한빛사 인터뷰
- 등록2020-05-07
- 조회4,398
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이식편대숙주질병(GVHD)은 동종 수혈 또는 골수이식 후 거부반응으로 발생하여 결국 사망에 이르게 되는 치명적인 질병으로 전 세계에서 가장 많은 임상시험이 이루어지고 있는 분야지만 현재까지 고용량의 스테로이드를 제외하고는 치료약이 없기 때문에 중간배엽줄기세포(Mesenchymal stem cell; MSC)를 활용한 세포치료제 개발이 가장 기대되는 분야입니다.
세포치료제 개발 시 반드시 거쳐야 하는 단계인 줄기세포의 체외 배양은 줄기세포기능저하를 유도하여 산화적 세포 손상을 일으키기 때문에 이를 극복하기 위한 줄기세포의 기능의 고도화 전략이 필요합니다. 또한 산화적 스트레스를 극복하려면 세포의 높은 항산화능이 요구되는데, 줄기세포가 항산화능의 주요 지표인 글루타치온(Glutathione; GSH)을 어떻게 조절하는지에 대한 구체적인 증거와 기전에 대한 이해가 부족한 실정입니다. 따라서 GSH의 실시간 모니터링, 기전규명과 유전자 조절 기술 개발이 필수적입니다.
본 연구실은 세포 내 글루타치온의 양적 변화를 실시간으로 모니터링하고 정량화할 수있는 실험기법을 개발하였으며, 이 기술을 활용하여 중간배엽줄기세포 내 글루타치온의 양과 활성 조절에 CREB1 신호전달체계가 핵심 기능을 담당하는 것을 확인하였습니다. 이에 대한 상세 기전으로 활성화된 CREB1이 세포내 항산화능 유지에 중요한 역할을 하는 NRF2 단백질의 활성화시키고, 글루타치온 합성과 활성에 직접 관여하는 PRDX1과 GCLM의 발현량을 증가시켜, 결과적으로 중간배엽줄기세포의 주요 치료 활성과 면역제어 능력을 향상시킨다는 것을 증명하였습니다. 이러한 결과들의 생체 내 개념 증명 (in vivo proof of concept; in vivo POC)을 위하여, GCLM과 PRDX1 단백질을 과다 발현하는 중간배엽줄기세포를 이식편대숙주질병(GVHD)을 유도한 쥐에 주입한 결과 생존률과 체중감소율이 30% 증가하는 등 치료 효능이 증가되는 것을 확인하였습니다.
이번 연구를 통해 줄기세포 항산화능 제어를 통한 줄기세포 치료제의 고도화와 품질 관리 평가법을 개발할 수 있는 기술적 근간을 확보하였으며, 이를 활용해 고순도 고품질의 효율성 높은 줄기세포 치료제를 만들 수 있다면 미충족 의료 수요가 높은 이식편대숙주병의 새로운 치료법 개발과 함께 신경계 질환이나 염증성 질환 등 다양한 난치성 질환 극복에 한걸음 가까워질 것이라 기대되는 바입니다.
본 연구에서 주로 사용한 실시간 GSH 측정법의 실험기법을 개발하기 위하여 여타 연구에 비해 많은 시행착오를 겪었습니다. 그로 인해 정신적/육체적으로 많은 에너지를 쏟아 부었지만 힘들었던 만큼 애착이 큰 논문이기도 합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구실은 울산대학교 의과대학 의생명과학교실 (서울특별시 송파구 서울아산병원 아산생명과학연구원 위치)에서 2011년 9월부터 줄기세포 성상 이해를 통한 줄기세포 제어 기술과 이를 활용한 고기능성 줄기세포 치료제 개발 연구를 진행하고 있습니다. 줄기세포의 성상을 정확하게 이해하기 위하여, 줄기세포 발현체 (transcriptome)와 DNA 메틸화 (DNA methylation)와 히스톤 단백질의 변형을 통한 후성유전체 (epigenome) 분석을 통하여 줄기세포성 (stemness)을 조절하는 새로운 후성유전인자 (epigenetic factor)와 전사 인자 (transcription factor)들을 발굴하는 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 발굴한 핵심 유전자들의 조절법을 활용하여 줄기세포 기능 고도화 기술들을 개발하고 있으며, 이렇게 개발된 줄기세포들은 다양한 배뇨 장애 질환 (과민성 방광, 저활동성 방광, 간질성 방광염)과 난치성 질환 (천식, 이식편대숙주질환)의 신규 치료 기술로 활용하고 있고, 특히 줄기세포 치료 기술의 유효적 치료 기전 (mode of action, MOA)를 분석하기 위하여, 단일세포 발현체 분석 (single cell transcriptome analysis)과 고해상도 생체 영상 기술 (intravital imaging) 연구를 진행 중입니다. 이렇듯 본 연구실은 줄기세포 성상 이해를 위한 기초 연구에서부터 줄기세포 기능성 강화와 기전 분석 등의 중개 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
모든 직업이 그렇겠지만 연구하는 일 역시 쉬운 길은 아닌 것 같습니다. 옳은 방향으로 가고 있는지 늘 점검하지 않으면 자칫 시간과 비용을 크게 낭비할 수도 있고 참고할 만한 자료가 많지 않은 실험의 경우 모든 것을 경험해보며 하나씩 느리게 해결해 나가야 하는 점도 연구의 어려운 점 중에 하나인 것 같습니다. 그리고 열심히 해도 만족할 만한 좋은 저널에 게재되지 않을 경우 힘이 빠지기도 합니다. 그렇지만 비슷한 일상속에서 정형화된 일을 하는 것이 아닌 늘 새로운 것을 발견하거나 새로운 가설을 증명하는 즐거움이 연구의 가장 큰 매력이 아닐까 생각합니다. 그러다 보면 실험 결과가 쌓여 모든 연구자들이 읽을 수 있도록 저널에 게재하면 힘들었던 시간을 보상받는 듯한 뿌듯함을 느끼기도 합니다. 그렇지만 그 무엇보다 제가 연구자로서 가장 큰 자부심을 느낄 수 있는 점은, 제가 좋아하는 일이 제 직업이라는 점이 아닐까 싶습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
대학 4년을 마치고 나면 어느 덧 나이도 제법 들어있고, 하루 빨리 번듯하게 직장생활을 시작하고 싶다는 생각이 드는 타이밍에 또 다시 긴 여정이 될 석사 혹은 박사과정의 길을 택한다는 것이 마냥 쉬운 선택은 아닌 것 같습니다. 또래 친구들은 벌써 취업해서 어엿한 직장인으로 살아가지만 여전히 한참을 더 학생으로 지내야 하는 현실 역시 선택을 주저하게 되는 이유일 것 같습니다. 그렇지만 세상에 공짜가 없듯 헛된 노력도 없다는 신념을 가지고, 사회 생활의 시작이 늦어진 만큼 그 투자와 노력이 빛을 발하는 날이 반드시 올 거라는 믿음을 가지고 꿋꿋이 자신의 길을 가시기를 바랍니다. 너무 높은 고지를 향해 바라보며 뛰어가다 지치기 보다는 눈 앞에 놓인 오늘 하루를 열심히 살아가며 울고 웃다 보면 어느 새 목표 고지에 도달하는 날이 올 것이라고 믿습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
작게는 이번 연구의 후속 연구를 마무리해서 결과를 발표하는 것이고, 크게는 은퇴하는 그 날까지 연구 활동을 지속적으로 하는 것이 앞으로의 저의 큰 계획입니다. 긴 여정 중에 적절한 시기가 되면 독립된 연구자가 되어, 하고 싶은 연구를 계속 이어 나가고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
감사드리고 싶은 분이 너무도 많습니다. 우선 본 연구의 교신 저자이시고 오랜 시간 저를 지도해 주고 계신 신 동명 교수님께 가장 먼저 감사하다는 인사를 드리고 싶습니다. 신 동명 교수님의 지도와 격려 덕분에 좋은 연구 결과를 내고 이만큼의 연구자로 성장할 수 있었습니다. 학위 지도를 해 주셨던 서울대학교 김인규 교수님께도 깊은 감사를 드리고, 하루 일과의 대부분을 함께하는 연구실 동료 분들께도 감사드립니다. 뿐만 아니라 늘 응원해주시고 제 마음속에서 든든한 기둥이 되어 주시는 임승철 신부님, 언제나 진심으로 감사드립니다. 마지막으로 저의 열렬한 지지자 부모님께도 감사드리고, 이 논문의 공동 1저자이고, 제 연구 인생의 끈끈한 동료이며 제 삶의 반려자인, 신랑 허 진범 선생님께도 감사드립니다.
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