한빛사 인터뷰
- 등록2023-10-13
- 조회816
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
섬유아세포성장인자 2 (FGF-2)는 다양한 조직과 기관에서 세포의 기능을 조절하는 것으로 배아 발달, 상처 치유, 혈관 신생 등의 역할을 합니다. 그리고 줄기세포 배양시 줄기세포의 자가 재생 능력과 다능성 및 미분화 상태를 유지하기 위해서는 배양 배지에 FGF-2를 첨가해야 합니다. 그러나 FGF-2는 다소 불안정하기 때문에, FGF-2 활성을 최대한 오랫동안 유지하려면 FGF-2를 주기적으로 배양배지에 새로 추가해야 하며 이로 인한 비용이 증가하게 됩니다. 이러한 문제를 해결하는 것이 중요합니다. 다양한 연구팀 들에서 불안정화 FGF-2를 안정한 형태의 FGF-2, 또는 스캐폴드와 FGF-2의 접합하여 FGF-2의 지속적이고 방출하는 형태로 생산하는 연구들이 진행중입니다.
저희 연구팀은 불안정화된 FGF-2 대신에 홍합유래 접착 단백질과 결합되어 있는 안정화 FP2 펩타이드를 사용하여 기능강화 줄기세포를 배양하였으며, 이 줄기세포가 골관절염 마우스 모델에서 골관절염 증상을 완화하였습니다.
기능이 아직 밝혀지지 않은 FP2 펩타이드의 단백질 구조를 분석 위하여 폴란드의 Warsaw 대학에 재직 중인 Sebastian Kmiecik 박사와 함께 급속히 발전하는 인공지능 (A.I.) 방법으로 분석하였습니다. 구체적으로는 인공지능 방법 중의 구조예측 프로그램인 Alphafold2를 활용하여 특정 펩타이드와 섬유아 성장인자 수용체-1 (FGFR-1)의 결합능을 분석하였으며, 그 결과, FP2가 FGFR-1 과 상호작용이 잘 일어나고 안정화되는 것을 확인하였습니다. 이러한 결과가 줄기 세포의 배양, 증식, 분화에서 어떻게 영향을 주는지 세포 실험과 동물 실험을 수행하였습니다. FP2 펩타이드로 코팅된 플레이트 위에서 hWJ-MSC를 배양 및 분화 실험을 하였을 때, FP2 펩타이드가 FRS2α 및 FGFR1의 상향 조절된 인산화를 나타내었으며 AKT 및 ERK 신호 경로 활성화에 의해 증식률이 향상되어 골분화능과 연골 분화능이 우수하다는 점을 확인하였으며, 골관절염 마우스 모델을 통한 염증조절 및 연골 재생능이 향상된 것을 검증하였습니다.
그림. FGFR-1 과 결합된 FGF-2 및 펩타이드 서열 (A), FP2 펩타이드와 FGFR-1 과 결합력 검증 (B), in vitro 실험 data (CFU, WB) (C), in vivo OA 실험 data (OA 유도, 캘리퍼를 이용하여 무릎 붓기 측정, 로타로드 방법, 로타로드를 활용한 떨어지는 시간 및 총 떨어진 횟수 그래프, 유전자 및 조직 분석 (D), 논문 그림 초록 (E)
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저희 연구실은 건국대학교의 KU융합기술원 줄기세포재생공학과 소속의 분자세포재프로그래밍센터 (Molecular & Cellular Reprogramming Center, MCRC)입니다. 연구실 이름에서도 알 수 있듯이 만능성 및 중간엽 줄기세포, 암세포 및 암 줄기세포, 그리고 여러가지 인체 및 동물 유래 세포들을 배양하고 있습니다. 현재에는, 줄기세포를 이용한 역노화 메커니즘 분석이나 다양한 계통으로의 분화, 바이오마커 발굴 등을 진행하고 있습니다. 이를 위해서 건국대학교 병원의 임상의사분들과 여러 기관 및 국내외 연구실과 협력하여 광범위한 연구가 진행되고 있습니다. 따라서 연구의 폭이 넓기 때문에 다양한 연구경험을 쌓을 수 있는 장점이 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저희 연구실에서는 신현진 교수님, 김아람 교수님을 비롯한 다양한 임상의사의 협업을 통해서 연구를 진행하고 있습니다. 다양한 의사와 같이 협업을 할 수 있다는 것이 저에게 너무 좋으며, 멀리가지 않더라도 다양한 질병을 연구할 수 있는 환경을 만들어 주신 지도 교수님께 감사를 드립니다. 지도 교수님께서는 한 분야에서만 연구하지 않고 다양한 분야, 전공과 협업을 하시는 부분이 본받을 점이라 생각하고, 이러한 교수님과 함께 연구를 하게 되어 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제가 연구하는 줄기세포 분야는 의미있는 결과가 금방 나오는 분야가 아니며, 실험 결과가 예상과 다를 때에는 좌절을 느낄 수도 있고 때로는 그만두고 싶은 심정이 들 수 있습니다. 그렇기 때문에, 이 분야를 진학하려는 후배들은 뚜렷한 목표를 가지고 인내심을 가지고 연구를 하였으면 좋겠습니다. 또한 연구실은 혼자만의 공간이 아니므로 같은 소속의 연구원들 그리고 주변 이웃 연구원들과 힘든 점과 서로의 실험 아이디어를 공유하면서 함께 고민해보고 해답을 같이 찾아본다면 학위 기간이 외롭지 않고, 의미 있는 시간이 될 거 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
각고의 노력으로 연구 결과를 좋은 저널에 publish할 수 있었으며, 한빛사에 연구결과를 소개할 수 있는 기회를 얻어 정말 기쁘게 생각합니다. 앞으로도 한빛사에 글을 올릴 수 있는 기회가 자주 있으면 좋겠고, 연구를 지속하여 연구자의 커리어를 많이 쌓고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
지도 교수님을 비롯하여 Ahmed Abdal Dayem 연구교수님께도 항상 저를 배려해주시면서도 선배 연구자로서 다양한 조언을 해주심에 진심으로 감사합니다. 또한 학위 기간동안 같이 연구한 MCRC 멤버들에게도 무한한 감사를 드립니다.마지막으로, 지금까지 저를 믿어 주시는 가족에게 진심으로 감사합니다. 오랜 시간 동안 저를 위해서 물심양면으로 도와주시고 응원해 주시는 부모님 사랑하고 감사합니다. 그리고 박사과정에 입학을 한 후 올올히 연구에 매진할 수 있도록 배려해준 아내와 장모님, 장인어른에게 무한한 감사를 드립니다. 그리고 누나와 매형, 그리고 조카들도 사랑하고 감사합니다.
연구에 매진하느라 1년에 한 두번 정도 본가에 가게 되는데, 그 때마다 부모님께 죄송한 마음이 큽니다. 이번에 나온 성과로 부모님께 받은 받은 사랑에 조금이나마 보답할 수 있었던 같습니다. 감사합니다.
#줄기세포
# FGF-2
# 골관절염
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