한빛사 인터뷰
- 등록2021-02-05
- 조회2,654
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
우리 몸을 구성하고 있는 뼈는 신체의 성장이 끝난 이후에도 온전한 구조와 강도를 유지하기 위해 osteoblast (골 형성 세포)와 osteoclast (골 분해 세포)에 의해 끊임없이 remodeling 됩니다. 그 과정에 불균형이 발생하면 우리가 흔히 알고 있는 osteoporosis (골다공증)을 야기하게 되며, 이는 노화에 의해 발생하기 쉬우므로 고연령층에서 발병률이 높습니다. 이러한 질병 치료를 위해 많은 Bone biologist가 remodeling의 메커니즘을 연구하고 있지만 뼈는 단단한 미네랄로 구성되어 있는 조직이므로 접근성이 떨어지기 때문에 연구가 어렵다는 한계점이 있습니다.
본 연구에서는 in vitro bone organoid를 제작하고 이를 이용하여 생체 내에서 일어나는 osteoblast와 osteoclast 간의 상호작용을 체외에서 구현함으로써 bone remodeling에 대한 이해를 높이고자하는 목적을 갖고 있었습니다. 체내의 뼈는 세포 간의 상호작용을 연구하기 어렵지만 체외에서 이를 구현할 수 있다면 정밀한 분석과 관찰이 더욱 용이하기 때문입니다. 하지만 세포는 체내에서 가지고 있던 고유한 기능이나 활성을 체외로 분리되었을 때 쉽게 잃어버리는 경향이 있습니다.
이러한 단점을 보완하기 위해 demineralized bovine bone을 이용하여 실제 체내의 골조직과 유사한 환경을 체외에서 모방하였습니다. Demineralized bone은 대부분 콜라겐으로 구성되어 있어 가공이 쉽다는 장점이 있고, 본 연구에서는 얇은 막의 형태로 가공하여 세포 배양과 실시간 세포 관찰이 용이한 시스템을 제작하였습니다.
이번 연구 성과는 demineralized bone paper의 생산공정을 자체적으로 개발하여 쉽게 대량생산이 가능하며, 더 나아가 bone paper에서 배양한 골 형성 및 분해 세포가 그들의 고유한 기능과 상호작용을 체외에서도 유사하게 보여주었다는 것 입니다. 본 연구는 bone remodeling의 메커니즘에 초점을 두고 진행되었지만 개발된 시스템은 골다공증 약물 테스트 또는 bone regeneration 분야에서도 폭넓게 활용될 수 있을 것이라 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 University of Massachusetts Amherst 화학공학과 이정우 교수님의 연구실에서 연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실에서는 biomimetic organoid를 개발하여 bone biology 뿐만 아니라 bone marrow biology, cancer metastasis와 같은 분야를 연구하고 있습니다. 앞서 말한 연구 분야들은 서로 밀접한 관련이 있기 때문에 이전에 본 연구실에서 발표했던 implantable pre-metastatic niche (Nature Biomedical Engineering, 2018)와 이번에 개발한 bone organoid를 함께 접목하여 stem cell regeneration과 bone metastasis을 연구하는 새로운 모델 개발을 진행하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이번에 개발한 bone organoid는 많은 장점을 가지고 있지만 더욱 폭넓은 분야에서 활용되기 위해서는 engineering 분야 뿐만 아니라 biology 또는 medical 분야의 연구자들과 활발하게 교류하여 서로의 아이디어를 토론하고 나누어야 한다고 생각합니다. 이를 위해 그동안 다양한 학회에 참여하여 다른 연구자들의 의견과 새로운 아이디어를 얻고자 노력하였습니다. 특히 저의 연구발표를 접한 연구자들이 개발한 organoid 모델에 흥미를 보이고 공동연구 가능성을 제시할 때, 저의 연구가 다른 분야의 연구자들에게도 도움이 될 수 있다는 것을 알게 되어 많은 보람을 느꼈습니다. 덕분에 이번 연구를 기반으로 다양한 후속연구를 활발하게 진행할 수 있는 동기부여가 되었다고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 박사과정을 하고 있는 학생이기 때문에 아직 많이 배우고 있는 입장이지만, 제가 지금까지 연구를 하며 느꼈던 것을 전하자면 시간이 지날수록 많은 연구 분야들이 서로 단절되어 있는 것이 아니라 다양한 분야가 서로 밀접한 관련이 있고 융합연구를 하는 것이 흔한 일이 되고 있다는 것입니다. 그리고 그런 융합연구들이 더 좋은 결과와 새로운 아이디어를 제시하는 경우가 많다고 생각합니다. 그만큼 하나의 분야를 열심히 하는 것도 중요하지만 본인의 연구와 관련이 되는 다른 분야에 꾸준한 관심을 갖고 그 분야의 연구자들과 활발하게 교류하여 본인의 연구 스펙트럼을 넓히는 것이 앞으로 많은 도움이 될 것이라 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 논문에서는 개발한 bone organoid를 bone biology와 관련하여 활용하는 것을 제시하였다면 앞으로는 실용적인 응용을 위해 의료분야에서도 활용될 수 있다는 것을 보여주는 것이 목표입니다. 앞서 말했듯이 현재 bone organoid를 골다공증 약물 테스트 또는 골 재생을 위한 임플란트로 활용하고자 연구를 진행하고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
이 연구를 마무리하기까지 항상 격려와 조언을 아끼지 않으신 이정우 교수님께 감사의 말을 전하고 싶습니다. 이정우 교수님 덕분에 좋은 성과를 얻을 수 있었고 저 또한 연구자로서 많은 배움을 얻을 수 있었습니다. 그리고 bone biology와 관련된 많은 조언들과 아이디어를 주신 심재혁 교수님께 감사드립니다. 논문을 완성하기까지 함께 일했던 Eugene Cheong, Jun-Goo Kwak, Dr. Carpenter와 많은 도움을 주고 응원해주었던 연구실 동료 Dr. Sharma 에게도 진심으로 고맙습니다. 석사과정을 하며 많은 가르침을 주신 이종범 교수님께도 감사드립니다. 그때의 가르침이 박사과정의 밑거름이 되었고 지금까지도 좋은 성과를 얻기 위한 초석이 되었습니다. 석사과정을 함께 하며 같이 배우고 서로 응원해준 한대훈 박사님, 김혜진 박사님, 정재필, 한상우, 김다정 학생 그리고 유기영 선생님에게도 고맙다는 말을 전하고 싶고 각자의 위치에서 좋은 성과 얻기를 바랍니다.
마지막으로 언제나 저를 격려하고 응원해주는 부모님과 형에게 진심으로 감사의 마음을 전합니다. 앞으로도 더 좋은 연구를 보여줄 수 있도록 노력하겠습니다.
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
연구자 키워드
관련분야 연구자보기
소속기관 논문보기
관련분야 논문보기
해당논문 저자보기
