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

유전자 치료는 질병과 직접 관련된 유전자를 삽입하거나 제거함으로써 유전적 질환, 대사성 질환, 알츠하이머, 암 등 다양한 질병의 근본적인 원인을 유전자레벨에서 치료할 수 있다는 원리를 기반으로 치료 유전자를 체내로 효과적으로 도입시키기 위한 전달체 개발이 활발히 진행 되고 있습니다.

이번 연구는 생체 내 유전자 전달율 및 유전자 발현율을 향상시키기 위한 목적으로 광화학 세포 내재화 (photochemical internalization, PCI)기술을 이용하여 빛에 반응하여 유전자 전달율을 극대화 시키는 약물 전달체에 관한 것 입니다. PCI기술은 빛을 조사 받은 광응답제가 생성하는 활성산소로 인해 세포막 혹은 엔도좀 막을 파괴함으로써 표적 세포로의 약물전달을 극대화 하는 기술 입니다. 하지만 이러한 PCI 기술은 빛을 조사하였을 때 발생한 활성산소로 인해 치료용 유전자까지 손상된다는 단점을 가지고 있습니다. 이를 극복하기 위하여 본 연구에서는 암세포 내 낮은 pH 환경에서는 치료 유전자와 분리되어 치료유전자는 보호하면서 약물전달 효율은 향상시킬 수 있는 스마트 고분자 광응답제 기술을 도입하였습니다.

연구 결과, 개발된 빛을 이용한 스마트 나노 유전자 전달체는 치료 유전자의 손상없이, 조직 깊숙이 유전자를 전달 할 수 있는 것으로 확인되었습니다. 또한, 실제 암세포를 이식한 마우스 모델에서 유전자를 함유한 나노 전달체를 처리한 후 빛을 조사 하였을 때 암세포의 성장을 효과적으로 저해하는 것을 볼 수 있었습니다. 본 기술은 유전자 전달 뿐만 아니라 기존의 약물전달이 힘들었던 항암제, 단백질과 같은 다양한 의약품 전달에 적용할 수 있는 기반기술로써 큰 의미가 있다고 생각합니다.

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

본 연구가 수행된 가톨릭대학교 생명공학 광의학센터 (Center for Photomedicine) 나건 교수 연구팀은 스마트 광응답제, 질병 표적형 약물전달체, 줄기세포기반 조직공학, 의료용 스텐트 기술 개발 등 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 3세대 광응답제를 이용한 광화학 세포 내재화 기술을 기반으로 약물의 세포 내 유입 및 전달율을 최적화 시키는 연구를 활발하게 수행하고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

모든 연구자들이 그러하듯 오랜 시간을 공들여 수행한 연구가 논문의 결실을 맺는 순간 가장 자부심과 보람을 느끼게 됩니다. 그 과정이 결코 쉽지 않지만, 연구에 대한 호기심과 열정을 갖고 끊임없이 노력하는 과정 또한 하나의 즐거움이라 생각합니다. 한 분야에 있어 전문가가 되어가는 과정이라 생각하며 결실 후 또 하나의 목표점을 향해 도전해 가는 그 순간이 항상 저를 설레게 합니다.

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

나노 소재와 고분자를 이용한 생체재료기반 약물전달연구는 기존 약물치료제의 부작용이나 낮은 치료효율을 극복할 수 있는 차세대 기술로써 세계적으로 주목 받아온 연구 분야 이며 그러한 만큼 다양한 연구들이 진행이 되어 왔습니다.

약물전달 연구는 다학제적인(multidisciplinary) 연구 분야이기 때문에 본인의 연구 분야를 전문가가 되는 것과 동시에 다양한 분야를 문헌을 통해 습득하여 연구 영역을 넓히고 새로이 배운 내용을 자신의 분야에 적용하는 것이 중요한 것 같습니다. 또한 가장 중요한 것은 자신의 연구분야를 즐기는 마음인 것 같습니다. 연구를 함에 있어 항상 어려움이 따르지만 자신의 연구에 끊임없이 관심을 갖고 생각하다 보면 그 어려움은 쉽게 극복되고 좋은 결과가 있을 것이라고 생각됩니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 저는 미국 일리노이 주립대학교(약학과)에서 박사후과정을 시작하였습니다. 새로운 기능성 물질 기반의 유전자 전달체에 관한 연구를 수행할 예정이며 특히 이와 더불어 암 진단 분야에서 각광을 받고 있는 순환종양세포 검출을 위한 진단체 개발연구를 나노소재와 접목하여 연구할 예정입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

항상 저를 믿어주시고 기다려주시며 항상 올바른 방향으로 이끌어 주신 나건 교수님께 항상 감사 드립니다. 어려운 시간 함께하며 힘이 되어준 식구들 같은 실험실 선배, 후배, 동료들 고맙습니다. 사랑하는 친정부모님, 시부모님, 그리고 오랜 기간 함께 연구하고 곁에서 버팀목이 되어주는 남편 박우람 박사에게 감사합니다. 무엇보다도 항상 감사하는 마음을 갖게 해주시는 하느님께 감사 드립니다.