한빛사 인터뷰
- 등록2021-09-06
- 조회1,916
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
저는 희귀 원소 산화물 나노입자가 폐포 단백증을 유발한다는 것을 제시하고 이와 관련된 유전자와의 상관관계에 대해 연구를 진행하였습니다. 희귀 원소 산화물 나노입자는 이름만 들었을 때는 실제로 잘 사용되지 않을 것 같지만 다양한 산업체에서 사용되고 있어 그만큼 작업장에서 노출될 가능성이 큰 입자임에도 불구하고 호흡기 노출에 대한 연구는 많이 진행되고 있지 않습니다. 또한 폐포 단백증은 대식세포의 surfactant 제거 실패 및 폐포 상피세포의 surfactant 항상성의 실패로 인해 폐포에 surfactant가 과도한 축적이 일어나는 희귀 질환으로 대부분 GM-CSF의 자가항체 생성으로 인해 유발되는 질병입니다. 이와 관련된 유전자는 GM-CSF의 하위 유전자인 PPAR-gamma, LXR-alpha, ABC transporter 등이 알려져 있습니다.
본 연구에서 6 개의 희귀 원소 산화물 나노입자를 랫드의 폐장 내에 단회 투여하여 1개월 및 6개월 후에 부검을 하여 폐의 염증 및 폐포 단백증을 평가하였으며 폐포 대식세포만 순수 분리하여 대식세포 내 유전자의 변화를 확인하였습니다. 1 개월에서는 폐에서 과도한 surfactant가 축적되었으나 시간이 지나 6개월에서는 In2O3 나노입자를 제외하고 모두 폐포 단백증이 회복되었습니다. 여기서 폐포 단백증과 관련된 여러 유전자 중에 ABC transporter에 초점을 맞춰 총 9개의 ABC transporter와 그의 상위 기전인 PPAR-gamma, SPI-1, LXR-alpha 등의 유전자와의 상관관계를 분석하였습니다. 이때, ABCG1과 ABCG4transporter가 실제로 폐포 단백증관 연관성이 있다는 것을 제시하였습니다.
본 연구를 통해 대부분 자가면역질환으로 알려져 있는 폐포 단백증이 나노입자에 의해 유발될 수 있으며 이는 대식세포의 ABC transporter가 영향이 있다는 것을 제시하여 나노입자의 위험성뿐만 아니라 나노 입자에 의해 유발되는 폐포 단백증이 실제로 유전자 치료로 개선될 수 있다는 것을 제시하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
제가 연구하고 있는 동아대학교 건강과학과 독성학 실험실에서는 나노입자와 관련하여 국내외로 저명한 조완섭 교수님 지도하에 열정 가득한 3명의 박사과정생과 5명의 석사과정생이 나노입자 또는 미세먼지 및 미세플라스틱 등을 이용하여 호흡기 독성 및 기전에 관한 연구를 하고 있습니다. 현재는 호흡기 독성뿐만 아니라 여러 물질들이 호흡기에 노출되었을 때 다른 장기로의 이동과 그 원인에 대해 찾는 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
폐포 대식세포에서 발현되는 ABC transporter 중에 ABCA1 및 ABCG1 transporter의 감소가 폐포 단백증을 유발한다고 잘 알려져 있습니다. 그러나 본 연구에서는 ABCG1 및 ABCG4 transporter이 감소되었으나 ABCA1 transporter은 증가하는 결과가 나왔는데 여기서 해석하는 부분에 있어서 많은 어려움이 있었습니다. 그러나 여러 문헌들을 조사하고 또 조사하였을 때 ABCG1 transporter의 감소에 의해 보상기전으로 ABCA1 transporter가 증가한다는 여러 연구가 있었으며 실험 결과의 해석에 있어서 많은 도움이 되었습니다. 연구의 결과를 해석할 때 큰 역할을 한 것 같아 본 연구에서는 실험 과정뿐만 아니라 해석하는 데에 있어서 큰 보람을 느낀 것 같습니다. 또한 이전에 본 연구실에서 여러 나노입자들이 폐포 단백증을 유발한다고 발표하였는데 직접적인 원인에 대해서는 아직 연구하지 않은 상태라 저의 연구가 나노입자에 의해 유발되는 폐포 단백증의 여러 원인 중 하나를 찾았다는 것에 있어서 더 큰 보람을 느낀 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
모든 연구에 있어서 가져야 할 마음가짐이 대부분 같겠지만 나노입자는 화학물질과는 다르게 여러 물리화학적 특성에 따라 독성이 달라지기 때문에 나노입자에 관한 연구를 하고 싶으시다면 나노입자에 대한 기본적인 지식이 필요할 거 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 나노입자에 의해 유발된 폐포 단백증이 실제로 유전자 치료에 의해 회복이 되는지 확인할 예정입니다. 이전부터 나노입자와 여러 유전자의 상관관계에 대해서 흥미를 가지고 있어, 여기서 끝을 내는 게 아니라 앞으로의 저의 연구에 있어서 본 연구가 시작점이 되어서 나노입자에 의해 유발되는 여러 병변과 유전자의 상관관계에 대해서 분석할 예정입니다. 그뿐만 아니라 저는 현재 미세플라스틱에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 미세플라스틱 뿐만 아니라 더 나아가 다른 환경문제와 관련된 여러 물질들의 독성 평가 및 위험성을 제시하고자 하는 게 저의 가까운 미래에 대한 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
제가 공부하는 것에 대해 아낌없이 지원해 주시는 부모님과 항상 저의 손을 붙잡고 같이 가자고 이끌어 주시는 조완섭 교수님께 감사 인사를 드립니다. 학부 3학년 때부터 실험실에 들어와서 지금까지 지도해 주셔서 연구를 모르는 제가 이제 조금이나마 연구에 임하는 자세를 배우게 된 것 같습니다.
그리고 본 연구실에서 학부 때부터 많은 잔소리와 도움을 준 이동근, 정지영 선배와 6년 만에 실험실 막내를 탈출시켜주고 묵묵히 선배 일을 도와주는 김규리, 김송연, 이신욱 후배들이 있었기에 제가 힘을 내서 연구를 한 것 같습니다. 그리고 많은 조언과 도움을 준 졸업한 선배들과 동기 및 후배들과 다른 실험실 멤버들에게도 감사하다고 인사드리고 싶습니다.
#Nanobio
#Pulmonary alveolar proteinosis
#ABC transporter
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