한빛사 인터뷰
- 등록2022-03-24
- 조회2,760
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
활성산소는 호흡과정에서 자연스럽게 생기는 대사 산물로 세포의 signaling을 조절하는 역할을 합니다. 따라서 체내에 반드시 필요한 물질이지만, 항상성을 잃고 그 양이 과도하게 많아지게 되면 단백질과 지질 산화, 그리고 DNA에 damage를 주어 염증성 질환을 발생시킵니다. 그래서 저희는 피부에서 발생하는 염증성 질환인 아토피 피부염 치료를 위해 활성산소를 제거하는 세륨 옥사이드 (세리아) 나노 입자를 담지한 알긴산 하이드로젤 패치를 고안하였습니다.
아토피 피부염 치료를 위해서 일반적으로 사용되는 국소 스테로이드제는 장기간 사용 시 피부 부위의 국소 부작용 뿐 아니라 소아 발육 부진이나 쿠싱증후군 등 전신 부작용을 유발하는 문제점이 있습니다. 아토피 피부염은 만성 질환으로 발전하는 경우가 많아 안전하면서도 지속적인 치료가 가능한 치료법이 필요하다고 생각하였습니다. 본 실험에서 사용된 세리아 나노 입자는 그 크기가 5 nm 이하 일 때 ce3+와 ce4+가 공존하면서 표면에 oxygen vacancy를 갖게 되는데, 그 자리에 활성산소가 interaction을 하면서 물과 산소로 변환되어 결과적으로 활성산소를 제거하게 됩니다. 특히 본 실험에서 사용된 세리아 나노입자와 알긴산 하이드로겔 모두 합성법이 매우 간단하여 원하는 모양과 크기에 따라 쉽게 패치를 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 하이드로겔 자체가 적절한 기계적 물성과 유연함을 가져 굴곡이 있는 아토피 피부염 부위에도 쉽게 부착할 수 있습니다.
또한 이 하이드로겔 패치는 수분 함유량이 100%에 가까워 건조한 아토피 피부에 보습 작용을 할 수 있고, 세포 내∙외에서 활성산소를 효과적으로 제거함이 실험으로 증명되었습니다. 그리고 아토피를 유발한 마우스 모델로 동물실험을 진행하였을 때도 면역학적으로 유의미한 치료 효과를 나타냈습니다. 특히나 본 실험에서는 세리아 나노 입자가 하이드로겔 외부로 방출되지 않았음에도 불구하고 피부 조직에서 활성산소 양이 감소되었는데, 이는 무기나노입자가 체내에 침투되었을 때 발생할 수 있는 나노 독성으로부터 자유롭다는 장점으로 연결될 수 있습니다. 본 연구는 아토피 피부염 뿐만 아니라 다양한 염증성 질환 치료 목적으로 세리아 나노 입자 기반 알긴산 하이드로겔이 활용될 가능성을 보여주었다고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 현재 성균관대학교 화학공학과 김재윤 교수님 연구실 (나노바이오소재 연구실) 석박통합과정에 재학 중입니다. 저희 연구실은 크게 무기나노입자 기반 면역 치료, 하이드로겔/마이크로 입자 기반 약물 전달 소재 개발, 기계적 물성이 강화된 하이드로겔 소재 개발, 이렇게 세가지 연구를 진행하고 있습니다. 저는 그 중에서 피부 질환 치료를 목적으로 무기나노입자인 세리아 나노 입자를 담지한 하이드로겔 소재를 개발하는 연구를 진행하고 있습니다. 연구실 문화가 수평적이고 멤버들 간에 사이도 좋은 편이라 자유롭고 편안한 분위기에서 연구실 생활을 하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
대학원생이라면 누구나 공감하겠지만, 아무래도 실험이 결과가 잘 안 나올 때 가장 힘든 것 같습니다. 저 또한 매번 그런 순간을 마주하지만, 그런 시간을 극복하고 결국 내가 원하는 결과를 얻었을 때, 그리고 내가 세운 가정이 실험으로 증명되었을 때의 짜릿함이 굉장히 커서 힘들었던 게 다 잊혀지고.. 또 다른 실험을 하면서 반복되는 그런 일상의 연속인 것 같습니다. 개인적으로는 이번 연구 결과를 가지고 LG 생활건강 미래화장품육성재단에서 주최하는 우수학생논문 상에 지원하여 우수상을 받았던 적이 있는데, 그 때 재단 이사장님으로부터 연구 성과에 대한 칭찬이 가득한 축하 메일을 받았습니다. 굉장히 영광스러우면서도 또 제 연구 성과를 인정받은 것 같아 행복하기도 하고 자부심도 느꼈던 순간이었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
요즘 유행하는 MBTI로 말하자면, F보다는 T, P보다는 J인 사람이 대학원 생활을 하는데 조금 더 수월하지 않을까 생각합니다. 저는 지난 3년 동안 큰 스트레스 없이 연구실 생활을 했는데, 그 이유가 지나치게 현실적(T)이고 계획적(J)인 제 성격 덕분이라고 생각하기 때문입니다. 연구라는 게 실패의 연속일 수밖에 없는 일인데, 실패는 부정적인 감정으로 연결될 수밖에 없잖아요. 저는 그럴 때마다 그 감정에 휩싸이기 보다는 어떤 점 때문에 결과가 안 나왔는지 디스커션하고 레퍼런스를 찾는 데 조금 더 몰두했던 것 같습니다. 또 특히 동물 실험 같은 경우는 한두달이 기본으로 소요되는 실험도 많다 보니, 조금 더 실험 계획을 꼼꼼하게 세워서 진행하다 보면 시간 낭비를 덜 할 수 있어 보다 효율적인 연구 진행이 가능하지 않을까 생각합니다. ‘FP인 분이 대학원에 맞지 않다' 라기보다는, 이런 자세로 대학원 생활에 임한다면 조금 덜 스트레스를 받으면서 연구를 진행할 수 있지 않을까 하는 의견 정도로 받아들여 주시면 감사하겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이게 저의 첫 연구 주제였고, 아직 졸업까지 시간이 꽤 남은 상황이라 진행해보고 싶은 연구가 몇 가지 더 있습니다. 기본적으로 세리아 나노입자를 담지한 생체 소재 (하이드로겔, 마이크로 입자 등)로 피부 질환에 적용한 선행 연구를 찾아보면 대부분 상처치유 (wound healing)에 관한 논문이 많아 아쉬웠습니다. 피부 질환의 종류가 굉장히 많고 또 질병이라는 게 대부분 활성산소와 관련성을 갖고 있기 때문에, 저는 세리아 나노입자를 기반으로 활성산소 조절을 통해 상처 치유가 아닌 다른 피부 질환을 치료할 수 있는 소재를 개발하는 것에 집중하고 싶습니다. 이를 통해서 피부와 활성산소와의 관계, 그리고 생체 소재 합성 이렇게 두가지를 집중해서 공부하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
첫 연구 결과를 좋은 저널에 게재할 수 있게 되고, 또 이렇게 한빛사에서 인터뷰까지 할 수 있게 되어 너무나 기쁘고 영광스럽습니다. 저 혼자서 했다면 결코 이렇게까지 할 수 없었을 거라고 생각할 정도로, 많은 분들의 도움으로 완성된 결과라고 생각합니다.
먼저 아는 게 없어서 실험 셋팅도, 데이터 정리도 엉망진창으로 했던 저를 이렇게까지 성장하게 지도해주신 김재윤 교수님께 감사하다는 말씀드리고 싶습니다. 또 실험 과정 뿐만 아니라 디스커션까지 활발하게 함께 해준 우리 랩 멤버들 모두에게 고맙다는 말 꼭 전하고 싶습니다.
또한 제가 아무런 어려움없이 연구에만 집중할 수 있게 물심양면으로 뒷바라지 해주시는 저희 사랑하는 부모님과 언니, 그리고 항상 응원해주는 남자친구에게도 감사 인사드립니다.
#하이드로겔 패치
#세리아 나노입자
#아토피 피부염
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