한빛사 인터뷰
- 등록2022-04-18
- 조회1,466
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 논문은 한마디로 stem cell therapy입니다. 먼저 (Female) spraque dawley rat를 사용하여 척수 손상 (Spinal Cord Injury, SCI) 모델을 만듭니다. 그리고 Green Fluorescent Protein (GFP)을 발현하는 Neural Stem Cell (NSC)을 손상된 척수 부위에 이식, 척수 손상 환경임에도 불구하고 이식된 NSC가 살아있음은 물론, 신경세포로 분화되어 척수 회복에 유의미한 도움을 준다는 내용입니다. NSC는 다음과 같은 방법으로 준비했는데, 먼저 (Female) Fisher 344 rat을 임신시켜 embryonic day 14 (E14)가 되었을 때 희생시킨 후 E14의 척수 부분만 isolation하여 SCI 부위에 transplantation 하였습니다. 사실 이식된 세포가 줄기세포라 할지라도, SCI 환경에서는 생존하기가 쉽지 않을뿐더러 생존한 세포마저 neuron보다는 astrocyte로 분화하는 경향성이 있는데, astrocyte의 분화를 억제하고 neuron으로의 분화를 촉진하기 위해 저는 gold nanoparticle (GNP)을 사용하였습니다. GNP는 독성 및 면역 반응이 적고, 표면에 다양한 약물을 추가적으로 결합시킬 수 있기 때문에 여러 medical 영역에서 각광받고 있는 물질입니다. 특히 GNP는 in vitro 수준에서 NSC로부터 신경세포로의 분화를 촉진한다는 문헌이 꽤 있습니다. 저는 세포막이 음전하라는 것에 착안, 양전하 GNP를 이용하여, GNP가 NSC에 빠르게 갈 수 있게끔 유도하였고, SCI rat 모델에서도 이식된 NSC의 neuron으로의 분화 촉진이 가능하다는 걸 본 논문에서 보여주었습니다. NSC를 척수 내에 injection할 때, 저희 연구실에서 optimizing한 hydrogel에 섞어서 injection 하였습니다. Chitosan과 Hyaluronic Acid를 결합시킨 (줄여서 CHA gel이라고 명명하였습니다) gel이 그것인데요. 해당 gel은 액체상태에서 gel로 가교 되는 데 30 초면 충분하고, 둘 다 FDA 승인된 물질이라 안전성이 뛰어나며, 척수 내에서 14일 이내로 완전분해 되기 때문에 저희 연구실에선 본 논문만이 아니라 다른 실험에서도 사용할 정도로 상당히 애용하고 있는 material입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 차의과대 분당차병원 신경외과 손세일 교수님 연구실 소속으로서(https://www.sohnlab.net/), 주로 척수 및 척추 질환 치료를 위한 연구를 진행하고 있습니다. 분당차병원은 줄기세포로 유명하기도 하고, 실제로 실험 진행 및 결과 분석에 용이한 장비들이 많아 타 기관에 비해 유리한 점이 많다고 생각합니다. 저희 연구실은 1. Material 2. In vitro 3. In vivo 실험이 가능하며, 실험실 인원 하나 하나가 각자 하나의 연구소라고 생각하며 total study를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이번 논문 같은 경우 처음 set up부터 최종 논문 accept에 이르기까지 4 년 2 개월이 걸린 실험이라 상당히 애착이 많이 가는 논문입니다. Stem cell therapy 영역에서 embryo에서 추출한 NSC를 SCI 부위에 이식한 논문은 상당히 많이 있지만, 대부분 embryo의 brain에서 추출한 세포를 이식한 실험이 많으며, 본 실험처럼 embryonic-spinal-cord-derived NSC를 SCI 치료를 위해 사용한 논문은 해외 논문은 많이 있지만, 국내에서는 그렇게 많지 않습니다 (어쩌면 국내 논문은 이 논문이 처음일 수도 있습니다). 게다가 이식된 세포를 추적하기 위해 GFP를 발현하는 NSC가 필요한데, 국내에서는 구하기가 쉽지 않아 직접 set up부터 시작하느라 상당한 시간과 노력이 필요했었습니다. 그래도 이렇게 저희 논문을 한빛사에 소개할 수 있게 되어 정말 다행이라고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
솔직히 말씀드리면 Academy는 결코 쉽지 않은 영역이라서 그냥 다른 일 하시라고 말씀드리고 싶습니다. 하지만 실수로라도 발을 들이셨다면 반드시, 절대로, 무조건 박사 졸업을 목표로 하셔야 합니다 라고 말씀드리고 싶습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 개인적으로 embryonic-spinal-cord에서 isolation한 NSC가 stem cell therapy 영역에서 상당한 potential을 가지고 있다고 생각합니다. 윤리적인 문제가 있을 수 있지만, embryonic-spinal-cord NSC는 FDA승인 하에 임상 1상이 이미 진행되었고, NSI-566 이라는 이름으로 실제로 SCI 환자에게 이식되고 있는 만큼 줄기세포 치료제로써의 가능성이 크다고 봅니다. 그래서 이번 논문을 시작으로 계속 해당 NSC를 사용하여 SCI 치료에 힘쓸 생각입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 논문이 나오기까지 정말 많은 어려움이 있어 중간에 포기하고 싶은 적이 많았지만, 끝까지 저를 포기하지 않고 지도편달을 아끼지 않았던 손세일 교수님께 가장 먼저 감사하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 그리고 동물 실험 set up한다고 가장 많은 고생을 한 성준이에게 감사함을 전하고 싶습니다. 연구실 식구이자 실험 서브한다고 고생 많았던 공호, 다예, 다빈이에게도 고맙다고 말하고 싶습니다.
마지막으로 경희대 치과대학원에 권일근 교수님과 허동녕 교수님, 그리고 홍콩대 치과대학에 이상진 교수님께 material part에서 어려움에 봉착할 때마다 같이 고민해 주시며 해결하는데 많은 도움을 주신 것에 대해 감사하다는 말씀을 꼭 전하고 싶습니다.
#Spinal cord injury
#Gold nanoparticle
#Neural stem cell
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