한빛사 인터뷰
- 등록2023-11-02
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
방광암은 세계 남성 중 여섯 번째로 흔한 암으로 분류되며, 국내에서도 서구화된 식습관, 환경 오염, 그리고 사회 고령화로 인해 발생 빈도가 꾸준히 증가하고 있습니다. 이 암종은 치료 후 재발이 빈번하며, 환자들은 일생 동안 주기적인 추적 관찰과 반복적인 치료를 받아야 합니다. 이로 인해 방광암 환자의 치료 비용은 모든 종류의 암 중에서 가장 높아, 유럽 연합 내 전체 암 치료 비용의 5% 이상을 차지할 만큼 사회적 의료 비용이 높고 계속 증가하고 있습니다. 또한, 방광암 환자 중 암세포가 방광 근육을 침범했는지 여부에 따라 비근침윤성 방광암(Non–muscle Invasive Bladder Cancer, NMIBC)과 근침윤성 방광암(Muscle Invasive Bladder Cancer, MIBC)으로 나뉩니다. 특히, 근침윤성 방광암은 근치적 방광 절제술과 수술 전 시스플라틴 기반 신보조 화학요법(NAC)가 표준 치료방법인데, 이러한 항암치료의 반응을 사전에 예측하기 어려운 난치성 질환으로 알려져 있습니다. 본연구에서는 근침윤성 방광암 환자 63 명을 반응성 그룹과 비반응성 그룹으로 나누어 다중 코호트 전사체 분석을 통해, GLS(glutaminase-1)를 포함한 글루타치온(Glutathione; GSH) 조절 인자들을 바이오마커로 발굴하였고, 방광암 내 글루타치온 조절을 통해 항암 치료의 반응성을 향상시킬 수 있다는 결과를 얻었습니다.
다중 코호트 전사체 분석법은 정상 세포와 비정상 세포의 유전자 발현 차이를 분석해 질병과 관련된 유전자를 파악하는 방법으로, 항암치료 내성이 있는 환자의 분자학적 특징을 밝혀내기 위해 사용했습니다.
그 결과 항암치료 내성이 있는 근침윤성 방광암 조직에서는 항산화 기능 지표인 글루타치온 조절 유전자가 많이 발현되고, 항암치료에 반응이 좋은 조직에서는 면역 반응 유전자가 많은 것을 확인했습니다. 이후 머신러닝(machine-learning) 기반의 고처리량 디지털 면역조직 화학분석 방법(Digital pathology)을 통해 방광암 조직을 분석한 결과, 글루타치온 조절 과정과 관련된 단백질이 항암치료 내성과 관련되어 있음을 밝혀냈습니다. 또한, 글루타치온 조절 과정이 항암치료 내성을 결정하는 바이오마커임을 확인하여, 글루타치온 발현 억제 약물과 항암제를 병용 투여해, 방광암 성장이 항암제만 단독으로 투여했을 때 보다 유의성 있게 감소됨을 확인했습니다.
결론적으로, 이번 연구는 근침윤성 방광암에서 항암제의 반응을 결정하는 데 있어 글루타치온 역학이 예측 및 치료적 가치를 지니고 있음을 제시하고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구실은 울산대학교 의과대학 의생명과학교실 (서울특별시 송파구 서울아산병원 아산생명과학연구원 위치)에서 2011년 9월부터 줄기세포 성상 이해를 통한 줄기세포 제어 기술과 이를 활용한 고기능성 줄기세포 치료제 개발 연구를 진행하고 있습니다. 줄기세포의 성상을 정확하게 이해하기 위하여, 줄기세포 발현체 (transcriptome)와 DNA 메틸화 (DNA methylation)와 히스톤 단백질의 변형을 통한 후성유전체 (epigenome) 분석을 통하여 줄기세포성 (stemness)을 조절하는 새로운 후성유전인자 (epigenetic factor)와 전사 인자 (transcription factor)들을 발굴하는 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 발굴한 핵심 유전자들의 조절법을 활용하여 줄기세포 기능 고도화 기술들을 개발하고 있으며, 이렇게 개발된 줄기세포들은 다양한 배뇨 장애 질환 (과민성 방광, 저활동성 방광, 간질성 방광염)과 난치성 질환 (천식, 이식편대숙주질환)의 신규 치료 기술로 활용하고 있고, 특히 줄기세포 치료 기술의 유효적 치료 기전 (mode of action, MOA)를 분석하기 위하여, 단일세포 발현체 분석 (single cell transcriptome analysis)과 고해상도 생체 영상 기술 (intravital imaging) 연구를 진행 중입니다. 이렇듯 본 연구실은 줄기세포 성상 이해를 위한 기초 연구에서부터 줄기세포 기능성 강화와 기전 분석 등의 중개 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저에게 있어서 이번 연구는 처음으로 임상 샘플을 기반으로 진행되었던 연구였습니다. 그래서 이 프로젝트는 어렵지만 동시에 매우 흥미로운 경험이었습니다. 더불어, 줄기세포 연구를 하면서 관심이 있었던 암 연구를 결합하는 기회였는데, 특히 암 중에서 줄기세포성이 높다고 알려진 방광암을 연구하게 된 것은 정말 좋은 일이었습니다. 이로써 우리 연구팀은 줄기세포와 암을 연결시키는 중요한 연구를 수행하게 되어 정말 재미있고 보람 있는 경험을 하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구 분야는 매우 힘들기는 하지만, 동시에 새로운 것을 발견하고 탐구하는 과정에서 얻는 성취감이 큰 분야입니다. 연구자로서, 우리는 이론적 또는 실험적으로 아직 알려지지 않은 것들을 찾아내는 과정을 거치며 끊임없이 발전할 수 있는 기회를 얻습니다.
더 나아가 우리의 연구 결과물은 생물학, 생명공학, 의료 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌고 인류의 건강 및 의료 문제를 해결하는데 기여할 수 있습니다.
그러나, 연구 분야는 어려움과 도전이 빼놓을 수 없는 부분입니다. 복잡한 문제와 실패의 순간이 있겠지만, 이러한 어려움을 극복하면서 얻는 성취감과 미래에 남을 결과물은 이 모든 어려움을 가치 있게 만들어줍니다. 따라서, 연구는 힘들지만 동시에 보람 있는 일을 할 수 있는 분야로서 이 분야를 고민하고 있는 분들에게 많은 경험과 기회를 제공할 수 있다고 생각합니다.
5. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번으로 한빛사에 인터뷰를 하는 것이 두번째입니다. 처음 한빛사에 인터뷰했을 때가 2018년도였고, 그 당시 꼭 언젠가 다시 한번 한빛사에 이름을 올릴 수 있는 좋은 기회가 찾아오도록 좀 더 노력하겠다고 말씀을 드렸는데, 주변의 좋은 분들과 동료들의 많은 도움 덕에 그 기회가 5년만에 생각보다 빠르게 찾아온 것 같습니다. 그렇기에 감사의 인사를 드리고 싶은 분들이 너무나 많아 이자리를 빌어 다시 한번 감사의 인사를 전해드리고 싶습니다. 먼저, 인턴때부터 지금까지 10년 동안 저를 믿고 지도해주신 신동명 교수님께 진심으로 감사하다는 인사를 드리고 싶습니다.
교수님 밑에서 석사, 박사를 진행하는 동안 많은 실수도 있었고, 잠시 병역 때문에 3년이라는 시간을 실험실을 떠났다가 다시 돌아왔을 때도, 바로 연구를 진행할 수 있도록 지원을 아낌없이 해 주셔서 이 자리까지 올 수 있었다고 생각합니다.
그리고, 이번 연구를 진행하면서 임상적인 정보를 전혀 몰랐던 저에게 많은 정보와 샘플을 제공해주신 조영미 교수님, 이재련 교수님, 홍범식 교수님께도 감사의 인사를 같이 전해드립니다. 교수님들의 많은 도움으로 이번 연구가 무사히 진행될 수 있었습니다. 정말 감사드립니다. 또한 공동 1저자로 이 연구를 진행하면서 끝까지 함께 정말 고생을 많이 하신 주혜인 박사님, 유승연 박사님 그리고 필요한 것이 있을 때 마다 도와준 우리 실험실 식구들 모두에게도 진심으로 감사의 인사를 드립니다.
마지막으로, 가족들한테 애정 표현을 잘 하지 못하는 성격이라 그동안 고마움을 표현하지 못했는데 이자리를 빌어 학위하는 동안 정말 묵묵하게 뒤에서 지원해주신 부모님과 형한테 감사함과 고마움을 전하고 싶습니다.
다시 한번 함께 일하고 도움을 주신 모든 분들께 머리 숙여 감사의 인사를 전해드립니다.
#방광암
#글루타치온
#줄기세포성
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