한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
지난 한세기 동안 암 치료 기술의 비약적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 췌장암은 환자의 5년 생존률이 20%가 되지 않는 난치성 암 종으로 남아있습니다. 이는 췌장 자체가 혈관이 많이 모여 있는 장기일 뿐 아니라, 췌장 주변에는 신장, 비장 등 인체의 중요한 다양한 장기들과 큰 혈관들이 지나가고 있어서 수술을 통한 제거가 어렵고, 암의 전이가 쉽게 발생하기 때문입니다. 이런 원인들로 인해 췌장암은 아직도 치료가 어려운 난치성 암으로 남아 있으며, 암 치료를 연구하는 많은 연구자들이 넘어야 할 하나의 큰 산입니다.
본 연구에서는 이런 췌장암이 다른 세포들에 비해서 Catalase 발현량이 낮아 암세포 내의 H2O2가 상대적으로 높은 농도로 존재한다는 것에 주목하고 이를 암 치료에 이용해 보고자, 광운대학교 장홍제 교수님 연구실과 협업을 통해 췌장암 내에 있는 H2O2를 Reactive Oxygen Species (ROS)와 산소로 바꿀 수 있는 Ruthenium [Ru] 기반의 나노입자를 디자인하여 합성했습니다. 이 입자는 Peroxidase activity가 있어 췌장암 내에 존재하는 H2O2를 암 세포의 사멸을 유도하는 ROS 로 만들 수 있으며, Catalase activity 를 가지고 있어서 췌장암의 H2O2를 이용하여 산소를 만들어 암의 성장을 가속화하는 hypoxia condition 문제를 해결할 수 있습니다. 또한 입자의 중심은 Tellurium [Te] 나노입자로 되어있어, 췌장암에 대해서 광열 및 광화학 치료를 할 수 있습니다.
이런 다양한 특성을 가지고 있는 Ru-Te 나노입자를 이용하여, 췌장암 세포주 및 동물 종양 모델에서 입자를 이용하여 난치성 질환인 췌장암을 효과적으로 치료할 수 있음을 증명하였습니다.
기억에 남는 에피소드는 실제 암을 치료하기 위한 연구다 보니 나노입자의 효소 활성 (Peroxidase, Catalase activity)을 살아있는 암세포에서도 확인해야 했는데, test tube 단계에서는 쉽게 확인할 수 있었던 나노입자의 효소 활성이, 살아있는 세포라는 복잡한 환경 속에서는 확인하기가 쉽지 않아서 이를 확인하기 위해 다양한 실험들을 디자인하고 검증하는 과정들에 어려움이 좀 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
제가 소속된 생기능성 나노물질 연구실은 서울대학교 자연과학대학 화학부에 있는 연구실로, 지도 교수님인 민달희 교수님의 지도 하에 12명의 박사과정생과 1명의 석사과정생이 함께 생활하고 있습니다.
연구실에서 중점적으로 연구하고 있는 분야는 크게 두 가지로 소개할 수 있습니다. 위에 소개해 드린 바와 같이 다양한 나노입자를 기반으로 암, 유전병, 피부질환 등의 난치성 질환에 대한 최첨단 치료법을 연구하고 있으며, 관련하여 유전자치료제, 면역치료제, RNA치료제 등, 다양한 접근법을 개발하고 있습니다. 또한, 최근 전세계적으로 관심을 받고 있는 주제인 바이러스의 진단 및 바이러스 치료제 발굴에 대해서도 오래전부터 연구를 진행하고 있습니다. 특히 그래핀을 기반으로 한 바이오센서 개발 및 약물전달시스템 연구 분야에서 많은 연구성과를 발표하였습니다. 최근에는 연구분야를 더욱 확장하여, 무기 소재를 활용한 전지 개발, 세포전환 기술, 유전자 교정에 이르는 폭넓은 연구 분야에서 성과를 얻은 바 있습니다
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
지금처럼 진행했던 연구가 잘 마무리돼서 좋은 논문이 되는 것도 큰 보람이지만, 가장 큰 보람은 연구를 하면서 예상하지 못했던 새로운 현상을 발견하고, 이를 해석하고 설명하기 위해 추가적인 실험 수행하는 과정에서 오는 즐거움입니다. 그리고 제가 연구하고 생각하는 바에 대해서 같은 혹은 다른 분야의 연구자들과 이야기 나누거나, 다른 연구자들이 연구에 대해서 들어보고 같이 이야기 나누는 것이 연구하는 과정에서 오는 큰 즐거움입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
우리의 기대 수명이 증가하고 잘 알려지지 않았던 질환들이 새롭게 알려짐에 따라 나노바이오를 기반으로 하는 중개의학 연구는 학계와 대중들의 지금보다 더 많은 관심을 받게 될 것이며, 무한한 성장 가능성이 있는 분야라고 생각합니다. 그렇기에 지금보다 더 많은 지원과 노력 그리고 무엇보다 우수한 인재들이 필요합니다. 만약 이런 나노바이오 분야에서 연구를 생각하시는 후배님이 계시다면 꼭 주저하지 마시고 대학원에 진학해 연구에 도전하시라 말하고 싶습니다. 분명 연구를 수행하는 과정은 어려운 일이고, 원하는 결과를 얻는 경우보다 그렇지 않은 경우들이 더 많은 실패와 좌절의 연속입니다. 하지만 그런 과정속에서 자신을 조금씩 다듬어 나가고, 부족한 부분을 채워 나가신다면 분명 동료 연구자들이 놀랄 만한 연구 성과를 볼 수 있으며, 한 명의 뛰어난 연구자로 성장한 자신과 마주할 수 있을 것이라 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
지금 수행하고 있는 나노입자를 기반으로 하는 난치성 암 치료에 대한 연구를 계속해서 진행해 갈 계획이며, 특히 일반 세포들 보다 대사가 활발한 암 세포의 환경에 반응하여 암 치료를 할 수 있는 독특한 형태의 나노입자 디자인 및 합성 쪽으로 더 연구를 해 보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
본 연구를 함께 진행했던 광운대학교 장홍제 교수님과 길영규 학생에게 감사를 전하고, 항상 연구실에서 서로를 다독여 가며 늦은 시간까지 함께 연구하는 연구실 동료들에게도 감사의 마음을 전합니다. 그리고 무엇보다 본 연구를 잘 마무리 할 수 있도록 연구와 논문지도에 힘써 주시고 연구자로써 나아가야 할 삶에 대해서 조언을 아끼지 않으시는 지도 교수님, 민달희 교수님께 감사하다 말씀드리고 싶습니다.
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