한빛사 인터뷰
- 등록2023-09-11
- 조회983
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
'Basic fibroblast growth factor(bFGF)'는 손상된 조직 및 상처를 치유하는데 중요한 역할을 하는 성장인자로서, 조직공학 및 재생의학 분야에서 각광받는 물질 중 하나입니다. bFGF는 진피 섬유아세포(human dermal fibroblast, HDF)의 증식 및 이동성 증진을 통해 손상된 조직의 새로운 기질 형성을 도울 뿐 만 아니라, 내피세포(endothelial cell)의 발달을 촉진함으로써 신생 혈관 생성을 통한 효과적인 조직 재생을 유도하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 이렇듯 뛰어난 조직재생 효능에도 불구하고 bFGF는 생체 내 환경에서 불안정하며 쉽게 분해된다는 특성(반감기 8시간 이하) 때문에 임상에 적용하기가 어려웠습니다. 따라서 우리는 bFGF의 조직재생 효능을 일반적인 상처의 치유기간인 2주 이상으로 연장시키고자 했습니다.
우리는 연구를 통해 인간 혈청 알부민(human serum albumin, HSA) 단백질 기반의 단백질 나노입자(protein nanoparticle)를 생산하는 기술을 확립할 수 있었습니다. 이러한 HSA 기반의 단백질 나노입자에 bFGF 단백질을 담지 함으로써 bFGF의 안정성을 유지하고 2주동안 소량이 지속적으로 방출(sustained release)될 수 있는 플랫폼을 구축하였습니다. 생성된 bFGF 단백질 나노입자(HSA-bFGF NP)는 균일한 크기의 구형으로 제작되었고, 담지하는 bFGF 단백질의 농도와 가교제의 양을 조절함으로써 bFGF의 시간별 방출 양 및 방출 속도 등을 조절할 수 있었습니다. 그리고 이러한 bFGF 단백질 나노입자를 통해 전달된 bFGF 단백질은 in vitro 및 in vivo 모두에서 유의한 조직 재생 효능을 나타내었습니다. 동시에, 흉터 형성(scar formation)에 관여하는 것으로 알려진 근섬유아세포(myofibroblast) 관련 인자의 발현은 낮게 유지됨으로써, 안전하고 발달된 조직재생을 이룰 수 있었습니다.
이 연구를 통해 구축한 단백질 나노입자 기반의 약물 전달 시스템(drug delivery system)은 목적하는 대상 질병 (target disease)과 그에 따라 전달하고자 담지하는 카고(cargo) 단백질을 달리하면, 그 적용 분야가 무궁무진한 플랫폼이라고 생각합니다. 그리고, 기반 물질로 사용되는 HSA의 특성을 잘 활용하면, 보다 복합적인 질병에의 적용도 가능할 것으로 사료됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 지난 2019년 서울대학교 화학생물공학부 박태현 교수님 연구실에서 박사학위를 받은 이후 한국해양과학기술원 부설 극지연구소를 거쳐 지난해인 2022년 3월부터 한양대학교 생명공학과 박희호 교수님 연구실에서 박사후연구원으로 일하고 있습니다. 박희호 교수님 연구실에서는 이번 연구 내용과 관련된 조직재생 플랫폼 개발 연구를 비롯하여 각종 약물 전달 시스템 개발 분야, 줄기세포 엔지니어링 분야, 면역세포 엔지니어링 분야 등 다양한 분야의 연구를 함께 진행중에 있습니다. 구체적인 연구 내용은 향후 발표될 논문들을 통해 소개드릴 수 있기를 희망합니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
한양대학교 박희호 교수님 연구실 일원으로 연구를 진행하면서 장차 롤모델로 삼고 싶은 훌륭하신 교수님들과 박사님들을 많이 만나 뵙게 되었습니다. 이번 연구를 지도해 주신 한양대학교 박희호 교수님, 울산과학기술원(UNIST) 주진명 교수님, 세종대학교 권보미 교수님은 물론이고 각 분야의 최전선에서 혁신적인 연구를 통해 학계를 이끌고 계시는 좋은 교수님들과 박사님들을 collaborator로 만나게 되는 소중한 경험을 통해 연구자로 나아가야 하는 길을 다시금 생각해보게 되었습니다. 좋은 분들과 함께 연구할 수 있는 귀한 기회에 매번 감사하는 마음을 가지게 됩니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
조직공학 및 재생의학 분야는 인구 고령화 사회와 함께 삶의 질 향상을 추구하는 방향으로 향후 더 큰 발전이 예견되어 있는 분야입니다. 아울러, 약물 전달 플랫폼 개발은 대상 질병을 제한하지 않는다는 전제하에 무궁하 발전 가능성을 포괄하고 있는 연구 주제입니다. 해당 연구 분야에 관심이 있거나 현재 연구 진행 중인 학생들의 창의적인 새로운 관점들이 더해진 해당 연구 분야의 발전이 참으로 기대됩니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
손상된 조직을 효과적으로 재생시키고 그 기능적인 측면의 완전한 보완을 이룩하기 위해서 그동안은 조직을 이루는 기능 관련 주요 세포들에 집중해 왔습니다. 그러나 최근 해당 조직의 구성원 중 일부인 면역세포들에 대해서도 관심을 가지는 추세입니다. 면역세포는 손상된 조직의 복구 과정에서 염증 관련 인자를 조절하는 데 주요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 이때 초기 염증 환경의 조절이 궁극적으로 회복된 조직의 질을 결정한다는 보고들에 따라 조직공학 및 재생의학적 관점에서 면역 미세환경을 잘 컨트롤 할 수 있는 플랫폼의 개발도 요구된다고 생각합니다. 이러한 관점이 복합적으로 융해 된 조직재생 고도화 전략이 확립된다면 재미있는 연구로 이어질 것이라고 생각합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구를 통해 제안한 단백질 나노입자 기반의 약물 전달 시스템은 향후 다른 약물을 담지하고 전달함으로써 다양한 질병을 타겟 할 수 있는 흥미로운 플랫폼으로 발전할 수 있을 것이라고 생각합니다. 특히, 약물의 실제 방출 양과 속도를 조절할 수 있는 기술력이 필요한 분야는 재생의학 분야를 넘어서 다양하게 존재합니다. 이렇듯 가능성이 큰 약물 전달 플랫폼을 개발할 수 있도록 핵심적인 지도를 해 주신 한양대학교 박희호 교수님 감사드립니다. 더불어 조직재생 효과를 보다 면밀하게 검토할 수 있도록 다각도의 분석을 지도해주신 울산과학기술원(UNIST) 주진명 교수님과 세종대학교 권보미 교수님 감사드립니다. 이번 연구내용 뿐 아니라 연구를 진행하는 과정 전반에 걸쳐 넓은 시야를 가지고 연구에 임하는 연구자로 성장할 수 있도록 언제나 진심 어린 격려와 응원의 말씀을 주시는 세 분 교수님께 항상 많이 배웁니다. 아울러, 함께 연구를 진행해 준 1저자 김민주 학생과 원효섭 학생 뿐 아니라 모든 저자 분들께 진심으로 감사의 말씀을 드립니다.
#drug delivery system
# protein nanoparticle
# tissue regeneration
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
연구자 키워드
관련분야 논문보기
