한빛사 인터뷰
- 등록2023-10-16
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
세계보건기구 (WHO) 조사 결과에 따르면, 심혈관질환 (Cardiovascular disease, CVD) 은 전 세계 사망 원인 1위 질환으로 고령화 사회에 맞춰 앞으로도 지속적인 증가가 예상되는 질환입니다. CVD에서 중요한 역할을 하는 cardiac hypertrophy는 다양한 자극에 대한 보상 메커니즘으로 작용하지만, 지속적인 hypertrophy는 궁극적으로 심장의 구조적 리모델링 및 기능 손상으로 이어져 결국 심부전, 부정맥 등 치명적인 결과를 유발합니다. 그러므로, 이에 대한 새로운 치료적 접근과 효과적인 약물 개발이 필요한 실정입니다.
현재 RNA 치료제는 세포치료제의 한계 (생명윤리적 문제, 면역거부 반응, 세포이식 부작용 등)를 극복하고, CVD를 포함하여 다양한 질환에 대한 차세대 치료 기술로 각광받고 있습니다. 그러나, 이와 같은 기대에도 불구하고 생체 내 불안정성과 낮은 전달 효율은 RNA 치료제의 광범위한 적용에 있어서 중요한 문제점으로 지적되고 있습니다.
이를 해결하기 위하여 현재 바이러스성 전달체, 인지질로 구성된 양이온 리포좀, 폴리머 나노입자 등의 다양한 전달체가 이용되고 있습니다. 그러나, 이들 역시 체내에서 쉽게 분해되거나 높은 면역원성 및 독성, 비효율적인 전달 효율로 인하여 실제 사용에 있어서 매우 제한적입니다.
최근, 기존 전달체의 문제점을 극복하기 위하여 세포외소포체 (Extracellular vesicles, EV)가 주목받고 있습니다. EV는 세포 내에서 생성되어 외부로 분비되는 30~1000 nm 크기의 소포체로 이중지질막 구조의 안정적인 형태를 지니고 있습니다. 특히, EV는 생체 유래 물질이기 때문에 생체적합성이 우수하고, 투과성 및 보유 효과가 높다는 측면에서 큰 장점을 가집니다. 그러나, 전신 투여 후 EV가 비특이적 장기, 특히 간에 대부분 축적되어 낮은 표적성을 보이는 점은 EV 기반 전달체 개발에 있어서 여전히 해결되어야 할 중요한 문제입니다.
현재 해외 유수의 연구 기관에서 EV의 표적성을 향상시키기 위하여 EV 표면 변형을 진행하고 있습니다. 특히, 유전자 조작과 같은 세포 공학 기술이 활용되고 있으나, 이는 복잡하고 비용이 많이 들며, 미리 분리된 EV 또는 체액에서 분리한 EV에는 쉽게 적용할 수 없다는 단점이 있습니다. 이를 해결하기 위하여 최근 다양한 연구에서 특정 세포 또는 조직에 대한 표적 물질 (펩타이드, 항체 등)을 신속하고 높은 효율로 도입할 수 있는 새로운 기술로서 클릭 화학 (Click chemistry)을 적용하고 있습니다.
클릭 화학은 2022년 노벨화학상 부분에 선정되는 등 높은 평가를 받는 기술 중 하나로 높은 수율과 넓은 적용 범위, 간편성을 토대로 반응이 진행된다고 알려져 있습니다. 그러나 현재 클릭 화학 기술을 이용하여 대부분 종양 또는 뇌 질환 치료를 위한 전달체 개발 연구를 시도하고 있으며, 아직까지 CVD에 대한 전달체 개발 연구는 미흡한 수준입니다.
따라서, 본 연구에서는 클릭 화학 기술을 이용하여 심장에 대한 높은 표적성을 갖는 EV 기반 전달체를 개발하고, 이를 통하여 치료용 siRNA를 효과적으로 전달함으로써 부작용은 최소화하고, cardiac hypertrophy에 대한 치료 효과를 극대화할 수 있는 전략을 제시하고자 하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 연세대학교 의과대학의 심장내과 정보영 교수님 연구실에서 수행되었습니다. 해당 연구실은 심방세동을 비롯한 심장질환의 분자적 작용 기전 규명과 치료를 위한 다양한 기초 및 중개 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 해당 연구실은 다년간 심장질환 치료 효과를 극대화할 수 있는 표적 치료법을 제시하기 위하여 EV를 바탕으로 다양한 형태의 약물 전달체 개발 연구를 활발하게 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
끊임없는 연구 활동을 통하여 새로운 지식과 기술을 습득하고, 다양한 경험을 쌓아감으로써 제 스스로 한 단계씩 성장하고 발전해 나가고 있다고 생각합니다. 꾸준한 연구 활동을 토대로 차곡차곡 쌓아 올린 노하우가 앞으로의 연구 활동에서 큰 밑거름이 될 수 있을 것이라고 믿어 의심치 않습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구를 위한 가설을 만들고, 이를 증명하기 위한 실험을 수행하는 과정 동안 “중요한 것은 꺾이지 않는 마음”이라는 문구를 잊지 않으셨으면 좋겠습니다. 여전히 저 또한 연구를 하는 과정에서 발생하는 실패에 좌절하지만, 이에 멈추지 않고 또 다시 고민하고 도전하기 위하여 노력하고 있습니다. 물론 방향을 재설정하고 나아가는 일련의 과정이 쉽지는 않겠지만, 이를 슬기롭게 이겨내고 좋은 연구 결과를 발표할 수 있는 그 날까지 모두 힘내셨으면 좋겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
비록 아직까지 EV 기반 약물 전달체는 실제 임상 적용을 위하여 개선해야 할 부분이 많습니다. 앞으로도 이를 해결하고, 다양한 난치성 질환으로 확대 적용할 수 있는 기술을 제시하기 위하여 꾸준한 연구를 이어 나갈 예정입니다. 이 외에도 심장질환에 대한 효과적인 치료 근거 마련을 위하여 다양한 연구를 해 나갈 예정이며, 이를 통하여 보건의료기술 산업 발전에 조금이나마 기여할 수 있기를 바랍니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저, 기초 연구에 대한 관심을 놓지 않으시고, 활발한 연구 활동을 위하여 항상 고민하시고 노력하시는 정보영 교수님께 진심으로 감사드립니다. 교수님의 꾸준한 열정과 무한한 지원이 있었기에 논문을 게재할 수 있었다고 생각합니다. 또한, 부족한 부분을 보완할 수 있도록 매번 발전적인 의견을 제시해 주시는 윤누리 박사님, 가장 가까이에서 큰 힘이 되어주는 문다솜, 김효은 박사님과 그 외 연구실 구성원들, 기관 내 오퍼레이터 (Operator) 선생님들 모두 감사드립니다. 끝으로, 늘 응원하고 지지해주는 우리 가족들 모두 사랑합니다♡
#Cardiac hypertrophy
# Small-interfering RNA
# Extracellular vesicles
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