한빛사 인터뷰
- 등록2021-06-09
- 조회3,296
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
대장암 치료에 사용되는 방법은 여러가지가 있는데 그 중 화학요법은 암세포를 파괴할 수 있는 치료방법으로써 순환계를 통해 전신에 퍼져있는 암세포에 작용할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 이러한 약물들은 암세포뿐만 아니라 빠르게 분열 및 증식하는 정상세포에도 작용하기 때문에 위장관계 부작용이나 골수 기능 저하 등 다양한 부작용을 유발할 수 있습니다. 또한 화학요법 중 발생하는 항암제 내성 현상은 대장암 사망률의 가장 큰 원인으로 꼽히고 있으며 장내 미생물이 치료 효과에 부정적 혹은 긍정적인 영향을 미친다고 알려져 있습니다. 때문에 최근 들어 마이크로바이옴 기반의 치료제에 많은 관심이 집중되고 있지만, 기존에 개발되어 왔던 표적 미생물 항암제는 Salmonella, Listeria, Chlostridium 등과 같은 병원 미생물 중심으로 연구가 진행되어 왔기 때문에 안전성에 취약하다는 한계가 있었습니다.
이를 극복하기 위해 본 연구에서는 Lactobacillus rhamnosus CBT LR5 로부터 분리된 치료용 단백질 P8을 효과적으로 분비하는 시스템인 합성 프로바이오틱스 균주 Pediococcus pentosaceus PP*-P8을 제작하였습니다. 이 균주를 DLD-1 xenograft 마우스모델과 AOM/DSS 마우스모델에 주입하였을 때 종양의 크기 및 성장이 억제되고 염증이 완화시키는 현상을 관찰함으로써 PP*-P8이 효과적으로 대장암을 치료할 수 있음을 증명하였습니다. 또한, 치료제 투여 기간 동안 AOM/DSS 마우스 모델의 장내 마이크로바이옴의 변화를 추적하면서 PP*-P8 투여 그룹에서 장내 불균형이 완화되고 유익균인 Akkermansia muciniphila가 증가하는 등 주변 마이크로바이옴 형성에 긍정적으로 작용함을 규명하였습니다. 이를 통해 PP*-P8은 화학요법의 부작용과 항암제 내성을 완화시킬 수 있는 미생물 기반 항암 치료제로써 화학요법의 한계를 보완할 수 있는 마이크로바이옴 신약의 가능성을 입증한 사례라고 할 수 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 논문은 국내 유산균 기업인 쎌바이오텍의 연구소와 연세대학교 김지현 교수님 연구실의 공동연구로 진행되었습니다. 제가 공부하고 있는 연세대학교 시스템생물학과 미생물 유전체학 연구실은 김지현 교수님 지도아래 사람의 장내 마이크로바이옴, 마우스 모델, 식물체 근권 및 해양 환경 등 다양한 생태계를 대상으로 16S rRNA gene 시퀀싱 기반 미생물 커뮤니티 분석과 샷건 시퀀싱 기반 빅 데이터인 메타유전체를 심도있게 다루는 곳입니다.. 이를 통해 저희는 사람의 장내 미생물이 질환에 미치는 영향, 근권에 존재하는 미생물이 식물에 미치는 영향, 그리고 해양에 존재하는 미생물이 수생환경 및 기후변화에 미치는 영향 등을 규명하려는 노력을 하고 있으며 컴퓨터기반 dry랩 외에도 합성미생물학 및 유용미생물의 컬쳐로믹스 등의 wet랩 기반 연구를 함께 진행하면서 다년간 Nature biotechnology와 같은 세계적인 권위의 학술지에 연구결과를 게재해오고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
마이크로바이옴이라는 분야를 처음 공부하기 시작했을 때 수많은 분석 방법과 어려운 코드 때문에 애를 먹었던 것이 기억이 납니다. 하지만 공부를 할수록 기존에 제가 가지고 있던 미생물 생태계에 대한 지식이 쌓이면서 검은 컴퓨터 화면의 DNA서열들이 가지는 스토리를 풀어나가는 것에 재미를 느꼈던 것 같습니다. 논문을 통해 저의 가설을 증명하고 인정받기 위해서 복잡한 통계기법과 알고리즘, 그리고 시각화 방법에 대해서 고민하는 시간이 생각보다 오래 걸렸지만 지도교수님과 박사님들 덕에 좋은 논문으로 결실을 맺을 수 있게 되어 매우 기쁘고 감사한 마음이 듭니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
단순히 데이터를 많이 만들기보다 하나의 데이터를 면밀히 살펴보고 색다른 시각에서 관찰하려는 시도가 중요한 것 같습니다. 또 경험이 많이 부족할 땐 관련 분야 논문을 누구보다 많이 읽겠다는 각오로 최대한 자신의 시간을 많이 투자하는 것이 고통스럽지만 가장 빠른 지름길인 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
PP*-P8은 유망한 합성 프로바이오틱스 기반 대장암 치료제입니다. 앞으로 성공적인 미생물 기반 항암 치료제로 가기 위해선 마우스모델이 아닌 사람을 대상으로 한 임상시험이 필수 입니다. 기회가 닿는다면 마우스모델에서 더 나아가 임상 기반 샘플을 분석함으로써 PP*-P8의 항암 치료제로써의 가능성뿐만 아니라 장내 마이크로바이옴에 미치는 영향도 밝혀 마이크로바이옴 신약 개발에 도움이 되고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
교신저자이신 쎌바이오텍 사장님과 김지현 교수님께 저에게 늘 귀중한 학문적 지도를 해주시고 좋은 기회를 주셔서 정말 감사하다고 말씀드리고 싶습니다. 또 투고가 늦어져도 믿고 기다려주신 쎌바이오텍 연구진 류용구 부장님, 안병철 차장님, 윤여상 차장님께도 감사드립니다. 마지막으로 경상대 권순경 교수님 그리고 연구실 동기 윤재경 학생에게도 이번 연구에 많은 도움을 주셔서 큰 힘이 된 것 같습니다. 감사합니다.
#CRC therapy
#Synthetic probiotic
#Microbiota
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