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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2018-06-14
- 조회5,097
Leukemia, Published: 22 May 2018 | doi:10.1038/s41375-018-0151-8
Small hypoxia-primed mesenchymal stem cells attenuate graft-versus-host disease
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
간엽 줄기세포(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)는 면역 억제능을 갖고 있어 면역 관련 질병 치료제의 재료로서 많은 관심을 받고 있습니다. 하지만 간엽 줄기세포를 세포치료제로 사용하는 데에 많은 양의 세포 수, 고비용, 장기간의 배양 기간 등의 현실적인 여러 문제들이 존재하고 있습니다. 따라서 간엽 줄기세포의 기능을 향상하기 위한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있습니다.
이번 연구는 기존의 간엽 줄기세포에서 작은 크기의 세포만 분리하고 저산소 환경과 칼슘이온이 들어있는 배지 상에서 세포를 배양하는 신공정 간엽줄기세포(SHC-MSCs)를 통해 줄기세포능과 면역 조절 기능을 강화 시켰고, 동종 이식 면역 질환인 이식편대 숙주 질병(Graft Verse Host Disease, GVHD)의 치료 효능을 통해 면역 질환에 대한 우수한 치료 효과를 확인하였습니다.
기존 일반적인 배양법의 기존공정 간엽줄기세포(naive-MSCs)와 비교했을 때 SHC-MSCs를 통한 간엽줄기세포가 계대 배양에 의한 노화의 저항성을 보였고, 많은 양의 혈관 신생인자와 면역 조절 인자들이 분비되어 결과적으로 T-Cell proliferation을 억제하는 것을 확인하였습니다. In vivo 상에서 SHC-MSCs의 면역 관련 치료효능을 확인하기 위해 GVHD를 유발한 인간화 마우스(humanize NSG mouse)를 이용하였고, SHC-MSCs와 PLK1 과발현 MSCs를 주입한 GVHD 모델에서 무게감소, 생존율, 장기(폐, 간, 신장, 소장)의 손상 같은 GVHD effect가 na?ve-MSCs에 비해 많이 개선되어 GVHD에 대한 뛰어난 치료 효능을 확인하였습니다.
결론적으로, 이번 연구는 SHC-MSCs가 기존공정세포보다 줄기세포능 및 면역 조절기능이 강화되어 이식편대 숙주 질병을 포함한 동종 이식 면역 질환의 임상적 치료 효능을 개선할 수 있는 새로운 줄기세포 치료제 재료로서의 가능성을 제시하고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 아산병원에 위치한 울산대학교 의과대학 의생명과학교실의 신동명 교수님 지도하에 줄기세포와 관련된 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은 줄기세포를 활용한 차세대 줄기세포 치료제 개발을 위하여, 배아 및 성체 줄기세포들의 정확한 분자-생화학적 기전을 진행하고 있습니다. 이를 위하여 줄기세포의 발현체(transcriptome)분석, DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형을 통한 후성유전체학(epigenetic) 기능 연구와 줄기세포성(stemness)을 조절하는 새로운 후성유전인자(epigenetic factor)와 전사 인자(transcription factor)들을 발굴하는 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다.
또한, 임상적용 가능성이 높은 성체 줄기세포의 치료 효능을 증진시키기 위하여, 줄기세포성, 항산화능, 생착률 증진 기술들을 연구하고 있습니다. 현재 다양한 기원의 성체 줄기세포의 유효적 치료 기전(mode of action, MoA) 분석을 위한 단일세포 분석과 바이오 이미징 기술 같은 최첨단 기술 적용 연구와 함께, 줄기세포 기능성 강화를 위한 항산화능 조절 기술 개발과 priming factor 발굴 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다.
따라서, 저희 실험실은 마우스 유래 배아줄기세포부터 사람 유래 중간배엽줄기세포(성체줄기세포)까지 전반적인 줄기세포군 들을 대상으로 연구를 하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
줄기세포 연구 분야는 줄기세포의 기전연구부터 시작해 임상적 치료에 적용시키는 분야까지 매우 다양하게 적용되고 있습니다. 저는 이번 연구 전까지는 대부분 줄기세포의 기전연구에 대해 많이 해왔고, 치료 분야에 적용시킨 것은 이번이 처음이었습니다. 따라서, 면역관련 실험들과 질병 모델(GVHD 모델) 마우스에 적용하여 줄기세포의 치료효능을 보는 실험을 통해 줄기세포의 기전연구와 다른 흥미를 느낄 수 있었습니다. 또한 처음 하는 실험들도 많다 보니 힘들고 고생한 날도 있었지만 그 만큼 많은 보람도 얻을 수 있었습니다.
지금까지 대부분 기전연구를 해온 저로서는 이번 연구가 줄기세포 분야를 하고 있는 저에게 더 넓은 경험을 갖게 해준 좋은 기회였다 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 저도 배워야 할 것이 많고 누군가에게 조언을 해줄 수 있는 위치라고 생각되지 않습니다. 다만, 제가 지금까지 이 분야의 대학원 생활을 하면서 느낀 점을 말씀 드리면, 내가 하고 있는 일에 흥미와 관심을 갖으셨으면 합니다. 줄기세포 라는 분야의 실험들이 생각보다 시간이 오래 걸리는 실험들도 많이 있으며, 실험을 하며 결과가 나오기 전까지 이 실험이 잘됐는지, 안됐는지 모르는 경우도 많고, 결과가 잘 안 나오는 경우도 많이 존재합니다. 그러다 보면 금방 지쳐 내가 하고 있는 일에 관심이 없어져 점점 힘들고 포기하는 경우가 많이 생기는 것 같습니다.
따라서, 내가 하고 있는 분야에 관심을 계속 갖고 나아가면 힘든 시기가 와도 쉽게 포기 하지 않고 버틸 수 있는 원동력이 될 것입니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 이 분야에서 배워야 할 것도 많고 경험해 보고 싶은 것이 많이 있습니다. 우선 기존에 하던 줄기세포 기전에 대한 연구에 좀더 집중을 할 계획이고, 이번 연구처럼 줄기세포 치료 연구뿐 아니라 다양한 줄기세포 분야에 대한 경험을 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
처음 석사 과정을 시작할 때부터 지금 박사과정까지 신동명 교수님 지도를 받으며 해오고 있는데, 대학원 생활 동안 실수도 많고 많이 부족한 저에게 항상 격려를 해 주시며 이끌어 주시고 많은 기회를 주신 신동명 교수님께 진심 어린 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 그리고 저에게 석사 때부터 많은 실험을 알려주고 힘들 때 마다 여러 조언을 해준 진범 선배와 지선쌤, 동물 실험을 좀 더 수월하게 할 수 있도록 많이 도와준 소나 그리고 우리 실험실 식구들 모두에게도 고마움을 전하고 싶습니다. 또한 이번 연구를 함께 진행한 메디포스트의 전홍배 박사님 팀의 진혜진 박사님께도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 이번 연구를 통해 처음 알게 되었지만, 항상 친절하게 많은 도움을 주셔서 너무 감사하고, 다음에도 함께 연구할 수 있는 좋은 기회가 있으면 좋겠습니다.
마지막으로, 이번이 끝이 아니라 시작이라 생각하고 더 열심히 나아가 한빛사를 통해 더 좋은 소식으로 다시 인사 드리도록 하겠습니다.
간엽 줄기세포(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)는 면역 억제능을 갖고 있어 면역 관련 질병 치료제의 재료로서 많은 관심을 받고 있습니다. 하지만 간엽 줄기세포를 세포치료제로 사용하는 데에 많은 양의 세포 수, 고비용, 장기간의 배양 기간 등의 현실적인 여러 문제들이 존재하고 있습니다. 따라서 간엽 줄기세포의 기능을 향상하기 위한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있습니다.
이번 연구는 기존의 간엽 줄기세포에서 작은 크기의 세포만 분리하고 저산소 환경과 칼슘이온이 들어있는 배지 상에서 세포를 배양하는 신공정 간엽줄기세포(SHC-MSCs)를 통해 줄기세포능과 면역 조절 기능을 강화 시켰고, 동종 이식 면역 질환인 이식편대 숙주 질병(Graft Verse Host Disease, GVHD)의 치료 효능을 통해 면역 질환에 대한 우수한 치료 효과를 확인하였습니다.
기존 일반적인 배양법의 기존공정 간엽줄기세포(naive-MSCs)와 비교했을 때 SHC-MSCs를 통한 간엽줄기세포가 계대 배양에 의한 노화의 저항성을 보였고, 많은 양의 혈관 신생인자와 면역 조절 인자들이 분비되어 결과적으로 T-Cell proliferation을 억제하는 것을 확인하였습니다. In vivo 상에서 SHC-MSCs의 면역 관련 치료효능을 확인하기 위해 GVHD를 유발한 인간화 마우스(humanize NSG mouse)를 이용하였고, SHC-MSCs와 PLK1 과발현 MSCs를 주입한 GVHD 모델에서 무게감소, 생존율, 장기(폐, 간, 신장, 소장)의 손상 같은 GVHD effect가 na?ve-MSCs에 비해 많이 개선되어 GVHD에 대한 뛰어난 치료 효능을 확인하였습니다.
결론적으로, 이번 연구는 SHC-MSCs가 기존공정세포보다 줄기세포능 및 면역 조절기능이 강화되어 이식편대 숙주 질병을 포함한 동종 이식 면역 질환의 임상적 치료 효능을 개선할 수 있는 새로운 줄기세포 치료제 재료로서의 가능성을 제시하고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 아산병원에 위치한 울산대학교 의과대학 의생명과학교실의 신동명 교수님 지도하에 줄기세포와 관련된 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은 줄기세포를 활용한 차세대 줄기세포 치료제 개발을 위하여, 배아 및 성체 줄기세포들의 정확한 분자-생화학적 기전을 진행하고 있습니다. 이를 위하여 줄기세포의 발현체(transcriptome)분석, DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형을 통한 후성유전체학(epigenetic) 기능 연구와 줄기세포성(stemness)을 조절하는 새로운 후성유전인자(epigenetic factor)와 전사 인자(transcription factor)들을 발굴하는 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다.
또한, 임상적용 가능성이 높은 성체 줄기세포의 치료 효능을 증진시키기 위하여, 줄기세포성, 항산화능, 생착률 증진 기술들을 연구하고 있습니다. 현재 다양한 기원의 성체 줄기세포의 유효적 치료 기전(mode of action, MoA) 분석을 위한 단일세포 분석과 바이오 이미징 기술 같은 최첨단 기술 적용 연구와 함께, 줄기세포 기능성 강화를 위한 항산화능 조절 기술 개발과 priming factor 발굴 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다.
따라서, 저희 실험실은 마우스 유래 배아줄기세포부터 사람 유래 중간배엽줄기세포(성체줄기세포)까지 전반적인 줄기세포군 들을 대상으로 연구를 하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
줄기세포 연구 분야는 줄기세포의 기전연구부터 시작해 임상적 치료에 적용시키는 분야까지 매우 다양하게 적용되고 있습니다. 저는 이번 연구 전까지는 대부분 줄기세포의 기전연구에 대해 많이 해왔고, 치료 분야에 적용시킨 것은 이번이 처음이었습니다. 따라서, 면역관련 실험들과 질병 모델(GVHD 모델) 마우스에 적용하여 줄기세포의 치료효능을 보는 실험을 통해 줄기세포의 기전연구와 다른 흥미를 느낄 수 있었습니다. 또한 처음 하는 실험들도 많다 보니 힘들고 고생한 날도 있었지만 그 만큼 많은 보람도 얻을 수 있었습니다.
지금까지 대부분 기전연구를 해온 저로서는 이번 연구가 줄기세포 분야를 하고 있는 저에게 더 넓은 경험을 갖게 해준 좋은 기회였다 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 저도 배워야 할 것이 많고 누군가에게 조언을 해줄 수 있는 위치라고 생각되지 않습니다. 다만, 제가 지금까지 이 분야의 대학원 생활을 하면서 느낀 점을 말씀 드리면, 내가 하고 있는 일에 흥미와 관심을 갖으셨으면 합니다. 줄기세포 라는 분야의 실험들이 생각보다 시간이 오래 걸리는 실험들도 많이 있으며, 실험을 하며 결과가 나오기 전까지 이 실험이 잘됐는지, 안됐는지 모르는 경우도 많고, 결과가 잘 안 나오는 경우도 많이 존재합니다. 그러다 보면 금방 지쳐 내가 하고 있는 일에 관심이 없어져 점점 힘들고 포기하는 경우가 많이 생기는 것 같습니다.
따라서, 내가 하고 있는 분야에 관심을 계속 갖고 나아가면 힘든 시기가 와도 쉽게 포기 하지 않고 버틸 수 있는 원동력이 될 것입니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 이 분야에서 배워야 할 것도 많고 경험해 보고 싶은 것이 많이 있습니다. 우선 기존에 하던 줄기세포 기전에 대한 연구에 좀더 집중을 할 계획이고, 이번 연구처럼 줄기세포 치료 연구뿐 아니라 다양한 줄기세포 분야에 대한 경험을 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
처음 석사 과정을 시작할 때부터 지금 박사과정까지 신동명 교수님 지도를 받으며 해오고 있는데, 대학원 생활 동안 실수도 많고 많이 부족한 저에게 항상 격려를 해 주시며 이끌어 주시고 많은 기회를 주신 신동명 교수님께 진심 어린 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 그리고 저에게 석사 때부터 많은 실험을 알려주고 힘들 때 마다 여러 조언을 해준 진범 선배와 지선쌤, 동물 실험을 좀 더 수월하게 할 수 있도록 많이 도와준 소나 그리고 우리 실험실 식구들 모두에게도 고마움을 전하고 싶습니다. 또한 이번 연구를 함께 진행한 메디포스트의 전홍배 박사님 팀의 진혜진 박사님께도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 이번 연구를 통해 처음 알게 되었지만, 항상 친절하게 많은 도움을 주셔서 너무 감사하고, 다음에도 함께 연구할 수 있는 좋은 기회가 있으면 좋겠습니다.
마지막으로, 이번이 끝이 아니라 시작이라 생각하고 더 열심히 나아가 한빛사를 통해 더 좋은 소식으로 다시 인사 드리도록 하겠습니다.
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