1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명

1998년 파이어와 멜로교수의 네이처 논문이 발표된 이후 RNA interference(RNAi)현상은 바이러스 질병을 비롯한 여러 난치성 유전자 치료에 대한 새로운 대안으로 떠올랐습니다. RNAi 현상은 세포에 자연적으로 존재하는 현상으로서 21-29개의 두 가닥의 염기쌍으로 이뤄진 작은 RNA물질이 세포 내 RISC라는 단백질 복합체와 결합하여 특정 유전자의 mRNA를 분해하여 유전자를 억제하는 것이 그 핵심입니다. 이 작은 RNA물질을 siRNA라고 합니다. 2003년 선행 연구에서 fas 유전자의 발현을 억제하는 siRNA가 in vivo에서 간염에 걸린 쥐에서 간 조직 세포의 apoptosis를 억제하는 것이 밝혀짐으로 인해 siRNA가 치료물질로 사용할 수 있음이 입증되었습니다. 하지만 siRNA를 사용하는데 있어 반드시 극복해야 할 문제가 있습니다. 첫째, 세포막을 뚫고 고 효율로 siRNA를 세포질까지 전달하는 것, 둘째, 특정 세포에만 siRNA를 전달하여 가능한 부작용을 최소화 하여야 한다는 것입니다.

이번 연구에서는 위 두 가지 장벽을 극복하기 위하여 T 세포의 표면에 존재하는 CD7 단백질에 결합하는 single chain antibody(scFv)를 정제한 뒤, 그 뒤에 siRNA와 결합할 수 있는 9개의 arginine으로 이뤄진 9R peptide를 연결하였습니다. CD7은 이 항체와 결합하면 신속하게 endocytosis를 통해 세포 내로 이동하게 되는데, 이 때 9R과 결합한 siRNA가 같이 이동하게 됩니다. 이를 통해 혈관 주입을 통해 T 세포로만 siRNA를 전달할 수 있는 전달체 scFvCD7-9R이 만들어졌습니다.

이 전달체를 이용하여 HIV 치료제 개발을 위해 연구를 하였습니다. 완전히 면역능력을 상실한 쥐에 사람의 면역 세포를 주입하여 사람의 면역세포로 포화된 쥐를 이용하여 HIV감염모델을 만들어 항 HIV siRNA 두 종류와 HIV의 T 세포 감염에 필수적인 CCR5라는 T cell 표면의 단백질의 발현을 억제하는 siRNA를 같이 전달하여 HIV의 복제가 억제되고 CD4 T 세포의 수치가 정상수치로 회복됨을 밝혀냈습니다. 이를 통하여 siRNA가 사람의 세포를 가지고 있는 생체모델에서 성공적으로 virus의 증식을 억제함을 밝혀 앞으로 사람을 대상으로 한 치료제로서 확장될 수 있는 가능성을 열었습니다.

본 연구에서 개발된 T 세포 특이적 siRNA전달체는 HIV 치료제로서 뿐만이 아니라 T 세포 관련된 다른 면역질환들에도 응용될 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. 특정 세포만을 대상으로 하는 siRNA 전달체가 많이 개발된다면 siRNA를 이용한 유전자 치료분야의 발전을 통해 여러 난치병을 극복할 수 있는 계기가 될 것으로 예상됩니다.

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

한양대학교 생명공학과 RNAi 유전자 치료 연구실 (Laboratory of Therapeutic RNAi)은 이상경 교수님의 지도 하에 박사 과정 연구원 1명, 석사 과정 연구원 4명으로 구성된 실험실입니다. 저희 연구실에선 RNAi를 이용한 난치성 치료에 초점을 맞추고 있습니다. 현재 뇌 질환 치료, AIDS 치료, 호흡기 질환 치료 및 면역질환 치료에 대한 연구를 하고 있으며 siRNA를 효과적으로 전달할 수 있는 전달체 개발과, 바이러스 벡터 연구를 진행하고 있습니다. 저희 실험실은 하바드의대에 계시다 텍사스텍으로 자리를 옮기신 상카 교수님과 역시 하바드 의대에 계시다 예일대로 가신 프리티 쿠마 교수님과 공동 연구를 진행 중에 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 저희 교수님의 첫 제자로서 이번 연구 과제는 제가 석사 과정 시작하면서 받은 첫 과제였습니다. 당시 학부를 졸업하고 실험에 전혀 무지했던 저였기 때문에 처음 항체를 정제하는 과정부터 많은 난관에 부딪히게 되었습니다. 하지만 공동 연구실로 구성된 저희 생명공학과의 특성을 살려 다른 실험실의 학생들에게 조언을 구하고 논문을 읽으며 문제들을 해결해나갈 수 있었습니다. 또한 결과가 좋지 않을 때에도 항상 독려해주시고 포기하시지 않은 교수님의 지도가 있었기에 좋은 결과를 얻을 수 있었습니다. 중학생 때부터 에이즈 치료제를 개발하는 것을 꿈꿔 왔었는데 실제로 이러한 연구를 하게 되어 매우 큰 자부심과 보람을 느끼고 있습니다.

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

이제 막 박사과정에 들어선 학생이라 많은 경험을 하지 못했기 때문에 도움이 되는 말씀을 해야 한다니 쑥스럽기만 합니다. 먼저 제가 드리고 싶은 말씀은 포기하지 말고 꾸준히 한다는 마음가짐이 제일 중요하다고 생각합니다. 학부 때 가능하면 깊게 전공공부를 하는 것이 필요하다고 생각합니다. 그를 통해 흥미 있는 분야를 발견하고 정말 하고 싶은 연구를 하는 것이야 말로 보람도 느끼고 즐겁게 연구를 할 수 있는 밑거름이 된다고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번에 만들어진 siRNA전달체는 T 세포에 매우 효과적으로 작용하므로 항 에이즈 치료제로서 가능성을 내포하고 있습니다. 이 전달체를 이용하여 T 세포 관련된 질병들에 이용할 수 있을 것이라 생각됩니다. 따라서 rheumatoid arthritis같은 자가면역 질환이나 AML같은 T cell leukemia질병에 관한 연구를 진행하고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

앞서 밝혔듯이 AIDS치료제 연구는 어릴 적부터 저의 꿈이었습니다. 제가 저희 교수님께 처음 받은 과제가 AIDS 치료제 연구였으니 제 꿈이 이뤄진 것이라 할 수 있겠습니다. 저에게 그러한 기회를 주신 저희 이상경 교수님께 이 자리를 빌어 감사의 마음을 전합니다. 제가 교수님을 만나게 된 것을 제 일생의 가장 큰 행운으로 여길 정도로 저에겐 큰 의미로 다가옵니다. 교수님의 격려를 통해 포기하지 않고 이렇게 연구를 계속할 수 있어서 저에게 과분한 결과를 얻을 수 있었습니다. 앞으로 더욱 열심히 하도록 하겠습니다.

Especially, Doctor Priti Kumar, I really appreciated your help. Your kind advices and concerns gave me clues in solving problems that I met throughout my research. I have a friendly feeling toward you like an old friend. Thank you for your help and I hope that you can continue with the great job and achieve a great success in your bright future as a professor.

또한 저희 한양대학교 생명공학과의 이민형 교수님, 이근용 교수님, 김용희교수님, 김병수 교수님, 신흥수 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 각기 다른 분야의 연구를 하시면서 수업시간을 통해, 그리고 개인적인 면담을 통해 제가 연구를 하는데 있어 마주치는 여러 문제에 대해 많은 도움을 주신 점 감사드립니다.

저와 같이 입학한 생명공학과 석사 1기 연구원들에게 감사드립니다. 특히 이민형 교수님 실험실 학생인 김현아, 김경화에게 감사의 말을 전합니다. 단백질 정제 및 유전자 클로닝에 이르기까지 여러 분야에서 조언을 해주었고 저에게 많은 힘이 되었습니다. 화학합성과 약물전달에 있어 의논상대가 되어준 김용희 교수님 실험실의 원영욱 선배에게도 감사의 말씀 전합니다.

마지막으로 저희 실험실 학생들에게 감사의 말씀을 전하고자 합니다. 석사 과정이지만 열심히 맡은 일을 하고 또 이번 연구의 마지막 과정에서 많은 도움을 준 김나현, 최창선, 최효성, 박민선. 앞으로도 각자 자신이 맡은 분야에서 최선을 다해 좋은 결과를 얻길 바랍니다.

항상 곁에서 응원해 주시는 어머니 아버지 그리고 동생에게 감사의 마음을 전합니다.