한빛사 인터뷰
- 등록2023-08-28
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
면역항암치료 요법은 이전의 표준 치료와 비교하여 환자 생존율 및 삶의 질에 상당한 개선을 가져왔으며, 이제 암 치료의 새로운 중심 축으로 굳게 자리잡았습니다. 특히, 자연살해세포(Natural killer cells, NK cells)는 T 세포와 비교하여 사이토카인 폭풍 및 급성 이식편대숙주질환의 발생 위험이 낮으면서 손상/변형된 세포를 신속하게 제거할 수 있습니다. 그러나, NK세포의 항암기작 활성화를 위해서는 종양세포를 성공적으로 인식하여야 하지만, 고형암 치료에 있어 NK세포의 종양 인식 리간드의 부족은 이들의 항암치료 효능을 제한합니다. 따라서, NK 세포의 종양 인식, 면역 상호작용 및 종양 부위로의 침투 능력을 개선하기 위한 기술개발이 필요한 실정입니다. 면역 세포에 종양인식 리간드를 제공하는 가장 대표적인 전략으로는 FDA 승인을 받은 키메릭 항원 수용체 (CAR) 기술이 있습니다. 그러나 CAR 도입을 위해서는 정밀한 유전자 편집이 필요하며, 효율이 낮고, 바이러스 벡터 사용에 의한 종양 발생 및 면역원성 유도 가능성 등 여전히 극복하여야 할 과제들이 남아있습니다.
본 연구에서는 NK 세포 표면에 안정적으로 고정되어 표적 암에 대한 리간드-수용체 면역 상호작용을 강화하는 artificial lipid-folate conjugates를 개발했습니다. 이 소수성 생체재료는 정교한 유전자 변형 없이 30분만에 NK 세포 표면에 코팅되어 NK 세포에 암 인식 리간드를 추가로 제공합니다. 결과적으로, 이러한 artificial lipid-folate conjugates는 표면 코팅된 NK 세포(SCNK 세포)의 고유한 특성을 방해하지 않으면서도 이들의 항암 효과를 성공적으로 향상시켰습니다. 또한, SCNK 세포는 종양 조직에 효과적으로 침투하여 종양 세포 사멸/괴사를 유도하고 삼중음성 유방암 마우스 모델에서 종양 진행 및 전이를 억제하여 결과적으로 종양 이식 마우스의 생존율을 연장시켰습니다. 특히, 본 연구에서 제작된 SCNK 세포는 일반 NK 세포 대비 64%, 상용화된 항체 치료제인 Atezolizumab 대비 22% 향상된 종양 억제 능력을 보였습니다. 결과적으로, artificial lipid-folate conjugates는 (1) 유전자 조작 없이 세포 표면 리간드 발현을 조절하여 고형암 치료에 효과적인 NK 세포 기반 치료제를 개발하고, (2) 기존 NK 세포 요법을 사용한 고형 종양 치료의 주요 과제를 효과적으로 극복하고 임상적 요구를 신속하고 편리하게 충족시켰으며, (3) 생체재료 내 표적 모듈을 선택적으로 조절하여 다양한 고형암 치료에 맞춤형 '기성품' 면역 세포 치료제도 개발할 수 있는 가능성을 열었습니다. 이러한 연구 결과는 암 면역 치료 분야에서 중요한 발전을 나타내며, 고형암 치료에 대한 희망적인 전망을 제시하고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 동국대학교 화공생물공학과 세포조직공학 및 기능성소재 연구실(https://kkim2014.wixsite.com/tissueeng)에서 김교범 교수님의 지도하에 수행되었으며, 연세대학교 정한성 교수님과의 공동연구를 통해 진행되었습니다. 저희 동국대학교 세포조직공학 및 기능성소재 연구실은 지질기반 생체재료를 디자인하고 개발하여 세포 표면을 조작함으로써 세포의 기능성을 극대화하는 연구에 주력하고 있습니다. 이러한 연구 주제를 기반으로 한국연구재단 기초연구실(BRL) 지원사업 및 범부처 재생의료기술사업을 수주하여 다양한 세포의 기능성 전환기술에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 현재, 저희 연구실은 김교범 교수님을 중심으로 한 명의 연구교수, 한 명의 박사후연구원, 그리고 8명의 대학원생으로 구성되어 있으며, 연구원들 간 서로 협력하여 다양한 과제들을 해결해 나가는 건강한 연구실입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
과학적/공학적 지식이 부족한 상태에서 김교범 교수님 연구실에서 연구생 생활을 시작하고, 어느덧 박사 과정을 완료하는 단계에 이르렀습니다. 아직까지 과학자로서의 자질이 충분하냐는 질문에 “YES”라고 대답하기는 부족한 것 같습니다. 그럼에도 불구하고, 처음 시작한 그 날보다 나은 연구자로 성장하고, 작년보다 발전하며, 어제보다는 능숙한 연구자로 거듭나기 위해 노력하고 있습니다. 교수님께서 인정하시고 후배들이 존경하는 연구자가 되기 위한 노력을 하고 있는 매일이 보람찬 나날들입니다. 언젠가는 앞의 질문에 당당히 “YES”라고 답할 수 있도록 정진하겠습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
긴 시간 동안 준비한 연구였습니다. 박사 과정 1년차부터 본 연구를 진행하면서 희로애락의 감정을 경험했습니다. 연구 결과가 예상과 다르게 나와 좌절할 때도 있었고, 때로는 포기하고 싶을 정도로 어려운 순간도 있었습니다. 그러나 포기하기 전에 "누가 이기나 한번 보자"는 마음가짐으로 연구에 헌신하니 첫 번째 문제를 해결할 수 있었고 이후에는 물꼬가 트인 듯 성공적인 실험 결과가 연이어 나왔습니다. 모두 포기하지 않고 치열하게 연구를 진행해 주시기 바랍니다. 분명 좋은 경험과 결과들을 얻을 수 있을 것입니다. 또한, 지적 호기심과 연구에 대한 즐거움을 유지하면서 훌륭한 연구자로 거듭나길 기원합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구에서는 지질 기반 생체재료를 통한 NK세포 표면개질에 대한 연구를 진행하여 NK세포의 항암기능성을 개선하는 연구를 진행하였습니다. 이후에는 다양한 지질 소재의 라이브러리를 확장하여 NK세포 뿐만 아니라 다양한 종류의 세포에 이를 접목함으로써 난치성 질환에 대한 다양한 세포치료제를 개발하기 위한 연구를 진행할 계획입니다. 또한, 이 연구에서 개발한 표면개질 NK세포의 효능을 CAR-NK세포와 비교하고, 치료 효과를 검증하며 이를 제품화하기 위한 연구를 더욱 활발하게 추진할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
학부시절부터 박사과정까지, 연구에 대한 지원과 지도를 아낌없이 해 주신 김교범 교수님께 감사의 말씀을 전합니다. 교수님께서 보여주신 따뜻한 마음과 학생들에 대한 애정, 그리고 연구에 대한 열정적인 마음 모두 배워서 졸업하도록 하겠습니다. 낯선 분야의 연구였음에도 많은 도움 주신 연세대학교 정한성 교수님, 이서진 선생님 모두 감사드립니다. 마지막으로 제가 연구와 학업에 집중할 수 있도록 묵묵히 지켜봐 주신 가족들에게도 감사의 말씀드립니다.
#Ex vivo cell surface engineering
# Natural killer cell
# Cancer
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