한빛사 인터뷰
- 등록2023-10-17
- 조회1,067
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
척수는 신체의 감각신경과 운동신경의 전기적 신호를 양방향으로 전달해 주는 중추신경계의 통로로서 물리적 외상에 의해 척수손상 (Spinal cord injury)이 발생하게 되면 일차적으로 신경세포의 결손이 생기고 2차 손상인 과도한 급성 염증반응 (Acute-inflammation)으로 손상 후 2주간에 걸쳐 Glial scar를 형성합니다. 이 Glial scar는 손상 범위 주변으로 Necrosis가 확장되는 것을 줄여주는 저지선의 역할을 하기도 하지만, 신경세포의 축삭돌기 재생 (Axon regeneration)과 신경세포 간의 Connection을 물리적으로 방해하여 전신 마비 또는 하반신 마비와 같은 영구적인 장애를 초래할 수 있습니다. 이러한 현상을 신경 치료효능을 저해하는 가장 큰 원인으로 지목됩니다.
Semaphorin-3A (Sema3A)는 신경 형성 초기과정에서 Axon의 성장을 방해하고 재생을 억제하는 화학촉진 유도 분자인 Axon repulsion 역할로 알려져 있습니다. 최근, Sema3A가 척수손상 이후 Glosis 과정에서 과발현되어 신경세포의 Axon 재생과 신경세포 간의 Connection을 저해한다고 보고된 논문이 있었는데 저희는 이러한 점에서 기존 척수손상 이후 줄기세포를 이식했을 때 기대와 다른 낮은 효능이 Sema3A의 발현과 관련되어 있을 것으로 가설을 세웠습니다. 이를 알아보기 위해 분해속도를 다른 고분자 하이드로젤을 이중 층으로 구성하고 Sema3A siRNA가 결합된 금 나노입자 (Gold nanoparticles; AuNP)를 방출하는 외부 층과 신경 줄기세포와 성장인자가 내포된 내부 층의 하이드로젤이 척수손상 발생과정에 맞춰 분해되어 1회의 치료를 통해 Gliosis 억제와 줄기세포 생착 및 분화를 동시에 가능케 하는 척수손상 환자 맞춤형 기능성 복합 줄기세포 치료제를 개발하였습니다.
본 연구에서 최초로 신경줄기세포 분화과정에서 Sema3A의 발현을 관찰하였고 이러한 발현을 저희가 개발한 줄기세포 복합 치료제를 통해 억제하였을 때 in vitro와 in vivo 상에서 대조군 대비 신경줄기세포의 유의미한 생장과 축삭돌기의 성장 (Axon growth)이 나타났습니다. 이에 따른 이식된 신경줄기세포와 기존 신경세포와의 연결또한 관찰되었고 유의미한 운동신경 회복능력까지 확인하였습니다.
해당 논문의 분야인 영구적 신경손상에 대한 줄기세포 치료제는 치료가 불가능하다고 알려진 학문입니다. 이에 따른 임상까지 적용되기엔 많은 허들이 존재하지만 반대로 생각한다면 아직 연구될 부분이 한참 남은 연구주제로 전망이 타분야 대비 좋다고 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 차의과학대학교와 분당차병원에서 신경외과학 부교수로 자리하시는 손세일 교수님 연구실에서 현재 박사과정을 하고 있습니다. 저의 지도교수님인 손세일 교수님은 서울대학교 의과대학에서 의사면허와 의학박사를 수료하신 MD., Ph.D로써 현재 차의과학대학교에서 학술적인 연구와 더불어 분당차병원에서 외래진료와 수술을 동시에 진행하고 계셔 실제 임상에서 느끼는 한계점과 문제점을 저희에게 말씀해주십니다. 이러한 점은 연구주제를 정하는 것에 상당한 Motivation이 되어 트렌드에 맞는 연구를 진행할 수 있게 만들어줍니다. 저희 연구실은 Nanoparticles, Hydrogels 과 같은 재료합성부터 In-vitro, In-vivo, 결과 분석까지 연구자 개인이 배워 스스로 진행할 수 있어 기존의 타연구실과 다르게 노력과 목표만 있다면 연구에 필요한 모든 것을 배워갈 수 있다는 장점이 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
앞서 말씀드린 저희 연구실의 장점으로 많은 것을 배울 수 있고 직접 해볼 수 있다는 것 덕분에 박사과정이라는 타이틀에 국한되지 않고 다양한 것을 진행해볼 수 있었습니다. 이에 따라 CV의 다양성이 늘어나게 되어 남들보다 더 많은 도전기회를 얻게 되었고 박사과정으로 하기 어려운 여러 Followship과 국책과제Fund, 해외연수까지 진행할 수 있었습니다. 이러한 부분들은 논문 출판과 다른 성취감을 얻을 수 있어 자부심을 가질 수 있었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
다른 분야로 진학해서 회사로 취직한다면 연봉이라는 누구도 알기 쉬운 성과가 나오기 때문에 노력에 따른 인정을 받을 수 있지만 학술분야는 일반인들은 알기 어려운 성과들 (논문, 특허, 과제) 때문에 아무리 잘한다고 한들 가족들도 그 가치를 이해해주기 어렵습니다. 이러한 점에서 스스로의 대한 만족감과 자존감을 채울 수 있는 사람들이 도전하여 빛을 보길 보랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 진행하고 있는 연구주제를 잘 마무리하고 졸업을 할 생각이며 해외에서 Ph.D. 과정을 추가적으로 진행해서 심도깊은 연구와 다양한 분야에 도전하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
처음부터 끝까지 혼자서 진행한 논문이라 많은 어려움이 있었는데 믿고 맡겨주신 저희 지도교수님이신 손세일 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 그리고 백지같던 저를 다양한 색으로 밑바탕을 그려준 저의 사수 고완규 박사님 정말 감사합니다. 또한, 말을 하지 않아도 묵묵히 일을 도와주는 부사수 공호, 지금은 졸업하고 나갔지만 연구실의 감초같았던 다예까지 모두 고맙다고 이번 기회로 얘기하고 싶습니다. 마지막으로 제 부족한 논문을 검토해주신 MIT의 Robert Langer 교수님과 University of Toronto 의 Michael Fehlings 교수님, The university of Hong Kong 의 이상진 교수님께도 감사인사 올립니다.
#Spinal cord injuries
# Neural stem cells
# Semaphorin-3A
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