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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2015-06-10
- 조회6,859
Angew. Chem.-Int. Edit., Article first published online: 26 MAY 2015 | DOI: 10.1002/anie.201501380
Multivalent Polymer Nanocomplex Targeting Endosomal Receptor of Immune Cells for Enhanced Antitumor and Systemic Memory Response
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이 연구는 다가 구조(multivalent structure)를 가지는 나노복합체를 활용하여, 환자 자신의 면역세포기반 항암치료 효능을 증진시키고자 한 연구입니다. 암은 현대인의 대표적인 난치성 질환 중 하나이며 우리나라에서는 매년 사망원인 1위를 차지하고 있습니다. 현재 암의 치료법으로는 수술이나 화학(약물) 및 방사선 치료법들을 이용해 왔으나 부작용과 거부반응의 한계점을 가지고 있습니다. 최근에는 이러한 한계점을 최소화하면서 치료효과를 극대화시키는 항암면역치료법 개발에 대한 연구가 크게 관심을 받고 있습니다.
특히 항원제시세포 (antigen-presenting cell) 인 수지상 세포(dendritic cell)을 기반으로 둔 암 치료는, 암세포 조직 내에서 활성화 된 세포가 림프기관으로 이동하여 암을 공격할 수 있는 T세포(CTL) 등에 정보를 전달하여 암의 사멸을 유도합니다. 따라서 효과적인 항암면역 세포 치료를 위해서는 활성화 시킬 수 있는 면역증가물질을 세포 내로의 전달효율을 극대화 시키는 것이 중요합니다.
따라서, 본 연구에서는 음이온 성 생체친화 천연고분자(히알루론산)과 면역증가물질 (CpG ODN) 을 다가 구조로 연결하여 세포 내에서의 지속적인 자극을 유도하였고, 양이온 성 고분자(폴리엘라이신)을 이용하여 정전기적 상호작용에 의해 약 500nm 크기의 나노복합체를 형성해 세포 내 전달효율을 극대화시켰습니다. 이 복합체는 세포실험을 통해서 항암 면역 유도에 중요한 사이토카인(cytokine)과 세포표면지표(surface marker) 의 발현 및 생산이 기존의 면역증가 물질(CpG ODN)만을 투여한 것에 비해 증가하며, 동물실험에서의 근적외선 영상을 활성화된 수지상 세포가 림프기관으로 이동하는 현상을 추적하였으며, 실제적으로 tumor size 가 작아질 뿐만 아니라 50%이상의 완치 율을 확인하였습니다.
추가로 완치된 실험동물에 암세포를 다시 유발하였을 경우에, 암이 재발되지 않은 것을 확인하여. 면역세포를 통해 면역력을 증가시켜 암 재발의 문제점을 극복하였습니다. 이 연구 결과는 면역세포를 통해 치료된 암의 대한 면역기억을 이용해 암 재발의 문제점을 극복할 수 있다는 점에서, 앞으로 항암면역치료법에 다양하게 응용될 것으로 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 현재 성균관대학교 나노기술학과 나노메디컬시스템 연구실에서 석박통합과정으로 연구를 수행하고 있습니다. 성균나노과학기술원(http://saint.skku.edu/)은 세계적인 융 복합 나노기술분야를 선도하는 연구기관입니다. 그 중에서 제가 소속한 나노메디컬시스템 연구실 (http://www.nanomedicalsystems.org/)은 열정이 가득하신 임용택 교수님의 지도아래 대학원생들과 연구원들이 연구에 전념하고 있습니다.
우리 연구실에서는 나노기술을 바이오 및 의료분야에 접목 합으로써 질병의 조기진단 및 표적치료제 개발에 필요한 핵심기술을 개발, 백신 아쥬번트 소재 개발, 기능성 나노바이오소재 개발, 다양한 약물 및 항원 전달시스템 개발, 줄기세포 치료제등을 하고 있습니다. 이러한 나노바이오 및 나노의학 분야에서 수준 높은 연구를 수행하고 있으며, 왕성한 연구활동과 결과들로 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 연구실입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 화학공학을 전공하여서 처음 바이오 분야를 접목해서 연구를 시작하였을 때 걱정과 어려움이 많았습니다. 하지만 교수님께서 면역학 분야와 화학 고분자 분야를 융합하여 연구를 잘 할 수 있도록 도와주셨습니다. 이번 연구를 하는데 있어서 힘든 상황을 이겨내면서 인내와 끈기를 배울 수 있었고, 이렇게 논문의 결실을 맺게 되면서 연구에 대한 흥미와 자신감을 가지게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
나노기술은 화학, 의학, 약학 생물학 등등 여러 학문이 합쳐져서 발전시켜나가고 있는 학문분야입니다. 저는 나노기술을 바이오 및 의료분야에 접목하고 있는 연구를 진행하고 있습니다. 연구를 진행하면서 저는 서로 다른 두 분야를 융합하게 되면 현재 과학기술이 해결하지 못하는 문제를 새로운 시각으로 해결 할 수 있다는 것을 느껴서, 이 분야에 대해서 매력을 느끼고 있습니다. 실험을 하는 것이 정말 많은 시간과 노력이 들어가기 때문에 연구를 하는데 있어서 흥미를 느끼지 못한다면, 그만큼 재미없고, 어려운 일도 없다고 생각합니다. 그렇기 때문에 연구에 대해서 흥미를 가지고, 하고 싶은 연구를 하게 된다면 굉장히 즐겁고 보람을 느낄 수 있다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 부족한 점이 너무 많기 때문에 남은 박사과정 동안 계속해서 다양한 약물 및 항원 전달시스템 개발에 대해서 연구를 수행할 예정입니다. 졸업 후에는 계속해서 연구자의 길을 걸어가려고 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들...
먼저 연구하는데 있어서 전폭적인 지원과 가르침을 주시는 임용택 교수님께 감사 드립니다. 같은 대학원 동기로써 학교생활 하는데 가장 힘이 되고 격려해 준 형우오빠, 연구를 하면서 많이 도와줬던 사수 민범오빠에게도 고마운 마음을 전합니다. 그리고, 나노메디컬시스템연구실에서 지난 2년동안 함께했던 최박사님, 선희언니, 찬영오빠 ,현종오빠 ,세희언니 ,아름이, 우정이 고맙습니다. 마지막으로 지금까지 제가 공부하는데 있어서 전폭적인 지원과 믿고 기다려주시는 우리 가족들과 연구자의 길을 걷는데 있어서 격려와 조언을 해주시는 외삼촌께 감사의 마음을 전합니다.
이 연구는 다가 구조(multivalent structure)를 가지는 나노복합체를 활용하여, 환자 자신의 면역세포기반 항암치료 효능을 증진시키고자 한 연구입니다. 암은 현대인의 대표적인 난치성 질환 중 하나이며 우리나라에서는 매년 사망원인 1위를 차지하고 있습니다. 현재 암의 치료법으로는 수술이나 화학(약물) 및 방사선 치료법들을 이용해 왔으나 부작용과 거부반응의 한계점을 가지고 있습니다. 최근에는 이러한 한계점을 최소화하면서 치료효과를 극대화시키는 항암면역치료법 개발에 대한 연구가 크게 관심을 받고 있습니다.
특히 항원제시세포 (antigen-presenting cell) 인 수지상 세포(dendritic cell)을 기반으로 둔 암 치료는, 암세포 조직 내에서 활성화 된 세포가 림프기관으로 이동하여 암을 공격할 수 있는 T세포(CTL) 등에 정보를 전달하여 암의 사멸을 유도합니다. 따라서 효과적인 항암면역 세포 치료를 위해서는 활성화 시킬 수 있는 면역증가물질을 세포 내로의 전달효율을 극대화 시키는 것이 중요합니다.
따라서, 본 연구에서는 음이온 성 생체친화 천연고분자(히알루론산)과 면역증가물질 (CpG ODN) 을 다가 구조로 연결하여 세포 내에서의 지속적인 자극을 유도하였고, 양이온 성 고분자(폴리엘라이신)을 이용하여 정전기적 상호작용에 의해 약 500nm 크기의 나노복합체를 형성해 세포 내 전달효율을 극대화시켰습니다. 이 복합체는 세포실험을 통해서 항암 면역 유도에 중요한 사이토카인(cytokine)과 세포표면지표(surface marker) 의 발현 및 생산이 기존의 면역증가 물질(CpG ODN)만을 투여한 것에 비해 증가하며, 동물실험에서의 근적외선 영상을 활성화된 수지상 세포가 림프기관으로 이동하는 현상을 추적하였으며, 실제적으로 tumor size 가 작아질 뿐만 아니라 50%이상의 완치 율을 확인하였습니다.
추가로 완치된 실험동물에 암세포를 다시 유발하였을 경우에, 암이 재발되지 않은 것을 확인하여. 면역세포를 통해 면역력을 증가시켜 암 재발의 문제점을 극복하였습니다. 이 연구 결과는 면역세포를 통해 치료된 암의 대한 면역기억을 이용해 암 재발의 문제점을 극복할 수 있다는 점에서, 앞으로 항암면역치료법에 다양하게 응용될 것으로 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 현재 성균관대학교 나노기술학과 나노메디컬시스템 연구실에서 석박통합과정으로 연구를 수행하고 있습니다. 성균나노과학기술원(http://saint.skku.edu/)은 세계적인 융 복합 나노기술분야를 선도하는 연구기관입니다. 그 중에서 제가 소속한 나노메디컬시스템 연구실 (http://www.nanomedicalsystems.org/)은 열정이 가득하신 임용택 교수님의 지도아래 대학원생들과 연구원들이 연구에 전념하고 있습니다.
우리 연구실에서는 나노기술을 바이오 및 의료분야에 접목 합으로써 질병의 조기진단 및 표적치료제 개발에 필요한 핵심기술을 개발, 백신 아쥬번트 소재 개발, 기능성 나노바이오소재 개발, 다양한 약물 및 항원 전달시스템 개발, 줄기세포 치료제등을 하고 있습니다. 이러한 나노바이오 및 나노의학 분야에서 수준 높은 연구를 수행하고 있으며, 왕성한 연구활동과 결과들로 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 연구실입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 화학공학을 전공하여서 처음 바이오 분야를 접목해서 연구를 시작하였을 때 걱정과 어려움이 많았습니다. 하지만 교수님께서 면역학 분야와 화학 고분자 분야를 융합하여 연구를 잘 할 수 있도록 도와주셨습니다. 이번 연구를 하는데 있어서 힘든 상황을 이겨내면서 인내와 끈기를 배울 수 있었고, 이렇게 논문의 결실을 맺게 되면서 연구에 대한 흥미와 자신감을 가지게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
나노기술은 화학, 의학, 약학 생물학 등등 여러 학문이 합쳐져서 발전시켜나가고 있는 학문분야입니다. 저는 나노기술을 바이오 및 의료분야에 접목하고 있는 연구를 진행하고 있습니다. 연구를 진행하면서 저는 서로 다른 두 분야를 융합하게 되면 현재 과학기술이 해결하지 못하는 문제를 새로운 시각으로 해결 할 수 있다는 것을 느껴서, 이 분야에 대해서 매력을 느끼고 있습니다. 실험을 하는 것이 정말 많은 시간과 노력이 들어가기 때문에 연구를 하는데 있어서 흥미를 느끼지 못한다면, 그만큼 재미없고, 어려운 일도 없다고 생각합니다. 그렇기 때문에 연구에 대해서 흥미를 가지고, 하고 싶은 연구를 하게 된다면 굉장히 즐겁고 보람을 느낄 수 있다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 부족한 점이 너무 많기 때문에 남은 박사과정 동안 계속해서 다양한 약물 및 항원 전달시스템 개발에 대해서 연구를 수행할 예정입니다. 졸업 후에는 계속해서 연구자의 길을 걸어가려고 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들...
먼저 연구하는데 있어서 전폭적인 지원과 가르침을 주시는 임용택 교수님께 감사 드립니다. 같은 대학원 동기로써 학교생활 하는데 가장 힘이 되고 격려해 준 형우오빠, 연구를 하면서 많이 도와줬던 사수 민범오빠에게도 고마운 마음을 전합니다. 그리고, 나노메디컬시스템연구실에서 지난 2년동안 함께했던 최박사님, 선희언니, 찬영오빠 ,현종오빠 ,세희언니 ,아름이, 우정이 고맙습니다. 마지막으로 지금까지 제가 공부하는데 있어서 전폭적인 지원과 믿고 기다려주시는 우리 가족들과 연구자의 길을 걷는데 있어서 격려와 조언을 해주시는 외삼촌께 감사의 마음을 전합니다.
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