECH 한진관 교수님께도 깊이 머리숙여 감사드립니다.
사랑하는 가족이 없었더라면 지금의 저도 없을거라 생각합니다. 먼저 부족한 남편을 채워주고, 아껴주고, 이해해주고, 도와주고, 사랑해준 아내 전은현에게 사랑한다는 말과 함께 늘 고맙다는 말을 전합니다. 지친 연구생활의 활력소와 피로회복제가 되어준 아들 윤서에게도 사랑한다 말을 전합니다. 그리고 당신보다도 항상 자식 걱정이 앞섰던 어머니, 아버지께 정말 감사드립니다. 많이 부족한 사위이지만 항상 믿어주시고 기도로 힘을 보태주신 장인어른, 장모님께도 깊이 감사드립니다. 모두들 사랑합니다.
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