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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2018-01-16
- 조회5,241
J. Am. Chem. Soc., Publication Date (Web): December 27, 2017 | DOI: 10.1021/jacs.7b08440
General and Facile Coating of Single Cells via Mild Reduction
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
줄기세포 치료제는 현재 불치병과 난치병 치료에 많은 기대감을 가지고 있습니다. 그러나, 아직까진 안정적이고 효과적인 줄기세포 치료제가 상용화 되지 못했습니다. 이는 여러가지 문제점들이 있기 때문인데, 주로 생체 내 주입된 줄기세포의 생존성과 실효성 및 안정성을 보장할 수 없기 때문입니다. 이를 극복하기 위해 지지체의 활용, 성장인자 처리 등 많은 방식들이 제시되어 왔습니다만 이 또한 넘어야할 과제들이 많이 있습니다. 저희 연구진은 이러한 문제점들을 극복할 수 있는 세포 표면 코팅 기술을 고안해 내었습니다.
세포 표면에 있는 단백질 및 다당류 등에 존재하는 티올기를 활용하여, 티올기와 결합가능한 말레이미드기를 형성시킨 생체고분자 및 나노입자를 세포 표면에 코팅하는데 성공하였습니다. 단순히 자연 존재하는 티올기들 뿐만 아니라, 약한 환원제를 통해 세포 표면에 훨씬 많은 티올 작용기들을 노출 시키므로 이러한 코팅이 가능했습니다. 저희의 연구를 통해 다양한 조직 세포들의 표면에 생체고분자와 나노 입자가 코팅 되었고, 이를 활용하면 세포 클러스터링, 세포 층 쌓기, 세포 추적 및 약물 전달 등이 가능합니다.
간단하고 세포에 악영향을 끼치지 않는 저희의 세포 표면 코팅 방식은 다양한 세포의 표면에 적용가능하고, 기능성 고분자를 활용해 세포 표면에 고분자나 나노 입자의 고유한 성질을 부가하여 더 효과적인 줄기세포 치료제로서 활용 가능합니다. 이를 통해 줄기세포 이식이나 1차 세포주의 이식을 활용하는 치료방법에서 두각을 나타낼 수 있을 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구는 서울대학교 화학생물공학부 생체모방재료 및 줄기세포 공학 연구실 에서 황석연 교수님의 지도로 연구를 진행하였습니다. 저희 연구실은 주로 생체 유래 고분자 혹은 합성 고분자 등을 사용하여 체내 이식 가능한 재료들을 활용, 조직 재생을 위한 실험들을 주로 하고 있습니다. 특히 생체 내에서 안정적인 재료와 줄기세포를 함께 이용하여 연골과 뼈, 근육 및 기타 조직들의 재생에 관한 연구를 많이 하고 있습니다. 또한, 줄기세포의 분화, 세포 생체 내 전달 및 안정성에 관한 연구도 병행하여 생체 재료와 줄기세포를 동시에 활용한 실용적인 조직 재생 기술 개발을 목표로 하고 있습니다.
서울대학교 생체재료 및 줄기세포 연구실 (http://bmsce.snu.ac.kr/)
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이번 연구를 하면서 크게 느낀 건 연구를 함에 있어서 끈기와 열정이 제일 중요하다고 느꼈습니다. 연구를 진행하는 동안 지칠 때도 있었고, 실험결과가 내 생각과 다르게 나올 때도 있었고, 이로 인해 슬럼프에 빠진 시기도 있었습니다만, 결국 하나하나 쌓이는 결과들을 보면서 다시 한번 연구에 대한 의지를 다지는 것이 중요하다는 것을 깨달았습니다.
또한, 실제로 효과적이고 효율적인 기술 및 치료제의 개발에 있어서는 단순히 공학적인 지식뿐만 아니라 여러 분야의 지식들을 고루 가져서 문제를 여러 시각에서 바라보아야지만이 실제적 문제점들을 해결해 나갈 수 있다고 느꼈습니다. 이번 연구를 통해 생명공학과 의학, 재료공학 등 서로의 부족한 부분을 공동 연구로 해결해 나가면서, 각자의 분야에서 필요한 부분들을 서로 소통해 나가며 해결점을 찾아나가는 길들이 힘들었지만 앞으로 계속 될 연구 활동에 큰 도움이 될 것으로 기대합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
어느 분야든 간에 생명을 다루는 분야는 시간이 많이 걸립니다. 또한, 눈에 보이지 않는 것들을 다뤄야하는 경우가 많으므로 길게 보고 시작하시는 것이 좋다고 생각됩니다. 빠르게 결과가 나와서 피드백이 이루어지기 힘든 분야이기에 끈기와 열정을 이어나갈 수 있게 마인드 컨트롤을 잘해야 합니다. 또한, 조직공학 및 재생의학 분야는 공학적, 의학적 마인드와 지식이 모두 필요한 융복합 분야입니다. 혼자서는 이 모든 지식들을 다 얻거나 활용할 수 없기에 주위의 연구자들과의 공동 연구를 통해 부족한 부분을 채워 나가면서 서로 소통해 나가는 공동체적 마인드가 필요하다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구를 통해 세포 표면을 더 적극적으로 활용 할 수 있다는 생각이 들었습니다. 아직 실제적인 세포 치료제로서의 활용성을 확인하지 못했으므로 이번 연구에서 보였던 다양한 문제점들을 보완하여 새로운 실험을 진행할 계획입니다. 특히 생체 내 세포 추적 및 면역반응 억제뿐만 아니라 줄기세포의 생체 내 부착 및 기능성 증진에서도 세포 표면을 활용한 기술의 또 다른 가능성을 증명하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저, 부족한 저를 지도해주신 황석연 교수님께 감사드립니다. 교수님의 통찰력과 연구에 대한 열정이 없었으면 이번 연구가 이러한 좋은 결과로 나타나지 않았을 것입니다. 또한, 세심하게 연구를 지도해주신 현택환 교수님께 감사하는 말씀을 전해드립니다. 그리고, 너무나도 많이 부족했던 석사과정 때부터 지금에까지, 연구자세부터 논문작성까지 저를 이끌고 이번 연구를 같이 진행해준 신광수 박사님과 박옥규 박사님께 감사하단 말을 전하고 싶습니다. 제게 많은 도움을 준 저희 연구실 학생들에게도 감사함을 전하며, 언제나 따뜻한 사랑과 응원을 아끼지 않는 저희 가족들께 진심으로 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다. 마지막으로 이 연구가 처음부터 끝까지 좋은 결과로 나올 수 있게 해주신 주님께 감사드립니다.
줄기세포 치료제는 현재 불치병과 난치병 치료에 많은 기대감을 가지고 있습니다. 그러나, 아직까진 안정적이고 효과적인 줄기세포 치료제가 상용화 되지 못했습니다. 이는 여러가지 문제점들이 있기 때문인데, 주로 생체 내 주입된 줄기세포의 생존성과 실효성 및 안정성을 보장할 수 없기 때문입니다. 이를 극복하기 위해 지지체의 활용, 성장인자 처리 등 많은 방식들이 제시되어 왔습니다만 이 또한 넘어야할 과제들이 많이 있습니다. 저희 연구진은 이러한 문제점들을 극복할 수 있는 세포 표면 코팅 기술을 고안해 내었습니다.
세포 표면에 있는 단백질 및 다당류 등에 존재하는 티올기를 활용하여, 티올기와 결합가능한 말레이미드기를 형성시킨 생체고분자 및 나노입자를 세포 표면에 코팅하는데 성공하였습니다. 단순히 자연 존재하는 티올기들 뿐만 아니라, 약한 환원제를 통해 세포 표면에 훨씬 많은 티올 작용기들을 노출 시키므로 이러한 코팅이 가능했습니다. 저희의 연구를 통해 다양한 조직 세포들의 표면에 생체고분자와 나노 입자가 코팅 되었고, 이를 활용하면 세포 클러스터링, 세포 층 쌓기, 세포 추적 및 약물 전달 등이 가능합니다.
간단하고 세포에 악영향을 끼치지 않는 저희의 세포 표면 코팅 방식은 다양한 세포의 표면에 적용가능하고, 기능성 고분자를 활용해 세포 표면에 고분자나 나노 입자의 고유한 성질을 부가하여 더 효과적인 줄기세포 치료제로서 활용 가능합니다. 이를 통해 줄기세포 이식이나 1차 세포주의 이식을 활용하는 치료방법에서 두각을 나타낼 수 있을 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구는 서울대학교 화학생물공학부 생체모방재료 및 줄기세포 공학 연구실 에서 황석연 교수님의 지도로 연구를 진행하였습니다. 저희 연구실은 주로 생체 유래 고분자 혹은 합성 고분자 등을 사용하여 체내 이식 가능한 재료들을 활용, 조직 재생을 위한 실험들을 주로 하고 있습니다. 특히 생체 내에서 안정적인 재료와 줄기세포를 함께 이용하여 연골과 뼈, 근육 및 기타 조직들의 재생에 관한 연구를 많이 하고 있습니다. 또한, 줄기세포의 분화, 세포 생체 내 전달 및 안정성에 관한 연구도 병행하여 생체 재료와 줄기세포를 동시에 활용한 실용적인 조직 재생 기술 개발을 목표로 하고 있습니다.
서울대학교 생체재료 및 줄기세포 연구실 (http://bmsce.snu.ac.kr/)
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이번 연구를 하면서 크게 느낀 건 연구를 함에 있어서 끈기와 열정이 제일 중요하다고 느꼈습니다. 연구를 진행하는 동안 지칠 때도 있었고, 실험결과가 내 생각과 다르게 나올 때도 있었고, 이로 인해 슬럼프에 빠진 시기도 있었습니다만, 결국 하나하나 쌓이는 결과들을 보면서 다시 한번 연구에 대한 의지를 다지는 것이 중요하다는 것을 깨달았습니다.
또한, 실제로 효과적이고 효율적인 기술 및 치료제의 개발에 있어서는 단순히 공학적인 지식뿐만 아니라 여러 분야의 지식들을 고루 가져서 문제를 여러 시각에서 바라보아야지만이 실제적 문제점들을 해결해 나갈 수 있다고 느꼈습니다. 이번 연구를 통해 생명공학과 의학, 재료공학 등 서로의 부족한 부분을 공동 연구로 해결해 나가면서, 각자의 분야에서 필요한 부분들을 서로 소통해 나가며 해결점을 찾아나가는 길들이 힘들었지만 앞으로 계속 될 연구 활동에 큰 도움이 될 것으로 기대합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
어느 분야든 간에 생명을 다루는 분야는 시간이 많이 걸립니다. 또한, 눈에 보이지 않는 것들을 다뤄야하는 경우가 많으므로 길게 보고 시작하시는 것이 좋다고 생각됩니다. 빠르게 결과가 나와서 피드백이 이루어지기 힘든 분야이기에 끈기와 열정을 이어나갈 수 있게 마인드 컨트롤을 잘해야 합니다. 또한, 조직공학 및 재생의학 분야는 공학적, 의학적 마인드와 지식이 모두 필요한 융복합 분야입니다. 혼자서는 이 모든 지식들을 다 얻거나 활용할 수 없기에 주위의 연구자들과의 공동 연구를 통해 부족한 부분을 채워 나가면서 서로 소통해 나가는 공동체적 마인드가 필요하다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구를 통해 세포 표면을 더 적극적으로 활용 할 수 있다는 생각이 들었습니다. 아직 실제적인 세포 치료제로서의 활용성을 확인하지 못했으므로 이번 연구에서 보였던 다양한 문제점들을 보완하여 새로운 실험을 진행할 계획입니다. 특히 생체 내 세포 추적 및 면역반응 억제뿐만 아니라 줄기세포의 생체 내 부착 및 기능성 증진에서도 세포 표면을 활용한 기술의 또 다른 가능성을 증명하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저, 부족한 저를 지도해주신 황석연 교수님께 감사드립니다. 교수님의 통찰력과 연구에 대한 열정이 없었으면 이번 연구가 이러한 좋은 결과로 나타나지 않았을 것입니다. 또한, 세심하게 연구를 지도해주신 현택환 교수님께 감사하는 말씀을 전해드립니다. 그리고, 너무나도 많이 부족했던 석사과정 때부터 지금에까지, 연구자세부터 논문작성까지 저를 이끌고 이번 연구를 같이 진행해준 신광수 박사님과 박옥규 박사님께 감사하단 말을 전하고 싶습니다. 제게 많은 도움을 준 저희 연구실 학생들에게도 감사함을 전하며, 언제나 따뜻한 사랑과 응원을 아끼지 않는 저희 가족들께 진심으로 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다. 마지막으로 이 연구가 처음부터 끝까지 좋은 결과로 나올 수 있게 해주신 주님께 감사드립니다.
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