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

최근 미국에서는 저렴한 고과당 옥수수 시럽 (high fructose corn syrup)이 설탕 (table sugar)을 대체하면서 다양한 음료에서의 사용량이 급증하였습니다. 특히 우리가 흔히 마시는 탄산음료에 많이 사용하고 있으며 이것이 비만, de novo lipogenesis, 염증 반응, 인슐린 저항성, 대사성 질환, 비알코성 간질환 (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) 등을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 비알코성 간질환 (NAFLD)은 간을 파괴할 수 있으므로 증상이 심각한 환자들은 간을 이식 받아야하며 심한 경우 사망할 수도 있습니다.

알코성 혹은 비알코성 간질환 환자들은 장의 세균 내 독소로 인한 쿠퍼세포 활성화와 이로 인한 간섬유화 또는 간경화가 가속화되는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 어떠한 기전으로 고과당  (high fructose)에 의하여 장 장벽 손상이 일어나고, 이로 인해서 내독소혈증, 사이토카인 증가 및 간질환의 가속화가 일어나는지는 잘 알려져 있지 않습니다.

본 연구에서는 고과당을 섭취한 동물 모델에서 혈액 내 endotoxin이 증가했으며 장내미생물들이 변화하는 결과를 얻었습니다. 장내미생물 변화는 간섬유화를 가지는 환자의 장내 미생물 변화와 일치하였습니다. 또한 장내 Cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) 단백질의 증가가 일어났으며, 다양한 Oxidative and Nitrative Stress 단백질들도 증가하며 이것은 세포, 동물, 사람 모델에서 모두 일치하게 나타났습니다. 그래서 tight junction 단백질들의 변화와 이 단백질들의 post traditional modifications (PTMs) 중 novel한 oxidation과 nitration 변화를 통해 일어나는 장누수증의 기전을 억제하는 연구를 최초로 보고하였습니다. 그리고 장누수증 증가가 간섬유화 (liver fibrosis)를 증가시킨다는 것을 한 번 더 검증한 연구 결과를 이번에 Hepatology저널에 게재하게 되었습니다 (그림 1).

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

박사 후 과정은 미국 국립보건원 (NIH; National Institute of Health), NIAAA (National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism)에 조인하게 되었습니다. 제가 속한 연구실은 Cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) 단백질을 focus로 연구하는 연구실로 (Laboratory of Membrane Biochemistry and Biophysics, Section on Molecular Pharmacology and Toxicology https://www.niaaa.nih.gov/research/niaaa-intramural-program/niaaa-laboratories/laboratory-membrane-biochemistry-and-biophysi-1) 알코올성 및 비알콜성 물질이 간독성 및 장내누수증을 일으키는 기전 연구를 합니다. 최근에는 알코올성 간손상 상태에서 휴먼과 동물 모델에서 CYP2E1 엑소좀 단백질 증가를 확인하였고, 바이오마커 및 기전 연구도 진행하였습니다. 최근에는 에이즈의 동물 모델인 HIV-1 Tg 랫드에서 간독성 및 장내누수증 일으키는 기전 연구를 진행하고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구는 끊임없이 질문하고 해답을 찾는 힘든 과정이라고 생각이 듭니다. 그 과정에서 연구 활동을 하는 연구원들이 self-motivation을 하는 나름의 방법이 있다고 생각합니다. 저는 프로젝트의 production 중에서 논문이 게재되거나 상을 받을 때 보람을 느끼며 그것이 다른 새로운 연구를 시작하는 원동력이 되는 것 같습니다.  또한 제가 한 연구가 실제 임상에서 중요한 메커니즘을 밝히거나 혹은 치료제로 상용화되길 바라는 마음으로 모든 연구에 최선을 다하려고 노력합니다.

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

아직 부족하지만 제 경험이 후배들에게 조금이나 도움이 되길 바라는 마음으로 작성하게 되었습니다. 제가 세미나를 하면 여학생들의 경우에 학위를 계속하게 되면 결혼은 할 수 있는지, 그리고 아기를 키우면서 연구 생활을 유지할 수 있는지 등 scientific한 질문이 아닌 여성과학자들의 현실에 대해서 질문을 하거나 지방 소재의 대학에서의 학위과정 이수와 다른 전공으로의 진학에 대하여 물어보는 경우가 많습니다.

첫 번째 질문에 대해서는 저는 항상 결혼할 기회가 더 많다고 애기합니다. 왜냐하면 학위 혹은 포닥과정 동안 실험실에서 혹은 세미나를 듣는 다른 과정에 있는 동료가 반려자가 될 기회가 많이 생기기 때문입니다. 출산 관련 질문에서도 먼저 학위와 포닥기간 중에 아기가 생기면 실험을 줄이고 그 동안 모아두었던 실험결과들을 정리하거나 논문화 하는데 시간을 쓰면 될 거라고 말해주고 싶습니다. 육아는 과학자뿐만 아니라 모든 워킹맘이 겪는 힘든 일이라는 생각이 듭니다. 하지만 요즘에는 학교 혹은 연구소 안에 육아 시설이 있기 때문에 출퇴근 시에 맡기고 케어하면 될 거라 생각합니다. 아기가 주는 기쁨이 육아에서 오는 힘든 보다 크며 육아 환경에서 오는 어려운 부분은 점점 더 개선이 될 거라고 믿습니다.

지방대학교에서 학위과정을 시작하는 것이 옳은 선택인지에 관한 질문에 대한 제 생각이 꼭 맞는 것은 아니겠지만 저는 어디든지 연구 환경이 중요하다고 생각합니다. 그래서 서울권의 좋은 학교라도 반대로 연구 환경이 좋지 않으면 연구에 관한 충분한 트레이닝을 받을 수 없다고 생각합니다. 저는 학부 과정 그리고 학위 과정 모두 지방에서 교육을 받았지만 세계적으로 우수한 교수님들께 일대일 멘토링을 받을 수 있는 기회를 얻을 수 있었습니다. 그래서 지방권의 연구 환경이 좋은 연구실에서 공부한다면 장점이 단점보다 더 많으며 지방에 우수한 교수님들의 연구실이 많으므로 잘 찾아보면 저처럼 좋은 기회를 얻을 수 있을 거라 여겨집니다.

마지막으로 학문의 경계가 많이 사라지고 이에 따른 학문의 융합적 접근이 중요하다고 생각합니다. 저는 학부 및 석사 과정에서 분자 영양학을 배우고 박사 과정에서 간독성 기전 연구를 위해 프로테오믹스 엑소좀이라는 새로운 학문을 배웠습니다. 그리고 미국 NIH에서 알코올 및 fructose corn syrup 같은 비 알코올성 물질이 간손상 및 장내누수증을 일으키는 기전 및 석류의 prevention 효과에 대해서 공부를 하면서 모든 학문이 다 연결이 되어 있다는 생각을 했습니다. 그래서 학부가 영양학. 식품학 전공자가 의대 혹은 약대와 같은 다른 전공을 진학하더라도 처음에 생소한 학문적 용어만 잘 익힌다면 기존에 배운 것들이 배경지식이 되어 다른 학문에서 문제해결의 실마리로서 도움이 된다고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

알코올 및 fructose corn syrup 같은 비 알코올성 물질의 gut-liver-brain axis 손상 관련한 연구 및 이를 억제하는 물질을 찾는 연구를 계획하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

제가 모교에서 후학 양성을 할 수 있도록 도움을 주신 분들에게 고마운 마음을 전하고 싶습니다. 먼저 늘 멘토로서 큰 힘이 되어 주시는 박사 과정 지도교수님이신 경북대학교 의과대학 백문창 교수님께 감사와 존경의 마음을 전하고 싶습니다. 또한 포닥 과정 동안 제가 하고 싶은 연구가 무엇이든지 지지해주시고 디스커션 해주신 NIH/NIAAA 송병준 박사님께 진심으로 감사드리는 마음을 전하고 싶습니다. 미국 NIH에서 가장 좋은 벗이 되어준 NIAAA Program Director (Neuroscience)인 Mohammed Akbar에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 그리고 논문 마무리에 도움을 주신 NIH/NIAID 김도균 박사, NIH/NIAAA 서원효 박사, Bin Gao 박사 그리고 Human시료로 한 번 더 검증의 기회를 제공해주신 서울대학교 의과대학 유성호 교수님께 감사 인사를 드립니다. 마지막으로 학부생 1학년 철부지 학생을 딸처럼 지도해주신 안동대학교 식품영양학과 권인숙 교수님께 감사와 사랑의 마음을 전합니다.