한빛사 인터뷰
- 등록2021-12-20
- 조회3,529
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
현재 줄기세포 치료제로 쓰이는 중간배엽 줄기세포는 생착률이 저조할 뿐 아니라 생체 내 이동과 생존을 파악하는데 한계가 있어왔습니다. 본 연구자는 이러한 한계점을 극복하기 위하여 간질성 방광염 전임상 모델을 바탕으로 이식된 중간배엽 줄기세포의 생체 내 동태와 분자학적 특성들을 조사함으로서, 줄기세포의 치료 효능을 강화할 수 있는 과학적 근거들을 마련하고자 연구를 진행하였습니다.
먼저 이식된 줄기세포가 시간에 따라 방광 내에서 어떻게 이동하고 혈관과 상호작용하는 지를 실시간으로 확인하기 위해 서울아산병원 의공학연구소의 김준기 교수님의 도움을 받아 ‘2광자 다중색상 생체현미경 (two-photon multi-color intravital microscopy, 이하 생체 영상 기법)’을 활용하였습니다.
줄기세포 치료 후 생체 영상 기법을 이용해 이식 3일째부터 28일째까지 이식된 줄기세포와 혈관을 실시간 관찰했으며, 획득한 체내 영상을 3차원 이미지로 구현해 이식한 줄기세포와 혈관과의 거리, 혈관과 닿는 면적, 줄기세포의 수, 부피, 구형 등을 정량화 하는데 성공하였습니다.
또한 이식된 줄기세포의 분자학적 특징을 확인하기 위해 2단계 고순도 세포 분리법으로 세포를 분리하고, 확보한 단일세포 발현체를 대상으로 microarray 분석을 실시한 결과, 세포부착과 세포외기질 재구성, 세포주기에 관련된 신호기전이 활성화된 점을 파악할 수 있었습니다. 특히 활성화되어 있는 기전 가운데 생착률 조절 유전자인 FOS와 CDK1(사이클린 의존성 키나아제-1)을 발굴하였고, 이 유전자들의 정말로 생착률과 치료효능에 중요한 역할을 하는지 확인하기 위하여 각각의 유전자를 억제한 중간배엽줄기세포를 제작해, in vitro, in vivo 실험을 진행하였습니다. 그 결과 간질성 방광염 쥐 모델의 방광 기능평가 및 조직검사를 통해 생체 내 치료효능을 결정하는 줄기세포의 이동능, 증식능, 항염증 기능 등이 감소한 사실을 확인함에 따라 FOS와 CDK1이 생착률을 증진시키는 핵심 유전자임을 확인할 수 있었습니다.
이번 연구를 통해 줄기세포 치료 시 살아있는 생체 내에서의 줄기세포의 움직임과 생착된 줄기세포의 특성을 조사할 수 있는 방법을 제시하였다고 생각하고, 이를 바탕으로 밤낮으로 줄기세포 치료제를 연구하시는 연구자 분들께 조금이나 도움이 됬으면 하는 바람입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 서울아산병원에 위치한 울산대학교 의과대학 의생명과학교실의 신동명 교수님과 서울아산병원 비뇨의학과의 주명수 교수님 공동 지도하에 줄기세포의 성상 이해를 통한 줄기세포 제어 기술과 이를 활용한 고기능성 줄기세포 치료제 개발 연구를 진행해 왔습니다. 본 연구실은 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
연구활동을 하면서 서울아산병원 의생명과학교실의 신동명교수님, 비뇨의학과의 주명수 교수님, 의공학의 김준기교수님 이렇게 세포학, 의학, 의공학 세 분야의 교수님들의 다양한 연구 경험과 관련 선생님들과의 의사소통을 통하여, 연구자로서의 넓은 시야와 좀 더 점진적이고 풍성한 연구를 할 수 있어서 뜻깊었고, 이러한 기회를 주신 지도교수님들께 이 자리를 빌어 다시 한번 감사드립니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 배워야 할것들이 너무나도 많고, 지금까지 연구자로서 걸어왔던 길보다 앞으로 가야할 길이 훨씬 더 많이 남아있다고 생각하기 때문에 조언보다는 제 스스로의 다짐을 말씀드리고 싶습니다.
먼저 연구자로서는 학교나 산업계 연구환경들이 최근 들어서는 다양한 학문이 융합되어가는 것 같고, 그래서 다양한 분야에 대한 지식 및 경험 습득 (실험 경험, 국책과제, 특허)을 통해 본인의 전문성을 발휘하고자 하는 사고가 중요시되는 것 같습니다.
그리고 연구자 이전의 한 사람으로서는 결국 “balance”가 가장 중요한 것 같습니다. 연구실 생활에서나 연구실 밖에서의 개인적인 모든 일들의 우여곡절과 힘듦이 있겠지만, 스스로의 목표를 향해 긍정적인 마음과 능동적인 자세로 임한다면 연구실 안팎의 생활 또한 “balance”가 맞춰지지 않나 싶습니다. 그러다 보면 어느 순간 본인이 목표한 곳에 도달해 있을 것이고, 몸과 마음 또한 건강한 한 사람이 돼있지 않을까 싶습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 저는 지도교수님의 우산에서 벗어나 올해 7월에 ㈜툴젠이라는 회사에 입사하여, 유전자교정 기술을 기반으로 세포치료제 개발 연구를 진행하고 있습니다. 툴젠의 우수한 연구자 분들과 함께 즐겁게 연구를 진행 하고 있고, 지금까지 저의 연구경험을 바탕으로 회사에서 개발하고있는 것들이 성공적으로 마무리 될 수 있도록 최선을 다해 연구하는 것이 지금의 목표 이자 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
8년이라는 시간 동안 밤낮으로 매일 함께했던 그리고 함께하고 있는 분들이 있기에 이런 좋은 결과를 얻을 수 있었던 것 같습니다. 이런 기회가 와서야 표현하게 돼서 감사하고, 조금은 죄송한 마음이 듭니다.
먼저 제가 지금까지 연구자로서 성장할 수 있도록 솔선수범의 자세로 지도해주시고, 개인의 연구자로서 뿐만아니라 국가과제를 사용하는 연구자로서의 올바른 가치관을 갖도록 일깨워 주신 신동명교수님, 주명수교수님께 너무나도 감사하다고 전해드리고 싶습니다.
그리고 동생이지만 항상 진심으로 걱정해주고 조언해주고, 이렇게 좋은 연구가 될 수 있도록 만들어준 승운이한테도 고맙고, 우리 연구실 선/후배님들께도 깊은 감사를 전합니다.
그리고 처음 비뇨기과에 기틀을 마련하시고, 저의 인생의 가치관에 전환점을 만들어주신 비뇨의학과의 송미호선생님, 항상 형처럼 따뜻하게 알려주시고 지도해주신 건국대학교 비뇨의학과의 김아람교수님, 밤늦은시간까지 항상 동물 수술하며 앞으로 제가 나아가야할 방향들을 진심으로 걱정해주시고 조언해주신 이화여대 비뇨의학과의 김명교수님께 이 자리를 빌어 진심으로 감사의 마음을 전합니다.
마지막으로 겉으로 표현 안하시지만 이런 글 보셨으면 좋아하셨을, 천국에서 계신 아버지, 그리고 항상 절 위해 기도해주시는 어머니한테 감사드리고, 항상 응원해주는 친동생, 친구들한테 고맙고, 10년동안 실험실 밖에서 저의 모든것들을 함께한 현선이한테 너무나 고마운 마음 전합니다.
함께했던 그리고 함께하고 있는 모든 분들의 건강과 보람된 결실이 있기를 진심으로 기원합니다!!
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